Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por unidades monoméricas denominadas nucleótidos. Los nucleótidos y sus derivados son sustancias biológicamente ubicuas que participan en casi todos los procesos bioquímicos.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por unidades monoméricas denominadas nucleótidos. Los nucleótidos y sus derivados son sustancias biológicamente ubicuas que participan en casi todos los procesos bioquímicos:
- Forman las unidades monoméricas de los ácidos nucleicos y tienen un papel central en el almacenamiento y expresión de la información genética;
- El trifosfato de adenosina, más conocido como el ATP, es el principal compuesto energético que resulta de las vías de la información genética;
- La mayoría de las vías metabólicas son reguladas, por lo menos en alguna parte, por los niveles nucleótidos como el ATP o ADP. Además de ello, algunos nucleótidos funcionan como indicadores intracelulares que regulan las actividades de numerosos procesos metabólicos;
- Algunos derivados de nucleótidos, como dinucleótido de nicotinamida y adenina (más conocido por NAD+, en su forma oxidada, o NADH en su forma reducida), dinucleotido de flavina y adenina (más conocido por FAD+, en su forma oxidada, o FADH2, en su forma reducida) y coenzima A son necesarios en diversas reacciones enzimáticas;
Las ribozimas que tienen propiedades semejantes a las enzimas son formadas por nucleótidos.
Nucleótidos, nucleósidos y bases azotadas
En Química, se definen los nucleótidos como ésteres fosfatados de un azúcar de 5 carbonos (comúnmente designado pentosa) que posee una base azotada covalentemente enlazada al Carbono 1 (C1´) del residuo de azúcar. Los ribonucleótidos, las unidades monoméricas del ARN (ácido ribonucleico), la pentosa es una D-ribosa, mientras los desoxirribonucleicos, las unidades monoméricas del ADN (ácido desoxirribonucleico), la pentosa es una 2’-desoxi-D-ribosa. El grupo fosfato puede estar unido al C5’ de la pentosa para formar el 5’-nucleótido o a su C3’ para formar el 3’-nucleótido. En el caso de que el grupo de fosfato esté ausente, el compuesto es denominado nucleósido. Así, un 5’-nucleótido, por ejemplo, puede referirse a un nucleótido-5’-fosfato. Cabe señalar que los grupos fosfato de los nucleótidos están doblemente ionizados al pH fisiológico, es decir, los nucleótidos son ácidos moderadamente fuertes. Las bases azotadas son moléculas heterocíclicas, planares y aromáticas que, en su mayoría, derivan de purina o de la pirimidina. Los principales compuestos purínicos de los ácidos nucleicos son residuos de adenina y de guanina; los principales residuos de piramidina son la citosina, uracilo (que se presenta principalmente en el ARN) y la tiamina (5-metiluracilo, que está principalmente presente en el ADN). Las purinas se unen a la ribose a través de enlaces glicosídicos de su átomo N9, mientras las pirimidinas se unen a través de su átomo N1.
La estrutura química del ADN y del ARN
Las estructuras químicas de los ácidos nucleicos fueron clarificadas a inicios de los años cincuenta, a través de investigaciones de Phoebus Levene (1863 – 1940), seguido del trabajo de Alexander Todd (1907 – 1997). Los ácidos nucleicos son, excepto raras excepciones, polímeros lineales de nucleótidos en que sus grupos fosfato se unen a las posiciones 3’ y 5’ de residuos de azúcar sucesivos. Los fosfatos de estos polinucleóticos, los grupos fosfodiéster son ácidicos, haciendo que el pH fisiológico de los ácidos nucleótidos sean polianiones.
La regla de Chargaff
El ADN tiene un número igual de residuos de adenina y tiamina (A = T) e igual número de guanina y citosina (G = C). Esta relación, conocida como la regla de Chargadd, fue descubierta a final de los años cuarenta por Erwin Chargaff (1995 – 2002). Este investigador también constató que la composición de las bases azotadas del ADN de un organismo es característico de aquel organismo; es decir, es independiente del tejido del cual el ADN es retirado y también de la edad del organismo, de su estado nutricional, o cualquier otro factor ambiental. La base estructural de la regla de Chargaff es aquella que en la cadena doble de ADN, la guanina está siempre unida a la citosina, mientras la adenina forma un par de base con la tiamina; en ambos casos el enlace es realizado por puentes de hidrógeno. La composición de las bases azotadas en el ADN varía significativamente entre cada organismo. El ARN, que usualmente se encuentra como una molécula de cadena singular, cuando es emparejada con otra cadena singular de ARN también sigue la regla de Chargaff, sin embargo la adenina forma un par de base con el uracilo.
Otros asuntos relacionados:
- Cadena doble de ADN
- Ácido ribonucleico (ARN)
- Ácido desoxirribonucleico (ADN)
