Ácidos Nucleicos

Vista previa del material en texto

República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nacional Experimental “Simón Rodríguez”
Núcleo Canoabo “Dr. Félix Adam”
Ingeniería de Alimentos
Bioquímica I
ÁCIDOS NUCLEICOS
Mayo, 2023
	
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN	1
1. Bases nitrogenadas	2
1.1 Clasificación de las bases nitrogenadas	3
1.2 Características físicas y químicas de las bases nitrogenadas	4
2. Estructura de los nucleósidos y sus características	5
2.1 Estructura de los nucleósidos	5
2.2 Características de los nucleósidos	7
3. Nucleótidos	8
3.1 Características de los nucleótidos	11
3.2 Importancia de los nucleótidos en el metabolismo y como parte de las enzimas	12
3.3 Importancia del AMP, ADP y ATP, FAD y NAD	13
4. Ácidos nucleicos, estructura, importancia	14
4.1 Ácidos nucleicos y su estructura	14
4.2 Importancia de los ácidos nucleicos	20
5. Uso de nucleótidos en la tecnología de alimentos	21
CONCLUSIÓN	24
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS	26
ii
INTRODUCCIÓN
 Los ácidos nucleicos se estudian en la bioquímica por su relevancia en procesos celulares y en enfermedades genéticas. Estos son moléculas biológicas que almacenan y transmiten información genética. Están compuestos por nucleótidos, los cuales se componen de un grupo fosfato, un azúcar pentosa y una base nitrogenada. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ADN y el ARN. El ADN es la molécula que contiene la información genética que se transmite de generación en generación, mientras que el ARN se encarga de transmitir la información genética del núcleo a las células para que puedan producir proteínas. El ARN se sintetiza a partir de una de las hebras de ADN y posteriormente migra al citoplasma de la célula, donde se une como molécula mensajera de la información genética y participa en la síntesis de proteínas.
 Los nucleótidos también se utilizan en la síntesis de moléculas como el ATP, que es una molécula importante para la transferencia de energía en la célula. Además, los nucleótidos pueden mejorar la utilización de los nutrientes al aumentar la absorción y metabolismo de nutrientes como proteínas, lípidos y carbohidratos mediante su aplicación en la tecnología de alimentos.
 En el presente trabajo se hace un estudio detallado sobre los ácidos nucleicos, de los que hace parte el ADN y el ARN. Se explica la importancia de estas moléculas en la codificación y transmisión de la información genética, así como su papel en la síntesis de proteínas y otras moléculas importantes para el funcionamiento y desarrollo de los seres vivos. Además, se describe la estructura de los ácidos nucleicos y cómo están compuestos por nucleótidos, así como la importancia de estos últimos en el proceso del metabolismo y como parte de las enzimas. De igual forma, se muestran casos de estudio para demostrar el uso de los nucleótidos en la tecnología de alimentos. 
 La información proporcionada es clara y concisa, lo que facilita su comprensión. Además, se incluyen ejemplos ilustrativos que ayudan a visualizar mejor los conceptos explicados.
ÁCIDOS NUCLEICOS
1. Bases nitrogenadas
 Las bases nitrogenadas son moléculas orgánicas que forman parte de los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN. Son fundamentales en la codificación y transmisión de la información genética, y existen cuatro tipos de bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) en el ADN, o uracilo (U) en el ARN. Estas bases nitrogenadas son “moléculas en formas de anillo, planas, con dobles ligaduras alternadas” (Vázquez-Ramos, 2016, p.94). La secuencia de estas bases nitrogenadas es lo que determina la información genética y permite la síntesis de proteínas y otras moléculas importantes para el funcionamiento y desarrollo de los seres vivos (ver Figura 1).Figura 1. Pares de bases nitrogenadas.
Vázquez-Ramos (2016) explica que: 
Dada su aromaticidad pueden temporalmente cambiar a diferentes formas tautoméricas, las que alterarán la capacidad de apareamiento de las dobles cadenas que forman cada molécula de ADN, lo que por cierto ocurre de manera natural para cada base en cualquier momento, y esto puede exacerbarse si el ADN es irradiado con luz de diferente longitud de onda, por ejemplo luz ultravioleta, o como producto de exposición a cambios de temperatura o de pH. Más aun, muchos productos químicos, naturales o artificiales pueden interactuar con los nucleótidos y provocar deformaciones, o roturas de cadena, o adiciones de grupos químicos, impidiendo de esta manera la lectura correcta de la información contenida en el ADN, originando como consecuencia la fijación de mutaciones que pudieran alterar el tipo de información que un ADN contiene. (p.16)
 Cuando se habla de que las bases nitrogenadas pueden cambiar a una forma tautoméricas se hace referencia al hecho de que las bases nitrogenadas pueden existir en diferentes formas debido a cambios en la posición de los átomos de hidrógeno y nitrógeno en su estructura. Es decir, que ocurre un intercambio de posiciones de átomos de hidrógeno y nitrógeno en las bases nitrogenadas del ADN y ARN. Estas formas tautoméricas son isómeros estructurales que pueden tener propiedades químicas diferentes, lo que puede afectar la estructura y función del ADN. Las formas tautoméricas pueden provocar errores en la replicación del ADN o cambios en la secuencia de nucleótidos que pueden causar mutaciones genéticas si no se corrigen.
 Cuando un nucleótido con forma tautomérica se incorpora en una nueva cadena de ADN durante la replicación, puede emparejarse incorrectamente con otro nucleótido, lo que puede dar lugar a una sustitución de base. Estas sustituciones pueden ser la causa de mutaciones genéticas que pueden afectar la función celular y, en última instancia, pueden tener consecuencias en la salud y el desarrollo.
1.1 Clasificación de las bases nitrogenadas
 Las bases nitrogenadas se clasifican en dos tipos principales: purinas y pirimidinas. Las purinas son bases nitrogenadas que tienen una estructura de doble anillo, y son la adenina (A) y la guanina (G). Las pirimidinas, por otro lado, son bases nitrogenadas que tienen una estructura de anillo simple, y son la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). En el ADN, la adenina se empareja con la timina, y la guanina se empareja con la citosina, formando los pares de bases que constituyen la escalera de ADN. En el ARN, en lugar de timina se encuentra el uracilo, y se aparean de manera diferente para permitir la síntesis de proteínas (ver Figura 2).
Figura 2. Bases nitrogenadas purinas y pirimidinas.
 
	
A y T son bases complementarias porque se asocian mediante la formación de enlaces o puentes de hidrógeno; con G y C ocurre lo mismo. Esta capacidad de apareamiento basada en la formación de enlaces de hidrógeno entre bases complementarias (A-T y G-C) constituye el fundamento de la transmisión de la información genética y de la síntesis de proteínas. (García, 1990. p. 244)
 En el caso del ARN, el uracilo se usa como base complementaria de la adenina.
1.2 Características físicas y químicas de las bases nitrogenadas
 En sus características físicas, las bases nitrogenadas son sólidas cristalinas. Son solubles en agua y en soluciones ácidas. Algunas bases, como la adenina y la guanina, son relativamente insolubles en alcohol y éter, mientras que otras, como la citosina y la timina, son más solubles en estos disolventes orgánicos. Las purinas (adenina y guanina) tienen una estructura de anillo doble, mientras que las pirimidinas (citosina, timina y uracilo) tienen una estructura de anillo simple. Son sensibles a la luz ultravioleta, la cual puede provocar mutaciones en las células si no se repara adecuadamente. Además, tienen diferentes puntos de fusión y ebullición, que las hacen separables mediante técnicas de cromatografía. La cromatografía de las bases nitrogenadas se utiliza para separar y purificar los fragmentos de ADN y ARN de interés, además de ser una herramienta importante en la investigación y el diagnóstico de enfermedades genéticas y en la secuenciación del ADN y ARN.En cuanto a las características químicas, las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos cíclicos con dos o más átomos de nitrógeno. Tienen un carácter aromático debido al anillo de dobles enlaces en posición conjugada. Presenta una tautomería de grupos funcionales que ocurre debido a la migración de un átomo de hidrógeno unido a otro átomo hacia una posición vecina. Las bases nitrogenadas tienen suficiente carácter polar para establecer puentes de hidrógeno, cuentan con átomos muy electronegativos (nitrógeno y oxígeno) con una carga parcial positiva. Además permite que ocurra la replicación del ADN y la traducción del ARN en proteínas.
 En el ADN, la timina se empareja siempre con la adenina mediante dos puentes de hidrógeno; la citosina se empareja siempre con la guanina mediante tres enlaces de hidrógeno; la adenina se empareja siempre con la timina mediante dos puentes de hidrógeno; la guanina se empareja siempre con la citosina mediante tres enlaces de hidrógeno.
 La citosina tiene una nomenclatura 2-oxi-4-aminopirimidina y se representa con la letra C. La adenina tiene una nomenclatura 6-aminopurina y se representa con la letra A. La timina tiene una nomenclatura 2,4-dioxi-5-metilpirimidina y se representa con la letra T. La guanina tiene una nomenclatura 2-amino-6oxo-purina y se representa con la letra G. El uracilo (ARN) tiene una nomenclatura 2,4-dioxipirimidina y se representa con la letra U.
2. Estructura de los nucleósidos y sus características
2.1 Estructura de los nucleósidos
 Los nucleósidos son compuestos orgánicos formados por la unión de una base nitrogenada y un azúcar de cinco carbonos llamado ribosa o desoxirribosa, dependiendo si se trata de un nucleósido del ARN o del ADN, respectivamente. La estructura básica de un nucleósido es la base nitrogenada unida al carbono 1' del azúcar. La base nitrogenada puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U), y el azúcar puede ser ribosa o desoxirribosa (ver figura 3).
Figura 3. Nucleósido.
 El enlace que une la base nitrogenada con el azúcar de los nucleósidos es un enlace glucosídico (N-glucosídico en el caso de la adenina, guanina y citosina; y C-glucosídico en el caso de la timina y uracilo) (ver figura 4). “En el ADN, las bases están unidas a la desoxirribosa en la posición 1 de las pirimidinas y en la posición 9 de las purinas mediante un enlace N-glucosídico (con la perdida de una molécula de agua)” (Sánchez, 2013, p. 5). Figura 4. Enlace de los nucleósidos.
 La numeración de los carbonos de la pentosa se realiza en sentido antihorario. El carbono 1' está unido a la base nitrogenada, el carbono 2' está unido a un hidrógeno (en ribosa) o a un grupo hidroxilo (-OH) o a un átomo de hidrógeno (en desoxirribosa), el carbono 3' está unido al grupo hidroxilo (-OH), el carbono 4' está unido a un átomo de hidrógeno (en ribosa) o a un grupo metilo (en desoxirribosa) y el carbono 5' está unido a un grupo fosfato en los nucleótidos de ARN y ADN. Además de esto, los nucleósidos según menciona Sánchez (2013):
Se nombran añadiendo al nombre de la base la terminación -osina si es una base púrica, por ejemplo la adenosina, o la terminación idina si se trata de una base pirimidinica, por ejemplo la citidina. Si la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo desoxi, por ejemplo: desoxiadenosina o desoxiacetidina. La Timina forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina, ya que solo aparece en el ADN). La Citocina forma el nucleósido citidina (desoxicitidina en el ADN). La Adenina forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN). La Guanina Forma el nucleósido (desoxi) guanosina. (pp. 5-6) 
Figura 5. Estructura del nucleósido con Citosina como base nitrogenada.
 Los nucleósidos son importantes bloques constructores de los nucleótidos. Cuando un grupo fosfato se une al carbono 5' del azúcar en un nucleósido, se forma un nucleótido. Estos son los componentes básicos de los ácidos nucleicos ADN y ARN. 
2.2 Características de los nucleósidos
 Los nucleósidos se diferencian de los nucleótidos en que estos últimos contienen uno o más grupos fosfato unidos al carbono 5' del azúcar, formando un enlace fosfodiéster. Por lo tanto, los nucleósidos no tienen carga negativa, a diferencia de los nucleótidos. Los nucleósidos son esenciales para la síntesis de los ácidos nucleicos, ya que se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster para formar las cadenas de ADN y ARN. Además, los nucleósidos pueden tener funciones biológicas importantes por sí mismos, como la regulación de la expresión génica y la formación de coenzimas.
3. Nucleótidos
 Los nucleótidos son moléculas esenciales que se encuentran en los ácidos nucleicos como el ADN y el ARN en las células. Constan de tres partes principales: una base nitrogenada, una pentosa (azúcar de cinco carbonos) y un grupo fosfato. El grupo fosfato se une a la pentosa mediante un enlace fosfodiéster para formar una estructura fosfato-pentosa. El enlace fosfodiéster es una conexión covalente fuerte que se forma entre el grupo hidroxilo 3' de la pentosa de un nucleótido y el grupo fosfato unido al carbono 5' de la pentosa del nucleótido siguiente. Cuando varios nucleótidos se enlazan de esta manera, se forma una cadena de ácido nucleico (ADN o ARN) con una estructura helicoidal (ver figura 6). Figura 6. Estructura del nucleótido.
 La estructura y la función de los ácidos nucleicos dependen de las propiedades de los nucleótidos que los componen. Para nombrar el grupo fosfato se tiene en cuenta la posición del azúcar a la que se encuentra unido, quedando: mono-, di- o trifosfato (figura 7). 
Los nucleótidos pueden tener 1, 2 o 3 grupos fosfato unidos al carbono 5' de la pentosa, existiendo por tanto, nucleótidos 5' monofosfato, nucleótidos 5' difosfato y nucleótidos 5' trifosfato. También en algunos casos el ácido fosfórico se une a la pentosa por el carbono 3', existiendo nucleótidos 3' monofosfato, difosfato o trifosfato según el número de grupos fosfato que posea. (Sánchez, 2013, p.7)
 Es decir, si un nucleótido tiene un grupo fosfato unido al carbono 3' del azúcar, se llama "trifosfato" ya que tiene tres átomos de fósforo en el grupo fosfato.
Figura 7. Formación de un nucleótido.
 Como se ha mencionado, los nucleótidos son bloques de construcción esenciales para el ADN y el ARN, así como para la síntesis de coenzimas y moléculas de señalización. El metabolismo de nucleótidos implica la síntesis, degradación y reciclaje de estos compuestos. La síntesis de nucleótidos ocurre a través de dos rutas principales: la ruta de novo y la ruta de recuperación. En la ruta de novo, los nucleótidos se sintetizan a partir de moléculas básicas, como aminoácidos, glucosa y dióxido de carbono. En la ruta de recuperación, los nucleótidos se regeneran a partir de sus productos de degradación.
 El reciclaje de nucleótidos es esencial para conservar los recursos celulares y mantener los niveles adecuados de ATP, GTP, etc. Los restos nucleotídicos se reciclan a través de enzimas específicas que los descomponen en sus componentes básicos, que luego se utilizan para la síntesis de nucleótidos nuevos.
Todos los organismos y células pueden sintetizar nucleótidos de purina y pirimidina, porque esas moléculas son esenciales para el flujo de información. En las células que no se dividen, la biosíntesis de los nucleótidos se dedica casi en exclusiva a la producción de los ribonucleótidos para síntesis del ARN y diversos cofactores nucleotídicos. Los desoxirribonucleótidos se necesitan para la replicación del ADN en las células en división. (Horton, Moran, Scrimgeor, Perry y Rawn, 2008, p. 557)
 La formación de ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos comienza con la formación de una molécula de nucleósido, que consta de una base nitrogenada unida a un azúcar (ribose o desoxirribosa) a través de un enlace N-glucosídico. Luego, se agrega un grupo fosfato a través de una reacción de fosforilación para formar un nucleótido.Esta fosforilación puede ocurrir de una de tres maneras:
1. Fosforilación oxidativa: la energía de la oxidación se utiliza para agregar un grupo fosfato al nucleósido.
2. Fosforilación a partir de nucleósido monofosfato: el nucleósido monofosfato (NMP) se fosforila para formar un nucleótido.
3. Fosforilación directa: se agrega un grupo fosfato a una molécula de nucleótido ya formada.
 Los ribonucleótidos se sintetizan de novo a partir de precursores simples como ribosa-5-fosfato, mientras que los desoxirribonucleótidos se sintetizan a partir de ribonucleótidos mediante una acción enzimática de una ribonucleótido reductasa.
 La ribonucleótido reductasa es una enzima que cataliza la reducción de la ribosa en los ribonucleótidos a desoxirribosa en los desoxirribonucleótidos. Este proceso es importante porque la desoxirribosa es un componente clave del ADN, que es esencial para la división celular y la transmisión de información genética. La reducción de los ribonucleótidos a desoxirribonucleótidos se lleva a cabo en varias etapas. Primero, la ribonucleótido reductasa reduce el grupo hidroxi del carbono 2 de la ribosa en una cadena de ribonucleótidos para formar desoxirribonucleótidos.
 Los nucleótidos están presentes en todas las células ya que son los componentes fundamentales de los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN. Según Lazarowski y Schwarzbaum (2009):
Los nucleótidos se encuentran en las células mayoritariamente libres en forma de nucleósido trifosfato, el más abundante de los cuales es el ATP. Le siguen en abundancia la uridina trifosfato (UTP), guanosina trifosfato (GTP), adenosina difosfato (ADP), y ciertos nucleótidos-azúcares. En menor concentración se encuentran los nucleósidos monofosfatos. (p. 267)
 Además, los nucleótidos pueden actuar como moléculas energéticas y como componentes de otros compuestos importantes para el metabolismo celular.
3.1 Características de los nucleótidos
a) Los nucleótidos son moléculas poliméricas formadas por la unión de nucleósidos y grupos fosfato.
b) Cada nucleótido contiene un azúcar pentosa, que puede ser ribosa o desoxirribosa.
c) Los nucleótidos contienen una base nitrogenada, que puede ser una purina (adenina o guanina) o una pirimidina (citosina, timina o uracilo).
d) La estructura química de las bases nitrogenadas determina la complementariedad de las cadenas de ADN.
e) La unidad de fosfato en los nucleótidos tiene una carga negativa, por lo que los nucleótidos tienden a ser hidrófilos.
f) La unión de los nucleótidos dentro de una cadena de ADN se realiza a través de un enlace fosfodiéster entre el grupo fosfato y el carbono 3' de la pentosa, y el carbono 5' de la pentosa del siguiente nucleótido.
g) Los grupos fosfato en los nucleótidos pueden hidrolizarse, liberando energía que puede ser utilizada por la célula en diversos procesos metabólicos.
3.2 Importancia de los nucleótidos en el metabolismo y como parte de las enzimas
Según Herrera, Ramos, Roca y Viana (2014):
 Algunos nucleótidos son elementos clave en el metabolismo. Entre otros, son intermediarios activados (su hidrólisis es termodinámicamente muy favorable) que se acoplan en todos los procesos en los que se necesita energía para llevar a cabo una reacción (el más conocido es el ATP); son aceptores o dadores de electrones en reacciones redox (NAD, FAD); de acilos (coenzima A); de metilos (S-adenosil metionina o SAM); de glucosa (UDP-glucosa) y de colina (CDP-colina), compuestos que son necesarios para la biosíntesis de glucógeno, fosfolípidos, esfingolípidos y glicoproteínas. 
 Además, ciertos nucleótidos son moduladores del metabolismo y el desarrollo, ya que participan en los mecanismos de transducción de señales dentro de la célula, y son conocidos como segundos mensajeros (AMPc), que son potentes señales extracelulares, o modulan directamente la expresión de genes relacionados con la proliferación celular y la apoptosis, así como numerosos factores de transcripción. (p.291)
 Tomando en cuenta esto, la importancia de los nucleótidos en el metabolismo y como parte de las enzimas se debe a que son moléculas esenciales en el metabolismo celular, ya que participan en numerosas reacciones bioquímicas. Estas son:
a) Como monómeros para construir ácidos nucleicos (ADN y ARN).
b) Como coenzimas en la transferencia de grupos funcionales (como el ATP, el GTP y el NAD).
c) Como moléculas señalizadoras (como el cAMP y el cGMP).
d) Como precursores para la síntesis de otros compuestos importantes, como los lípidos y los cofactores enzimáticos.
 Además, los nucleótidos también se unen a las proteínas para formar coenzimas y cofactores enzimáticos importantes, que ayudan a regular la actividad de las enzimas. Por ejemplo: 
a) Los nucleótidos de flavina (FAD y FMN) son parte de las enzimas flavoproteínas, que son importantes en la respiración celular y otras reacciones metabólicas. 
b) El ATP y el GTP actúan como cofactores enzimáticos en las reacciones que utilizan energía, como la síntesis de proteínas y la contracción muscular. 
c) El NAD y el NADP son coenzimas enzimáticas importantes en la transferencia de electrones en procesos metabólicos como la respiración celular y la biosíntesis de lípidos. 
3.3 Importancia del AMP, ADP y ATP, FAD y NAD
 El AMP (adenosín monofosfato), ADP (adenosín difosfato) y ATP (adenosín trifosfato) son nucleótidos que se utilizan en la transferencia de energía celular. El AMP se forma cuando el ATP se hidroliza, liberando una molécula de fosfato y energía. El ADP se forma cuando se hidroliza otra molécula de fosfato del ATP. El ATP es la fuente primaria de energía celular y se utiliza en numerosos procesos metabólicos, incluyendo la síntesis de proteínas, la contracción muscular y el transporte de iones a través de la membrana. 
 El FAD (flavín adenina dinucleótido) y el NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) son coenzimas que se utilizan para transportar electrones en procesos metabólicos. Estas moléculas cambian su forma cuando se oxidan o reducen, lo que les permite transportar electrones y energía durante la respiración celular y la fotosíntesis. 
 En resumen, los nucleótidos AMP, ADP y ATP son esenciales para el transporte de energía dentro de la célula, mientras que las coenzimas FAD y NAD son importantes para el transporte de electrones y la producción de energía en procesos metabólicos.
4. Ácidos nucleicos, estructura, importancia
4.1 Ácidos nucleicos y su estructura
 El descubrimiento de los ácidos nucleicos data del año 1869 gracias a los estudios realizados por el bioquímico Friedrich Miescher quien “extrajo un material de una fracción nuclear de leucocitos presentes en pus obtenido de vendajes quirúrgicos. El material extraído, al cual denomino nucleína, era rico en fósforo” (De Necochea y Canul, 2004, p.6). Muchos otros investigadores contribuyeron a la investigación de Miescher, en 1889 Richard Altmann “obtuvo el primer material libre de proteína, al cual dio el nombre de ácido nucleico” (De Necochea y Canul, 2004, p.6). 
 Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos, que a su vez están compuestos por una base nitrogenada, una pentosa (azúcar) y un grupo fosfato. En el caso del ADN, el azúcar es la desoxirribosa y las bases nitrogenadas son adenina, guanina, citosina y timina. Mientras que en el ARN, el azúcar es la ribosa y las bases nitrogenadas son adenina, guanina, citosina y uracilo. El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) son ácidos nucleicos porque contienen grupos de ácidos nucleicos (moléculas orgánicas que contienen ácido fosfórico, un azúcar pentosa y una base nitrogenada) en su estructura. Estos grupos de ácidos nucleicos proporcionan la carga negativa de los polinucleótidos (una cadena larga y lineal de nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster), lo que los hace ácidos. 
 En cuanto a la estructura del ADN se habla de una estructura primaria para referirse a la secuencia de nucleótidos que componen la molécula de ADN. Esto es, una basenitrogenada (adenina, guanina, citosina o timina), un grupo fosfato y un azúcar desoxirribosa. La secuencia específica de bases de nucleótidos en la molécula de ADN es lo que determina la información genética que se transmite de una célula a otra y de una generación a otra. Cada secuencia de nucleótidos es única y la variación en estas secuencias es lo que contribuye a la diversidad genética entre los organismos (Ver figura 8).
Figura 8. Estructura primaria del ADN.
 También se habla de una estructura secundaria del ADN propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953, basada en una doble hélice que consta de dos cadenas de nucleótidos complementarias torcidas en forma de espiral. Cada cadena tiene una orientación antiparalela, es decir, corren en direcciones opuestas. Las dos cadenas de nucleótidos se unen entre sí en una configuración estable de apareamiento de las bases: adenina (A) se une a timina (T) y guanina (G) se une a citosina (C) mediante puentes de hidrógeno. La estructura de doble hélice permite que el ADN se replique de manera precisa antes de la división celular. Además, la secuencia de bases en una cadena de ADN determina la secuencia de bases complementarias en la otra cadena, lo que implica que la información genética puede ser conservada de generación en generación. Así lo menciona De Necochea y Canul (2004):
Las dos cadenas de ADN son antiparalelas y se unen entre sí a través de puentes de hidrógeno que se forman entre las bases complementarias (A·T y G·C) de las dos hebras del ADN. De esta manera, se obtiene una estructura tipo doble hélice, donde las bases de los nucleótidos se encuentran orientadas hacia el interior, mientras que los grupos fosfato y las desoxirribosas lo hacen hacia el exterior, formando los esqueletos fosfodiéster de cada hélice. Los pares de nucleótidos se encuentran separados entre sí por 3.4 Å, cada diez pares de nucleótidos (34 Å) se alcanza una vuelta de la hélice. La diferencia fundamental entre todas las moléculas de ADN que forman el material genético de los seres vivos es la secuencia de los millones de estos cuatro tipos de nucleótidos con sus bases A, T, G y C en cada molécula de ADN. (p.11).
 En la estructura del ADN, el grupo fosfato se encuentra enlazado al carbono 5' (cinco prima) del desoxirribosa del nucleótido adyacente, formando así un enlace fosfodiéster. La función del grupo fosfato es dar estabilidad a la estructura de doble hélice del ADN, ya que los enlaces fosfodiéster forman la columna vertebral de la molécula de ADN. Además, el grupo fosfato es importante para la carga negativa de la molécula de ADN, ya que los grupos fosfato en los enlaces fosfodiéster le dan a la molécula una carga negativa neta. Esto es importante para la interacción del ADN con proteínas y otros iones en la célula (Ver figura 9).Figura 9. Estructura del ADN.
 Aunque la estructura básica del ADN es una doble hélice, los diferentes segmentos de ADN pueden plegarse y organizarse en patrones específicos para permitir que la célula realice sus funciones. Dependiendo de la composición de las bases, el ADN puede tener varias conformaciones con distintas condiciones físicas. Estas son estructuras tridimensionales. La forma en que se organizan los segmentos de ADN puede afectar la forma en que se transcriben y traducen en proteínas específicas, lo que a su vez puede afectar la función de las células y los organismos. Las estructuras tridimensionales del ADN son importantes para comprender cómo funciona el ADN y cómo los cambios en la estructura del ADN pueden afectar la salud y la enfermedad.
 La estructura terciaria del ADN se debe a las interacciones entre las cadenas de ADN y las proteínas que las envuelven. En la célula, el ADN se encuentra empaquetado y organizado en estructuras llamadas cromosomas, lo que requiere una compactación adicional de la molécula de ADN. Para esto, el ADN se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas, formando una estructura llamada nucleosoma. Varias proteínas complementarias al ADN se unen a estos nucleosomas y las enlazan entre sí para formar la estructura cromosómica compleja en la célula (Ver figura 10).Figura 10. Estructura terciaria del ADN.
 La estructura cuaternaria del ADN se refiere a cómo se organizan las dos hebras de ADN una vez enrolladas juntas en una estructura más compleja. “Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas” (Gálvez, 2009, p. 19). El modelo de los solenoides es una hipótesis que explica cómo las hebras de ADN se organizan en una estructura compacta y repetitiva en la cromatina, de manera similar a un resorte enrollado (ver figura 11).
Figura 11. Estructura cuaternaria del ADN.
 En el ARN, la secuencia de las bases nitrogenadas en la cadena de es lo que determina la información genética que lleva la molécula y, por lo tanto, su función y actividad biológica. De Necochea y Canul (2004) mencionan que:
A diferencia del ADN, las moléculas de ARN constan generalmente de cadenas únicas de polinucleótido, debido a que se forman copiando la secuencia de bases de una cadena de ADN. El apareamiento de las bases de Watson-Crick en el ARN es normal, aunque el tARN es una rica fuente de pares de bases inusuales. Hoy se sabe que el ARN tiene una mayor versatilidad estructural que el ADN en la variedad de sus especies, en la diversidad de sus conformaciones, y en su reactividad química. Los ARNs naturales pueden formar estructuras de doble cadena o adoptar una forma globular compuesta por pequeños dominios dobles conectados por segmentos de cadena sencilla. (p.12)
 Existen varios tipos de ARN y cada uno con una función específica en la célula, siendo estos:
a) ARN mensajero (ARNm): copia una secuencia de ADN específica que contiene información genética y la transporta desde el núcleo de la célula al citoplasma, donde se utilizará para la síntesis de proteínas.
b) ARN ribosómico (ARNr): es un componente estructural de los ribosomas, donde se sintetizan las proteínas.
c) ARN de transferencia (ARNt): transporta aminoácidos específicos al ribosoma durante la síntesis de proteínas para que se unan a la cadena polipeptídica.Figura 12. Estructura del ARN.
	
 En cuanto a la estructura primaria del ARN, es parecida a la del ADN pero cambiando la desoxirribosa por ribosa y la timina por uracilo. Además de que está formada por una sola cadena. Para la estructura secundaria del ARN, aunque posee una sola cadena puede tener “pares de bases formados por secuencias complementarias más o menos distantes dentro de la misma hebra” (Gálvez, 2009, p.23). Lo que da lugar a la formación de hélices y bucles en la molécula.
 El ARN también posee una estructura terciaria que suele presentarse plegada en "motivos" estructurales estables, como bucles y hélices. Estos motivos se forman gracias a interacciones especiales, como puentes de hidrógeno y apilamiento de bases nitrogenadas.
En el flujo de la información genética, el ADN almacena la información genética en su secuencia de nucleótidos. Esta información se transcribe en ARN mensajero (ARNm) por medio del proceso de la transcripción. Durante la transcripción, la hebra molde de ADN es utilizada como plantilla para la síntesis de una molécula de ARNm complementaria. Luego, el ARNm es transportado fuera del núcleo hacia el citoplasma, donde se une a un ribosoma y se traduce en una secuencia específica de aminoácidos por medio del proceso de la traducción. La secuencia de aminoácidos determina la estructura y función de la proteína resultante.
Además de utilizarse como molde para la síntesis de RNA, el DNA puede replicarse para preservar y transmitir la información durante los procesos de división celular. Mientras la célula se divide, el DNA hace copias de sí mismo que transmite a las dos células hijas, las cuales dispondrán de copias de DNA idénticas entre sí, y a las de la célulaparental. Puesto que las nuevas células están dotadas de la misma información que la célula original, pueden producir las mismas proteínas, y en consecuencia exhiben las mismas características que ella. (Herrera y otros, 2014, p.321)
 La replicación, transcripción y traducción explicada son los tres procesos que constituyen el flujo de información genética (ver figura 13).
Figura 13. Flujo de la información genética.
.
4.2 Importancia de los ácidos nucleicos
 Los ácidos nucleicos son moléculas fundamentales para la vida, ya que son los portadores de la información genética de los seres vivos. El ADN es el responsable de almacenar y transmitir esta información de generación en generación, mientras que el ARN actúa como intermediario en la síntesis de proteínas, fundamentales para el funcionamiento de las células. Gracias a la información genética contenida en los ácidos nucleicos, se pueden llevar a cabo todos los procesos fundamentales de los seres vivos, como la división celular, la síntesis de proteínas, el desarrollo embrionario y la herencia genética.
5. Uso de nucleótidos en la tecnología de alimentos
 Los nucleótidos se utilizan en la tecnología de alimentos como potenciadores de sabor, mejoradores de textura y fortificantes nutricionales. Ayudan a mejorar el sabor y aroma natural de los alimentos, así como a aumentar su valor nutricional. Además, también se utilizan como antioxidantes en algunos productos alimenticios. Según Gil (1994):
Los nucleótidos están presentes de forma natural en los alimentos de origen animal y vegetal como nucleótidos libres y ácidos nucleicos. Existen amplias variaciones en las cantidades relativas de DNA, RNA, nucleótidos, nucleósidos y bases libres. La carne, el pescado y las legumbres secas son alimentos ricos en nucleótidos mientras que vegetales, frutas, leche y huevos tienen bajos niveles de estos componentes. La carne tiene concentraciones relativamente más elevadas de nucleótidos, de adenina e hipoxantina que el pescado fresco, especialmente las sardinas y las anchoas. (pp. 63-64)
 Los nucleótidos se pueden agregar a los alimentos como aditivos alimentarios naturales para mejorar el sabor umami. Generalmente se usan en combinación con glutamato monosódico (MSG) para aumentar su efectividad. Como menciona Badui (2006):
El umami incrementa la sensación de dulzor en alimentos ácidos, amplifica la sensación de sabor producida por diversas sustancias y modifica el tiempo de residencia con los receptores gustativos, balanceando la percepción del sabor en general. El adenosín-monofosfato (AMP), que fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos (FDA) como bloqueador del sabor amargo, también se relaciona con el grupo de compuestos responsables del umami. (p.453)
 El umami es uno de los cinco sabores básicos (junto con el dulce, salado, ácido y amargo) y se describe como un sabor agradable y sabroso que se encuentra en alimentos como los champiñones, el queso parmesano y la salsa de soja. Los nucleótidos juegan un papel importante en la percepción del sabor umami, ya que algunos de ellos, como el inosinato y el guanilato, se unen a los receptores gustativos específicos en la lengua y refuerzan el sabor umami.
 Los alimentos ricos en glutamato, como los productos de soja y los caldos de carne, también pueden ser fuentes naturales de nucleótidos. Los nucleótidos se pueden encontrar en forma de polvo o líquido y se agregan durante la producción de alimentos procesados como sopas, salsas y productos cárnicos para mejorar su sabor y calidad gustativa. 
 En el caso de la alimentación infantil, muchos nucleótidos están presentes naturalmente en la leche materna y se ha demostrado que ayudan a mejorar la digestión y la absorción de otros nutrientes importantes como las proteínas y los lípidos. Los nucleótidos se encuentran naturalmente en la leche materna en cantidades que son adecuadas para el crecimiento y desarrollo del lactante. La leche materna contiene una variedad de nucleótidos, incluyendo adenina, guanina, citosina y uracilo. La cantidad y combinación de nucleótidos en la leche materna varía con el tiempo y depende de muchos factores, como la edad del lactante y la dieta de la madre. Si ocurre que el lactante no recibe leche materna, las fórmulas lácteas para lactantes también están enriquecidas con nucleótidos para garantizar que el lactante reciba una cantidad adecuada de estos compuestos. La mayoría de las fórmulas lácteas para lactantes contienen entre 4 y 9 mg de nucleótidos por cada 100 ml de leche, que es similar a la cantidad presente en la leche materna.
 Algunos productos lácteos, como la leche infantil y los productos lácteos fortificados, se enriquecen con nucleótidos para mejorar su calidad nutricional y mejorar el sistema inmunológico. En fórmulas infantiles, se pueden agregar nucleótidos para imitar estas propiedades beneficiosas de la leche materna y apoyar el desarrollo saludable del bebé. Para agregar nucleótidos a la fórmula infantil, se pueden obtener de fuentes como la levadura o el pescado. Luego, se purifican y se agregan a la fórmula. Los estudios sugieren que la adición de nucleótidos en fórmulas infantiles puede mejorar la digestión, estimular el sistema inmunológico y ayudar a prevenir infecciones gastrointestinales. Además, también puede mejorar el desarrollo cognitivo y neurológico del bebé.
 Por otra parte, los nucleótidos también se usan en la producción animal. Un estudio que buscaba comprobar los resultados favorables del uso de una fuente de nucleótidos en el engorde de Penaeus Vannamei (camarones) demostró que el suplemento NUPRO usado como un agregado a la dieta alimentaria de los camarones en su etapa de crecimiento, mostró mejores resultados en el peso y la biomasa de los mismos, ya que esta fuente de energía facilitó la producción de proteínas y el crecimiento celular, mejorando el rendimiento en el cultivo de camarones.
 El suplemento NUPRO que se menciona es un extracto de levadura con un grupo de nutrientes de origen microbiano que en otro caso de estudio sobre el “efecto de una fuente de nucleótidos e inositol (NUPRO) sobre parámetros productivos en dietas para la alimentación de pollos Broiler” también arrojó resultados favorables, con un incrementó productivo y rentable de las aves logrando mejor peso de estas, gracias al enriquecimiento de su alimentación con nucleótido.
CONCLUSIÓN
 En conclusión, los ácidos nucleicos y los nucleótidos son moléculas fundamentales en la codificación y transmisión de la información genética.
 Las bases nitrogenadas son moléculas orgánicas que forman parte de los ácidos nucleicos, y existen cuatro tipos: adenina, guanina, citosina y timina en el ADN, o uracilo en el ARN. Tienen características físicas y químicas específicas que permiten su función en la replicación del ADN y la traducción del ARN en proteínas.
 Los nucleósidos son moléculas formadas por la unión de una base nitrogenada y un azúcar pentosa, mientras que los nucleótidos son moléculas formadas por la unión de nucleósidos y grupos fosfato. Los nucleótidos son importantes para la síntesis de proteínas, la transmisión genética, la producción de energía celular y como cofactores enzimáticos. El AMP, ADP, ATP, FAD y NAD son ejemplos importantes de nucleótidos. 
 Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos que contienen una base nitrogenada, una pentosa (azúcar) y un grupo fosfato. El ADN y el ARN son ácidos nucleicos que contienen grupos de ácidos nucleicos en su estructura.
 Los nucleótidos se utilizan en la tecnología de alimentos como potenciadores de sabor, mejoradores de textura y fortificantes nutricionales. Además, también se utilizan como antioxidantes en algunos productos alimenticios. Por ejemplo, las fórmulas lácteas para lactantes están enriquecidas con nucleótidos para garantizar que el lactante reciba una cantidad adecuada de estos compuestos. La mayoría de las fórmulas lácteas para lactantes contienenentre 4 y 9 mg de nucleótidos por cada 100 ml de leche, que es similar a la cantidad presente en la leche materna.
 Resultados de otros casos de estudio demuestran la importancia del uso de nucleótidos en la tecnología de alimentos y la producción animal, demostrando los resultados favorables del uso de una fuente de nucleótidos en el engorde de Penaeus Vannamei (camarones) con el uso del suplemento NUPRO usado como un agregado a la dieta alimentaria de los camarones en su etapa de crecimiento, lo que mostró mejores resultados en el peso y la biomasa de los mismos, ya que esta fuente de energía facilitó la producción de proteínas y el crecimiento celular, mejorando el rendimiento en el cultivo de camarones.
 Los ácidos nucleicos son importantes porque contienen la información genética necesaria para la síntesis de proteínas y la regulación de procesos celulares. Además, son importantes por su papel en la transmisión de información genética de una generación a otra.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Lora, A. (2008). Efecto de una fuente de nucleótidos e inositol (NUPRO®) sobre parámetros productivos en dietas para alimentación de pollos Broiler. [Versión completa en línea] Tesis de Grado no publicada, Universidad técnica del Norte. Disponible: http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/168/1/03%20AGP%2060%20ARTICULO%20CIENTIFICO.pdf [Consulta: 2023, Mayo 23]
Vázquez-Ramos, J. (2016). Reparación del ADN: un asunto de vida. . .y de Premios Nobel. Revista Educación Química [Revista en línea], 27, pp.93-96. Disponible: https://www.scielo.org.mx/pdf/eq/v27n2/0187-893X-eq-27-02-00093.pdf [Consulta: 2023, Mayo 24]
García, M. (1990). Hibridación de ácidos nucleicos: fundamentos y aplicaciones. Bol of Sanint Panam [Revista en línea], 109 (3). Disponible: https://iris.paho.org/bitstream/handle/10665.2/16713/v109n3p244.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Consulta: 2023, Mayo 22]
Gálvez, F. (2009). Ácidos Nucleicos. Disponible: https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/Acidos%20Nucleicos_09.pdf [Consulta: 2023, Mayo 22]
Peignier, S. y Castañeta, H. (2012). Búsqueda de estructuras secundarias óptimas y subóptimas de una cadena de ARN utilizando inteligencia artificial. Revista Boliviana de química [Revista en línea], 29 (2). Disponible: http://www.scielo.org.bo/pdf/rbq/v29n2/v29n2_a04.pdf [Consulta: 2023, Mayo 23]
Rivas, C. Núñez, O. Longoria, F. y González, L. (2014). Isoterma de Langmuir y Freundlich como modelos para la adsorción de componentes de ácido nucleico sobre WO. Saber [Revista en línea], 26 (1), pp. 43-49. Disponible: http://ve.scielo.org/pdf/saber/v26n1/art08.pdf [Consulta: 2023, Mayo 24]
Sánchez, A. (2020). Cinética preestacionaria de modificaciones oxidativas de ácidos nucleicos. Nitración de guanina por peroxinitrito: estudio cinético – termodinámico. [Versión completa en línea] Tesis de grado de maestría no publicado, Universidad de la República Uruguay. Disponible: https://www.colibri.udelar.edu.uy/jspui/bitstream/20.500.12008/30755/1/uy24-19764.pdf [Consulta: 2023, Mayo 24]
Llana, j. (2014). Biología molecular y estructura del ADN. Real Sociedad Española de Química [Revista en línea], 110 (3), pp. 234-240. Disponible: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6072412 [Consulta: 2023, Mayo 25]
Herrera, E. Ramos, M. Roca, P. y Viana, M. (2014). Bioquímica Básica. Base molecular de los procesos fisiológicos [Libro en línea]. Disponible: file:///C:/Users/usuario/Downloads/Trabajo%20nuevo/libro%20bioquimica.pdf [Consulta: 2023, Mayo 22] 
Lazarowski, E. y Schwarzbaum, P. (2009). Señales purinergicas. Medicina [Revista en línea], 69 (2), pp.267-276. Disponible: http://www.scielo.org.ar/pdf/medba/v69n2/v69n2a10.pdf [Consulta: 2023, Mayo 24]
Gil, A. (1994). Funciones de los nucleótidos de la dieta. Ars Pharmaceutica [Revista en línea], 35 (1), pp.61-73. Disponible: https://revistaseug.ugr.es/index.php/ars/article/download/25860/24168 [Consulta: 2023, Mayo 26]
Horton, H. Moran, L. Scrimgeou, K. Perry, M. y Rawn, D. (2008). Principios de Bioquímica [Libro en línea]. 4º Ed. Pearson Educación de México, S.A. Disponible: http://students.aiu.edu/submissions/profiles/resources/onlineBook/p9c7T9_4%20Principios%20de%20bioquimica%204ed%20Horton.PDF [Consulta: 2023, Mayo 22]
Millán, A. (2005). Papel de los nucleótidos en la alimentación del lactante. An Pediatr, Monogr [Revista en línea]; 3 (1), pp. 34-42. Disponible: https://www.analesdepediatria.org/es-pdf-13081719 [Consulta: 2023, Mayo 24]
De Necochea, R. y Canul, J. (2004). Secuenciación de ácidos nucleicos. Disponible: https://www.academia.edu/download/48628744/secuenciacion_acidos_nucleicos.pdf [Consulta: 2023, Mayo 22]
Cubero, E. (2001). Estudio teórico de nucleobases: implicaciones estructurales en ácidos nucleicos. [Versión completa en línea] Tesis de grado de doctorado, Universidad de Barcelona. Disponible: https://diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/36242/5/TOL66.pdf [Consulta: 2023, Mayo 24]
Sánchez, M. (2013). Análisis de estructuras de dDMPs obtenidos por métodos de mecánica cuántica. [Resumen en línea] Tesis de grado de licenciatura, Benemérita Universidad autónoma de Puebla]. Disponible: https://www.fcfm.buap.mx/assets/docs/docencia/tesis/fisica/2013/SanchezCamposMaribel.pdf [Consulta: 2023, Mayo 25]
Cilla, A. Lacomba, R. García-Llatas, G. y Alegría, A. (2012). Prebióticos y nucleótidos en alimentación infantil; revisión de la evidencia. Nutrición Hospitalaria [Revista en línea] 27 (04), pp. 1037-1048. Disponible: https://scielo.isciii.es/pdf/nh/v27n4/11_revision10.pdf [Consulta: 2023, Mayo 25]
Férez, J. (2014). Nuevos métodos de pretratamiento de muestra para el análisis de alimentos mediante cromatografía líquida. [Versión completa en línea] Tesis de grado de doctorado, Universidad de Murcia. Disponible: https://digitum.um.es/digitum/bitstream/10201/39408/1/Tesis%20Juana%20Gema%20F%c3%a9rez%20Melgarejo.pdf [Consulta: 2023, Mayo 26]
Álvarez, S. y Rueda, R. (2017). Uso de una fuente de nucleótidos en el engorde de Penaeus Vannamei. [Resumen en línea] Tesis de grado de licenciatura. Disponible: https://bdigital.zamorano.edu/server/api/core/bitstreams/329ba002-c862-433f-93db-48fbc5ea095b/content [Consulta: 2023, Mayo 25]
Badui, S. (2006). Química de los alimentos [Libro en línea]. 4º Ed. Pearson Educación de México, S.A. Disponible: https://fcen.uncuyo.edu.ar/upload/libro-badui200626571.pdf [Consulta: 2023, Mayo 26]