Características de los ácidos nucleicos

Características de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos importantes en la naturaleza incluyen el ácido desoxirribonucleico, o ADN, y el ácido ribonucleico, o ARN. se llaman ácidos porque son donantes de protones (es decir, átomo de hidrógeno) y, por lo tanto, tienen una carga negativa.

qu√≠micamente, el ADN y el ARN son pol√≠meros, lo que significa que consisten en unidades repetidas, a menudo en un gran n√ļmero de ellos. estas unidades se llaman nucle√≥tidos . todos los nucle√≥tidos incluyen a su vez tres porciones qu√≠micas distintas: un az√ļcar pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada.

El ADN se diferencia del ARN en tres formas principales. una es que el az√ļcar que constituye el "esqueleto" estructural de la mol√©cula de √°cido nucleico es la desoxirribosa, mientras que en rna es la ribosa. si est√° familiarizado con la nomenclatura qu√≠mica, reconocer√° que esta es una peque√Īa diferencia en el esquema estructural general; La ribosa tiene cuatro grupos hidroxilo (-oh), mientras que la desoxirribosa tiene tres.

La segunda diferencia es que si bien una de las cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN es la timina, la base correspondiente en el ARN es el uracilo. Las bases nitrogenadas de los √°cidos nucleicos son las que dictan las caracter√≠sticas finales de estas mol√©culas, porque las porciones de fosfato y az√ļcar no var√≠an dentro o entre las mol√©culas del mismo tipo.

finalmente, el ADN es de doble cadena, lo que significa que consta de dos largas cadenas de nucleótidos unidos químicamente por dos bases nitrogenadas. el ADN se enrolla en forma de "doble hélice", como una escalera flexible torcida en direcciones opuestas en ambos extremos.

características generales del ADN

La desoxirribosa consiste en un anillo de cinco átomos, cuatro carbonos y un oxígeno, en forma de pentágono o tal vez un plato de home en el béisbol. Debido a que el carbono forma cuatro enlaces y oxígeno dos, esto deja ocho sitios de unión libres en los cuatro átomos de carbono, dos por carbono, uno arriba y otro debajo del anillo. tres de estos puntos están ocupados por grupos hidroxilo (-oh), y cinco son reclamados por átomos de hidrógeno.

esta mol√©cula de az√ļcar puede unirse a una de cuatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina y timina. adenina (a) y guanina (g) son purinas, mientras que citosina (c) y timina (t) son pirimidinas. Las purinas son mol√©culas m√°s grandes que las pirimidinas; debido a que las dos cadenas de cualquier mol√©cula de ADN completa est√°n unidas en el medio por sus bases nitrogenadas, estos enlaces deben formarse entre una purina y una pirimidina para mantener el tama√Īo total de las dos bases a trav√©s de la mol√©cula aproximadamente constante. (ayuda a referirse a cualquier diagrama de √°cidos nucleicos cuando se lee, como los de las referencias). A medida que sucede, un enlace exclusivamente a t en ADN, mientras que c se une exclusivamente a g.

La desoxirribosa unida a una base nitrogenada se llama nucleósido . cuando se agrega un grupo fosfato a la desoxirribosa en el carbón, a dos puntos de distancia de donde se une la base, se forma un nucleótido completo. Las peculiaridades de las respectivas cargas electroquímicas en los diversos átomos en los nucleótidos son responsables de que el ADN bicatenario forme una forma helicoidal, y las dos cadenas de ADN en la molécula se denominan cadenas complementarias.

características generales de rna

El az√ļcar pentosa en rna es ribosa en lugar de desoxirribosa. la ribosa es id√©ntica a la desoxirribosa, excepto que la estructura del anillo est√° unida a cuatro grupos hidroxilo (-oh) y cuatro √°tomos de hidr√≥geno en lugar de tres y cinco, respectivamente. la porci√≥n de ribosa de un nucle√≥tido est√° unida a un grupo fosfato y a una base nitrogenada, como ocurre con el ADN, con fosfatos y az√ļcares alternos que forman el "esqueleto" de la ARN. Las bases, como se se√Īal√≥ anteriormente, incluyen a, c y g, pero la segunda pirimidina en el ARN es uracilo (u) en lugar de t.

mientras que el ADN solo se ocupa del almacenamiento de informaci√≥n (un gen es simplemente una hebra de ADN que codifica para una √ļnica prote√≠na), diferentes tipos de ARN asumen diferentes funciones. messenger rna, o mrna, se fabrica a partir de ADN cuando el ADN de doble cadena normalmente se divide en dos cadenas individuales para el prop√≥sito de la transcripci√≥n. el mrna resultante finalmente se abre paso hacia las partes de las c√©lulas donde se produce la prote√≠na, llevando las instrucciones para este proceso entregadas por el ADN. un segundo tipo de ARN, transferencia de ARN (trna), participa en la fabricaci√≥n de prote√≠nas. esto ocurre en los org√°nulos celulares llamados ribosomas, y los ribosomas en s√≠ mismos consisten principalmente en un tercer tipo de ARN llamado, apropiadamente, el ARN ribosomal (rrna).

las bases nitrogenadas

Las cinco bases nitrogenadas: adenina (a), citosina (c), guanina (g) y timina (t) en el ADN y los tres primeros m√°s uracilo (u) en el ARN, son las porciones de los √°cidos nucleicos que son los responsables finales de la Diversidad de productos gen√©ticos a trav√©s de los seres vivos. Las porciones de az√ļcar y fosfato son esenciales porque proporcionan estructura y andamios, pero las bases son donde se generan los c√≥digos. Si piensa que su computadora port√°til es un √°cido nucleico o al menos una cadena de nucle√≥tidos, el hardware (por ejemplo, unidades de disco, pantalla de monitor, microprocesador) es an√°logo a los az√ļcares y fosfatos, mientras que cualquier software y aplicaciones que est√© ejecutando son similares a bases nitrogenadas, debido a que la variedad √ļnica de programas que ha cargado en su sistema hace que su computadora sea un "organismo" √ļnico en su clase.

como se describió anteriormente, las bases nitrogenadas se clasifican como purinas (a y g) o pirimidinas (c, t y u). a siempre se aparea en una hebra de ADN con t, yc siempre se empareja con g. De manera importante, cuando se utiliza una hebra de ADN como plantilla para la síntesis de ARN (transcripción), en cada punto a lo largo de la molécula de ARN en crecimiento, el nucleótido de ARN que se crea a partir del nucleótido de ADN "padre" incluye la base que es la que el padre "la base siempre se une a Esto se explora en una sección adicional.

las purinas consisten en un anillo de nitr√≥geno y carbono de seis miembros y un anillo de nitr√≥geno y carbono de cinco miembros, como un hex√°gono y un pent√°gono que comparten un lado. La s√≠ntesis de purina implica un ajuste qu√≠mico de un az√ļcar ribosa, seguido de la adici√≥n de grupos amino (-nh 2 ). Las pirimidinas tambi√©n tienen un anillo de nitr√≥geno y carbono de seis miembros, como las purinas, pero carecen del anillo de nitr√≥geno y carbono de cinco miembros de las purinas. Por lo tanto, las purinas tienen una masa molecular m√°s alta que las pirimidinas.

La síntesis de nucleótidos que contienen pirimidinas y la síntesis de nucleótidos que contienen purinas ocurren en un orden opuesto en un paso crucial. en pirimidinas, la porción de base se ensambla primero, y el resto de la molécula se modifica en un nucleótido más tarde. en las purinas, la parte que finalmente se convierte en adenina o guanina se modifica hacia el final de la formación de nucleótidos.

transcripción y traducción

la transcripci√≥n es la creaci√≥n de una hebra de mrna a partir de una plantilla de ADN, que lleva las mismas instrucciones (es decir, el c√≥digo gen√©tico) para elaborar una prote√≠na particular como lo hace la plantilla. El proceso ocurre en el n√ļcleo celular, donde se encuentra el ADN. cuando una mol√©cula de ADN bicatenaria se separa en cadenas sencillas y la transcripci√≥n procede, el ARNm que se genera a partir de una cadena del par de ADN "descomprimido" es id√©ntico al ADN de la otra cadena de ADN descomprimido, excepto que mrna contiene u en lugar de t (de nuevo, es √ļtil hacer referencia a un diagrama; consulte las referencias.) El mrna, una vez completado, deja el n√ļcleo a trav√©s de los poros en la membrana nuclear. Despu√©s de que la mrna abandona el n√ļcleo, se une a un ribosoma.

Las enzimas se adhieren al complejo ribosomal y ayudan en el proceso de traducción. La traducción es la conversión de las instrucciones de mrna en proteínas. esto ocurre cuando los aminoácidos, las subunidades de proteínas, se generan a partir de "codones" de tres nucleótidos en la cadena mrna. el proceso también implica rrna (ya que la traducción se realiza en los ribsomas) y trna (que ayuda a ensamblar los aminoácidos).

De las hebras de ADN a los cromosomas.

Las hebras de ADN se ensamblan en una doble hélice debido a una confluencia de factores relacionados. Uno de estos es los enlaces de hidrógeno que naturalmente se colocan en diferentes partes de la molécula. a medida que se forma la hélice, los pares de unión de bases nitrogenadas son perpendiculares al eje de la doble hélice como un todo. cada vuelta completa incluye un total de aproximadamente 10 pares de bases de base. lo que podría haberse llamado los "lados" del ADN cuando se presenta como una "escalera" ahora se llaman las "cadenas" de la doble hélice. estos consisten casi en su totalidad en las porciones de ribosa y fosfato de los nucleótidos, con las bases en su interior. Se dice que la hélice tiene ranuras principales y secundarias que determinan su forma finalmente estable.

Si bien los cromosomas pueden describirse como cadenas muy largas de ADN, esta es una simplificaci√≥n general. es cierto que un cromosoma dado podr√≠a, en teor√≠a, desenrollarse para revelar una √ļnica mol√©cula de ADN ininterrumpida, pero esto no indica el intrincado enrollamiento, enrollamiento y agrupamiento que el ADN hace para formar un cromosoma. un cromosoma presenta millones de pares de bases de ADN, y si todos los ADN se estiraran sin romper la h√©lice, su longitud se extender√≠a desde unos pocos mil√≠metros hasta m√°s de un cent√≠metro. En realidad, el ADN es mucho m√°s condensado. Las prote√≠nas llamadas histonas se forman a partir de cuatro pares de prote√≠nas subunitarias (ocho subunidades en total). este oct√°mero sirve como una especie de carrete para que la doble h√©lice del ADN se enrolle dos veces, como hilo. esta estructura, el oct√°mero m√°s el ADN que la envuelve, se denomina nucleosoma. cuando un cromosoma se desenrolla parcialmente en una hebra llamada cromatida, estos nucleosomas aparecen en la microscop√≠a como cuentas en una sarta. pero por encima del nivel de los nucleosomas, se produce una mayor compresi√≥n del material gen√©tico, aunque el mecanismo preciso sigue siendo dif√≠cil de alcanzar.

Los ácidos nucleicos y la aparición de la vida.

ADN, rna y prote√≠nas se consideran biopol√≠meros.porque son secuencias repetidas de informaci√≥n y amino√°cidos asociados con seres vivos ("bio" significa "vida"). los bi√≥logos moleculares reconocen hoy que el ADN y el ARN de alguna forma son anteriores a la aparici√≥n de la vida en la tierra, pero a partir de 2018, nadie hab√≠a descubierto el camino desde los primeros biopol√≠meros hasta los seres vivos simples. algunos han teorizado que el rna de alguna forma fue la fuente original de todas estas cosas, incluido el ADN. esta es la "hip√≥tesis del mundo rna". sin embargo, esto presenta una especie de escenario de gallina y huevo para los bi√≥logos, porque al parecer las mol√©culas de ARN lo suficientemente grandes no podr√≠an haber surgido por ning√ļn otro medio que no sea la transcripci√≥n. en cualquier caso, los cient√≠ficos est√°n, con creciente entusiasmo, actualmente investigando el ARN como un objetivo para la primera mol√©cula auto-replicante.

terapias medicas

Las sustancias qu√≠micas que imitan los constituyentes de los √°cidos nucleicos se est√°n utilizando como medicamentos hoy en d√≠a, con desarrollos adicionales en esta √°rea en curso. por ejemplo, una forma ligeramente modificada de uracilo, 5-fluorouracilo (5-fu), se ha utilizado durante d√©cadas para tratar el carcinoma de colon. lo hace imitando una base nitrogenada verdadera lo suficientemente cerca como para que se inserte en el ADN reci√©n fabricado. esto conduce en √ļltima instancia a una ruptura en la s√≠ntesis de prote√≠nas.

Se han utilizado imitadores de nucle√≥sidos (que, como recordar√°n, son un az√ļcar ribosa m√°s una base nitrogenada) en terapias antibacterianas y antivirales. a veces, es la porci√≥n base del nucle√≥sido la que se modifica, y en otras ocasiones el f√°rmaco se dirige a la porci√≥n de az√ļcar.



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