Ácidos nucleicos y su estructura química

Los ácidos nucleicos

Son grandes moléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas. Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen, constituidas por millones de nucleótidos. Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son responsables de su transmisión hereditaria.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos, ADN y ARN, que se diferencian en:

  • El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN.
  • Las bases nitrogenadas que contienen, adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.
  • En los eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria aunque puede presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr.

Químicamente, estos ácidos están formados, como dijimos, por unidades llamadas nucleótidos: cada nucleótido a su vez, está formado por tres tipos de compuestos:

  1. Una pentosa o azúcar de cinco carbonos: se conocen dos tipos de pentosas que forman parte de los nucleótidos, la ribosa y la desoxirribosa, esta última se diferencia de la primera por que le falta un oxígeno y de allí su nombre. El ADN sólo tiene desoxirribosa y el ARN tiene sólo ribosa, y de la pentosa que llevan se ha derivado su nombre, ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente.
  2. Una base nitrogenada: que son compuestos anillados que contienen nitrógeno. Se pueden identificar cinco de ellas: adenina, guanina, citosina, uracilo y timina.
  3. Un radical fosfato: es derivado del ácido fosfórico (H3PO4–). La secuencia de los nucleótidos determina el código de cada ácido nucleico particular. A su vez, este código indica a la célula cómo reproducir un duplicado de sí misma o las proteínas que necesita para su supervivencia.

El ADN y el ARN se diferencian porque:

  • El peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN
  • El azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa
  • El ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina

La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios.

Ácido Ribonucleico (ARN)

Formado por nucleótidos en los que el azúcar es ribosa, y las bases nitrogenadas son adenina, uracilo, citosina y guanina. Actúa como intermediario y complemento de las instrucciones genéticas codificadas en el ADN. La información genética está, de alguna manera, escrita en la molécula del ADN, por ello se le conoce como “material genético”. Por esto, junto con el ácido ribonucleico (ARN) son indispensables para los seres vivos. El ARN hace de ayudante del ADN en la utilización de esta información. Por eso en una célula eucariótica (que contiene membrana nuclear) al ADN se lo encuentra sólo en el núcleo, ya sea formando a los genes, en cambio, al ARN se lo puede encontrar tanto en el núcleo como en el citoplasma.

Transcripción o síntesis a ARN

Básicamente, la relación entre el ADN, el ARN y las proteínas se desarrolla como un flujo de actividad celular. Dicho flujo, que hoy constituye el dogma central de la biología molecular, podríamos graficarlo así:

ADN ——–> ARN —————-> PROTEINAS
replicación –> transcripción –> traducción

Descriptivamente, diremos que el ADN dirige su propia replicación y su transcripción o síntesis a ARN (reacción anabólica), el cual a su vez dirige su traducción (reacción anabólica) a proteínas.

Tipos de ARN

El ARNm

ARN mensajero: molécula de ARN que representa una copia en negativo de las secuencias de aminoácidos de un gen. Las secuencias no codificantes (intrones) han sido ya extraídas. El ARNm es un completo reflejo de las bases del ADN, es muy heterogéneo con respecto al tamaño, ya que las proteínas varían mucho en sus pesos moleculares. Es capaz de asociarse con ribosomas para la síntesis de proteínas y poseen una alta velocidad de recambio.

El ARN de transferencia, ARN transferente o ARNt (tRNA en inglés) es un tipo de ácido ribonucleico encargado de transportar los aminoácidos a los ribosomas para incorporarlos a las futuras proteínas durante el proceso de síntesis proteica.

ARNr (ribosómico): El ARN ribosómico o ARNr es el ARN que forma parte de los ribosomas que juegan un papel fundamental en el proceso de la traducción en la síntesis de proteínas. Está presente en los ribosomas y su función es leer al ARNm para la selección de los aminoácidos correspondientes.

Maduración ARNm

. Splicing: eliminación de secuencias que no son útiles

. Cap: se anexan secuencias de nucleótidos al inicio del ARNm

. Poli A: se anexan adeninas al final de la cadena

Las Proteínas

Las proteínas son sustancias nutritivas integradas por sub-unidades denominadas aminoácidos. Algunos son elaborados por el mismo organismo, pero otros son absorbidos por medio de los alimentos. Los aminoácidos que no pueden ser elaborados en el organismo deben ser suministrados por la dieta, a estos se les denomina aminoácidos esenciales. Los aminoácidos que produce el organismo para satisfacer sus necesidades son los llamados aminoácidos no esenciales.

Función de las proteínas

Algunas proteínas tienen un papel puramente estructural, dando forma a cada una de las células o a todo un órgano. Otras desempeñan diversos papeles funcionales, como las enzimas, que son proteínas que permiten realizar rápidamente las reacciones químicas de los procesos metabólicos. Dentro de las proteínas funcionales se tienen las proteínas contráctiles que forman los músculos, convirtiendo la energía de los alimentos en el trabajo mecánico. Las proteínas de transporte, llevan los nutrientes y las sustancias químicas del metabolismo y las hormonas por todo el cuerpo, de unos órganos a otros, hasta el interior de los órganos, entre unas células y otras, y al interior de las propias células. El ser humano, al igual que los animales, no puede elaborar todas las proteínas que necesita su organismo, sino que debe tener una fuente de proteínas que encuentra en su dieta. Las plantas y los microorganismos pueden sintetizar sus proteínas a partir de agua y de los elementos inorgánicos que absorben del suelo y de la atmósfera.

Clasificación de las proteínas

Las proteínas pueden clasificarse según su composición y su conformación.

Las proteínas según su composición se clasifican en :

  • Proteínas Simples : Son aquellas que por hidrólisis, producen solamente aminoácidos.
  • Proteínas Conjugadas : Son aquellas que además de producir aminoácidos por hidrólisis, también producen una serie de compuestos orgánicos e inorgánicos, estos son llamados : Grupo Prostético.

También hay una subclasificación de las proteínas conjugadas, estas también pueden clasificarse de acuerdo a su grupo prostético :

  • Nucleoproteínas (Ac. Nucleíco)
  • Metaloproteínas (Metal)
  • Fosfoproteínas (Fosfato)
  • Glucoproteínas (Glucosa)

Las proteínas según su conformación se pueden clasificar en :

  • Proteínas Fibrosas : Son las proteínas que están constituidas por cadenas polipeptídicas, ordenadas de modo paralelo a lo largo de un eje formando estructuras compactas; fibras o láminas.
  • Proteínas Globulares: Son las proteínas que están constituidas por cadenas polipeptídicas plegadas estrechamente, de modo que adoptan formas esféricas o globulares compactas.

Características

Las proteínas son macromoléculas; son biopolímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas

Desarrollo embrionario

Segmentación: Durante esta etapa el cigote presenta una serie de divisiones que producen gran cantidad de células denominadas blastómeros.

El aspecto que toma el huevo después de muchas divisiones es el de una mora, por eso a ese estado se le conoce con el nombre de mórula; posteriormente se forma en la parte interna de esta masa de células una cavidad central denominada blastocele; esta fase recibe el nombre de blástula.

La segmentación se efectúa de manera diversa según la cantidad de vitelo que tenga el huevo; a menor cantidad de vitelo mayor velocidad de multiplicación y viceversa.

Tipos de Segmentación: La cantidad y disposición de vitelo en el huevo influye en la forma de segmentación y de acuerdo a esto puede ser: Total u holoblástica y parcial o meroblástica.

Segmentación total u holoblástica: Afecta a todo el huevo y ocurre en los huevos oligolecitos y algunos mesolecitos o heterolecitos.

De acuerdo a la disposición de los blastómeros resultantes de la segmentación total se puede presentar los tipos siguientes: segmentación total radial, segmentación total espiral y segmentación total bilateral.

Segmentación parcial o meroblástica: Ocurre en los huevos que poseen abundante vitelo, lo cual hace que el citoplasma del huevo no pueda dirigir la división de toda la masa de vitelo, el cual permanece indiviso.

Se conoce dos tipos de segmentación parcial: segmentación parcial discoidal; ocurre en el polo animal y se forma como un disco que flota sobre el vitelo.

Segmentación parcial superficial: El huevo se divide sin que aparezcan externamente delimitaciones en el vitelo.

Morfogénesis: Durante esta etapa se realiza la formación de órganos. Cada una de las 3 capas germinativas de la gástrula está destinada a producir tejidos específicos. En general, la capa más externa (ectodermo) dará origen a la piel, sistema nervioso central y órganos de los sentidos; el endodermo va a originar todos los epitelios, y el mesodermo, ubicado en la posición central, va a dar origen a los tejidos conectivos, muscular y sistema reproductor.

Diferenciación

Poco tiempo después de que se ha efectuado la gastrulación, las células del embrión comienzan a presentar los primeros signos de cambios estructurales y funcionales específicos, resultado de un proceso conocido como diferenciación. Ciertos grupos celulares comienzan a adquirir características específicas tales como los del tejido nervioso o fibras musculares; al mismo tiempo se reúnen con otros tejidos de reciente formación para formar órganos. La diferenciación es el complejo de cambios que efectúan las tres capas germinales originales para formar tejidos y órganos estructural y funcionalmente especializados. En las células se llevan a cabo modificaciones bioquímicas particulares antes de diferenciarse a tejidos como el cardiaco, muscular nervioso o cualquier otro tipo. La diferenciación celular es el proceso, en virtud del cual, las células sufren modificaciones citológicas dando lugar a una forma y una función determinada durante el desarrollo embrionario o la vida de un organismo pluricelular, especializándose en un tipo celular

Gonadas Sexuales

También se consideran glándulas mixtas, puesto que forman parte del Aparato Reproductor, vierten secreciones al exterior a través de conductos y, además, producen hormonas que vierten a la sangre. La glándulas sexuales o gónadas son: Los Ovarios en el sexo femenino Los Testículos en el sexo masculino

Secreciones:

Externas: Los gametos, son las células sexuales haploides de los organismos pluricelulares originadas por meiosis a partir de las células germinales o meiocitos (células diploides); los gametos reciben nombres diferentes según el sexo del portador: óvulos y espermatozoides; una vez fusionados producen una célula denominada cigoto o huevo fecundado que contienen dos conjuntos de cromosomas por lo que es diploide

Internas: hormonas:

  • Estrógenos: Desarrollo de caracteres sexuales secundarios y colaboración en el control del ciclo menstrual femenino.
  • Progesterona: Favorece el desarrollo del endometrio en el útero. Inhibe la producción de leche por las mamas.

Testosterona: Desarrollo de caracteres sexuales secundarios, formación de espermatozoides.

Características del código genético

Las principales características del código genético son:

  1. Se compone de codones, es decir, tripletes de bases. Cada codón especifica un aminoácido.
  2. Los codones no se solapan, es decir, la secuencia GCTATG consta de dos codones GCT y ATG, y no forman parte de la misma los tripletes CTA y los siguientes.
  3. El codigo genético incluye signos de puntuación: existen tres codones de stop, que no codifican para aminoácidos: UAA, UAG y UGA.
  4. Se dice que el código genético es degenerado. Esto quiere decir que cada aminoácido está codificado por un numero variable de codones -entre uno y seis- (Hay solo 20 aminacidos y 64 posibles tripletes)
  5. Para leer cada gen y obtener la información necesaria para fabricar cada proteína, las células comienzan la lectura en un punto de inicia concreto de la cadena de ARN mensajero. Este punto es el codón de iniciación AUG, metionina.
  6. El RNA mensajero se lee en dirección 5´ a 3´.


  1. Si se producen mutaciones o errores en el DNA, el mensaje cambia y da resultado a la formación de una proteína de secuencia incorrecta.
  2. Es universal: todas las especies conocidas presentan el mismo código genético
  3. El ADN mitocodrial presenta algunas excepciones

Clonación

La clonación puede definirse como el proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado, de forma asexual. Estas dos características son importantes:

§ Se parte de un animal ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal que nos interesa, y sólo cuando es adulto conocemos sus características.

§ Por otro lado, se trata de hacerlo de forma asexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad.

Tipos

1.Partición (fisión) de embriones tempranos: Es similar a la gemelación natural. Los individuos son muy semejantes entre sí, pero son diferentes a sus padres. Es preferible emplear la expresión gemelación artificial, y no debe considerarse como clonación en sentido estricto.

2.Paraclonación: Es una transferencia de núcleos procedentes de blastómeros embrionarios en cultivo a ovocitos enucleados.

3.Clonación verdadera: Es una transferencia de núcleos de células de individuos ya nacidos a ovocitos enucleados. Se originan individuos casi idénticos entre sí (salvo mutaciones somáticas) y muy parecidos al donante.

VENTAJAS ::
/Es importante para el desarrollo de algunas especies en extincion
/Puede ser que la clonacion tenga mejores recursos geneticos para la elaboracion de medicamentos o para el alivio en algunas en enfermedades.
/Tambien puede ser que tenga mejor estructura y mejor provecho,un ejemplo es la clonacion de berenjenas,estas resultan mas grandes y nutritivas.
/Es muy importante para la ecologia pues hay mayor cantidad de plantas y animales.
/Se pueden sacar recursos y no malgastar tanto por ejemplo en tala de arboles o algo asi.


DESVENTAJAS ::
/Talvez resulten infectadas y cuando algun ser vivo lo consuma,puede que enferme.
/Nuevas enfermedades :: tal vez
/Puede que los animales clonados no vivan mucho tiempo.
/Sus resultados no pueden ser muy favorecedores (perdida de sabor en caso de algunas plantas y animales.)
/Tambien es algo posible que estas especies no puedan reproducirse.

EMBARAZO EN LA ADOLESCENCIA Se lo define como: “el que ocurre dentro de los dos años de edad ginecológica, entendiéndose por tal al tiempo transcurrido desde la menarca, y/o cuando la adolescente es aún dependiente de su núcleo familiar de origen”.

CONSIDERACIONES PSICOSOCIALES PARA EL AUMENTO DE LOS EMBARAZOS EN ADOLESCENTES

a. – Sociedad Represiva: niega la sexualidad, considerando al sexo como un área peligrosa en la conducta humana. Considera una virtud la sexualidad inactiva, aceptándola sólo con fines procreativos. Las manifestaciones de la sexualidad pasan a ser fuentes de temor, angustia y culpa, enfatizando y fomentando la castidad prematrimonial. b. – Sociedad Restrictiva: tiene tendencia a limitar la sexualidad, separando tempranamente a los niños por su sexo. Se aconseja la castidad prematrimonial, otorgando al varón cierta libertad. Presenta ambivalencia respecto al sexo, siendo la más común de las sociedades en el mundo. c. – Sociedad Permisiva: tolera ampliamente la sexualidad, con algunas prohibiciones formales (la homosexualidad). Permite las relaciones sexuales entre adolescentes y el sexo prematrimonial. Es un tipo social común en países desarrollados. d. – Sociedad Alentadora: para la cual el sexo es importante y vital para la felicidad, considerando que el inicio precoz del desarrollo de la sexualidad favorece una sana maduración del individuo. La pubertad es celebrada con rituales religiosos y con instrucción sexual formal. La insatisfacción sexual no se tolera y hasta es causal de separación de pareja. Son sociedades frecuentes en Africa ecuatorial, la Polinesia y algunas islas del Pacífico.