Ácidos Nucleicos: ADN y ARN

• Los ácidos nucleicos son biopolímeros esenciales para la vida
• Participan en el almacenamiento, la transmisión y la expresión de la información genética

Estructura de los Ácidos Nucleicos

• Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, son polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos
• Cada nucleótido está compuesto por:
  • Una base nitrogenada
  • Un azúcar de cinco carbonos (pentosa)
  • Uno o más grupos fosfato
• Bases nitrogenadas:
  • Purinas (adenina y guanina): Estructura de doble anillo
  • Pirimidinas (citosina, timina y uracilo): Estructura de un solo anillo
  • El ADN contiene adenina, guanina, citosina y timina
  • El ARN contiene adenina, guanina, citosina y uracilo (en lugar de timina)
• Azúcares:
  • Desoxirribosa en el ADN
  • Ribosa en el ARN
• Enlace fosfodiéster:
  • Los nucleótidos se unen mediante enlaces fosfodiéster
  • Se forman entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del siguiente
  • Esto crea una cadena de ácido nucleico con una dirección 5' a 3'

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

• Estructura de doble hélice:
  • Dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje común
  • Las cadenas son antiparalelas (una corre en dirección 5' a 3' y la otra en dirección 3' a 5')
• Apareamiento de bases:
  • Adenina (A) se empareja con timina (T) mediante dos puentes de hidrógeno
  • Guanina (G) se empareja con citosina (C) mediante tres puentes de hidrógeno
  • Este apareamiento es específico y complementario
• Función principal:
  • Almacenamiento de la información genética
  • Control de la herencia

Funciones del ADN

• Almacenamiento de información genética:
  • El ADN contiene las instrucciones necesarias para construir y mantener un organismo
  • Esta información se codifica en la secuencia de bases nitrogenadas
• Replicación:
  • El ADN se replica para asegurar que cada célula hija reciba una copia completa del genoma durante la división celular
• Transcripción:
  • El ADN sirve como molde para la síntesis de ARN (transcripción)
  • El ARN luego dirige la síntesis de proteínas (traducción)
• Regulación de la expresión génica:
  • El ADN contiene secuencias reguladoras
  • Estas secuencias determinan cuándo y dónde se expresan los genes

ARN (Ácido Ribonucleico)

• Estructura:
  • Generalmente de cadena sencilla
  • Puede plegarse sobre sí misma para formar estructuras complejas
• Tipos principales de ARN:
  • ARN mensajero (ARNm):
    • Lleva la información genética del ADN a los ribosomas
    • Sirve como molde para la síntesis de proteínas
  • ARN ribosómico (ARNr):
    • Componente estructural y funcional de los ribosomas
    • Participa en la síntesis de proteínas
  • ARN de transferencia (ARNt):
    • Transporta aminoácidos a los ribosomas
    • Reconoce los codones en el ARNm durante la traducción

Síntesis del ARN (Transcripción)

• Proceso:
  • El ARN se sintetiza utilizando el ADN como molde
  • La enzima ARN polimerasa cataliza la formación de enlaces fosfodiéster entre los nucleótidos de ARN
• Etapas principales:
  • Iniciación:
    • La ARN polimerasa se une a una región específica del ADN llamada promotor
  • Elongación:
    • La ARN polimerasa desenrolla el ADN y sintetiza una cadena de ARN complementaria a la cadena molde de ADN
  • Terminación:
    • La ARN polimerasa llega a una secuencia de terminación en el ADN, lo que indica el final de la transcripción
• Procesamiento del ARN (en eucariotas):
  • Adición de una caperuza (capping) en el extremo 5'
  • Adición de una cola de poliadenina (poliadenilación) en el extremo 3'
  • Eliminación de intrones (splicing)

Replicación del ADN

• Proceso:
  • El ADN se copia a sí mismo
  • Asegura que cada célula hija reciba una copia idéntica del material genético
• Naturaleza semiconservativa:
  • Cada nueva molécula de ADN consta de una cadena original y una cadena recién sintetizada
• Enzimas clave:
  • ADN polimerasa:
    • Cataliza la adición de nucleótidos a la cadena de ADN en crecimiento
    • Requiere un molde y un cebador (primer)
  • Helicasa:
    • Desenrolla la doble hélice del ADN
  • Primasa:
    • Sintetiza cebadores de ARN para iniciar la replicación
  • Ligasa:
    • Une los fragmentos de ADN (fragmentos de Okazaki) en la cadena rezagada
• Horquilla de replicación:
  • Estructura en forma de "Y" donde se está replicando el ADN
  • La replicación ocurre en ambas direcciones desde el origen de replicación
• Cadena líder y cadena rezagada:
  • Cadena líder:
    • Se sintetiza de forma continua en la dirección 5' a 3'
  • Cadena rezagada:
    • Se sintetiza de forma discontinua en fragmentos cortos (fragmentos de Okazaki)
    • Los fragmentos de Okazaki se unen posteriormente mediante la ligasa

Los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, son polímeros formados por nucleótidos. Cada nucleótido contiene una base nitrogenada, un azúcar pentosa y grupos fosfato. Estos biopolímeros son esenciales para el almacenamiento y la transmisión de información genética.