Els àcids nucleics emmagatzemen i transmeten la informació genètica que heretem dels nostres avantpassats. Si tens fills, la teva informació genètica del seu genoma es recombinarà i es combinarà amb la informació genètica de la teva parella. El teu propi genoma es duplica cada vegada que cada cèl·lula es divideix. A més, els àcids nucleics contenen certs segments anomenats gens que són els responsables de la síntesi de totes les proteïnes de les cèl·lules. Les propietats dels gens controlen les característiques biològiques del teu cos.
Informació general
Hi ha dues classes d'àcids nucleics: l'àcid desoxiribonucleic (més conegut com ADN) i l'àcid ribonucleic (més conegut com a ARN).
L'ADN és una cadena de gens en forma de fil que és necessària per al creixement, desenvolupament, vida i reproducció de tots els organismes vius coneguts i de la majoria de virus.
Els canvis en l'ADN dels organismes pluricel·lulars provocaran canvis en les generacions posteriors.
L'ADN és un substrat biogenètic,es troba en tots els éssers vius existents, des dels organismes vius més simples fins als mamífers altament organitzats.
Moltes partícules virals (virions) contenen ARN al nucli com a material genètic. Tanmateix, cal esmentar que els virus es troben a la frontera de la naturalesa animada i inanimada, ja que sense l'aparell cel·lular de l'hoste romanen inactius.
Antecedents històrics
El 1869, Friedrich Miescher va aïllar els nuclis dels glòbuls blancs i va trobar que contenien una substància rica en fòsfor que va anomenar nucleïna.
Hermann Fischer va descobrir les bases purines i pirimidiniques en els àcids nucleics a la dècada de 1880.
El 1884, R. Hertwig va suggerir que les nucleïnes són les responsables de la transmissió de trets hereditaris.
El 1899, Richard Altmann va encunyar el terme "àcid central".
I més tard, als anys 40 del segle XX, els científics Kaspersson i Brachet van descobrir un enllaç entre els àcids nucleics amb la síntesi de proteïnes.
Nucleòtids
Els polinucleòtids es construeixen a partir de molts nucleòtids: monòmers connectats entre si en cadenes.
A l'estructura dels àcids nucleics, s'aïllen nucleòtids, cadascun dels quals conté:
- Base nitrogenada.
- Sucre pentosa.
- Grup de fosfats.
Cada nucleòtid conté una base aromàtica que conté nitrogen unida a un saccàrid de pentosa (cinc carbonis), que, al seu torn, s'uneix a un residu d'àcid fosfòric. Aquests monòmers, quan es combinen entre ells, formen polímerscadenes. Estan connectats per enllaços d'hidrogen covalents que es produeixen entre el residu de fòsfor d'una cadena i el sucre pentosa de l' altra cadena. Aquests enllaços s'anomenen enllaços fosfodièster. Els enllaços fosfodièster formen l'esquelet fosfat-hidrat de carboni (esquelet) tant de l'ADN com de l'ARN.
Desoxiribonucleòtid
Considerem les propietats dels àcids nucleics situats al nucli. L'ADN forma l'aparell cromosòmic del nucli de les nostres cèl·lules. L'ADN conté les "instruccions de programari" per al funcionament normal de la cèl·lula. Quan una cèl·lula reprodueix el seu propi tipus, aquestes instruccions es transmeten a la nova cèl·lula durant la mitosi. L'ADN té l'aspecte d'una macromolècula de doble cadena retorçada en un fil doble helicoïdal.
L'àcid nucleic conté un esquelet de sacàrid fosfat-desoxirribosa i quatre bases nitrogenades: adenina (A), guanina (G), citosina (C) i timina (T). En una hèlix de doble cadena, l'adenina s'aparella amb la timina (A-T), la guanina s'aparella amb la citosina (G-C).
El 1953, James D. Watson i Francis H. K. Crick va proposar una estructura tridimensional d'ADN basada en dades cristal·logràfiques de raigs X de baixa resolució. També es van referir a les troballes del biòleg Erwin Chargaff que a l'ADN, la quantitat de timina és equivalent a la quantitat d'adenina i la quantitat de guanina és equivalent a la quantitat de citosina. Watson i Crick, que van guanyar el Premi Nobel l'any 1962 per les seves contribucions a la ciència, van postular que dues cadenes de polinucleòtids formen una doble hèlix. Els fils, tot i que són idèntics, es retorcen en direccions oposades.indicacions. Les cadenes fosfat-carboni es troben a l'exterior de l'hèlix, mentre que les bases es troben a l'interior, on s'uneixen a les bases de l' altra cadena mitjançant enllaços covalents.
Ribonucleòtids
La molècula d'ARN existeix com un fil espiral monocatenari. L'estructura de l'ARN conté un esquelet d'hidrats de carboni fosfat-ribosa i bases nitrats: adenina, guanina, citosina i uracil (U). Quan es crea ARN a la plantilla d'ADN durant la transcripció, la guanina s'aparella amb la citosina (G-C) i l'adenina amb l'uracil (A-U).
Els fragments d'ARN s'utilitzen per reproduir proteïnes dins de totes les cèl·lules vives, cosa que garanteix el seu creixement i divisió continus.
Hi ha dues funcions principals dels àcids nucleics. En primer lloc, ajuden a l'ADN fent d'intermediaris que transmeten la informació hereditària necessària als innombrables ribosomes del nostre cos. L' altra funció principal de l'ARN és lliurar l'aminoàcid correcte que cada ribosoma necessita per fer una nova proteïna. Hi ha diverses classes diferents d'ARN.
Messaging RNA (ARNm, o mRNA - plantilla) és una còpia de la seqüència bàsica d'un segment d'ADN obtingut com a resultat de la transcripció. L'ARN missatger serveix com a intermediari entre l'ADN i els ribosomes: orgànuls cel·lulars que accepten aminoàcids de l'ARN de transferència i els utilitzen per construir una cadena polipeptídica.
Transfer RNA (ARNt) activa la lectura de dades hereditàries de l'ARN missatger, donant lloc al procés de traduccióàcid ribonucleic - síntesi de proteïnes. També transporta els aminoàcids adequats fins on es sintetitzen les proteïnes.
L'ARN ribosòmic (ARNr) és el bloc de construcció principal dels ribosomes. Uneix el ribonucleòtid de plantilla en un lloc determinat on és possible llegir la seva informació, iniciant així el procés de traducció.
Els miRNA són petites molècules d'ARN que actuen com a reguladors de molts gens.
Les funcions dels àcids nucleics són extremadament importants per a la vida en general i per a cada cèl·lula en particular. Gairebé totes les funcions que realitza una cèl·lula estan regulades per proteïnes sintetitzades mitjançant l'ARN i l'ADN. Els enzims, els productes proteics, catalitzen tots els processos vitals: respiració, digestió, tot tipus de metabolisme.
Diferències entre l'estructura dels àcids nucleics
| Dezoskiribonucleòtid | Ribonucleòtid | |
| Funció | Emmagatzematge i transmissió a llarg termini de dades hereditàries | Transformació de la informació emmagatzemada a l'ADN en proteïnes; transport d'aminoàcids. Emmagatzematge de dades hereditàries d'alguns virus. |
| Monosacàrid | Desoxirribosa | Ribosa |
| Estructura | Forma d'espiral de doble fil | Forma helicoïdal d'un sol fil |
| Bases de nitrats | T, C, A, G | U, C, G, A |
Propietats distintives de les bases d'àcids nucleics
Adenina i guanina perles seves propietats són les purines. Això vol dir que la seva estructura molecular inclou dos anells de benzè fusionats. La citosina i la timina, al seu torn, pertanyen a les pirimidines i tenen un anell benzènic. Els monòmers d'ARN construeixen les seves cadenes utilitzant bases adenina, guanina i citosina, i en comptes de la timina afegeixen uracil (U). Cadascuna de les bases de pirimidina i purina té la seva pròpia estructura i propietats úniques, el seu propi conjunt de grups funcionals vinculats a l'anell de benzè.
A la biologia molecular, s'utilitzen abreviatures especials d'una lletra per indicar les bases nitrogenades: A, T, G, C o U.
Sucre pentosa
A més d'un conjunt diferent de bases nitrogenades, els monòmers d'ADN i ARN es diferencien pel seu sucre pentosa. El carbohidrat de cinc àtoms de l'ADN és desoxiribosa, mentre que de l'ARN és ribosa. Són gairebé idèntics en estructura, amb només una diferència: la ribosa afegeix un grup hidroxil, mentre que a la desoxiribosa se substitueix per un àtom d'hidrogen.
Conclusions
En l'evolució de les espècies biològiques i la continuïtat de la vida, no es pot sobreestimar el paper dels àcids nucleics. Com a part integral de tots els nuclis de les cèl·lules vives, són responsables de l'activació de tots els processos vitals que tenen lloc a les cèl·lules.
