Definición

sustantivo
plural: ácido nucleico
nu-cle-ic ac-id, nuˈkleɪ.ɪk ˈæsɪd
Cualquier grupo de compuestos complejos formados por cadenas lineales de nucleótidos monoméricos en los que cada unidad monomérica está compuesta por ácido fosfórico, azúcar y base nitrogenada, y que participan en la conservación, replicación y la expresión de la información hereditaria en cada célula viva

Detalles

Resumen

Una biomolécula se refiere a cualquier molécula que es producida por organismos vivos. Como tal, la mayoría de ellas son moléculas orgánicas. Los cuatro grupos principales de biomoléculas incluyen aminoácidos y proteínas, carbohidratos (especialmente, polisacáridos), lípidos y ácidos nucleicos. Un ácido nucleico se refiere a cualquiera del grupo de compuestos complejos formados por cadenas lineales de nucleótidos monoméricos. Cada componente nucleotídico, a su vez, está formado por ácido fosfórico, azúcar y base nitrogenada. Los ácidos nucleicos participan en la conservación, replicación y expresión de la información hereditaria. Dos tipos principales de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Historia y terminología

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se atribuye al médico y biólogo suizo, Friedrich Miescher 1844 -1895, en 1868. Consiguió aislar una molécula biológica que no era ni una proteína, ni un carbohidrato, ni un lípido de los núcleos de los glóbulos blancos. Llamó al compuesto nucleína por su procedencia.1 Las propiedades ácidas del compuesto fueron descubiertas por el químico alemán Albrecht Kossel (1853-1927). También es conocido por ser el primero en identificar las nucleobases: adenina, citosina, guanina, timina y uracilo. Más tarde, la nucleína fue sustituida por el ácido nucleico; el término fue acuñado en 1889 por el patólogo alemán Richard Altmann 1852 -1900.2 La nucleína descubierta por Miescher fue identificada más tarde particularmente como ADN. El modelo de doble hélice del ADN fue atribuido a los biólogos moleculares James Watson (estadounidense) y Francis Crick (británico) en 1953. Su modelo de doble hélice del ADN se basó en gran medida en la imagen de difracción de rayos X (denominada Foto 51) de Rosalind Franklin 1920 – 1958 y Raymond Gosling en1952.

Estructura

Un ácido nucleico es un biopolímero compuesto por unidades monoméricas de nucleótidos. Cada nucleótido que compone un ácido nucleico está compuesto por ácido fosfórico, azúcar (de 5 carbonos) y base nitrogenada. Las cadenas de nucleótidos de un ácido nucleico están unidas por enlaces fosfodiésteres 3′, 5′. Esto significa que el grupo 5′-fosfórico de un nucleótido se esterifica con el 3′-hidroxilo del nucleótido adyacente.

Tipos

Dos tipos principales de ácidos nucleicos son el ADN y el ARN. El ADN es un ácido nucleico de doble cadena que contiene la información genética de un ser vivo. Es esencial para el crecimiento, la división y la función de las células de un organismo. El ARN es un ácido nucleico monocatenario, excepto algunos ARN víricos y ARNsi que son bicatenarios.

	ADN	ARN
Estructura	El ADN se compone de dos hebras que se retuercen para formar una hélice, formando una estructura en forma de escalera. Cada hebra está formada por una alternancia de fosfato (PO4) y azúcar pentosa (2-deoxirribosa), y unida al azúcar hay una base nitrogenada, que puede ser adenina, timina, guanina o citosina. En el ADN, la adenina se empareja con la timina y la guanina con la citosina. No todos los ADN son de doble cadena. Por ejemplo, un grupo de virus tiene un genoma de ADN monocatenario.	El ARN está formado por una larga cadena lineal de nucleótidos. Cada unidad de nucleótidos está compuesta por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Se diferencia del ADN por tener ribosa como azúcar, (desoxirribosa en el ADN) y las bases son adenina, guanina, citosina y uracilo. En el ARN, la adenina se empareja con el uracilo y la guanina con la citosina. Los ARN son monocatenarios, excepto algunos virus cuyo genoma está formado por ARN de doble cadena.
Localización	En los eucariotas, la mayor parte del ADN se localiza en los nucléolos y los cromosomas en el núcleo. Una pequeña fracción del ADN total está presente en las mitocondrias, los cloroplastos y el citoplasma. En los procariotas y los virus, el ADN se encuentra en el citoplasma.	En los eucariotas, el ARN se encuentra en el núcleo y en el citoplasma. En procariotas y virus, se encuentra en el citoplasma.
Función	El ADN es un polímero largo de nucleótidos para codificar la secuencia de aminoácidos durante la síntesis de proteínas. El ADN lleva el «proyecto genético», ya que contiene las instrucciones o la información (llamadas genes) necesarias para construir componentes celulares como las proteínas y los ARN.	En algunos virus, el ARN es el material genético. En la mayoría de los organismos, los ARN participan en: la síntesis de proteínas (por ejemplo, ARNm, ARNt, ARNr, etc.), la modificación postranscripcional o la replicación del ADN (por ejemplo, ARNsn, ARNsn, etc.) y la regulación de los genes (por ejemplo, ARNm, ARNsi, ARNt, etc.).

Reacciones biológicas comunes

La replicación del ADN es un proceso por el cual las hebras originales (progenitoras) del ADN en la doble hélice se separan y cada una se copia para producir una nueva hebra (hija). Se dice que este proceso es semiconservativo, ya que una de las hebras parentales se conserva y permanece intacta después de la replicación. En la replicación del ADN intervienen varias enzimas, como las ADN polimerasas. Una de las cadenas parentales de la molécula de ADN se replica mediante el emparejamiento de bases para que la nueva cadena sintetizada sea complementaria a la cadena original o matriz. Es decir, la nucleobase de purina (es decir, adenina y guanina) se empareja con la nucleobase de pirimidina (es decir, citosina y timina). En concreto, la adenina se emparejará con la timina, mientras que la guanina lo hará con la citosina. La replicación del ADN es necesaria en la división celular. En las primeras etapas de la mitosis (profase) y la meiosis (profase I), el ADN se replica como preparación para las últimas etapas en las que la célula se divide para dar lugar a dos células que contienen copias idénticas de ADN. Tras la replicación, las copias de la molécula de ADN se comprueban mediante mecanismos de corrección. La replicación del ADN puede llevarse a cabo de forma artificial mediante una técnica de laboratorio denominada reacción en cadena de la polimerasa que puede amplificar el fragmento de ADN objetivo del genoma.

Reacciones biológicas comunes

El ADN transporta la información genética que codifica una proteína concreta. Así, durante la traducción de las proteínas, el código genético para una proteína se copia primero en el ARN (concretamente, en el ARNm). Este proceso de creación de una copia del ADN en ARNm mediante la ayuda de la enzima ARN polimerasa se denomina transcripción. Aunque la ARN polimerasa atraviesa la cadena molde del ADN de 3′ → 5′, la cadena codificante (no molde) suele utilizarse como punto de referencia. Por lo tanto, el proceso procede en la dirección 5′ → 3′, como en la replicación del ADN. Sin embargo, a diferencia de la replicación del ADN, la transcripción no necesita un cebador para comenzar y utiliza el emparejamiento de bases para crear una copia de ARN que contenga uracilo en lugar de timina.
En procariotas la transcripción se produce en el citoplasma, mientras que en eucariotas tiene lugar principalmente en el núcleo antes de que el ARNm sea transportado al citoplasma para su traducción o para la síntesis de proteínas.

Reacciones biológicas comunes

La degradación de los ácidos nucleicos produce purinas, pirimidinas, ácido fosfórico y una pentosa, ya sea D-ribosa o D-deoxirribosa.

Importancia biológica

Los ácidos nucleicos contienen la información genética crucial para todas las funciones celulares y la herencia. Las mutaciones en el código genético pueden dar lugar a trastornos y enfermedades metabólicas. Muchos de estos trastornos se deben a una proteína supuestamente funcional que aparentemente se produce de forma insuficiente o se ha vuelto disfuncional debido a una mutación en el gen o genes que la codifican. Muchos trastornos y enfermedades metabólicas son heredables, ya que los genes se transmiten de generación en generación. Por otro lado, las mutaciones también son necesarias, evolutivamente hablando. Aumentan la variabilidad de los seres vivos, lo que les permite adaptarse mejor a un entorno igualmente cambiante.

Suplemento

Término(s) derivado(s)

• Ácido desoxirribonucleico
• Ácido ribonucleico
• Minus-hebra ácido nucleico
• Secuencias repetitivas ácido nucleico
• Hibridación in situ del ácido nucleico

Lectura adicional

Véase también

• biomolécula
• nucleótido
• nucleósido
• nucleobase
• gen
• cromosoma
• nucleoproteína