1. UNIDAD 5: LOS ÁCIDOS
NUCLEICOS
Marta Gómez Vera.
Profesora de Biología y Geología

2. Índice
1. Componentes de los ácidos
nucleicos
1. Composición química
2. Nucleósidos
3. Nucleótidos
4. Cadenas de ácidos nucleicos
2. Ácido desoxirribonucleico
(ADN)
1. Niveles estructurales
2. Niveles de
empaquetamiento
1. Estructura primaria
2. Estructura secundaria:
Modelo de la doble hélice
de Watson y Crick
3. Estructura terciaria
3. Tipos de ADN
3. Ácido ribonucleico
1. ARN mensajero
2. ARN transferente
3. ARN ribosómico
4. ARN nucleolar
5. ARN pequeño nuclear
6. ARN de interferencia

3. 1.Componentes de los ácidos nucleicos
1.1. Composición química
• Ácido nucleico: Son polímeros de alto peso molecular formados por la
unión de nucleótidos.
• Un nucleótido esta formado por la asociación de:
– ácido fosfórico
– un tipo de pentosa (ribosa o desoxiribosa)
– un tipo de base nitrogenada (púricas o pirimidínicas)
ADN
Ribosa
ARN
Desoxirribosa

5. • 1.2. Nucleósido: Formados por la unión de una pentosa con una base
nitrogenada, mediante un enlace N - glucosídico
• 1.3. Nucleótido: Formados por la unión de un nucleósido con un ácido
fosfórico mediante un enlace entre el grupo –OH del C5 de la pentosa y el
ácido fosfórico. Este enlace se llama enlace ester fosfórico. Los nucleótidos
tendrán un fuerte carácter ácido debido al grupo fosfato que se ioniza.

6. • Existen otros importantes
nucleótidos y derivados de éstos
que no forman parte de los ácidos
nucleicos pero tienen un importante
papel metabólico como son el ATP
(adenosín trifosfato) que es la
moneda de cambio energético; el
AMPc (adenosín monofosfato
cíclico) que es un segundo
mensajero; o el NAD (nicotinamín
adenín dinucleótido) que es un
importante coenzima de reacciones
de oxidación-reducción en la
respiración celular.

7. 1.4. Cadenas de ácidos nucleicos

8. 2. Ácido desoxirribonucleico (ADN)
• Polímero de desoxirribonucleótidos de A,T, G,C
• Constituido por dos cadenas de nucleótidos enrolladas formando una doble
hélice.
• Función: Almacenar información genética y transmitirla a la descendencia
• Masa molecular muy elevada. Ej: ADN humano: 3,6·1012 u, 5,6 ·109
• Células eucariotas:
– ADN nuclear: Cromatina (ADN+histonas+ proteínas no histónicas)
– ADN mitocondrias y cloroplastos: similar al de células procariotas.
• Células procariotas:
– Nucleiode: ADN+ARN+proteinas básicas +proteínas no histonicas

9. 2.1. Niveles estructurales
• En el ADN se distinguen 3 niveles estructurales:
– Estructura primaria. Secuencia de nucleótidos.
– Estructura secundaria. Doble hélice.
– Estructura terciaria. Torsión de la hélice sobre sí
misma.
2.1.1 ESTRUCTURA PRIMARIA
– Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena.
– Consta de un esqueleto de fosfopolidesoxirribosas y
una secuencia de bases nitrogenadas (A, G, T y C). La
diferencia entre diferentes ADN radica en el orden de
bases nitrogenadas unidas a las pentosas.
– La secuencia en que aparecen las bases en las
moléculas de ADN determina las características
biológicas de la célula o el organismo que la contiene.
– La información genética se estructura combinando
dichas bases.
– El porcentaje de las diferentes bases es el mismo en
todos los individuos de una misma especie.

10. 2.1.2. Estructura secundaria
• Es la disposición espacial de las cadenas de polinucleótidos en doble
hélice, con las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas mediante
puentes de hidrógeno.
• Se dedujo a partir de dos importantes descubrimientos previos:
– E. Chargaff(1950) observó mediante análisis químicos que aparecía el
mismo número de bases púricas que pirimidínicas, y además tantas
moléculas de adenina como timina y de guanina como citosina.
Estableció que entre A y T deberían existir dos puentes de hidrógeno y
entre G y C tres (ley de equivalencia o complementariedad de bases).
– Rosalind Franklin y M. Wilkins (1950-53) descubrieron mediante
técnicas de difracción de rayos X que el ADN tiene una estructura
fibrilar helicoidal de 20 angstroms.

12. Modelo de la doble hélice de ADN
• Watson y Crick, a partir de los datos anteriores, establecieron el modelo
de la doble hélice del ADN (1953)
– Doble hélice de 20 A de diámetro, formada por dos cadenas de
polinucleotidos enrolladas alrededor de un eje imaginario.
– Los grupos hidrófobos de las bases se disponen hacia el interior de la
macromolécula, mientras que los hidrófilos (pentosas y grupos
fosfato) quedan en el exterior, lo que confiere su carácter ácido
(polianiones).
– Entre las bases se establecen interacciones hidrofóbicas y puentes de
hidrógeno, entre A-T (dos puentes de H) y C-G (Tres puentes de H).
– Son cadenas antiparalelas: porque el extremo 3’ de una cadena se
enfrenta con el extremo 5’ de otra cadena, y viceversa.
– Complementarias, ya que siempre irán unidos los pares adenina-
timina y guanina-citosina. Por tanto, conociendo la secuencia de una
cadena podemos conocer inmediatamente la secuencia de la otra.
– Plectonémicas y dextrógiras. Para separarlas, una debe girar sobre la
otra, pues las cadenas no pueden separarse si antes no desenrollamos
la doble hélice.

14. • Si la temperatura de una
dispersión de fibras de ADN
supera los 100ºC se desnaturaliza
(cadenas separadas). Si desciende
por debajo de 65ºC se
renaturalizan o hibridan (cadenas
unidas). Esta técnica se utiliza
para conocer el parentesco
evolutivo de dos especies
diferentes, pues cuanto mayor es
el parentesco entre dos especies,
tanto mayor es el grado de
complementariedad o hibridación
de su ADN.

15. Modelo de la doble hélice de ADN

17. 2.1.3. Estructura terciaria del ADN
• El ADN bacteriano o el ADN mitocondrial, que es circular, pueden
presentar una disposición espacial terciaria de ADN superenrollado, que
aparece debido a las tensiones que surgen al aumentar o disminuir el
número de vueltas de la hélice doble. Estos superenrrollamiento se
generan porque una de las cadenas da más vueltas hacia la derecha que la
otra y la tensión aumenta. Para su replicación del ADN se desespiraliza,
deshaciéndose las vueltas y disminuyendo la tensión. La formación y
disminución del superenrollamiento se debe a enzimas topoisomerasas.

18. 2.2. Niveles de empaquetamiento
• Primer nivel de empaquetamiento: Fibra de cromatina de 100 Å, “Collar de
perlas”
– Fibra de ADN de 20 Å (doble hélice) asociada a histonas (proteínas básicas)
– Aparece en el núcleo en interfase de todas las células eucariotas excepto en
espermatozoides (ADN + protaminas).
– Constituida por una sucesión de partículas enlazadas por una doble hélice de ADN.
– Cada partícula, denominada nucleosoma, está constituida por octámeros de
histonas (2 H2A, 2 H2B, 2 H3 y 2 H4) más 146 pares de bases de ADN (2 vueltas de
la cadena de ADN).
– El ADN que hay entre dos octameros se denomina ADN espaciador y está
constituido por 56 pares de bases.
– Cada nucleosoma puede asociarse a una nueva molécula de histona, la H1. Si la
fibra de cromatina contien la histona H1 se dice que está condensada, y si no la
lleva es cromatina laxa

19. Primer nivel de empaquetamiento: Fibra de cromatina de 100 Å,
“Collar de perlas”

20. • Segundo nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de
300Å o “Solenoide”
– Formada por el enrollamiento sobre sí misma de la fibra de cromatina de
100 Å condensada
– Cada vuelta: seis nucleosomas y seis histonas H1 que forman el eje central.
– En el núcleo la mayor parte de la cromatina se encuentra como fibra de 100
y 300 Å.

21. • Tercer nivel de empaquetamiento.
• El tercer nivel son los “dominios estructurales en forma de bucles” de
20.000-70.000 pares de bases, estabilizados por proteínas no histónicas
que forman un eje central o andamio.
• Niveles superiores
– No se conocen con exactitud.
– En el cromosoma se ha observado un eje de proteínas SMC que
contienen histonas y topoisomerasas, que matienen su estructura
– El máximo grado de condensacion se observa en cromosomas en
metafase.

23. 2.3. Tipos de ADN
• Atendiendo a su estructura:
– Monocatenario (en virus): éste puede ser lineal o circular.
– Bicatenario: circular (bacterias, mitocondrias, virus) y lineal (eucariotas, virus).
Puede estar asociado a proteínas o superenrollado como vimos antes.
• Según el tipo de moléculas asociadas:
– ADN asociado a histonas: Núcleo de células eucariotas (menos espermatozoides)
– ADN asociado a protaminas: Núcleo de espermatozoides. Les proporciona mayor
grado de empaquetamiento, favoreciendo el movimiento. Son proteínas
específicas (diferentes en cada especie)
– ADN proccariota: asociado a proteinas similares a histonas, ARN y proteinas no
histonicas.
• Según su longitud: es variable según la especie (hombre: 2,36 m). Existe
ADN supernumerario cuya función es desconocida es decir, se posee más del
necesario para construir la estructura y fisiología del organismo.

25. Expresión de la información genética

26. 3. Ácido ribonucleico (ARN)
• Constituido por nuleótidos de
adenina, guanina, citosina y uracilo
unidos a la pentosa ribosa.
Generalmente carece de timina. La
unión de los nucleótidos es en
sentido 5´>3´mediante enlaces
nucleotídicos (fosfodiéster)
• Excepto en reovirus, el ARN es
monocatenario. En determinadas
regiones, por la complementariedad
de bases, puede adoptar estructura
secundaria y al asociarse a proteínas
una estructura terciaria. En células
eucariotas hay de 5-10 veces más
ARN que ADN.
• Varios tipos de ARN, con la misma
composición química pero con
diferente estructura y función.

27. 3.1. ARN mensajero
• Monocatenario, lineal y con una masa molecular entre 200.000 y 1.000.000 u
• Se sintetiza en el núcleo durante el proceso de transcripción a partir de una
cadena de ADN que sirve de patrón o molde
• Desempeña su función en el citosol, al unirse a los ribosomas durante el
proceso de biosíntesis proteica, pues es la molécula que lleva la información
contenida en el ADN hasta los ribosomas, de ahí el nombre de “mensajero”.
• ARN Eucariota:
– Zonas con una sola cadena y zonas de doble hélice.
– Está asociado a proteínas formando partículas riboproteínicas (pre – ARN
mensajero).
– Posee segmentos con información llamados EXONES y segmentos sin información
llamados INTRONES, que tras un proceso de “maduración” son suprimidos, no
apareciendo en el ARNm
– Posee en el extremo 5´ una “caperuza” de metil-guanosin-trifosfato .
– En el extremo 3´ hay una “cola” de 200 nucleótidos de adenina o cola de
poli-A.
– Monocistrónico: Información para la síntesis de una proteína
• ARN Procariota: Diferente estructura, sin intrones y policistrónico.

29. 3.2. ARN Transferencia
• También denominado ARN soluble, se localiza el citosol, constituyendo un
10-15% del ARN total de la célula.
• De p.m. 70.000, posee entre 70-90 nucleótidos.
• Se trata de ARN monocatenario, con forma de “hoja de trébol” aunque la
complementariedad de las bases hace que algunas zonas presenten una
estructura secundaria en doble hélice. Otras zonas de la molécula forman
asas o bucles. Tridimensionalmente los brazos se disponen plegados
conformando una estructura en “L”.
• Se conocen hasta 50 tipos de ARNt cuya función es transportar aminoácidos
específicos durante la síntesis proteica donde, según la secuencia específica
en un ARNm, transcrito del ADN, se sintetizarán las proteínas
correspondientes. (Ver animación)
• Otros nucleótidos que pueden aparecer
además de A, G, U, C son la inosina, la
metilguanosina, etc.

31. 3.3. ARN ribosómico
• Se encuentra en los ribosomas.
• Constituye el 70-80% del ARN celular y el 60% en peso de dichos
orgánulos.
• Presenta segmentos lineales y otros en doble hélice debido a secuencias
de ribonucleótidos complementarios (estructura secundaria).
• Al asociarse a proteínas ribosómicas adopta una estructura terciaria
relacionada con la síntesis proteica, pues proporciona la forma adecuada
para alojar al ARNm y a los aminoácidos.
• Las células procariotas presentan ribosomas con coeficiente de
sedimentación 70 S y las eucariotas 80 S (1 Svedberg = 10-13 segundos y
es una manera de expresar la masa molecular de dichos orgánulos)

32. 3.4. ARN nucleolar
• Se encuentra en el nucléolo de las células eucariotas, formándose a partir
de diferentes segmentos de ADN, uno de los cuales se denomina región
organizadora nucleolar. Su coeficiente de sedimentación es 45 S. Está
asociado a proteínas procedentes del citoplasma, y posteriormente
originará tres ARNr que formarán los ribosomas: ARNr 28 S, ARNr 18 S y
ARNr 5,8 S. A esto se añade posteriormente un ARN 5 S procedente del
nucleoplasma y formado a partir de otro segmento de ADN diferente al
anterior.
• A partir de los mencionados segmentos de ARN se originarán las
subunidades ribosómicas. La subunidad mayor 60 S formada por ARNr 28
S, ARNr 5,8 S y ARNr 5 S junto con la subunidad menor 40 S formada por
ARNr 18 S, salen del núcleo al citoplasma uniéndose allí y constituyendo
un ribosoma 80 S.

34. 3.5. ARN pequeño nuclear
• Núcleo de células eucariotas
• Actividad catalítica
• Se une a proteínas del núcleo formando ribonucleoproteínas nucleares
(RNPpn) que elliminan los intrones en el proceso de maduracion del ARN
3.6. ARN de interferencia
• Bicatenario, con 20 – 25 nucleótidos
• Función reguladora, de autocontrol celular.
• Utilizado por determinadas enzimas para reconocer ARN mensajeros
concretos, para degradarlos e impedir que originen proteínas.
• Utilizados para tratamiento de infecciones víricas, cáncer y enfermedades
hereditarias