El material genético es ácido nucleico. Aunque existen dos clases de ácidos nucleicos, DNA y RNA, es el DNA el material genético en todas las células procariotas (bacterias) y eucariotas. Sólo para la clase de virus de RNA este ácido nucleico será el material genético, lo que constituye más bien una excepción a la generalidad de que es el DNA el material genético.
¿Qué requisitos debe cumplir una molécula para ser considerada material genético?
Para que una molécula sea material genético debe cumplir con las siguientes condiciones:
autoduplicarse
almacenar información para la síntesis de polipéptidos específicos
capacidad de variación de la información
Quizás el término autoduplicación requiera una explicación. Una molécula se autoduplica, cuando su secuencia sirve de molde para la síntesis de más moléculas iguales. Considerando a todas las macromoléculas existentes en la célula, lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos (DNA y RNA), solamente una de éstas cumple con este requisito, y es el DNA. Otras moléculas, por ejemplo las proteínas, utilizan para su síntesis como molde una molécula de RNAm. Las moléculas de RNA se sintetizan a partir de la información contenida en el DNA. Así, el DNA es la única molécula de la célula que utiliza la información contenida en sí misma para la síntesis de más moléculas de DNA, por lo tanto la única capaz de autoduplicarse y de cumplir con uno de los requisitos para ser material genético.
En el caso de los virus pertenecientes la clase de virus de RNA, éste ácido nucleico, a diferencia de los RNA celulares, sí es molde de sí mismo para la síntesis de RNA viral, por lo tanto en este caso particular sí es material genético.
Experimentos realizados por Griffith en 1928 permitieron acuñar el término de "principio transformante" que más tarde, en 1944, llevarían a Avery, MacLeod y Mac Carty a determinar que la naturaleza química del material genético era DNA.
Un ácido nucleico es un polímero de nucleótidos y un nucleótido está formado por la unión covalente de una base nitrogenada + azúcar + fosfato.
Las bases nitrogenadas pueden ser púricas (Pu) ó pirimídicas (Pi)
Las bases púricas son Adenina y Guanina, y se encuentran tanto en el DNA como en el RNA.
Las bases pirimídicas son Citosina, Uracilo y Timina. La citosina es común para ambos ácidos nucleicos, en cambio el Uracilo sólo se encuentra en el RNA y la Timina sólo en DNA.
Las bases son hidrofóbicas, relativamente planas y en su secuencia está contenido el Código Genético. Una secuencia de 3 bases ó tripletes codifica 1 aminoácido.
Las bases se unen al azúcar formando un nucleósido (Fig. 3).
Además, los ácidos nucleicos pueden contener pequeñas cantidades de bases metiladas (Fig. 4).
Por ejemplo el DNA del bacteriófago T4 contiene la base hidroximetilcitosina. El DNA bacteriano puede metilarse como 5-metilcitosina, N4-metilcitosina y N6-metiladenina. La 5-metilcitosina también se encuentra en DNA de vertebrados (3% al 5% de la citosina total) y de plantas con un grado variable de metilación. El DNA de virus animales en general no se metila.
También algunas de las bases de moléculas de RNA se encuentran modificadas, tanto en los RNAt como en los RNAr. Por ejemplo moléculas de RNAt presentan seudouridina, inosina, dihidrouridina, etc..
El azúcar es una molécula cíclica que posee 5 carbonos (Fig. 2). Existen 2 tipos de azúcares en los nucleótidos. La ribosa que es específica de RNA y la 2'deoxiribosa que es específica del DNA. El azúcar se une a la base mediante un enlace b -glicosídico através de su grupo OH presente en posición 1'. Los grupos OH existentes en posiciones 5' y 3' son esenciales para la unión entre los diferentes nucleósidos.
El grupo fosfato une a los diferentes nucleósidos a través de enlaces fosfodiesteres. Un enlace fosfodiester une el grupo 3'OH de un nucleósido con el grupo 5' P del siguiente.
Al mismo tiempo, los extremos libres de la hebra polinucleotídica formada definen una polaridad, la que se señala con una flecha. Por convención, la base de la flecha debe indicar posición 5'P y la punta de la flecha posición 3'OH.
En condiciones in vivo los nucleótidos libres se encuentran trifosfatados y en el extremo 5' (fosfatos a , b y g ). La posición 3'OH siempre debe estar libre. De esta manera, estos nucleótidos son precursores adecuados para los procesos de síntesis de ácidos nucleicos, catalizando a través de la polimerasa correspondiente la formación de un enlace fosfodiester entre el grupo 3'OH de un nucleótido con el grupo fosfato a del siguiente nucleótido, liberándose los fosfatos b y g .
¿Qué requisitos debe cumplir una molécula para ser considerada material genético?
Para que una molécula sea material genético debe cumplir con las siguientes condiciones:
autoduplicarse
almacenar información para la síntesis de polipéptidos específicos
capacidad de variación de la información
Quizás el término autoduplicación requiera una explicación. Una molécula se autoduplica, cuando su secuencia sirve de molde para la síntesis de más moléculas iguales. Considerando a todas las macromoléculas existentes en la célula, lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos (DNA y RNA), solamente una de éstas cumple con este requisito, y es el DNA. Otras moléculas, por ejemplo las proteínas, utilizan para su síntesis como molde una molécula de RNAm. Las moléculas de RNA se sintetizan a partir de la información contenida en el DNA. Así, el DNA es la única molécula de la célula que utiliza la información contenida en sí misma para la síntesis de más moléculas de DNA, por lo tanto la única capaz de autoduplicarse y de cumplir con uno de los requisitos para ser material genético.
En el caso de los virus pertenecientes la clase de virus de RNA, éste ácido nucleico, a diferencia de los RNA celulares, sí es molde de sí mismo para la síntesis de RNA viral, por lo tanto en este caso particular sí es material genético.
Experimentos realizados por Griffith en 1928 permitieron acuñar el término de "principio transformante" que más tarde, en 1944, llevarían a Avery, MacLeod y Mac Carty a determinar que la naturaleza química del material genético era DNA.
Un ácido nucleico es un polímero de nucleótidos y un nucleótido está formado por la unión covalente de una base nitrogenada + azúcar + fosfato.
Las bases nitrogenadas pueden ser púricas (Pu) ó pirimídicas (Pi)
Las bases púricas son Adenina y Guanina, y se encuentran tanto en el DNA como en el RNA.
Las bases pirimídicas son Citosina, Uracilo y Timina. La citosina es común para ambos ácidos nucleicos, en cambio el Uracilo sólo se encuentra en el RNA y la Timina sólo en DNA.
Las bases son hidrofóbicas, relativamente planas y en su secuencia está contenido el Código Genético. Una secuencia de 3 bases ó tripletes codifica 1 aminoácido.
Las bases se unen al azúcar formando un nucleósido (Fig. 3).
Además, los ácidos nucleicos pueden contener pequeñas cantidades de bases metiladas (Fig. 4).
Por ejemplo el DNA del bacteriófago T4 contiene la base hidroximetilcitosina. El DNA bacteriano puede metilarse como 5-metilcitosina, N4-metilcitosina y N6-metiladenina. La 5-metilcitosina también se encuentra en DNA de vertebrados (3% al 5% de la citosina total) y de plantas con un grado variable de metilación. El DNA de virus animales en general no se metila.
También algunas de las bases de moléculas de RNA se encuentran modificadas, tanto en los RNAt como en los RNAr. Por ejemplo moléculas de RNAt presentan seudouridina, inosina, dihidrouridina, etc..
El azúcar es una molécula cíclica que posee 5 carbonos (Fig. 2). Existen 2 tipos de azúcares en los nucleótidos. La ribosa que es específica de RNA y la 2'deoxiribosa que es específica del DNA. El azúcar se une a la base mediante un enlace b -glicosídico através de su grupo OH presente en posición 1'. Los grupos OH existentes en posiciones 5' y 3' son esenciales para la unión entre los diferentes nucleósidos.
El grupo fosfato une a los diferentes nucleósidos a través de enlaces fosfodiesteres. Un enlace fosfodiester une el grupo 3'OH de un nucleósido con el grupo 5' P del siguiente.
Al mismo tiempo, los extremos libres de la hebra polinucleotídica formada definen una polaridad, la que se señala con una flecha. Por convención, la base de la flecha debe indicar posición 5'P y la punta de la flecha posición 3'OH.
En condiciones in vivo los nucleótidos libres se encuentran trifosfatados y en el extremo 5' (fosfatos a , b y g ). La posición 3'OH siempre debe estar libre. De esta manera, estos nucleótidos son precursores adecuados para los procesos de síntesis de ácidos nucleicos, catalizando a través de la polimerasa correspondiente la formación de un enlace fosfodiester entre el grupo 3'OH de un nucleótido con el grupo fosfato a del siguiente nucleótido, liberándose los fosfatos b y g .
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