¿Qué es el ácido nucleico?

El ácido nucleico es esencial para todas las formas de vida, y se encuentra en todas las células. El ácido nucleico se presenta en dos formas naturales denominadas ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).

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Los ácidos nucleicos están formados por biopolímeros, que son conjuntos de monómeros que se repiten de forma natural (haciendo polímeros) y que luego crean nucleótidos, que forman los ácidos nucleicos.

Para entender la estructura del ácido nucleico, es importante entender la estructura de los nucleótidos que lo componen.

La estructura del ácido nucleico

Un nucleótido está formado por tres partes que están unidas por enlaces. Las tres partes son un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos y una base de nitrógeno.

Grupo fosfato

El grupo fosfato está formado por un átomo de fósforo con cuatro átomos de oxígeno cargados negativamente unidos a él.

Azúcar de 5 carbonos

El azúcar de 5 carbonos (conocido como pentosa) incluye la ribosa y la desoxirribosa, que están presentes en el ácido nucleico. Tanto la ribosa como la desoxirribosa tienen cinco átomos de carbono y un átomo de oxígeno. A los átomos de carbono se unen átomos de hidrógeno y grupos hidroxilos.

En el azúcar ribosa, hay grupos hidroxilos unidos al segundo y tercer átomo de carbono. En el azúcar desoxirribosa, hay un grupo hidroxilo unido al tercer átomo de carbono, pero sólo hay un átomo de hidrógeno unido al segundo átomo de carbono.

Base de nitrógeno

La molécula de nitrógeno actúa como base en el ácido nucleico porque puede dar electrones a otras moléculas y crear nuevas moléculas mediante este proceso. Puede unirse a moléculas de carbono, hidrógeno y oxígeno para crear estructuras de anillo.

Las estructuras de anillo vienen en anillos simples (pirimidinas) y anillos dobles (purinas). Las pirimidinas incluyen la timina, la citosina y el uracilo. Las purinas incluyen la adenina y la guanina. Las purinas son más grandes que las pirimidinas, y sus diferencias de tamaño ayudan a determinar sus emparejamientos en las cadenas de ADN.

Enlaces del ácido nucleico

Los enlaces que mantienen unidas las moléculas de fósforo, azúcar y nitrógeno se denominan enlaces glucosídicos y enlaces éster.

Los enlaces glucosídicos se realizan entre el primer átomo de carbono de un azúcar de 5 carbonos y el noveno átomo de nitrógeno de una base nitrogenada.

Los enlaces éster se producen entre el quinto átomo de carbono de un azúcar de 5 carbonos y el grupo fosfato.

Estos enlaces no sólo mantienen unido un único nucleótido, sino que también mantienen unidas las cadenas de nucleótidos que crean los polinucleótidos que forman el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Para crear estas cadenas, el grupo fosfato que está unido al quinto átomo de carbono en un azúcar de 5 carbonos se unirá al tercer átomo de carbono en el siguiente azúcar de 5 carbonos. Esto se repetirá para crear una cadena unida por una espina dorsal de azúcar-fosfato.

Si el azúcar de esta cadena es un azúcar ribosa, se creará una cadena de ARN.

Para crear el ADN, la cadena de ARN se une a un polinucleótido que tiene una estructura similar pero antiparalela con enlaces llamados enlaces de hidrógeno. Estos enlaces de hidrógeno unen las pirimidinas y purinas de las bases nitrogenadas. En un proceso llamado emparejamiento de bases complementarias, la guanina se une a la citosina y la adenina a la timina. Esto aumenta la eficiencia energética de los emparejamientos de bases, y siempre se encontrarán en este patrón.

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La función del ácido nucleico

Cada tipo de ácido nucleico lleva a cabo una función diferente en las células de todos los seres vivos.

ADN

El ADN es responsable de almacenar y codificar la información genética en el organismo. La estructura del ADN permite que la información genética sea heredada por los hijos de sus padres.

Como los nucleótidos adenina, timina, guanina y citosina del ADN sólo se emparejan en una determinada secuencia (adenina con timina y guanina con citosina), cada vez que una célula duplica la cadena de ADN puede especificar la secuencia en la que deben copiarse los nucleótidos. De este modo, se pueden hacer copias exactas del ADN y transmitirlas de generación en generación.

En el interior del ADN se almacenan las instrucciones para todas las proteínas que un organismo va a fabricar.

ARN

El ARN desempeña un papel importante en la síntesis de proteínas y regula la expresión de la información almacenada en el ADN para fabricar estas proteínas. También es la forma en que se transporta la información genética en ciertos virus.

• Las diversas funciones del ARN incluyen:
• Crear nuevas células en el cuerpo
• Traducir el ADN en proteínas
• Actuar como mensajero entre el ADN y los ribosomas
• Ayudar a los ribosomas a elegir los aminoácidos correctos para crear nuevas proteínas en el cuerpo.

Estas funciones las realiza el ARN con diferentes nombres. Estos nombres incluyen:

• ARN de transferencia (ARNt)
• ARNibosomal (ARNr)
• ARN mensajero (ARNm).

ATP

Sin embargo, no todos los ácidos nucleicos participan en el procesamiento de la información almacenada en las células. El ácido nucleico trifosfato de adenosina (ATP), formado por una base nitrogenada de adenina, un azúcar ribosa de 5 carbonos y tres grupos fosfato, participa en la generación de energía para los procesos celulares.

Los enlaces entre los tres grupos fosfato son enlaces de alta energía y suministran energía a la célula. Todas las células vivas utilizan el ATP para obtener energía que les permita llevar a cabo sus funciones.

Para suministrar energía, se elimina el último grupo fosfato de la cadena, lo que libera energía. Este proceso transforma el ATP en difosfato de adenosina (ADP). La eliminación de dos grupos fosfato del ATP genera la energía necesaria para crear monofosfato de adenosina (AMP).

El ATP puede crearse de nuevo mediante un proceso de reciclaje en las mitocondrias que recarga los grupos fosfato y los añade de nuevo a la cadena.

El ATP participa en el transporte de proteínas y lípidos dentro y fuera de las células, lo que se conoce como endocitosis y exocitosis, respectivamente. El ATP también es importante para mantener la estructura general de una célula, ya que ayuda a construir las propiedades del citoesqueleto de la célula.

En términos de funciones corporales específicas, el ATP es importante en la contracción muscular. Esto incluye las contracciones realizadas por el corazón al latir, así como los movimientos realizados por grupos musculares más grandes.

Resumen

El ácido nucleico es una parte esencial de todos los seres vivos y es el bloque de construcción tanto del ADN como del ARN. Se encuentra en todas las células y también en algunos virus. Los ácidos nucleicos tienen un conjunto muy diverso de funciones, como la creación de células, el almacenamiento y el procesamiento de la información genética, la construcción de proteínas y la generación de células energéticas.

Aunque sus funciones pueden ser diferentes, las estructuras del ADN y del ARN son muy parecidas, y sólo las diferencian unas pocas diferencias fundamentales en su composición molecular.

Citaciones