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UNIDAD III

BASES QUIMICAS DE LA VIDA

COMPUESTOS BIOGENESICOS

Biogenesicos proviene del Bio significa ‘‘VIDA’’ Y genésicos representa ‘‘origen de

la vida’’.Se denomina elementos biogenésicos a los elementos que forman parte

de los seres vivos.

Estructura de la materia viva.-Toda la materia viva está compuesta de

elementos primarios como son: CHONSP que son imprescindibles para formar las

principales moléculas biológicas como son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos

nucleicos.

Son los elementos de la materia viva; 95%de la masa total.

Bioelementos Secundarios.-Son todos aquellos que se encuentran en todos los

organismos por ejemplo: Calcio (Ca), Sodio (Na), Cloro (Cl), Potasio (K), Magnesio

(Mg), Hierro (Fe), entre otros.

BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENESICOS

Se dividen en tres: Primarios, Secundarios y Oligoelementos

PRIMARIOS.-Son básicos para la vida y ayudan a la formación de glúcidos,

lípidos, proteínas y ácidos nucleicos y estos son:

C, H.O.N.S.P.

CARBONO (C).-(Carbón, en el grafito).Se encuentra libre en la naturaleza en dos

formas: Diamante y Grafito. Además forma parte de compuestos inorgánicos

Ejemplo: Co2

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También en compuestos orgánicos como la glucosa (C6H12O6), está compuesto

por el 20% de carbono de la sustancia fundamental en el ser vivo.

El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos,

especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural). Del primero se

obtienen, por destilación en las refinerías, gasolinas, keroseno y aceites, siendo

además la materia prima empleada en la obtención de plásticos. El segundo se

está imponiendo como fuente de energía por su combustión más limpia.

HIDROGENO (H).-Es un gas inodoro, incoloro e insípido más ligero que el aire, lo

encontramos en un 10 % de la sustancia fundamental del ser vivo.

Hay dos principales aplicaciones para el hidrógeno.

Casi la mitad se emplea para producir amoníaco (NH3) mediante el proceso de

Haber, el cual se utilizará sobre todo como fertilizante, directa o indirectamente. A

causa de que la superpoblación mundial y la agricultura intensiva crecen, debido a

esto la demanda del amoníaco (y por tanto de hidrógeno) está creciendo.

La otra mitad de la producción actual del hidrógeno se utiliza para convertir

cadenas largas de hidrocarburos (que son la mayoría en el petróleo sin refinar) en

fracciones más ligeras, convenientes para su uso como combustibles.

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OXÍGENO (O).-Es un gas muy importante en la mayoría de los seres vivos porque

ayuda a su respiración, el 65 % de la sustancia fundamental se encuentra en el

ser vivo.

Eloxígeno es necesario para la respiración celular porque, gracias a este, la

glucosa (carbohidrato-azúcar, principal fuente de energía) se oxido-reduce dentro

de la mitocondria, se descompone en compuestos más sencillos. la glucosa en su

fórmulaquímica contiene 6carbonos12hidrogenos y 6oxigenos, al entrar a la

mitocondria junto con el oxígeno se forman compuestos hasta de tres carbonos en

el denominado ciclo de krebs o ciclo del ácidocítrico, cada vez que se degrada los

productos de la glucosa se desprende energía en forma de ATP.

NITROGENO (N).-Es el compuesto esencial de los aminoácidos, ácidos

nucleicos, participan en la construcción del ADN forma el 3 % de la sustancia

fundamental en la materia viva.

Al ser un gas poco reactivo, el nitrógeno se emplea industrialmente para crear

atmósferas protectoras y como gas criogénico para obtener temperaturas del

orden de 78K de forma sencilla y económica. Se usa como refrigerante.

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AZUFRE (S).-Se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas en un 0.02

% de la sustancia fundamental en el ser vivo.

Beneficios del Azufre

Ayuda amejorar la calidad del cabello, uñas y piel ya que favorece la síntesis de

Queratina y Colágeno que son sustanciasvitales en su formación y equilibrio.

Favorece la depuración de toxinas por parte del Hígado viéndose especialmente

beneficiada la piel y casos como la Psoriasis, Eczemas, Acné, Dermatitis, etc.

Ayuda al hígado en la secreción de la bilis siendo pues muy importante para una

buena digestión.

Puede aliviar el dolor en la artritis y en la fibromialgia, sobre todo cuando se toma

en forma de MSMo Metilsulfonilmetano (en algunos países se consigue en

farmacias y herbolarios).

FOSFORO (P).- Desempeñan un papel especial en la transferencia de energía

como lo es con el metabolismo como la fotos istes, a acción nerviosas y la acción

muscular en un 0.01 % al hacerse una sustancia.

El fósforo sirve para la formación y el mantenimiento de los huesos, el desarrollo

de los dientes, la secreción normal de la leche materna, la formación de los tejidos

musculares y el metabolismo celular.

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SECUNDARIOS

Son aquellos cuya concentración en las células está en un 0.05 % y 0.1 % también

llamados micro elementos y se los divide en indispensables, oligoelementos.

INDESPENSABLES.-Estos no deben faltar en la célula celular, tenemos el Na

(necesario para la contracción muscular)

Potasio (K) (Sirve para la conducción nerviosa)

Cloro (Cl) ( Sirve para mantener el balance de agua)

Calcio (Ca) ( Sirve en la coagulación de la sangre, permeabilidad de la

membrana)

Magnesio (Mg) ( Interviene en la síntesis y degradación del ATP y en la

síntesis del ARN)

OLIGOELEMENTOS

Intervienen en cantidades muy pequeñas pero cumplen funciones esenciales en

los seres vivos y los principales que son Fe, Cu, Zn, Co).

Los oligoelementos son sustancias químicas que se encuentran en pequeñas

cantidades en el organismo para intervenir en su metabolismo. Se les conoce de

esta manera (oligoelementos) debido a que la cantidad requerida de cada uno de

ellos es menor a 100 mg. Estos elementos químicos, en su mayoría metales, son

esenciales para el buen funcionamiento de las células.

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Es muy importante tener una aportación diaria de oligoelementos dentro de

nuestra alimentación, ya que nuestras células son permanentemente atacadas por

el estrés, el cansancio, los disgustos y las enfermedades, por consiguiente, el

consumo de estos elementos químicos activan dos sistemas que luchan en contra

de estos radicales llamados: enzimáticos (actividad controlada por la disponibilidad

del cobre, del manganeso, del zinc o del selenio) y nonenzimaticos (antioxidantes

como las vitaminas C y E).

Estos sistemas participan en varias funciones corporales y cada elemento tiene un

rango óptimo de concentraciones, dentro de los cuales el organismo funciona

adecuadamente por la eficiente estimulación del sistema inmunitario, que crea

resistentes defensas contra estos radicales que envejecen o perjudican nuestras

células. Por otra parte, este sistema inmunitario podría dejar de funcionar

eficientemente tanto por presentar deficiencia como por presentar exceso en uno

de estos oligoelementos.

Llevar una dieta balanceada en nutrientes, grasas y oligoelementos será

determinante para que nuestro sistema inmunitario produzca las defensas

necesarias que eviten que nos enfermemos o nuestras células envejezcan

prematuramente. A continuación te presentamos las propiedades de algunos

oligoelementos esenciales para nuestro organismo:

Calcio:Este oligoelemento lo encontramos en productos lácteos como la lache,

quesos, yogurt, etc. Su aportación al organismo es balancear el sistema nervioso,

constituir los huesos, los dientes y llevar un óptimo nivel de coagulación de la

sangre.

Cobalto:Lo podemos encontrar en algunos vegetales como el rábano, las

cebollas, la coliflor y las setas; también lo encontramos en carnes y crustáceos.

Sus propiedades previenen la osteoartritis y es un excelente anti-anémico.

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Cobre:Las fuentes donde podemos encontrar este metal son en los moluscos,

vísceras, frijoles, cereales, frutos y carne de pollo. Forma parte de los tejidos

corporales como el hígado, cerebro, riñones y corazón; y su función es prevenir

infecciones de las vías respiratorias, reumatismos y aceleración de la síntesis de

la queratina.

Flúor:Lo encontramos en el agua y el té. Una de sus principales funciones es

prevenir la caries dental.

Fósforo:Este oligoelemento lo podemos encontrar en el pescado, cereales y

carne.Constituye huesos y dientes, proporciona reacciones energéticas y lleva una

parte fundamental en la formación de proteínas.

Hierro:Lo encontramos en el hígado, ostras, moluscos, carnes rojas, pollo,

pescado y cerveza; los cereales y los frijoles son buenas fuentes vegetales. Su

función es ser componente de la hemoglobina, alrededor de un 75% de la sangre.

Manganeso:Este oligoelemento lo podemos localizar en cereales, almendras,

legumbres, frutas secas, pescados y soya Es parte importante en la constitución

de ciertas enzimas, su deficiencia produce pérdida de peso, dermatitis y náuseas;

se cree que participa en funciones sexuales y reproductoras. En el organismo se

encuentra principalmente en el hígado, huesos, páncreas e hipófisis.

Magnesio:Se localiza en el chocolate, almendras, búlgaros, cacahuates, pan

entero, carnes y soya. Su función es disminuir el deseo de los azúcares y el

drenaje del agua, además actúa en la irritabilidad, cansancio, calambres,

palpitaciones y preserva la tonicidad de la piel.

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Potasio:Lo podemos encontrar en las frutas frescas y secas, legumbres y en los

cereales. Su función es favorecer los intercambios celulares e intracelulares.

Selenio:Este elemento se ubica en los cereales completos, la levadura de

cerveza, ajo, cebolla, germen de trigo y carnes. La función que desempeña en el

organismo es la de neutralizar los radicales libres (envejecimiento), retrasa los

procesos de la miopía y preserva la tonicidad de la piel.

Sodio:Lo encontramos principalmente en la sal y en otros alimentos como el

queso y el pan. Su labor es la de hidratar correctamente el organismo y actuar en

la excitabilidad de los músculos.

Yodo:Las principales fuentes donde se localiza este oligoelemento es en los

productos de mar como los mariscos. Este elemento es indispensable al ser

constituyente de las hormonas tiroideas.

Zinc:Lo encontramos en las carnes rojas, pescado, pollo, productos lácteos,

frijoles, granos y nueces. Su función dentro del organismo es la de acelerar la

cicatrización de las heridas, favorecer en el crecimiento del feto en mujeres

embarazadas, participar en la formación del colágeno y de la elastina de la dermis,

favorecer el tránsito intestinal y participar en el buen funcionamiento de la próstata

y de los ovarios.

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BIOMOLECULAS ORGANICAS O PRINCIPIOS,

INMEDIATAS. CHONSP

GLUCIDOS

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego

σάκχαρ "azúcar") son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno

y cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y

estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de

almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función

estructural al formar parte de la pared celular de las células vegetales, mientras

que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.

Sinónimos de los glúcidos

Carbohidratos o hidratos de carbono: Ha habido intentos para sustituir el término

de hidratos de carbono. Desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional

de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry1 )

y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union

of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el término carbohidrato y

desaconseja el de hidratos de carbono.

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Glúcidos: Este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la

glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego

"glycýs", que significa dulce.

Azúcares: Este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y

cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se

utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.

Sacáridos: Proveniente del griego σάκχαρον que significa "azúcar". Es la raíz

principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos,

oligosacáridos y polisacáridos).

Estos se dividen en: Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos.

MONOSACÁRIDOS

Son blancos y dulces, se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la

posición del grupo carbonilo, el número de átomos de carbono que contiene y su

quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si

el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Los

monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son

llamados triosas; aquellos con cuatro son llamados tetrosas, lo que poseen cinco

son llamados pentosas, seis son llamados hexosas y así sucesivamente. Los

sistemas de clasificación son frecuentemente combinados; por ejemplo, la glucosa

es una aldohexosa (un aldehído de seis átomos de carbono), la ribosa es una

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Aldopentosa (un aldehído de cinco átomos de carbono) y la fructosa es una

cetohexosa (una cetona de seis átomos de carbono).

DISACÁRIDOS

Su sabor es dulce, puedes ver cristalizaciones, por ejemplo: Maltosa, Lactosa y

Sacarosa.

Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y,

por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos

monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace

glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un

átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro

monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera

que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11.

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POLISACÁRIDOS

No son dulces,los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez

monosacáridos, resultan de la condensación de muchas moléculas de

monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica

es: (C6 H10 O5) n. Los polisacáridos representan una clase importante de

polímerosbiológicos y su función en los organismos vivos está relacionada

usualmente con estructura o almacenamiento.

El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas,

siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada).

En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente

similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le

permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de

los animales con locomoción.

La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa es

usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más

abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero

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tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza. Se encuentra en los

exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos.

Tiene diversos usos: en hilos para sutura quirúrgica.

Otros polisacáridos incluyen la calosa, la laminarina, la maltodextrina, el xilano y la

galactomanos

LÍPIDOS

Proviene del griego Lypos (grasa) son un conjunto de moléculas orgánicas (la

mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en

menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y

nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en

agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el

cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas,

ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos

cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva

energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las

bicapas) y la reguladora (como las hormonasesteroides).

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Características:

Tiene un alto poder energético

1 gramo de lípidos da 9 calorías

Ácidos grasos se subdividen en: Saturados e Insaturados.

Saturados:

Reino Animal: grasa de credo

Solidos a excepción del aceite de coco.

Insaturados:

Lípidos: aceite de oliva

Reino Vegetal

PROTEÍNAS

Las proteínas son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El

término proteína proviene de la palabra francesaprotéine y ésta del

griegoπρωτεῖ ος (proteios), que significa 'prominente, de primera calidad'.

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Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en

proteínas simples (holoproteidos), que por hidrólisis dan solo aminoácidos o sus

derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), que por hidrólisis dan

aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas,

sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores.

Las proteínas son indispensables para la vida, sobre todo por su función plástica

(constituyen el 80% del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también

por sus funciones biorreguladoras (forman parte de las enzimas) y de defensa (los

anticuerpos son proteínas).

Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las

biomoléculas más versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento

del organismo y realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las

que destacan:

Estructural. Esta es la función más importante de una proteína (Ej:

colágeno),

Inmunológica (anticuerpos),

Enzimática (Ej: sacarasa y pepsina),

Contráctil (actina y miosina).

Homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como

un tampón químico),

Transducción de señales (Ej: rodopsina)

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Protectora o defensiva (Ej: trombina y fibrinógeno)

Las proteínas están formadas por aminoácidos los cuales a su vez están formados

por enlaces peptídicos para formar esfingosinas.

Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por

su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no

ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué

proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo.

Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los

genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores

externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia

determinada es denominado proteoma.

HOLOPROTEINA.- Una holoproteína o proteína simple es una proteína que

sólo tiene aminoácidos en su composición, en contraposición a una heteroproteína

o proteína conjugada.

HETEROPROTEINA.-Unas proteínas conjugadas o heteroproteínas son

moléculas que presentan una parte proteica y parte no proteica menor llamada

grupo prostético. Esto las diferencia de las proteínas simples u holoproteínas.

Todas son globulares, y se clasifican en función del grupo prostético.

Fosfoproteínas

Presentan ácido fosfórico y son de carácter ácido. Enzimas. (Caseína alfa, beta y

gamma).

Glucoproteínas

Glúcido unido covalentemente a la proteína. Desempeñan funciones enzimáticas,

hormonales, de coagulación etc. Destacan las inmunoglobulinas.

Lipoproteínas

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Lípido más proteína. Abundan en las membranas mitocondriales, en el suero. Por

ejemplo los quilomicrones.

Nucleoproteínas

Ácido nucleico más proteína. Hay dos tipos, los que presentan ácido ribonucleico

(ribosomas) o ADN (cromosomas).

Cromoproteínas

Se caracterizan porque la fracción no proteica presenta coloración debido a la

presencia de metales. Destacan los pigmentos respiratorios (hemoglobina),

almacenes de oxígeno (mioglobina), proteínas que intervienen en la transferencia

de electrones (citocromos, flavoproteínas), pigmentos visuales (rodopsina,

iodopsina).

ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de

monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se

forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a

alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los

ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son

los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y

el ARN.

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El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en

el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó

nucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.

Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la

estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.

Tipos de ácidos nucleicos

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN

(ácido ribonucleico), que se diferencian:

por el glúcido (la pentosa es diferente en cada uno; ribosa en el ARN y

desoxirribosa en el ADN);

por las bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN;

adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN;

en la inmensa mayoría de organismos, el ADN es bicatenario (dos cadenas

unidas formando una doble hélice), mientras que el ARN es monocatenario

(una sola cadena), aunque puede presentarse en forma extendida, como el

ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr;

en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN.

Nucleósidos y nucleótidos

Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada

nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un

monosacárido de cinco carbonos (una pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa

en el ADN), una base nitrogenadapurínica (adenina, guanina) o pirimidínica

(citosina, timina o uracilo) y un grupo fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base

nitrogenada como los grupos fosfato están unidos a la pentosa.

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La unidad formada por el enlace de la pentosa y de la base nitrogenada se

denomina nucleósido. El conjunto formado por un nucleósido y uno o varios

grupos fosfato unidos al carbono 5' de la pentosa recibe el nombre de nucleótido.

Se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP) cuando hay un solo grupo

fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP) si lleva dos y nucleótido-trifosfato

(como el ATP) si lleva tres.

Listado de las bases nitrogenadas

Las bases nitrogenadas conocidas son:

Adenina, presente en ADN y ARN

Guanina, presente en ADN y ARN

Citosina, presente en ADN y ARN

Timina, presente exclusivamente en el ADN

Uracilo, presente exclusivamente en el ARN

Características del ADN

El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas

entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal

(ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las

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células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La

molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las

características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones

para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del

ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede

desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a

ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.

Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario.

Estructuras ADN

Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos

(monocatenario) es decir, está formado por un solo polinucleótido, sin

cadena complementaria. No es funcional, excepto en algunos virus.

Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria, dos cadenas

de nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas entre sí por las

bases nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada

helicoidalmente en torno a un eje imaginario. Hay tres tipos:

o Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se encuentran

en un plano inclinado (ADN no codificante).

o Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares (ADN

funcional).

o Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no

funcional); se encuentra presente en los parvovirus

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Características del ARN

El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es

ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T,

aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son

más cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a

consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para

formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster

químicamente idéntico. El ARN está constituido casi siempre por una única

cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y

ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.

Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información,

pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de

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aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan

varias etapas y, en consecuencia existen varios tipos de ARN:

El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de

bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN.

Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el

núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a

través de los poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa

como matriz o molde que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su

vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.

El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente

pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a

presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente

de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar

a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de

captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos

hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica la

secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de

una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una

proteína

El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN),

se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también

existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es

empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las

subunidades del ribosoma.

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Ácidos nucleicos artificiales

Existen, aparte de los naturales, algunos ácidos nucleicos no presentes en la

naturaleza (Análogos de ácidos nucleicos), sintetizados en el laboratorio.

Ácido nucleico peptídico, donde el esqueleto de fosfato-(desoxi) ribosa ha

sido sustituido por 2-(N-aminoetil) glicina, unida por un enlace peptídico

clásico. Las bases púricas y pirimidínicas se unen al esqueleto por el

carbono carbonílico. Al carecer de un esqueleto cargado (el ion fosfato lleva

una carga negativa a pH fisiológico en el ADN/ARN), se une con más fuerza

a una cadena complementaria de ADN monocatenario, al no existir

repulsión electrostática. La fuerza de interacción crece cuando se forma un

ANP bicatenario. Este ácido nucleico, al no ser reconocido por algunos

enzimas debido a su diferente estructura, resiste la acción de nucleasas y

proteasas.

Morfolino y ácido nucleico bloqueado (LNA, en inglés). El morfolino es un

derivado de un ácido nucleico natural, con la diferencia de que usa un anillo

de morfolina en vez del azúcar, conservando el enlace fosfodiéster y la

base nitrogenada de los ácidos nucleicos naturales. Se usan con fines de

investigación, generalmente en forma de oligómeros de 25 nucleótidos. Se

usan para hacer genética inversa, ya que son capaces de unirse

complementariamente a pre-ARNm, con lo que se evita su posterior recorte

y procesamiento. También tienen un uso farmacéutico, y pueden actuar

contra bacterias y virus o para tratar enfermedades genéticas al impedir la

traducción de un determinado ARNm.

Ácido nucleico glicólico. Es un ácido nucleico artificial donde se sustituye la

ribosa por glicerol, conservando la base y el enlace fosfodiéster. No existe

en la naturaleza. Puede unirse complementariamente al ADN y al ARN, y

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sorprendentemente, lo hace de forma más estable. Es la forma

químicamente más simple de un ácido nucleico y se especula con que haya

sido el precursor ancestral de los actuales ácidos nucleicos.

Ácido nucleico treósico. Se diferencia de los ácidos nucleicos naturales en

el azúcar del esqueleto, que en este caso es una treosa. Se han sintetizado

cadenas híbridas ATN-ADN usando ADN polimerasas. Se une

complementariamente al ARN, y podría haber sido su precursor.