Tema 11 Los acidos nucleicos-2

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Centre d’Estudis Tècnics Universitaris del Clot c. dels Almogàvers 68 08018 Barcelona Tel: 93 300 98 79 www.cetuc.cat 
 
TEMA 11. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS 
 
1. CONCEPTO Y SIGNIFICADO BIOLÓGICO 
Los ácidos nucleicos son polímeros formados por la unión de nucleótidos. Son moléculas compuestas por 
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Se encuentran en el núcleo de las células y presentan 
carácter ácido. 
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (Ácido desoxirribonucleico) y el ARN (Ácido ribonucleico). 
Aunque el ADN y el ARN difieren en la función y en la composición de sus nucleótidos, ambos participan 
en el proceso global de la expresión de los genes. 
 
2. NUCLEÓTIDOS 
Los nucleótidos son los componentes básicos de los ácidos nucleicos. Un nucleótido está formado por la 
unión de tres moléculas: un ácido fosfórico, una pentosa y una base nitrogenada. 
 
 
 
 
 
 
 
• La pentosa puede ser una ribosa o una desoxirribosa. En función de la pentosa presente en los 
nucleótidos tendremos desoxirribonucleótidos, cuando la pentosa sea una desoxirribosa, y 
tendremos ribonucleótidos, cuando la pentosa sea una ribosa. Además: 
- La unión de los desoxirribonucleótidos formará el ADN. 
- La unión de los ribonucleótidos formará el ARN. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Las bases nitrogenadas presentes en los nucleótidos son cinco: la adenina (A), la guanina (G), la 
citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). Mientras que la adenina, la guanina y la citosina son bases 
púricas (derivan de la purina), la timina y el uracilo son bases pirimidínicas (derivan de la pirimidina). 
- En el ADN encontramos adenina, guanina, citosina y timina, pero no encontramos uracilo. 
- En el ARN encontramos adenina, guanina, citosina y uracilo, pero no encontramos timina. 
 
Bases púricas 
 
 
 
 
Adenina 
(A) 
Guanina 
(G) 
Bases 
pirimidínicas 
Citosina (C) Uracilo (U) Timina (T) 
 
La unión de la pentosa y la base nitrogenada da lugar a un complejo denominado nucleósido. Dicha unión se 
hace mediante un enlace N-glucosídico entre el carbono 1 de la pentosa y un nitrógeno de la base 
nitrogenada. Cuando al nucleósido se le une una molécula de ácido fosfórico se forma el nucleótido. Dicha 
unión se hace mediante un enlace éster fosfórico, que se da entre el grupo -OH del carbono 5 de la pentosa y 
uno de los grupos -OH del ácido fosfórico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Enlace N-glucosídoco 
Enlace éster fosfórico 
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i iATP ADP P Energia AMP P Energia
⎯⎯→ ⎯⎯→+ + + +⎯⎯ ⎯⎯
 
3. FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS 
Los nucleótidos además de formar parte de los ácidos nucleicos tienen otras funciones biológicas cuando se 
encuentran libres en la célula: 
• Coenzimas: Muchos nucleótidos forman parte de coenzimas como el NAD, el ADP, el FAD o el 
Coenzima A. 
• Nucleótidos energéticos: El ATP es una adenosina con tres fosfatos cuyos enlaces se rompen en 
función de las necesidades energéticas de la célula. Cuando al ATP se le rompe un enlace de los 
grupos fosfatos, se libera gran cantidad de energía que utilizará la célula en distintos procesos. 
Debido a la rotura del enlace, quedan como productos un fosfato inorgánico y una molécula de ADP 
(una adenosina con dos fosfatos). Del mismo modo, el ADP puede romper el enlace entre los grupos 
fosfatos, liberando gran cantidad de energía y dejando como productos un fosfato inorgánico y una 
molécula de AMP (una adenosina con un fosfato). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Relación celular: Algunos nucleótidos como el AMP cíclico trasladan la información que reciben en la 
membrana celular hasta el compartimento interno de la célula correspondiente. 
 
4. ESTRUCTURA GENERAL DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS 
Para formar los ácidos nucleicos, los nucleótidos se sitúan 
consecutivamente uno tras otro formando una cadena lineal. La 
unión entre los nucleótidos contiguos se realiza mediante un 
enlace llamado fosfodiéster, que consiste en la unión entre la 
molécula de ácido fosfórico de un nucleótido y el carbono 3 de la 
pentosa del nucleótido siguiente. 
 
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Además de la diferente composición de los nucleótidos que se da en el ARN y el ADN, también existe otra 
diferencia entre ambas estructuras, ya que mientras el ARN es monocatenario, es decir que está formado por 
una única cadena de nucleótidos, el ADN es bicatenario, es decir que está formado por dos cadenas lineales 
de nucleótidos. 
 
ADN 
El ADN presenta una estructura bicatenaria, en la que las dos hebras o filamentos de nucleótidos se disponen 
paralelas, con las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas mediante puentes de hidrógeno por 
complementariedad entre bases nitrogenadas púricas con pirimidínicas. Concretamente, la 
complementariedad de las bases nitrogenadas siempre se da entre una adenina y una timina (A = T) así como 
entre una guanina y una citosina (G ≡ C), por lo que la secuencia de un filamento determina la del otro. 
Además, las dos cadenas tienen una disposición antiparalela, es decir, una cadena va en dirección 3’-5’ y la 
otra va en dirección 5’-3’. 
El ADN presenta cuatro niveles estructurales, igual que las proteínas: 
- Estructura primaria: Es la secuencia de los nucleótidos de una hebra del ácido nucleico. 
 
5'- A G G C T A G C T G T C A T G A C C A A A G T C A - 3' 
3' - T C C G A T C G A C A G T A C T G G T T T C A G T - 5' 
 
 
- Estructura secundaria: Es la disposición espacial de la doble cadena de ADN, que forma una 
configuración helicoidal llamada doble hélice, en la que las pentosas y los grupos fosfato de los 
nucleótidos se sitúan en la periferia, mientras que las bases nitrogenadas se encuentran en el 
interior, unidas por complementariedad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentosa 
Esqueleto azúcar -fosfato 
Fosfato 
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- Estructura terciaria: Es la disposición en el espacio de la doble hélice asociada a proteínas. Se 
conocen dos estructuras terciarias; el collar de perlas (ADN asociado a histonas) y la estructura 
cristalina (ADN asociado a protaminas). La estructura del collar de perlas es la que se encuentra 
en el ADN de la célula eucariota cuando se encuentra en interfase, es decir, es la estructura de la 
cromatina. Y la estructura cristalina la presenta el ADN de las células reproductoras. 
 
 
 
 
 
 
 
- Estructura cuaternaria: Es la disposición del collar de perlas en el espacio al plegarse sobre sí 
mismo. Este nivel estructural se manifiesta en el ADN de los cromosomas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARN 
El ARN presenta una estructura monocatenaria formada por la unión de ribonucleótidos y sus niveles 
estructurales son los siguientes: 
- Estructura primaria: Está constituida por la secuencia de los nucleótidos. Se obtiene en el 
proceso de la trascripción a partirde una cadena molde del ADN. 
 
- Estructura secundaria: Esta estructura sólo la presentan algunos tipos de ARN que tienen 
regiones en la estructura primaria que se enlazan entre ellas formando una estructura 
bidimensional. 
 
- Estructura terciaria: Es la disposición en el espacio de la estructura secundaria dando como 
resultad una estructura tridimensional. 
 
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TIPOS DE ARN 
Existen varios tipos de ARN dentro de la célula, que difieren en su estructura y su función: 
• ARN mensajero: Es una cadena corta lineal de nucleótidos que sólo presenta estructura primaria. Se 
sintetiza en el núcleo de la célula eucariota y sale al citoplasma. Su información equivale a un gen y 
su función consiste en la transmisión de la información genética del ADN a los ribosomas para llevar 
a cabo la síntesis de una proteína. 
 
• ARN de transferencia: Es un ARN de estructura secundaria y terciaria que tiene como función el 
traslado de los aminoácidos hasta el ribosoma, para que sean incorporados en una proteína. Cada 
ARNt sólo puede transportar un único tipo de aminoácido. 
Un ARNt tiene un brazo aceptor, que es lugar donde se unen los aminoácidos, un brazo D que es 
estructural, un brazo T que es el que se une al ribosoma y un brazo anticodón que es lugar donde se 
encuentra el anticodón (triplete de nucleótidos que se unen por complementariedad de bases 
nitrogenadas al codón, es decir, al triplete de nucleótidos presente en el ARNm). 
 
 
 
 
 
 
• ARN ribosómico: Es el ARN que forma la estructura de los ribosomas, juntamente con proteínas. 
 
• ARN nucleolar: Es el ARN precursor del ARN ribosómico y se localiza en el nucléolo. 
 
Diferencias entre ADN y ARN 
 ADN ARN 
Composición - Ácido fosfórico 
- Pentosa: desoxirribosa 
- Bases nitrogenadas: adenina, 
guanina, citosina, timina 
- Ácido fosfórico 
- Pentosa: ribosa 
- Bases nitrogenadas: adenina, 
guanina, citosina, uracilo 
Estructura Bicatenaria: dos cadenas de nucleótidos 
enrolladas formando una doble hélice. 
Monocatenaria: una única cadena de 
nucleótidos de menor longitud que el ADN. 
Localización En el núcleo En el núcleo y el citoplasma 
Funciones Portador de información genética de 
cada ser vivo. La información que porta 
consiste en las instrucciones para la 
síntesis de las distintas proteínas del 
organismo. 
Transferir la información genética y ejecutar 
las instrucciones que contiene. 
Triplete acceptor 
de aminoácidos 
Triplete acceptor 
de aminoácidos 
Brazo D 
Brazo D 
Brazo T 
Brazo T 
Anticodón 
Anticodón