Ácidos nucleicos son una de las cuatro clases de biomoléculas esenciales que constituyen las células vivas, junto con las proteínas, los carbohidratos y los lípidos. A diferencia de los otros tres, el ADN y el ARN no sirven como fuente de energía directa para los organismos, por lo que no los encontrará en las etiquetas nutricionales.
El ADN y el ARN actúan como sistemas de almacenamiento y transporte de información genética. El ADN en el núcleo de casi todas las células forma cromosomas, análogos al disco duro de una computadora que contiene el sistema operativo completo. El ARN mensajero (ARNm), por otro lado, lleva el código de una sola proteína, parecido a una memoria USB que transporta un archivo crítico al ribosoma para su traducción.
Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos, cada uno de los cuales comprende un azúcar pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada. En el ARN el azúcar es ribosa; en el ADN es desoxirribosa. Mientras que los nucleótidos suelen transportar un solo fosfato, moléculas como el ATP (trifosfato de adenosina) pueden contener múltiples fosfatos y son fundamentales para la transferencia de energía celular.
La ribosa contiene un grupo hidroxilo (-OH) en el carbono 2, mientras que la desoxirribosa lo reemplaza con un átomo de hidrógeno, lo que le da al ADN una columna vertebral más estable. Las bases nitrogenadas también difieren:el ADN utiliza adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T); El ARN reemplaza la timina con uracilo (U).
El ADN almacena el modelo genético permanente que gobierna la función celular y la herencia. El ARN, especialmente el ARNm, extrae esta información y la entrega a los ribosomas donde se sintetizan las proteínas, lo que permite la ejecución de procesos celulares.
Las purinas (A, G) tienen dos anillos fusionados; Las pirimidinas (C, T en ADN, C, U en ARN) tienen un anillo. El emparejamiento complementario (A con T (o U en ARN) y C con G) garantiza la alineación y la estabilidad adecuadas de la doble hélice.
El icónico modelo de doble hélice, descrito por Watson y Crick en 1953, les valió el Premio Nobel, mientras que el trabajo de difracción de rayos X de Rosalind Franklin fue fundamental para el descubrimiento. La forma helicoidal minimiza la tensión energética, permitiendo que las interacciones entre el esqueleto de azúcar y el fosfato y el par de bases coexistan de manera óptima.
Las cadenas de ADN alternan unidades de fosfato y azúcar, unidas por enlaces fosfodiéster que se forman cuando el fosfato 5' de un nucleótido se une al hidroxilo 3' del siguiente. Esta columna vertebral proporciona integridad estructural mientras las bases miran hacia adentro, formando pares complementarios entre las dos hebras.
El ARN es monocatenario y carece de una pareja complementaria. Esto le permite plegarse en diversas estructuras secundarias (bucles, tallos y horquillas), lo que permite funciones versátiles más allá de la simple transferencia de información.
Dada la secuencia de ADN AAATCGGCATTA , la presencia de timina confirma que es ADN. Su capítulo complementario diría TTTAGCCGTAA . La transcripción de ARNm correspondiente reflejaría el ADN complementario pero reemplazaría la timina con uracilo, produciendo UUUAGCCGUAA .
La replicación comienza cuando la doble hélice se separa, exponiendo hebras individuales. Cada hebra plantilla guía la síntesis de una nueva hebra complementaria en direcciones opuestas:las hebras principales crecen continuamente, mientras que las hebras rezagadas forman fragmentos de Okazaki que luego se unen, dando como resultado dos dobles hélices antiparalelas.
La transcripción también requiere la separación de las cadenas de ADN. La ARN polimerasa sintetiza un preARNm que contiene tanto intrones como exones. El empalme elimina los intrones y une los exones en un ARNm maduro que codifica una única proteína. La transcripción madura sale del núcleo y se asocia con los ribosomas para iniciar la traducción.
Los ácidos nucleicos no pueden servir como fuentes de energía, sino que se sintetizan de novo a partir de nucleósidos o se degradan en bases, que finalmente forman ácido úrico. La descomposición adecuada de las purinas es fundamental para la salud; el catabolismo alterado conduce a la gota debido a la deposición de cristales de urato.
