Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la repetición de nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Existen dos tipos principales: el ADN y el ARN, que se diferencian en la pentosa y bases que contienen. El ADN almacena y transmite la información genética a través de la replicación semiconservada, mientras que el ARN expresa esta información a través de la transcripción y traducción para sintetizar proteínas.

1. Los ácidos nucleicos
son macromoléculas, polímeros formados por la repetición
de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante
enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o
polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas
lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones de
nucleótidos de largo).
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,
nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.

2. Tipos de ácidos nucleicos
• Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido
desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian:
• por el glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y
la ribosa en el ARN;
• por las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina,
citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en
el ARN;
• en los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble
cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria,
aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o
en forma plegada, como el ARNt y el ARNr, y
• en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del
ARN.

4. Las bases nitrogenadas conocidas
son:
• adenina, presente en ADN y ARN
• guanina, presente en ADN y ARN
• citosina, presente en ADN y ARN
• timina, exclusiva del ADN
• uracilo, exclusiva del ARN.

5. • 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 célula 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, es decir, está formado por un solo
polinucleótido, sin cadena complementaria.

6. • 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.
• Mientras que el ADN contiene la información, el ARN
expresa dicha información, pasando de una secuencia
lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de
aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha
información, se necesitan varias etapas y, en
consecuencia, existen varios tipos de ARN:

7. 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.

9. Información genética
• La estructura de la doble hélice para el ADN fue
originalmente propuesta por Watson y Crick (WyC) en
1953, postulando que la secuencia en la cual se
encuentran las bases a lo largo de la molécula de
ADN es lo que contiene la información genética. No
existe ningún impedimento estérico que limite la
secuencia de bases, cualquier base puede seguir a
cualquier otra.
• Con estas bases, WyC propusieron el mecanismo de
duplicación del ADN por medio del cual, las dos células
hijas provenientes de una división celular contienen
copias idénticas del ADN presente en la célula que se
dividió. A la duplicación del ADN se le conoce con el
nombre de replicación.

10. PROCESO DE REPLICACION
• Durante la replicación, las dos cadenas se van separando y cada
una de ellas sirve de patrón para la síntesis de su cadena
complementaria. Las bases se van agregando una a una y la
selección de cuál base entra en un sitio específico de la cadena en
formación, queda determinada por la base en la cadena patrón con
la que se va a aparear.
• Donde hay una A en la cadena patrón, se inserta una T en la
cadena en proceso de formación y, donde hay una T se inserta una
A, y lo mismo sucede con el apareamiento de G y C. La nueva
cadena tiene una secuencia de bases complementaria a la cadena
original.
• El modelo de duplicación del ADN se dice que es semi-conservado,
porque la mitad del ADN de un cromosoma, una cadena completa,
proviene de la célula paterna y la otra mitad, la otra cadena, se
sintetiza durante el proceso de replicación.
• Este es el mecanismo propuesto por Watson y Crick para explicar
la transmisión de la información genética de una generación a otra.

11. • La formación de las uniones fosfodiester está catalizada por la ADN polimerasa. La ADN
polimerasa no formará la unión fosfodiester, a menos que la base que está entrando a la
molécula, sea complementaria a la base existente en la cadena patrón. La frecuencia con
la que se inserta una base equivocada es menor a 1 en 100 millones.
• Flujo. El apareamiento de bases es también el mecanismo para enviar la información
genética desde el núcleo hasta los ribosomas y dirigir la síntesis de proteínas. En este
caso una porción de una de las cadenas del ADN sirve de patrón para la síntesis de ARN
y la secuencia de bases en el ARN es complementaria a la que se presenta en la porción
de la cadena que se está copiando.
• Al ARN que se sintetiza en esta forma se le denomina ARN mensajero o mARN. La
síntesis del ARN es catalizada por la ARN polimerasa, que al igual que la ADN polimerasa
es una enzima patrón-dependiente.
• El mARN se une, en el citoplasma, a las dos subunidades ribosomales, constituyendo el
ribosoma activo, que es la estructura celular responsable de la síntesis de proteínas. Es
en este organelo donde el mARN especifica la secuencia en que deben de insertarse los
aminoácidos en la síntesis de polipéptidos. Ésta es la forma en que la información
contenida en los cromosomas se traduce en la especificación de la estructura primaria
de las proteínas. Como ya se mencionó, la estructura primaria determina la estructura
tridimensional de la proteína, la que a su vez determina su funcionalidad.
• Al proceso de copiado de la información genética contenida en el ADN cromosomal
durante la síntesis del mARN se le llama transcripción. Al proceso de lectura, en el
ribosoma, de la información transportada por mARN, durante la síntesis de proteína, se
le conoce como traducción.

12. PROCESO COMPLETO

13. TRANSCRIPCION DEL ADN
• Al contrario de la replicación de ADN, durante el inicio de la
transcripción no se requiere la presencia de un cebador para sintetizar
la nueva cadena, de ARN en este caso. Antes del inicio de la
transcripción se necesitan toda una serie de factores de transcripción
que ejercen de factores de iniciación, que se unen a secuencias
específicas de ADN para reconocer el sitio donde la trascripción ha de
comenzar y se sintetice el ARN cebador.
• Esta secuencia de ADN en la que se ensamblan los complejos de
transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los
extremos 5'-terminales de los genes, antes del comienzo del gen, y a
ellos se unen los factores de transcripción mediante fuerzas de Van
der Waals y enlaces de hidrógeno.
• Los promotores tienen secuencias reguladoras definidas, muy
conservadas en cada especie, donde las más conocidas son la caja
TATA (situada sobre la región -10), con la secuencia consenso
TATA(A/T)A(A/T); y la caja TTGACA (situada en el punto -35).
• La formación del complejo de transcripción se realiza sobre el
promotor TATA, allí se forma el núcleo del complejo de iniciación.
Sobre la caja TATA se fija una proteína de unión (TBP) junto con el
factor de transcripción TFII D (TF proviene del inglés: transcription
factor). Después, a ellos se unen otros factores de transcripción
específicos: TFII A, que estabiliza el complejo TFII D-ADN; los factores
TFII B y TFII E se unen al ADN y el TFII F (una helicasa dependiente de
ATP) y al final la ARN polimerasa. Todo ello forma un complejo que se

14. INICIACION
• Primero, una Helicasa separa las hebras de ADN en estas
denominadas cajas TATA, ya que la adenina y timina poseen un doble
enlace, mientras que la citocina y guanina poseen uno triple.
Posteriormente se unen las proteinas de transcripción (TBP, TF2D,
TF2B) permitiendo, de esta manera, el acceso de la ARN polimerasa al
molde de ADN de cadena simple, siendo esta la ultima en
posicionarse. Aunque la búsqueda del promotor por la ARN
polimerasa es muy rápida, la formación de la burbuja de transcripción
o apertura del ADN y la síntesis del cebador es muy lenta. La burbuja
de transcripción es una apertura de ADN desnaturalizado de 18 pares
de bases, donde empieza a sintetizarse el ARN cebador a partir del
nucleótido número 10 del ADN molde de la burbuja de transcripción.
La burbuja de transcripción se llama complejo abierto. La ARN
polimeras es una enzima formada por 5 subunidades: 2 subunidades
α, 1 subunida β, 1 subunida β' y 1 subunidad ω que tiene como
función la unión de ribonucleótidos trifosfato. Cuando se forma el
complejo abierto, la ARN polimeras comienza a unir ribonucleótidos
mediante enlaces fosfodiéster, y una vez que se forma el primer
enlace fosfodiéster, acaba la etapa de iniciación. y comienza asi
comienza la siguiente etapa.

15. • Una vez sintetizado el primer enlace fosfodiéster, se debe deshacer el
complejo del promotor para que quede limpio para volver a funcionar
de nuevo. Durante esta fase hay una tendencia a desprenderse el
transcrito inicial de ARN y producir transcritos truncados, dando lugar
a una iniciación abortada, común tanto en procariontes como
eucariontes. Una vez que la cadena transcrita alcanza una longitud de
unos 23 nucleótidos, el complejo ya no se desliza y da lugar a la
siguiente fase, la elongación.
Elongación
• La ARN polimerasa cataliza la elongación de cadena del ARN. Una
cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de
ADN, y para que se formen correctamente los enlaces de hidrógeno
que determina el siguiente nucleótido del molde de ADN, el centro
activo de la ARN polimerasa reconoce a los ribonucleótidos trifosfato
entrantes. Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces de
hidrógeno idóneos, entonces la ARN polimerasa cataliza la formación
del enlace fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama
elongación, la segunda etapa de la transcripción del ARN.

16. Terminación:
Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha separado
completamente del ADN (que recupera su forma original) y también
de la ARN polimerasa, terminando la transcripción. La terminación
es otra etapa distinta de la transcripción, porque justo cuando el
complejo de transcripción se ha ensamblado activamente debe
desensamblarse una vez que la elongación se ha completado. La
terminación está señalizada por la información contenida en sitios
de la secuencia del ADN que se está transcribiendo, por lo que la
ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas secuencias
especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en guanina y
citosina, situadas en el extremo de los genes, seguidas de
secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas,
que cuando se transcriben el ARN recién sintetizado adopta una
estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN,
obligando a separarse de la ARN polimerasa, renaturalizándose la
burbuja de transcripción. Algunas secuencias de ADN carecen de la
secuencia de terminación, sino que poseen otra secuencia a la que
se unen una serie de proteínas reguladoras específicas de la
terminación de la transcripción como rho .