LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas que se encuentran en el núcleo y en el citoplasma de todas las células, en donde juegan un papel altamente especializado en la química de la vida. Los ácidos nucleicos no sólo dirigen la síntesis del material celular en cada individuo, sino que controlan la continuidad genética de las especies.
Existen dos variedades de ácidos nucleicos: el desoxirribonucleico y el ribonucleico.
El ácido desoxirribonucleico, ADN (o DNA por su nombre en inglés) es una molécula enorme, con un peso molecular que puede alcanzar a los 50 millones de uma. Se encuentra principalmente en el núcleo de las células y almacena la información genética, a la vez que controla la síntesis de proteínas. Cuando se divide una célula, el ADN se replica y forma dos copias para las células hijas.
El ácido ribonucleico, ARN (o RNA) está conformado por moléculas mucho más pequeñas, con pesos moleculares entre 20000 y 40000 uma. Se halla más que todo en el citoplasma celular en donde dirige la síntesis de las proteínas, conforme a la información que ha copiado previamente del ADN nuclear. Terminada la síntesis, el ARN se disocia en sus componentes, que quedan entonces disponibles para constituir nuevas moléculas de ARN y dirigir otras síntesis.
Los nucleótidos
Los ácidos nucleicos son polímeros formados por unidades denominadas nucleótidos que, a su vez, están constituidos por tres moléculas más simples: una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y ácido fosfórico.
BASES NITROGENADAS. Son compuestos orgánicos heterocíclicos con dos o más átomos de nitrógeno en el anillo. Existen dos tipos de bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos, las pirimidinas y las purinas, que se derivan de los compuestos del mismo nombre.
Es de notar que cada base nitrogenada se identifica por su letra inicial. Por otra parte, hemos destacado en color algunos nitrógenos, dado el importante papel que desempeña en la estructura de los ácidos nucleicos.
La timina se encuentra exclusivamente en el ADN, en tanto que el uracilo solo se halla en el ARN. Las demás bases son comunes a ambos ácidos.
AZÚCARES. El segundo compuesto de los nucleótidos es un azúcar de cinco carbonos, una pentosa, que le da el nombre particular al ácido. En efecto, los nucleótidos del ácido ribonucleico contiene ribosa, mientras que los del ácido desoxirribonucleico contiene desoxrribosa.
Nótese que la única diferencia entre estas dos azúcares es el grupo OH del carbono 2 de la ribosa, que no está presente en la desoxirribosa. Por otra parte, el carbono 1 es el que está más a la derecha en cada estructura; dicho carbono se enlaza a un nitrógeno de la base.
ÁCIDO FOSFÓRICO. Este tercer y último componente reacciona con el grupo OH del carbono 5 del azúcar (el del CH2OH) mediante una esterificación. De ahí que se le llame también grupo fosfato.
Por consiguiente, la estructura de un nucleótido es la que se ilustra a continuación.
EL adenosinmonofosfato, AMP, es también un nucleótido, pero constituido por ribosa, ácido fosfórico y la base nitrogenada adenina.
Estructura de los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos fueron aislados por Miescher en 1870, pero su estructura no fue determinada hasta 1953 cuando el químico americano J. D. Watson y el físico inglés F. H. C. Crick propusieron un modelo estructural que daba respuesta a un gran número de propiedades físicas y químicas de estos compuestos.
De acuerdo con el modelo estructural de Watson y Crick, los nucleótidos que conforman un ácido nucleico se unen entre sí por reacciones de esterificación que se producen entre el OH del carbono 3 del azúcar de uno de los nucleótidos y el ácido fosfórico de otro.
Como las proteínas, los ácidos nucleicos presentan también una estructura secundaria, que en este caso consiste en el apareamiento de dos cadenas de nucleótidos. Este apareamiento se produce gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, pero no indiscriminadamente, sino de acuerdo con ciertas normas particulares.
Efectivamente, conforme a sus estructuras, la citosina se une a la guanina por tres puentes de hidrógeno, en tanto que la timina de ADN (o el uracilo del ARN) lo hacen con la adenina mediante dos puentes. Se dice entonces, que la citosina y la guanina son bases complementarias, lo mismo que la adenina y la timina (o el uracilo).
Finalmente, la estructura propuesta por Watson y Crick para el DNA considera que las dos cadenas apartadas se enrollan en forma de hélice. Tal como se ilustra a continuación:
PREGUNTA: ¿Cuál es la diferencia entre los azúcares de los ácidos nucleicos?