ARN

Ácidos Nucléicos, ADN y ARN
Ácidos NucleicosARNDogma central de la BiologíaEnlaces Glosario Bibliografía

Comprender los diversos tipos de ARN

Ácidos Nucleicos
Hay 2 tipos de ácidos nucleicos (AN): el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN), y están presentes en todas las células. Su función biológica no quedó plenamente demostrada hasta que Avery y sus colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula portadora de la información genética.
Los ácidos nucleicos son polímeros lineales de una unidad repetitiva llamada nucleótido (Figura de la derecha), cada nucleótido está formado, mediante un enlace éster, por un ác. fosfórico y un nucleósido(zona sombreada de la figura), este último se constituye por la unión de una pentosa (la D-ribosa o la 2-desoxi-D-ribosa), y una base nitrogenada (purina o pirimidina).
Las bases nitrogenadas pueden ser purinas: ADENINA y GUANINA, las bases pirimidínicas son: CITOCINA, TIMINA y URACILO. La timina solo puede formar ADN y el uracilo solo está presente en el ARN

ARN
Una célula típica contiene 10 veces más ARN que ADN. El azúcar presente en el ARN es la ribosa. Esto indica que en la posición 2' del anillo del azúcar hay un grupo hidroxilo (OH) libre. Por este motivo, el ARN es químicamente inestable, de forma que en una disolución acuosa se hidroliza fácilmente. En el ARN la base que se aparea con la A es U, a diferencia del ADN, en el cual la A se aparea con T.
Según las modernas teorías sobre el origen de la vida, parece bastante probable que el ARN fuese el primer biopolímero que apareció en la corteza terrestre durante el transcurso de la evolución.
Se distinguen varios tipos de RNA en función, sobre todo, de sus pesos moleculares:
RNA MENSAJERO (RNAm)Se sintetiza sobre un molde de ADN por el proceso de transcripción por el cual se copia el ARN a partir del molde del ADN, pasa al citoplasma y sirve de pauta para la síntesis de proteínas (traducción).
RNA RIBOSÓMICO (RNAr)
El RNA ribosómico (RNAr) está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la síntesis de proteínas. Su función es leer los RNAm y formar la proteína correspondiente.

ESTRUCTURA DE ARN

A diferencia del ADN todos los tipos de ARN, son de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras estables (regiones de doble hélice antiparalelas) que les permite tener estructuras tridimensionales.

En los ARN los pares de bases son generalmente AU y GC aunque eventualmente existen pares GU. En algunos (tARN) existe complementariedad inteARN que hace que tengan estructuras específicas y estructura terciaria.

Dos principios del plegamiento de las proteínas se aplican al ARN:

1.- La estructura está dada por la secuencia de los grupos funcionales de la cadena (aminoácidos en proteínas y nucleotidos en ARN) y 2.- la estructura se forma al sintetizarse la cadena; es importante mencionar que la estructura del ARN que se está sintetizando puede afectar la transcripción de lo que resta de la cadena. En las células el ARN tiene tamaños que van desde 50 hasta decenas de miles de nucleótidos (excepcionalmente puede haber ARNs circulares).

La complementariedad de los pares de bases de W-C es cierta para los complejos ADN-ADN, ARN-ARN y ADN-ARN. La evidencia directa de lo anterior, se tuvo al descubrir a la enzima ARN polimerasa, que existe virtualmente en todos los organismos. En una célula de E. coli hay alrededor de 3X103 moléculas de esta enzima. La ARN polimerasa une ribonucleotidos catalizando la formación de un enlace fosfodiester en dirección 3´-5´. Esta reacción ocurre solamente en presencia de ADN. Es decir el ADN especifica a la ARN polimerasa qué nucleótido debe unir, como se puede observar en la siguiente Tabla.

SINTESIS

El proceso de síntesis de ARN o TRANSCRIPCIÓN, consiste en hacer una copia complementaria de un trozo de ADN. El ARN se diferencia estructuralmente del ADN en el azúcar, que es la ribosa y en una base, el uracilo, que reemplaza a la timina. Además el ARN es una cadena sencilla.

ADN

La molécula de ADN está constituída por dos largas cadenas de nucleótidos unidas entre sí formando una doble hélice. Las dos cadenas de nucleótidos que constituyen una molécula de ADN, se mantienen unidas entre sí porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas de ambas cadenas que quedan enfrentadas.
La estructura de un determinado ADN está definida por la "secuencia" de las bases nitrogenadas en la cadena de nucleótidos, residiendo precisamente en esta secuencia de bases la información genética del ADN. El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que este orden es el que constituye las instrucciones del programa genético de los organismos.
El ADN en el genoma de un organismo podría dividirse conceptualmente en dos, el que codifica las proteínas y el que no codifica. En el proceso de elaborar una proteína, el ADN de un gen se lee y se transcribe a ARN. Este ARN sirve como mensajero entre el ADN y la maquinaria que elaborará las proteínas y por eso recibe el nombre de ARN mensajero. El ARN mensajero instruye a la maquinaria que elabora las proteínas, para que ensamble los aminoácidos en el orden preciso para armar la proteína. La función principal de las moléculas de ADN es el de ser portador y transmisor entre generaciones de información genética. El ADN a menudo es comparado metafóricamente a un manual de instrucciones, ya que este contiene las "instrucciones" para construir otros componentes de las células, como moléculas de ARN y proteína. Los segmentos de ADN que llevan la información genética se llaman genes, aunque otras secuencias de ADN tienen funciones estructurales o están implicadas en la regulación del empleo de esta información genética; de esta manera, el ADN adopta un papel multifuncional y básico.
Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas. Estos cromosomas se duplican antes de que las células se dividan, en un proceso llamado replicación de ADN. Los organismos Eucariotas (animales, plantas, y hongos) almacenan la inmensa mayoría de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en los orgánulos celulares mitocondrias, y en los cloroplastos en caso de tenerlos; en procariotas (las bacterias y archaeas) se encuentra en el citoplasma de la célula; y en los virus de ADN, se encuentra en el interior de la cápsida. Las proteínas cromáticas, como las histonas, comprimen y organizan el ADN dentro de los cromosomas. Estas estructuras compactas dirigen las interacciones entre el ADN y otras proteínas, ayudando al control de las partes del ADN que son transcritas