Cada organismo vivo en nuestro mundo es diferente. No solo las personas difieren entre sí. Los animales y las plantas de la misma especie también tienen diferencias. La razón de esto no son solo las diferentes condiciones de vida y la experiencia de vida. La individualidad de cada organismo se establece en él con la ayuda del material genético.
Preguntas importantes e interesantes sobre los ácidos nucleicos
Incluso antes del nacimiento, cada organismo tiene su propio conjunto de genes, que determina absolutamente todas las características estructurales. No es solo el color del pelaje o la forma de las hojas, por ejemplo. Las características más importantes se establecen en los genes. Después de todo, un hámster no puede nacer de un gato y un baobab no puede crecer a partir de semillas de trigo.
Y los ácidos nucleicos (moléculas de ARN y ADN) son responsables de toda esta enorme cantidad de información. Su importancia es muy difícil de sobrestimar. Después de todo, no solo almacenan información a lo largo de la vida, sino que ayudan a realizarla con la ayuda de proteínas y, además, la transmiten a la próxima generación. ¿Cómo lo hacen, qué tan compleja es la estructura de las moléculas de ADN y ARN? ¿En qué se parecen y cuáles son sus diferencias? En todo esto nosotrosy lo resolveremos en los próximos capítulos del artículo.
Analizaremos toda la información pieza por pieza, empezando por lo más básico. Primero, aprenderemos qué son los ácidos nucleicos, cómo se descubrieron, luego hablaremos sobre su estructura y funciones. Al final del artículo, estamos esperando una tabla comparativa de ARN y ADN, a la que puede consultar en cualquier momento.
¿Qué son los ácidos nucleicos?
Los ácidos nucleicos son compuestos orgánicos con un alto peso molecular, son polímeros. En 1869 fueron descritos por primera vez por Friedrich Miescher, un bioquímico suizo. Aisló una sustancia, que incluye fósforo y nitrógeno, de las células de pus. Suponiendo que se encuentra solo en los núcleos, el científico lo llamó nucleína. Pero lo que quedó después de la separación de las proteínas se llamó ácido nucleico.
Sus monómeros son nucleótidos. Su número en una molécula de ácido es individual para cada especie. Los nucleótidos son moléculas formadas por tres partes:
- monosacárido (pentosa), puede ser de dos tipos: ribosa y desoxirribosa;
- base nitrogenada (una de cuatro);
- residuo de ácido fosfórico.
A continuación, veremos las diferencias y similitudes entre el ADN y el ARN, la tabla al final del artículo lo resumirá.
Características estructurales: pentosas
La primera similitud entre el ADN y el ARN es que contienen monosacáridos. Pero para cada ácido son diferentes. Dependiendo de qué pentosa esté en la molécula, los ácidos nucleicos se dividen en ADN y ARN. El ADN contiene desoxirribosa, mientras que el ARN contieneribosa. Ambas pentosas se encuentran en los ácidos solo en forma β.
La desoxirribosa no tiene oxígeno en el segundo átomo de carbono (indicado como 2'). Los científicos sugieren que su ausencia:
- acorta el enlace entre C2 y C3;
- hace que la molécula de ADN sea más fuerte;
- crea las condiciones para el empaquetamiento compacto del ADN en el núcleo.
Comparación de edificios: bases nitrogenadas
La caracterización comparativa de ADN y ARN no es fácil. Pero las diferencias son visibles desde el principio. Las bases nitrogenadas son los componentes básicos más importantes de nuestras moléculas. Llevan la información genética. Más precisamente, no las bases en sí, sino su orden en la cadena. Son purina y pirimidina.
La composición del ADN y del ARN ya difiere a nivel de monómeros: en el ácido desoxirribonucleico podemos encontrar adenina, guanina, citosina y timina. Pero el ARN contiene uracilo en lugar de timina.
Estas cinco bases son las principales, constituyen la mayoría de los ácidos nucleicos. Pero además de ellos, hay otros. Esto sucede muy raramente, tales bases se llaman menores. Ambos se encuentran en ambos ácidos: esta es otra similitud entre el ADN y el ARN.
La secuencia de estas bases nitrogenadas (y, en consecuencia, los nucleótidos) en la cadena de ADN determina qué proteínas puede sintetizar una célula determinada. Qué moléculas se crearán en un momento dado depende de las necesidades del cuerpo.
Ir aNiveles de organización de los ácidos nucleicos. Para que las características comparativas del ADN y el ARN sean lo más completas y objetivas posible, consideraremos la estructura de cada uno. El ADN tiene cuatro de ellos, y el número de niveles de organización en el ARN depende de su tipo.
Descubrimiento de la estructura del ADN, principios de estructura
Todos los organismos se dividen en procariotas y eucariotas. Esta clasificación se basa en el diseño del núcleo. Ambos tienen ADN en la célula en forma de cromosomas. Estas son estructuras especiales en las que las moléculas de ácido desoxirribonucleico se asocian con proteínas. El ADN tiene cuatro niveles de organización.
La estructura primaria está representada por una cadena de nucleótidos, cuya secuencia se observa estrictamente para cada organismo individual y que están interconectados por enlaces fosfodiéster. Chargaff y sus colaboradores lograron enormes éxitos en el estudio de la estructura de la cadena de ADN. Determinaron que las proporciones de las bases nitrogenadas obedecen a ciertas leyes.
Se llamaban las reglas de Chargaff. El primero de ellos establece que la suma de las bases púricas debe ser igual a la suma de las pirimidinas. Esto quedará claro después de familiarizarse con la estructura secundaria del ADN. La segunda regla se deriva de sus características: las relaciones molares A / T y G / C son iguales a uno. La misma regla es válida para el segundo ácido nucleico: esta es otra similitud entre el ADN y el ARN. Solo el segundo tiene uracilo en lugar de timina en todas partes.
Además, muchos científicos comenzaron a clasificar el ADN de diferentes especies según un mayor número de bases. Si la suma es "A+T"más que "G + C", dicho ADN se denomina tipo AT. Si es al revés, entonces estamos tratando con el tipo de ADN GC.
El modelo de estructura secundaria fue propuesto en 1953 por los científicos Watson y Crick, y todavía es generalmente aceptado hoy en día. El modelo es una doble hélice, que consta de dos cadenas antiparalelas. Las principales características de la estructura secundaria son:
- la composición de cada hebra de ADN es estrictamente específica de la especie;
- el enlace entre las cadenas es hidrógeno, formado según el principio de complementariedad de las bases nitrogenadas;
- las cadenas de polinucleótidos se enrollan entre sí, formando una hélice dextrógira llamada "hélice";
- los residuos de ácido fosfórico se encuentran fuera de la hélice, las bases nitrogenadas están dentro.
Más lejos, más denso, más duro
La estructura terciaria del ADN es una estructura superenrollada. Es decir, no solo dos cadenas se retuercen entre sí en una molécula, sino que, para una mayor compacidad, el ADN se enrolla alrededor de proteínas especiales: las histonas. Se dividen en cinco clases según su contenido de lisina y arginina.
El último nivel del ADN es el cromosoma. Para entender qué tan apretado está el portador de la información genética, imagine lo siguiente: si la Torre Eiffel pasara por todas las etapas de compactación, como el ADN, podría colocarse en una caja de fósforos.
Los cromosomas son simples (constan de una cromátida) y dobles (constan de dos cromátidas). Proporcionan almacenamiento seguro.información genética y, si es necesario, pueden dar la vuelta y abrir el acceso al área deseada.
Tipos de ARN, características estructurales
Además del hecho de que cualquier ARN difiere del ADN en su estructura primaria (f alta de timina, presencia de uracilo), también difieren los siguientes niveles de organización:
- El ARN de transferencia (ARNt) es una molécula monocatenaria. Para cumplir su función de transportar aminoácidos al sitio de síntesis de proteínas, tiene una estructura secundaria muy inusual. Se llama "hoja de trébol". Cada uno de sus bucles realiza su propia función, pero los más importantes son el tallo aceptor (un aminoácido se adhiere a él) y el anticodón (que debe coincidir con el codón en el ARN mensajero). La estructura terciaria del ARNt se ha estudiado poco porque es muy difícil aislar una molécula de este tipo sin alterar el alto nivel de organización. Pero los científicos tienen algo de información. Por ejemplo, en la levadura, el ARN de transferencia tiene la forma de la letra L.
- El ARN mensajero (también llamado informativo) realiza la función de transferir información del ADN al sitio de síntesis de proteínas. Ella dice qué tipo de proteína resultará al final, los ribosomas se mueven a lo largo del proceso de síntesis. Su estructura primaria es una molécula monocatenaria. La estructura secundaria es muy compleja, necesaria para la correcta determinación del inicio de la síntesis de proteínas. El ARNm se pliega en forma de horquillas, en cuyos extremos hay sitios para el comienzo y el final del procesamiento de proteínas.
- El ARN ribosomal se encuentra en los ribosomas. Estos orgánulos constan de dos subpartículas, cada una de las cualesalberga su propio ARNr. Este ácido nucleico determina la ubicación de todas las proteínas ribosómicas y los centros funcionales de este orgánulo. La estructura primaria del ARNr está representada por una secuencia de nucleótidos, como en las variedades anteriores de ácido. Se sabe que la etapa final del plegamiento del ARNr es el emparejamiento de las secciones terminales de una hebra. La formación de tales pecíolos hace una contribución adicional a la compactación de toda la estructura.
Funciones del ADN
El ácido desoxirribonucleico actúa como depósito de información genética. Es en la secuencia de sus nucleótidos donde se “ocultan” todas las proteínas de nuestro cuerpo. En el ADN, no solo están almacenados, sino que también están bien protegidos. E incluso si ocurre un error durante la copia, se corregirá. Así, todo el material genético se conservará y llegará a la descendencia.
Para transmitir información a los descendientes, el ADN tiene la capacidad de duplicarse. Este proceso se llama replicación. Una tabla comparativa de ARN y ADN nos mostrará que otro ácido nucleico no puede hacer esto. Pero tiene muchas otras funciones.
Funciones de ARN
Cada tipo de ARN tiene su propia función:
- Transporte El ácido ribonucleico lleva los aminoácidos a los ribosomas, donde se transforman en proteínas. El ARNt no solo aporta material de construcción, sino que también participa en el reconocimiento de codones. Y qué tan correctamente se construirá la proteína depende de su trabajo.
- Message RNA lee información deADN y lo lleva al sitio de síntesis de proteínas. Allí se une al ribosoma y dicta el orden de los aminoácidos en la proteína.
- El ARN ribosomal asegura la integridad de la estructura del orgánulo, regula el trabajo de todos los centros funcionales.
Aquí hay otra similitud entre el ADN y el ARN: ambos se encargan de la información genética que lleva la célula.
Comparación de ADN y ARN
Para organizar toda la información anterior, anotemos todo en una tabla.
| ADN | ARN | |
| Ubicación de la jaula | Núcleo, cloroplastos, mitocondrias | Núcleo, cloroplastos, mitocondrias, ribosomas, citoplasma |
| Monómero | Desoxirribonucleótidos | Ribonucleótidos |
| Estructura | Hélice de doble cadena | Cadena simple |
| Nucleótidos | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Características | Estable, capaz de replicarse | Lábil, no se puede duplicar |
| Funciones | Almacenamiento y transmisión de información genética | Transferencia de información hereditaria (ARNm), función estructural (ARNr, ARN mitocondrial), participación en la síntesis de proteínas (ARNm, ARNt, ARNr) |
Por lo tanto, hablamos brevemente sobre las similitudes entre el ADN y el ARN. La mesa será un asistente indispensable en el examen o un simple recordatorio.
Además de lo que ya aprendimos anteriormente, aparecieron varios hechos en la tabla. Por ejemplo, la capacidad del ADNla duplicación es necesaria para la división celular para que ambas células reciban el material genético correcto en su totalidad. Mientras que para el ARN, la duplicación no tiene sentido. Si una célula necesita otra molécula, la sintetiza a partir de la plantilla de ADN.
Las características del ADN y el ARN resultaron ser breves, pero cubrimos todas las características de la estructura y las funciones. El proceso de traducción, la síntesis de proteínas, es muy interesante. Después de familiarizarse con él, queda claro cuán importante es el papel que juega el ARN en la vida de una célula. Y el proceso de duplicación del ADN es muy emocionante. ¡Qué vale romper la doble hélice y leer cada nucleótido!
Aprende algo nuevo todos los días. Especialmente si esto nuevo sucede en cada célula de tu cuerpo.
