Los Ácidos Nucleicos

El ácido desoxirribonucleico(polímero de unidades menores denominados nucleótidos) junto con el ácido ribonucleico, constituye la porción prostética de los nucleoproteidos, cuyo nombre tiene un contexto histórico, ya que se descubrieron en el núcleo de la célula. Se trata de una molécula de gran peso molecular (macromolécula) que está constituida por tres sustancias distintas: ácido fosfórico, un monosacárido aldehídico del tipo pentosa (la desoxirribosa), y una base nitrogenada cíclica que puede ser púrica (adenina ocitosina) o pirimidínica (timina o guanina). La unión de la base nitrogenada (citosina, adenina, guanina o timina) con la pentosa (desoxirribosa) forma un nucleósido; éste, uniéndose al ácido fosfórico, nos da un nucleótido; la unión de los nucleótidos entre sí en enlace diester nos da el polinucleótido, en este caso el ácido desoxirribonucleico. Las bases nitrogenadas se hallan en relación molecular 1:1, la relación adenina + timina / guanina + citosina es de valor constante para cada especie animal. Estructuralmente la molécula de ADN se presente en forma de dos cadenas helicoidales arrolladas alrededor de un mismo eje (imaginario); las cadenas están unidas entre sí por las bases que la hacen en pares. Los apareamientos son siempre adenina-timina y citosina-guanina. El ADN es la base de la herencia.

 LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son macromoléculas complejas de suma importancia biológica, ya que todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en forma de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN). Sin embargo; algunos virus sólo contienen ARN, mientras que otros sólo poseen ADN.

Se les denomina así porque fueron aislados por primera vez del núcleo de células vivas. No obstante, ciertos ácidos nucleicos no se encuentran en el núcleo de la célula, sino en el citoplasma celular.

Sin duda alguna, los ácidos nucleicos son las sustancias fundamentales de los seres vivos, y se cree que aparecieron hace unos 3.000 millones de años, cuando surgieron en la Tierra las formas de vida más elementales. Y los investigadores han aceptado que el origen del código genético que portan estas moléculas es muy cercano al tiempo del origen de vida en la Tierra. Por ello, es que gracias al arduo trabajo realizado por los científicos, han conseguido descifrarlo, es decir, determinar la forma en que la secuencia de los ácidos nucleicos dicta la estructura de las proteínas. Determinando así que, tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructura de forma helicoidal. Y que la secuencia de estas moléculas a lo largo de la cadena determina el código de cada ácido nucleico particular. A su vez, este código indica a la célula cómo reproducir un duplicado de sí misma o las proteínas que necesita para su supervivencia.

ESTRUCTURAS

·         Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos (monocatenario) es decir, está formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria. No es funcional, excepto en algunos virus.

·         Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria, dos cadenas de nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas entre sí por las bases nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en torno a un eje imaginario. Hay tres tipos:

·         Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se encuentran en un plano inclinado (ADN no codificante).

·         Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares (ADN funcional).

·         Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no funcional); se encuentra presente en los parvovirus.

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN

El ADN y el ARN son materiales genéticos que se encuentran en todas las células vivas. Estos compuestos son responsables de la reproducción celular y de la producción de las proteínas necesarias para la vida. Si bien cada uno de estos componentes lleva información codificada por los genes, difieren en distintas formas.

Diferencias estructurales

ADN significa ácido desoxirribonucleico, y el ARN significa ácido ribonucleico. Además, el ADN posee azúcar de desoxirribosa, el ARN, contiene azúcar de ribosa. El ADN está compuesto de muchos tipos de bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina. El ARN contiene bases niteogenadas similares a las del ADN, pero no contiene timina, sino que contiene uracilo. Tanto el ADN como el ARN son azúcares unidos a un compuesto de nitrógeno a un extremo y a un grupo de fósforo en el otro. Sin embargo, el ADN por lo general posee dos hebras enrolladas juntas para formar una doble hélice. El ARN normalmente es de una sola hebra.

Diferencia funcional entre ADN y ARN

El ADN es responsable de almacenar la información genética y se encuentra en el núcleo de la célula. Cuando no se utiliza, las hebras de ADN se cierran herméticamente y forman cromosomas. El ARN se encuentra en otras partes de la célula (por ejemplo, en la mitocondria) y es responsable en tomar la información que se encuentra en el ADN y convertirla en algo funcional, codificando varias proteínas a través del proceso de transcripción. Por ejemplo, una hebra de ADN puede establecer que un individuo posea los ojos azules. Esta información la toma el ARN del ADN para crear las proteínas con los pigmentos azules necesarios para manifestar estos genes.

AUTODUPLICACION DEL ADN

Replicación del ADN: Para la transmisión de la información genética de una célula a sus células descendientes, tanto si son procariotas como eucariotas, hace falta que el ADN se replique fielmente para asegurar que las células hijas tengan la misma información genética que la célula madre de la que proceden.

Tanto en procariotas como eucariotas la replicación o autoduplicación del ADN es semiconservativa, es decir, cada una de las dos cadenas de esta molécula sirve de molde para sintetizar otra, de tal forma que de las dos moléculas de ADN idénticas resultantes cada una tendrá una cadena nueva y otra antigua.

En el cromosoma bacteriano (doble hélice de ADN circular) se forma una burbuja de replicación con dos vértices u horquillas de replicación (bidireccional). Estas horquillas empiezan en unas secuencias de inicio (GATC en procariotas) que van separándose hasta dar lugar a dos moléculas circulares de ADN idénticas. Para establecer estas burbujas de replicación las helicasas, topoisomerasas y proteínas SSB abren las cadenas, eliminan las tensiones de superenrollamiento y mantienen separadas las cadenas para que actúen las polimerasas. Podemos distinguir dos situaciones debido a que las ADN polimerasas solo pueden sintetizar en la dirección 5’→3’:

A) En la hebra (o cadena) de crecimiento continuo o hebra conductora, una ARN polimerasa sintetiza un primer o cebador, un pequeño fragmento de ARN, y posteriormente la ADN polimerasa III continúa la síntesis sin interrupción en la dirección de la horquilla. La energía es suministrada por los nucleótidos trifosfato que se van incorporando.

B) En la cadena de síntesis discontinua o retardada la replicación transcurre más despacio ya que se hace de forma discontinua. La ARN polimerasa sintetiza un cebador (40 n.), después la ADN pol III sintetiza un fragmento de 1000 nucleótidos de ADN, llamados fragmentos de Okazaki. Este proceso se repite a medida que se van abriendo las cadenas. Posteriormente, la ADN pol I elimina el ARN y lo sustituye por ADN y, por último, una ADN ligasa une los diferentes fragmentos de Okazaki (pequeños fragmentos de unos 40 nucleótidos de ARN y 1000 de ADN que se forman en la cadena de síntesis discontinua retardada).

CÓDIGO GENÉTICO.

El código genético es un lenguaje que tienen los genes y que informa sobre como se han de sintetizar las proteínas, es decir, del orden en el que se han de unir los aminoácidos. Ese lenguaje se tiene que hacer con cuatro letras, las cuatro bases del DNA.

Es necesario codificar a 20 aminoácidos, por tanto no llegan palabras de una letra, ya que sólo se podría a cuatro aminoácidos, si se utilizaran palabras de 2 letras se podrían hacer 16 palabras distintas; tienen que ser palabras de 3 letras, con lo cual se pueden hacer 64 palabras distintas, pero ahora sobran. Tres de esas combinaciones de 4 letras no codifican a aminoácidos, son palabras que significan fin del mensaje.

Las 61 palabras restantes codifican a aminoácidos. Hay dos aminoácidos que son codificadas por sólo un triplete de bases (Metionina y Triptófano); los 18 restantes están codificados por más de una palabra, pero no es un código ambiguo porque cada palabra significa un aminoácido.

A las palabras del código genético se les llama tripletes de bases y a esos tripletes codificantes, en los genes se les llama codógeno; pero el DNA no interviene en la síntesis proteica, sino que la información de los genes es transcrita al RNA, y los genes codifican para proteínas, el mensaje se transcribe en una molécula de RNAm: entonces los codógenos se transcriben en los codones del mensajero, los codones del RNA son complementarios a los codógenos del DNA.

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO.

·         Es un código con palabras de tres letras, de tripletes de bases.

·         Es un lenguaje “sin comas”, no hay señales que separen palabras.

·         Se lee sin superposiciones

·         Es un código “universal”; que es igual en todos los seres vivos, de ahí la posibilidad de hacer transferencia de genes. Pero ya se han encontrado excepciones esa “universalidad”: La primera se encontró en el paramecio. También en el DNA - mitocondrial.

·         Es un código degenerado (pero no es ambiguo, porque cada triplete codifica un aminoácido) porque sobran tripletes, es decir, que todos los aminoácidos, menos dos, están codificados por más de un triplete. Los tripletes que codifican al mismo aminoácido son sinónimos. Muchas veces los sinónimos coinciden en las primeras bases y se diferencian sólo en la última. Si hay más de 4 sinónimos, esto ya no es posible, tienen que diferenciarse en dos bases.

·         Un aminoácido va a estar codificado por tripletes parecidos, lo que minimiza el efecto de muchas mutaciones. Por otra parte, aminoácidos químicamente parecidos están codificados por tripletes parecidos, lo que también minimiza el efecto de las mutaciones.

  

CONCLUSIÓN

 Casi el 100% de todas las especies vivas de plantas y animales --de los mamíferos complejos a bacterias sencillas-- usan exactamente el mismo código genético (el mismo conjunto exacto de instrucciones químicas) para dirigir el ensamblaje de la gran variedad de moléculas de proteínas que los seres vivos necesitan. El hecho de que ese código genético (el "reglamento" químico para producir proteínas) es exactamente el mismo esencialmente en todos los organismos (con unas pocas variaciones menores) es en sí fuerte evidencia de que todas las especies están emparentadas y de que descienden de una larga serie de antepasados comunes. Pero los creacionistas pasan por alto este hecho y hacen una gran alharaca porque hay una pequeña cantidad de excepciones a esta regla general (unos pocos organismos primitivos tienen un código genético ligeramente distinto para producir proteínas), como si esas excepciones fueran prueba de que las distintas especies no tienen antepasados comunes y de que un ser divino, no los procesos naturales de la evolución, hizo cada organismo como es. La verdad es que ese razonamiento de los creacionistas no cuenta con ninguna base científica