Summary
Highlights
Los ácidos nucleicos tienen tres componentes principales. El primero es un azúcar pentosa (de cinco carbonos). Puede ser ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN). La diferencia clave entre ambas es la ausencia de un oxígeno en el carbono 2' de la desoxirribosa, lo que la hace más estable y la razón por la que el ADN almacena información genética.
El segundo componente es el grupo fosfato, que contiene fósforo y es el que le confiere el carácter ácido. El tercero son las bases nitrogenadas, que se dividen en dos tipos: púricas (con doble anillo: adenina y guanina) y pirimidínicas (con un solo anillo: citosina, timina y uracilo). La timina es exclusiva del ADN y el uracilo es exclusivo del ARN. Se explica la regla de Chargaff, donde la cantidad de bases púricas (A+G) es igual a la cantidad de bases pirimidínicas (T+C o U+C), y cómo se complementan (A con T/U y G con C).
Un nucleósido se forma por la unión de una pentosa y una base nitrogenada mediante un enlace beta-N-glucosídico, liberando agua. Un nucleótido se forma cuando un grupo fosfato se une a un nucleósido mediante un enlace fosfoéster, liberando más agua. Se explica la nomenclatura para nucleósidos y nucleótidos, tanto para ARN como para ADN, utilizando prefijos 'desoxi-' para el ADN y sufijos '-osina'/'idilia' y '-ílico' respectivamente.
El ATP (adenosín trifosfato) es el nucleótido energético más conocido, con dos enlaces de alta energía que liberan 7.3 kcal/mol al romperse, siendo la moneda energética de la célula para trabajos metabólicos. Otros nucleótidos trifosfato como el GTP también existen y tienen funciones específicas, como el GTP en la síntesis de proteínas. Además, el AMP cíclico (AMPc) y el GMP cíclico (GMPc) participan en funciones reguladoras, y moléculas como NAD y FAD (dinucleótidos) son coenzimas clave en el transporte de electrones.
El ADN es bicatenario, es decir, tiene dos cadenas de polinucleótidos. La unión de nucleótidos consecutivos se da por enlaces fosfodiéster. El modelo de doble hélice del ADN fue propuesto por Watson y Crick en 1953, basándose en estudios previos de Rosalind Franklin. Las dos cadenas son antiparalelas (una va de 5' a 3' y la otra de 3' a 5') y complementarias. Las bases se unen por puentes de hidrógeno (A=T con dos puentes y G≡C con tres). Se discuten los tipos de ADN (A-ADN, B-ADN y Z-ADN) y la ley de Chargaff para calcular la proporción de bases.
El ADN presenta cuatro niveles de organización: primaria (cadena lineal de polinucleótidos), secundaria (doble hélice formada por dos cadenas antiparalelas y complementarias unidas por puentes de hidrógeno), terciaria (asociación con proteínas, como las histonas, formando cromatinas y cromosomas), y cuaternaria (fibra de 30 nanómetros que representa una mayor compactación).
El ARN es monocatenario y hay muchos tipos (aproximadamente 150), pero los principales son el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosómico (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt). El video explica el proceso de maduración del ARN, donde el ARN heterogéneo nuclear (ARNh) se transcribe directamente del ADN y es procesado mediante 'splicing' para eliminar intrones y unir exones, formando el ARNm maduro.
El ARNr, junto con proteínas, forma los ribosomas, la maquinaria celular para la síntesis de proteínas. Los ribosomas eucariotas son 80S y los procariotas 70S. El ARNt tiene una forma plegada (similar a una hoja de trébol) y se encarga de transportar aminoácidos específicos al ribosoma para la síntesis de proteínas. El ARNm lineal transporta el mensaje químico del ADN en forma de codones (secuencias de tres bases nitrogenadas). Cada codón especifica un aminoácido o una señal de 'stop'.
El código genético se expresa en codones, con 64 codones diferentes. Es universal (funciona en todos los seres vivos), específico (cada codón codifica para un solo aminoácido), no solapado (los codones son continuos sin interrupciones), y degenerado (un aminoácido puede ser codificado por más de un codón). El codón de inicio universal es AUG (metionina) y existen tres codones de terminación (UAA, UAG, UGA). El anticodón en el ARNt complementa al codón del ARNm.
Los ácidos nucleicos se llaman así por su carácter ácido (bajo pH) y porque fueron descubiertos inicialmente en el núcleo de las células. Aunque se pensaba que estaban solo allí, ahora se sabe que también se encuentran en mitocondrias, cloroplastos y ribosomas. Fueron descubiertos en 1869 por Friedrich Miescher, quien los denominó 'nucleínas'. Son biomoléculas orgánicas pentanarias, compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Son polímeros, y sus unidades monoméricas son los nucleótidos.
La principal importancia de los ácidos nucleicos es que contienen y transmiten la información hereditaria. Existen dos tipos principales: el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). El video también introduce el dogma central de la biología: la replicación (ADN a ADN), la transcripción (ADN a ARN), y la traducción (ARN a proteína). Estos procesos ocurren en el citosol en procariotas y en el núcleo y citosol respectivamente en eucariotas.