1. Tipos de Ácidos Nucleicos

Existen 2 tipos de ácidos nucleicos:

• ADN o ácido desoxirribonucleico: se halla fundamentalmente en el núcleo formando la cromatina. Cuando la célula se divide forma los cromosomas. En ambos casos se asocia a proteínas
• ARN o ácido ribonucleico: se halla normalmente en el citoplasma, asociado a proteínas forma los ribosomas, también constituye 2 tipos de moléculas necesarias para la síntesis de proteínas: El ARN mensajero y el ARN de transferencia (ARN-m y ARN-t)

El ADN y el ARN están constituidos por un gran número de moléculas llamadas nucleótidos. Los cuales constan a su vez de 3 moléculas más simples: Pentosa, ácido fosfórico y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas pueden ser de 5 tipos: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U).

El ADN posee nucleótidos con Adenina, guanina, citosina y timina pero nunca tienen nucleótidos de uracilo, que son exclusivos del ARN. Por su parte, el ARN nunca presenta nucleótidos de timina que son exclusivos del ADN.

Otra diferencia entre ambos tipos de ácidos nucleicos es que el ADN está formado por dos cadenas enfrentadas, mientras que el ARN es una cadena simple. Otra diferencia es que la molécula de ADN es mucho más larga que la de ARN.

1.1 Estructura del ADN: La Doble Hélice

Watson y Crick, dos investigadores, propusieron para el ADN una estructura en doble hélice con las siguientes características:

1. El ADN está constituido por dos cadenas complementarias que se encuentran enfrentadas formando una doble hélice como si se tratara de una escalera de cuerda arrollada.
2. El arrollamiento es helicoidal, como una escalera de caracol que mantiene el mismo diámetro y la misma anchura para todos los escalones.
3. Las bases nitrogenadas constituyen los peldaños de la escalera de cuerda.
4. Las bases nitrogenadas de una cadena son complementarias de las de la otra. La adenina es complementaria de la timina y la guanina la es de la citosina. Los peldaños estarán siempre formados por una de las dos parejas posibles A – T o C- G.
5. Dentro de cada par, las bases complementarias establecen enlaces por puentes de hidrógeno.

1.2 Duplicación del ADN

Al ser las dos cadenas complementarias, cada una puede actuar como molde para fabricar la otra. Para duplicarse, el ADN solo tiene que separar sus dos filamentos e ir colocando con ayuda de las enzimas adecuadas, los nucleótidos complementarios cada una de las cadenas separadas. De hecho, esto es lo que ocurre cuando la célula, antes de la división celular por mitosis, debe duplicar su información genética. El proceso de duplicación del ADN es muy complejo y requiere la intervención de un gran número de enzimas: helicasas, topoisomerásas, ADN polimerasas y ADN ligasas.

2. Síntesis de Proteínas

La secuencia de nucleótidos en una cadena de ADN determina la secuencia de aminoácidos en las proteínas. Puesto que el ADN se encuentra dentro del núcleo y los ribosomas donde se fabrican las proteínas se encuentran en el citoplasma, debe existir una molécula intermediaria que traslade la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma. Esa molécula es el ARN mensajero y su fabricación constituye la fase de la síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas consta de 2 fases: transcripción y traducción.

2.1 Transcripción

Consiste en la síntesis del ARN mensajero. Se hace usando como molde una de las dos cadenas de la doble hélice de ADN. La doble hélice se separa en la zona del gen que tiene que expresarse. Un sistema enzimático se aplica sobre la molécula de ADN y reconoce una sección entre una señal de inicio y una señal de parada. Esta sección corresponderá normalmente a un gen. El sistema enzimático transcribe ese fragmento de ADN, nucleótido a nucleótido en una nueva molécula: El ARN mensajero. Como muchas veces los genes tienen intercalados trozos repetidos sin valor (intrones), la siguiente operación es eliminar del ARN mensajero los trozos que no sirven, dejando unidos los trozos que contienen la información válida (exones). El número de intrones es variable (puede ser entre 0 y 50) y su tamaño también cambia mucho, y puede ir desde 75 nucleótidos hasta más de 2.000. Los intrones se eliminan mediante un proceso complejo de corte y empalme en el núcleo antes de su transporte al citoplasma. A continuación el ARN-m que aún no maduro sale del núcleo hacia el citoplasma un ribosoma, llamado mensajero, se asocia a un ribosoma.

2.2 Traducción

El ARN mensajero se asocia en el citoplasma y con ayuda de los ARN-t comienza la fabricación de la proteína. La traducción del mensaje genético contenido en el ARN-m se realiza por tripletes, es decir, por combinaciones de 3 nucleótidos. Como existen 4^3 = 64 combinaciones distintas de 3 nucleótidos y solo 6 aminoácidos, cada aminoácido vendrá, necesariamente, codificado por más de un triplete. Cada triplete indica un aminoácido concreto, conociendo la clave del código genético es posible deducir la secuencia de nucleótidos de un gen, y a la inversa. Si conocemos la secuencia de nucleótidos del ADN, podemos construir la proteína correspondiente.