Los ácidos nucleicos de las células vivas y los virus

Los Ácidos Nucleicos son moléculas muy complejas que se producen en todas las células vivas y en los virus; tienen funciones tan importantes en los seres humanos como es la de transmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de ciertas proteínas específicas. El modo en que los Ácidos Nucleicos realizan estas funciones es el objetivo de algunas de las más extensas investigaciones científicas de la actualidad.

Éstos ácidos son consideradas como las sustancias fundamentales de los seres vivos, y se cree que aparecieron hace aproximadamente uno 3.000 millones de años, cuando surgieron las formas de vida más elementales. Antiguamente se conocían con el nombre de “Nucleína”, pero hoy en día estos ácidos son llamados como “Nucléicos”, aunque recibieron este nombre porque fueron aislados por primera vez del núcleo de células vivas en la década de 1860 por el biólogo Suizo Friedrich Miescher, Sin embargo, la mayoría de los Ácidos Nucleícos no se encuentran en el núcleo de la célula, sino en el citoplasma celular.

Estructura del ADN 

Existen dos clases de Ácidos Nucleicos, el Ácido Desoxirribonucleico (ADN) y el Ácido Ribonucleico (ARN). Tanto la molécula de ARN como la de ADN tienen una estructura de forma helicoidal de gran longitud con un gran peso molecular; cada uno de los cientos de unidades que componen un Ácido Nucleico se llama “Nucleótido” y está constituido por un grupo fosfato y una pentosa (azúcar simple con 5 carbonos) a la cual se fija una estructura orgánica cíclica llamada “Base”, perteneciente a los compuestos conocidos como Purinas y Pirimidinas (bases Púricas y Pirimídicas). En estas cadenas se repiten regularmente la misma estructura (aunque no idéntica), representando los enlaces o unidades de estas mismas. A estas cadenas se les unen también una gran cantidad de moléculas más pequeñas de cuatro tipos diferentes: la Adenina, presente en el ADN y ARN; la Guanina, presente también en el ADN y ARN; la Citosina, presente igualmente en el ADN y ARN; la Timina, exclusiva del ADN, y el Uracilo, exclusiva del ARN, (es decir, Uracilo en lugar de Timina); además siempre hay una Purina unida por puentes de hidrógeno a una Pirimida; la Adenina siempre está unida por puentes de hidrógeno a la Timina (A = T) y la Guanina por puentes de hidrógeno a la Citosina (G = C).

Estructura química de la Adenina.

Estructura química de la Guanina.

Estructura química de la Citosina.

Estructura química de la Timina.

Estructura química del Uracilo.

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La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC.

Tal vez el Ácido Nucleico mas importante es la molécula del ADN, que es un polímero largo que porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus debidas funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple. Una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 Angstroms (2,2 a 2,6 Nanómetros) de ancho, y una unidad (un Nucleótido) mide 3,3 Å (0,33 Nm.) de largo. Aunque cada unidad individual que se repite es muy pequeña, los polímeros de ADN pueden ser moléculas enormes que contienen millones de nucleótidos. Por ejemplo, el cromosoma humano más largo, el cromosoma número 1, tiene aproximadamente 220 millones de pares de bases.

El ADN es una molécula Bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles o estructuras.

Principalmente, encontramos la estructura Primaria, que es una secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases.

La estructura Secundaria es una estructura en doble hélice, que permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Es una cadena doble, Dextrógira o Levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la Adenina y la Guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la Timina y la Citosina de la otra. Ambas cadenas son Antiparalelas.

Por último en la estructura Terciaria, se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas; En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en organelos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos. En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las Histonas y otras proteínas de naturaleza no Histónica (en los espermatozoides estas proteínas son las Protaminas).

El ADN como todo también puede sufrir daños o variaciones, debido a condiciones externas, o como en muchas ocasiones también puede resultar dañado por diferentes tipos de Mutágenos, que cambian la secuencia del ADN: agentes Alquilantes, además de la radiación electromagnética de alta energía, como la luz ultravioleta y los rayos X, incluyendo también a las condiciones ambientales nocivas, como por ejemplo habitar en zonas agrícolas, las cuales se encuentran constantemente expuestas a pesticidas

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