Ácidos Nucleicos (y 2) | Albert Mesa Rey

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En los años 60, yo era muy jovencito, un niño. Fui un gran admirador del Profesor Luis Miravitlles y de su programa “Misterios al Descubierto”. En cada programa se planteaban explicaciones a fenómenos científicos y se realizaban experimentos. Estaba pensado para llegar a los espectadores más jóvenes y fue allí donde me enamoré de la Ciencia y por primera vez oí hablar de los ácidos nucleicos. Con el tiempo, los volví a encontrar ya en toda su extensión en mi carrera de Enfermería y en la asignatura de Bioquímica de 1º de Medicina.

En esta segunda entrega de artículos sobre los ácidos nucleicos, vamos a ver que son y donde actúan las distintas formas del Ácido Ribonucleico (ARN o RNA por sus siglas en inglés).

¿Pero ¿cuántos tipos de ARN hay? En la célula eucariota, Hay varios tipos de ARN con funciones diferentes y específicas. Los que tienen mayor importancia en la bioquímica de las células eucariotas para la síntesis de proteínas son:

  • El ARN mensajero (ARNm): es el tipo de ARN que lleva la información del ADN a los ribosomas, el lugar de la síntesis de proteínas. La secuencia de nucleótidos del ARNm determina la secuencia de aminoácidos de la proteína. Por ello, el ARNm es denominado ARN codificante.
  • Los ARN de transferencia (ARNt o tRNA): son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos, que transfiere un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante la traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido (extremo 3′) y un anticodón formado por un triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno.​ Estos ARNt, al igual que otros tipos de ARN, pueden ser modificados post-transcripcionalmente por enzimas. La modificación de alguna de sus bases es crucial para la descodificación de ARNm y para mantener la estructura tridimensional del ARNt.
  • El ARN ribosomal o ribosómico (ARNr o RNAr): se halla combinado con proteínas para formar los ribosomas, donde representa unas 2/3 partes de estos. En las células eucariotas, la subunidad mayor contiene tres moléculas de ARNr y la menor, una. En ambos casos, sobre el armazón constituido por los ARNm se asocian proteínas específicas. El ARNr es muy abundante y representa el 80 % del ARN hallado en el citoplasma de las células eucariotas. Los ARN ribosómicos son el componente catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos del polipéptido en formación durante la síntesis de proteínas; actúan, pues, como ribozimas.

Figura 1. Flujo de la información genética y síntesis de las proteínas.

¿Cómo es el ARN?

El ARN al igual que el tratado en el anterior artículo ADN (Ácido Desoxiribonucleico) es también un polímero de nucleótidos. Aparte de en sus funciones, estructuralmente tiene dos características diferenciales:

  • Es monocatenario. Es decir, está formado por una sola cadena.
  • En ambos casos, contienen azucares de la familia de las pentosas que conforman la cadena, la desoxirribosa que forma el ADN está sustituida por la ribosa en el ARN.
  • Su nucleótido está compuesto de las mismas bases nitrogenadas excepto una. La timina está sustituida por el uracilo. Así las bases nitrogenadas que componen los nucleótidos del ARN son adenina, guanina, citosina y uracilo.

 

ARN ADN
Pentosa Ribosa Desoxirribosa
Purinas Adenina y Guanina Adenina y Guanina
Pirimidinas Citosina y Uracilo Citosina y Timina

Figura 2. Diferencias entre el ARN y el ADN.

Figura 3. Representación de ribonucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Se diferencian las cuatro bases nitrogenadas posibles para formar cadenas de ARN: citosina (azul), guanina (verde), adenina (amarillo) y uracilo (rosa).

No estaría completo este artículo sin mencionar las proteínas. Quizás a muchos de vosotros amables lectores, les decepcione que el DNA que conforma nuestro código genético sólo codifique proteínas (pero créeme amable lector que no es poco).

Hablar de estas increíbles moléculas llevaría mucho tiempo o muchas páginas en artículos como estos. Para ilustrar mi afirmación, permíteme para completar este artículo una breve descripción y la enumeración de sus funciones.

Las proteínas son secuencias de aminoácidos (20 son los aminoácidos esenciales) que como hemos visto son sintetizados en los ribosomas con las instrucciones que les envía nuestro ADN mediante un ARNm.

Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:

  • Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.
  • Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.

Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:

  • El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.
  • La elastina del tejido conjuntivo elástico.
  • La queratina de la epidermis.

Sus principales funciones son:

Función ENZIMATICA:

Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.

Función HORMONAL:

Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

Función REGULADORA:

Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

Función HOMEOSTATICA:

Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.

Función DEFENSIVA:

  • Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.
  • La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.
  • Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.
  • Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.

Función de TRANSPORTE:

  • La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.
  • La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados.
  • La mioglobina transporta oxígeno en los músculos.
  • Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre.
  • Los citocromos transportan electrones.

Función CONTRACTIL

  • La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
  • La dineína está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

Función DE RESERVA

  • La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión.
  • La lactoalbúmina de la leche.

P.D.: Los 20 aminoácidos esenciales son:

En resumen, he querido de un modo somero y sin entrar en profundidad en detalles, dar una visión general de las funciones de los ácidos nucleicos. Entiendo que es un tema muy extenso y complejo, pero en estos tiempos de pandemia se han empleado estos conceptos y no siempre explicados de una forma básica para entender.

Espero que sea esta una ocasión que también haya sabido despertar vuestra curiosidad, como la que despertó en un niño, un día lejano, un programa de televisión.

Amable lector: Si tienes tiempo e interés en ampliar o contrastar alguno de los conceptos citados de este artículo, sugiero que “pinches” en los enlaces que he ido resaltando. Gracias por leerme.

Albert Mesa Rey | Escritor