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Acidos nucleicos - Tipos de acidos nucleicos, Nucleósidos y nucleótidos, Acidos nucleicos artificiales



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Acido nucleído
Los acidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones de nucleótidos de largo).
El descubrimiento de los acidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia acida a la que llamónucleína, nombre que posteriormente se cambió a acido nucleico.
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Tipos de acidos nucleicos
Existen dos tipos de acidos nucleídos: ADN (acido desoxirribonucleico) y ARN (acido ribonucleico), que se diferencian:



* por el glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN;
* por las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
* en los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr, y
* en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN.-------- ----- ------ ----- ----- ------
Nucleósidos y nucleótidos
Las unidades que forman los acidos nucleicos son los nucleótidos. Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un monosacarido de cinco carbonos (una pentosa, ribosa en el ARNy desoxirribosa en el ADN), una base nitrogenada purínica (adenina, guanina) o pirimidínica (citosina, timina o uracilo) y uno o varios grupos fosfato (acido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato estan unidos a la pentosa.
La unión formada por la pentosa y la base nitrogenada se denomina nucleósido. Cuando lleva unido una unidad de fosfato al carbono 5' de la ribosa o desoxirribosa y dicho fosfato sirve de enlace entre nucleótidos, uniéndose al carbono 3' del siguiente nucleótido; se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP) cuando hay un solo grupo fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP) si lleva dos y nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva tres.


Listado de las bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas conocidas son:
* Adenina, Presente En ADN Y ARN

* Guanina, Presente En ADN Y ARN

* Citosina, Presente En ADN Y ARN
* Timina, Exclusiva Del ADN

* Uracilo, Exclusiva Del ARN.
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ADN
El ADN es bicatenario, esta constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda sulongitud.
Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.
Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario, es decir, esta formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria.
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ARN
El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son mas cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de caracter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico. El ARN esta constituido casi siempre por una única cadena (esmonocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas.
Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoacidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia, existen varios tipos de ARN:
* El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los poros nucleares asociandose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde que ordena los aminoacidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.
* El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar aminoacidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportandolos hasta los ribosomas, colocandolos en el lugar adecuado queindica la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una proteína.
* El ARN ribosómico es el mas abundante (80 por ciento del total del ARN), se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del ribosoma.


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Acidos nucleicos artificiales
Existen, aparte de los naturales, algunos acidos nucleicos no presentes en la naturaleza, sintetizados en el laboratorio.

* Acido nucleico peptídico, donde el esqueleto de fosfato-(desoxi)ribosa ha sido sustituido por 2-(N-aminoetil)glicina, unida por un enlace peptídico clasico. Las bases púricas y pirimidínicas se unen al esqueleto por el carbono carbonílico. Al carecer de un esqueleto cargado (el ión fosfato lleva una carga negativa a pH fisiológico en el ADN/ARN), se une con mas fuerza a una cadena complementaria de ADN monocatenario, al no existir repulsión electrostatica. La fuerza de interacción crece cuando se forma un ANP bicatenario. Este acido nucleico, al no ser reconocido por algunos enzimas debido a su diferente estructura, resiste la acciónde nucleasas y proteasas.
* Morfolino y acido nucleico bloqueado (LNA, en inglés). El morfolino es un derivado de un acido nucleico natural, con la diferencia de que usa un anillo de morfolina en vez del azúcar, conservando el enlace fosfodiéster y la base nitrogenada de los acidos nucleicos naturales. Se usan con fines de investigación, generalmente en forma de oligómeros de 25 nucleótidos. Se usan para hacer genética inversa, ya que son capaces de unirse complementariamente a pre-ARNm, con lo que se evita su posterior recorte y procesamiento. También tienen un uso farmacéutico, y pueden actuar contra bacterias y virus o para tratar enfermedades genéticas al impedir la traducción de un determinado ARNm.
* Acido nucleico glicólico. Es un acido nucleico artificial donde se sustituye la ribosa por glicerol, conservando la base y el enlace fosfodiéster. No existe en la naturaleza. Puede unirse complementariamente al ADN y al ARN, y sorprendentemente, lo hace de forma mas estable. Es la forma químicamente mas simple de un acido nucleico y se especula con que haya sido el precursor ancestral de los actuales acidos nucleicos.
* Acido nucleico treósico. Se diferencia de los acidos nucleicos naturales en el azúcar del esqueleto, que en este caso es una treosa. Se han sintetizado cadenas híbridas ATN-ADN usando ADN polimerasas. Se une complementariamente al ARN, y podría haber sido su precursor.





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