Los ácidos nucleicos juegan un papel importante en la célula,asegurando su actividad vital y reproducción. Estas propiedades permiten llamarlas las segundas moléculas biológicas más importantes después de las proteínas. Muchos investigadores incluso ponen el ADN y el ARN en primer lugar, lo que implica su principal importancia en el desarrollo de la vida. Sin embargo, están destinados a ocupar un segundo lugar después de las proteínas, porque la base de la vida es solo una molécula polipeptídica.
Los ácidos nucleicos son un nivel de vida diferente, mucho más complejo e interesante debido a que cada tipo de molécula hace un trabajo específico para él. Esto debería tratarse con más detalle.
El concepto de ácidos nucleicos.
Todos los ácidos nucleicos (ADN y ARN) representanson polímeros biológicos heterogéneos que se diferencian en el número de cadenas. El ADN es una molécula de polímero de doble hebra que contiene la información genética de los organismos eucariotas. Las moléculas circulares de ADN pueden contener la información hereditaria de algunos virus. Estos son el VIH y los adenovirus. También hay 2 tipos especiales de ADN: mitocondrial y plástido (que se encuentra en los cloroplastos).
El ARN, por otro lado, tiene muchos más tipos quedebido a las diferentes funciones del ácido nucleico. Existe el ARN nuclear, que contiene la información hereditaria de las bacterias y la mayoría de los virus, matriz (o ARN mensajero), ribosómico y de transporte. Todos ellos están involucrados en el almacenamiento de información hereditaria o en la expresión génica. Sin embargo, es necesario comprender con más detalle qué funciones realizan los ácidos nucleicos en la célula.
Molécula de ADN bicatenario
Este tipo de ADN es el sistema de almacenamiento perfectoinformación hereditaria. Una molécula de ADN de doble hebra es una única molécula compuesta de monómeros heterogéneos. Su tarea es formar enlaces de hidrógeno entre los nucleótidos de otra hebra. El propio monómero de ADN consta de una base nitrogenada, un residuo de ortofosfato y una desoxirribosa de monosacárido de cinco carbonos. Dependiendo del tipo de base nitrogenada subyacente a un monómero de ADN en particular, tiene su propio nombre. Tipos de monómeros de ADN:
- desoxirribosa con un residuo de ortofosfato y una base nitrogenada de adenilo;
- base nitrogenada de timidina con desoxirribosa y residuo de ortofosfato;
- base nitrogenada de citosina, desoxirribosa y residuo de ortofosfato;
- ortofosfato con desoxirribosa y residuo nitrogenado de guanina.
Al escribir para simplificar el diagrama de la estructura del ADNel residuo de adenilo se denomina "A", el residuo de guanina es "G", el residuo de timidina es "T" y el residuo de citosina es "C". Es importante que la información genética se transfiera de la molécula de ADN de doble hebra al ARN mensajero. Tiene pocas diferencias: aquí, como residuo de carbohidrato, no hay desoxirribosa, sino ribosa, y en lugar de una base nitrogenada de timidilo, se encuentra una base uracilica en el ARN.
Estructura y función del ADN
El ADN se basa en el principio de biologíapolímero, en el que una cadena se crea de antemano de acuerdo con un patrón predeterminado, dependiendo de la información genética de la célula madre. Los nucleoduros de ADN están conectados aquí por enlaces covalentes. Luego, de acuerdo con el principio de complementariedad, otros nucleótidos se unen a los nucleótidos de la molécula monocatenaria. Si en una molécula monocatenaria el comienzo está representado por el nucleótido adenina, entonces en la segunda cadena (complementaria) corresponderá a la timina. La guanina es complementaria a la citosina. Por lo tanto, se construye una molécula de ADN de doble hebra. Se encuentra en el núcleo y almacena información hereditaria, que está codificada por codones, tripletes de nucleótidos. Funciones del ADN de doble hebra:
- preservación de la información hereditaria recibida de la célula madre;
- la expresion genica;
- obstáculo para cambios de naturaleza mutacional.
La importancia de las proteínas y los ácidos nucleicos.
Se cree que las funciones de las proteínas y los ácidos nucleicoslos ácidos son comunes, a saber: están involucrados en la expresión genética. El ácido nucleico en sí es su ubicación de almacenamiento y la proteína es el resultado final de leer la información de un gen. El gen en sí es una sección de una molécula de ADN integral, empaquetada en un cromosoma, en la que la información sobre la estructura de una determinada proteína se registra por medio de nucleótidos. Un gen codifica la secuencia de aminoácidos de una sola proteína. Es la proteína que implementará la información hereditaria.
Clasificación de especies de ARN
Las funciones de los ácidos nucleicos en una célula son muyvariado. Y son más numerosos en el caso del ARN. Sin embargo, esta polifuncionalidad sigue siendo relativa, porque un tipo de ARN es responsable de una de las funciones. En este caso, existen los siguientes tipos de ARN:
- ARN nuclear de virus y bacterias;
- ARN matricial (informativo);
- ARN ribosómico;
- ARN mensajero de plásmidos (cloroplastos);
- ARN ribosómico de cloroplastos;
- ARN ribosómico mitocondrial;
- ARN mensajero mitocondrial;
- transporte de ARN.
Funciones de ARN
Esta clasificación contiene varios tiposARN que se segregan según la ubicación. Sin embargo, en términos funcionales, deben dividirse en solo 4 tipos: nuclear, informativo, ribosómico y de transporte. La función del ARN ribosómico es la síntesis de proteínas basada en la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero. En este caso, los aminoácidos se "llevan" al ARN ribosómico, "encadenados" en el ARN mensajero, mediante el transporte de ácido ribonucleico. Así es como se produce la síntesis en cualquier organismo que tenga ribosomas. La estructura y funciones de los ácidos nucleicos aseguran tanto la conservación del material genético como la creación de procesos de síntesis de proteínas.
Ácidos nucleicos mitocondriales
Si sobre qué funciones en la célula se realizanDado que los ácidos nucleicos ubicados en el núcleo o en el citoplasma, prácticamente todo se sabe, aún existe poca información sobre el ADN mitocondrial y plastidico. Aquí también se encontraron ARN ribosomales y mensajeros específicos. Los ácidos nucleicos ADN y ARN están presentes aquí incluso en la mayoría de los organismos autótrofos.
El ácido nucleico puede haber entrado en la célula.por simbiogénesis. Este camino es considerado por los científicos como el más probable debido a la falta de explicaciones alternativas. El proceso se considera de la siguiente manera: una bacteria autoforma simbiótica ingresó a la célula en un período determinado. Como resultado, esta célula libre de armas nucleares vive dentro de la célula y le proporciona energía, pero se degrada gradualmente.
En las etapas iniciales del desarrollo evolutivo,Probablemente, la bacteria simbiótica libre de núcleos movió procesos mutacionales en el núcleo de la célula huésped. Esto permitió que los genes responsables de almacenar información sobre la estructura de las proteínas mitocondriales se integraran en el ácido nucleico de la célula huésped. Sin embargo, hasta el momento no hay mucha información sobre qué funciones en la célula realizan los ácidos nucleicos de origen mitocondrial.
Probablemente, parte de la mitocondria se sintetizaproteínas, cuya estructura aún no está codificada por el ADN o ARN nuclear del anfitrión. También es probable que la célula necesite su propio mecanismo de síntesis de proteínas solo porque muchas proteínas sintetizadas en el citoplasma no pueden atravesar la doble membrana mitocondrial. Al mismo tiempo, estos orgánulos producen energía, y por tanto, en el caso de un canal o un portador específico de una proteína, será suficiente para el movimiento de moléculas y contra el gradiente de concentración.
ADN y ARN plásmido
Los plastidios (cloroplastos) también tienen sus propiosADN, que probablemente sea el responsable de realizar funciones similares a las de los ácidos nucleicos mitocondriales. También contiene su propio ARN ribosómico, mensajero y de transporte. Además, los plástidos, a juzgar por el número de membranas, y no por el número de reacciones bioquímicas, son más complejos. Sucede que muchos plastidios tienen 4 capas de membranas, lo que los científicos explican de diferentes maneras.
Una cosa está clara:las funciones de los ácidos nucleicos en la célula aún no se comprenden completamente. No se sabe qué importancia tienen el sistema de síntesis de proteínas mitocondriales y el sistema cloroplástico análogo. Tampoco está del todo claro por qué las células necesitan ácidos nucleicos mitocondriales si las proteínas (obviamente no todas) ya están codificadas en el ADN nuclear (o ARN, según el organismo). Aunque algunos hechos nos obligan a coincidir en que el sistema sintetizador de proteínas de las mitocondrias y los cloroplastos se encarga de las mismas funciones que el ADN del núcleo y el ARN del citoplasma. Conservan la información hereditaria, la reproducen y la transmiten a las células hijas.
Resumen
Es importante comprender qué funciones en la célula.realizan ácidos nucleicos de origen nuclear, plastidial y mitocondrial. Esto abre muchas perspectivas para la ciencia, porque el mecanismo simbiótico, según el cual aparecieron muchos organismos autótrofos, puede reproducirse hoy. Esto creará un nuevo tipo de célula, posiblemente incluso humana. Aunque es demasiado pronto para hablar sobre las perspectivas de la introducción de orgánulos plástidos multimembrana en las células.
Es mucho más importante comprender que en la célula el ácido nucleicolos ácidos son responsables de casi todos los procesos. Esta es la biosíntesis de proteínas y la preservación de información sobre la estructura de la célula. Además, es mucho más importante que los ácidos nucleicos realicen la función de transferir material hereditario de las células parentales a las células hijas. Esto garantiza el mayor desarrollo de los procesos evolutivos.
