Importancia bioquímica de los ácidos nucleicos

En este apartado vamos a explorar la multitud de funciones que tiene los ácidos nucleicos empezando por los más pequeños, en tamaño, pero no en importancia: los nucleótidos. ¿Han oído hablar del ATP? Ya lo hemos comentado anteriormente cuando hablamos de los lípidos. Esta molécula es un ribonucleótido capaz de almacenar energía en los enlaces fosfodiéster presentes, de manera que cuando se hidroliza un fosfato se producen 7,7 kal/ml o los que es lo mismo, 31 KJ/mol. En la figura 61 te presento la hidrólisis y síntesis de esta molécula durante los procesos bioquímicos. Al igual que el ATP, el GTP también

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es una molécula que almacena energía y, entre otras funciones, es la encargada de proveer la energía suficiente para que se produzcan los enlaces peptídicos durante la síntesis de las proteínas.

Figura 61. Hidrólisis y síntesis del ATP (Curtis y Barnes, 2009)

Siguiendo con los nucleótidos pero cambiando de función tenemos al AMPc y el GMPc, derivados del ATP y GTP respectivamente, donde el átomo de fosfato forma un anillo al

estar unido al carbono 5’ y 3’ (Fig. 62). Está implicada en la regulación celular siendo uno

de los principales segundos mensajeros celulares. Todas las células se comunican unas con otras y detectan el medio ambiente donde habitan para responder a los cambios que se producen, para ello, en las membranas celulares existen proteínas cuya función es la recepción de estos mensajes para comunicarlos a la célula y así actuar en consecuencia. En la mayoría de los casos, esta señal se transmite utilizando segundos mensajeros que llevan la señal de la membrana hasta el núcleo o organelo que deben responder a ella.

Figura 62. Estructura del AMPc y GMPc importantes en la señalización celular (Nelson y Cox, 2009).

Continuando con las funciones de los ácidos nucleicos y siguiendo con el tamaño de los mismos, pasemos a hablar de los ARN que tiene actividad catalítica como las

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Buenos, pues desde hace años se ha demostrado que existen varios tipos de ARN que pueden realizar esta misma función. Un ejemplo es el enlace peptídico durante la síntesis de proteínas ya que se ha demostrado que es un RNAr presentes en el ribosoma el encargado de esta acción. Los primeros en sugerir esta acción fueron Crick y Orgen en 1967 pero no fue hasta 1980 cuando Cecha Altman lo demostraron de manera

independiente.

El resto de las funciones bioquímicas de los ácidos nucleicos están implicados en la expresión de proteínas, el almacenamiento y la transmisión del material genético a la descendencia. Para ello, es importante comenzar definiendo algunos conceptos

necesarios para entender este tema. En primer lugar, recordemos que las proteínas son cadenas polipeptídicas cuya diferencia es el número y la posición de los aminoácidos que conforman su estructura primaria, por ello, para su síntesis es necesario tener la

información que nos indique la secuencia correcta. Esta información viene determinada en el ADN, donde se encuentran los genes, que son secuencias que contienen la

información necesaria para la síntesis de un producto biológico (ya sea proteína, como comentábamos, o ARN). Este proceso se lleva a cabo mediante dos procesos que

constituyen el Dogma Central de la Biología Molecular ( Fig. 63): en primer lugar se da el proceso de transcripción donde la secuencia de ADN se transforma en ARN y

posteriormente ocurre la traducción donde la secuencia, específicamente del ARNm, es leído por el ARNt para formar la proteína correspondiente en los ribosomas.

Por otro lado, es importante que se produzcan las proteínas necesarias en cada situación ya que un exceso de las mismas equivaldría a un gasto de energía innecesario y una falta de alguna proteína podría conllevar la muerte de los organismos. Es por ello, que la

regulación de los genes que se deben expresar en cada momento es de vital importancia. Es ahí donde están involucrados los ARN reguladores como el ARN de interferencia, el antisentido, los MicroARN o los Riboswith, entre otros.

Finalmente, esta información es vital para la supervivencia de cualquier organismo, ya que sus capacidades dependerán de las proteínas que sea capaz de producir y éstas dependerán del ADN que posea. Es por ello, que durante la reproducción es importante la transmisión correcta del material genético. El proceso de replicación se define como el mecanismo que permite al ADN duplicarse y también forma parte del Dogma Central de la Biología Molecular .

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Figura 63. Dogma central de la Biología Molecular (modificado de Curtis y Barnes, 2009)

Los detalles de cómo ocurren estos procesos de replicación, transcripción y traducción los veremos en la Unidad III de este mismo curso, ¿te interesa?

Autoevaluación

 Ahora que has terminado esta primera unidad, es momento de llevar a cabo la

evaluación final para esta unidad, lee con atención las siguientes preguntas y responde* de acuerdo a lo que consideres correcto.

1. Relaciona las siguientes columnas, donde aparecen los biopolímeros, con sus respectivos monómeros a. Proteínas b. Carbohidratos c. Lípidos d. Ácidos nucléicos I. Monosacáridos II. Ácidos grasos III. Aminoácidos IV. Nucleótidos

2. Ahora, relaciona cada polímero con el enlace que forman sus monómeros: a. Proteínas b. Carbohidratos c. Lípidos d. Ácidos nucléicos I. Nucleotídico II. Peptídico III. Glucosídico IV. Éster

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a. Proteína b. Lípido

c. Ácidos nucléicos d. Carbohidratos

4. ¿Cuántos átomos de carbono forma un triosa? a. tres

b. cuatro c. cinco d. seis

5. ¿Cuál de las siguientes funciones NO será realizada por un lípido? a. Formar parte de la membrana plasmática

b. Catalizar reacciones químicas c. Reserva de energía

d. Reguladora y hormonal

6. Un triglicérido está formado por un glicerol y 3 ácidos grasos, ¿cuál será su función?

a. Formación de la membrana plasmática b. Catalizar reacciones químicas

c. Reserva de energía d. Reguladora y hormonal

7. La lacasa es una proteína con actividad fenoloxidasa formada por una único polipéptido, ¿en qué estructura será funcional?

a. Primaria b. Secundaria c. Terciaria d. Cuaternaria

8. ¿Cuántos dígitos asigna la “Enzyme Commission” para clasificar una enzima?

a. Dos b. Tres c. Cuatro

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9. Las bases presentes en el ácido desoxirribonucleico son: a. Adenina, Timina, Uracilo y Guanina

b. Adenina, Uracilo, Guanina y Citosina c. Adenina, Timina, Guanina y Citosina d. Timina, Uracilo, Guanina y Citosina

10.¿Qué tipo de ARN eucariota se encuentra protegido en el extremo 5’ por un CAP y el extremo 3’ por una cola de poli A?

a. ARN ribosomal

b. ARN de transferencia c. ARN mensajero d. ARN antisentido

 Ahora compara tus resultados para saber si respondiste correctamente. Número de pregunta Respuesta correcta Retroalimentación 1. a III b I c II d IV

Todos las biomoléculas son polímeros formados por la unión de varios monómeros y es importante reconocerlos correctamente.

2. a II

b III c IV d I

 Al igual que es importante conocer de qué están formados cada biopolímeros, lo es conocer qué tipo de unión existe entre sus monómeros

3. d En la imagen se observa un carbohidrato ya que en su estructura se observa carbono, hidrógeno y oxígeno, con fórmula (CH2O)n.

4. a La triosa es un monosacárido formado por 3 átomos de carbono y la mas importante en el metabolismo de las células es el gliceraldehido.

5. b Los lípidos tiene múltiples funciones: forman parte de la membrana plasmática; son la principal reserva de energía y pueden funcionar como hormonas, como los esteroides), pero nunca podrán catalizar reacciones química.

6. c Los triglicéridos, siempre, funcionan como reserva de energía y los diglicéridos (un glicerol unido a dos ácidos grasos) lo hacen formando parte de la membrana

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terciarias y cuaternarias serán funcionales dependiendo del número de polipéptidos forme la proteína. Cuando

únicamente está formada por un polipéptido, entonces será funcional en estructura terciaria (como la lacasa).

8. d La Enzyme Comission (Comisión de Enzimas) asigna cuatro dígitos antecedidos por las siglas EC.

9. c El ácido desoxirribonucleico o ADN está compuesto por un azúcar, en este caso una desoxirribosa, un fosfato y una base nitrogenada (que en este caso puede ser Adenina, Timina, Guanina o Citosina.

10. c El ARN mensajero será el que encontremos con este tipo de protección y su principal función es llevar la información para la síntesis de proteínas que se realizará en el

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