Ejercicio resuelto de Ácidos nucleicos · Biología · 2025

Los ácidos nucleicos son macromoléculas biológicas esenciales para el almacenamiento, la transmisión y la expresión de la información genética. a) Indique cómo se denomina a las subunidades o monómeros que constituyen los ácidos nucleicos. b) ¿Cuáles son los tres componentes que, combinados, forman estos monómeros? c) ¿Qué tipo de enlace une a dichos monómeros entre sí? Dibuje la reacción de formación de dicho enlace. d) Explique dos funciones que desempeñan estos monómeros. [1,25 puntos]

$\textbf{a) Indique cómo se denomina a las subunidades o monómeros que constituyen los ácidos nucleicos.}$

Los monómeros de los ácidos nucleicos se denominan nucleótidos. Cuando se habla del nucleótido sin el grupo fosfato, es decir, solo de la pentosa unida a la base, la molécula se llama nucleósido.

$\textbf{b) ¿Cuáles son los tres componentes que, combinados, forman estos monómeros?}$

Un nucleótido resulta de la unión de tres componentes:

Una pentosa, azúcar de cinco carbonos, que es la ribosa en los ribonucleótidos del ARN y la desoxirribosa en los desoxirribonucleótidos del ADN. La diferencia entre las dos está en el carbono 2 prima: la ribosa lleva un grupo hidroxilo y la desoxirribosa solo un hidrógeno.

Una base nitrogenada, que puede ser púrica —adenina o guanina— o pirimidínica —citosina, timina en el ADN y uracilo en el ARN—.

Un ácido fosfórico, unido normalmente al carbono 5 prima de la pentosa.

La base se une a la pentosa por un enlace N-glucosídico entre su nitrógeno y el carbono 1 prima del azúcar, y el fosfato se une por un enlace éster fosfórico al carbono 5 prima.

$\textbf{c) ¿Qué tipo de enlace une a dichos monómeros entre sí? Dibuje la reacción de formación de dicho enlace.}$

Los nucleótidos se unen entre sí mediante un enlace fosfodiéster. El grupo fosfato situado en el carbono 5 prima de un nucleótido se esterifica con el grupo hidroxilo del carbono 3 prima de la pentosa del nucleótido siguiente, con pérdida de una molécula de agua. Se llama fosfodiéster porque el mismo fosfato queda esterificado por dos alcoholes distintos, el del 3 prima de un azúcar y el del 5 prima del otro.

La reacción, escrita sobre los dos nucleótidos:

$\text{Nucle\'otido}_1\text{-}3'\text{-OH} + \text{HO-}5'\text{-P-Nucle\'otido}_2 \longrightarrow \text{Nucle\'otido}_1\text{-}3'\text{-O-P-O-}5'\text{-Nucle\'otido}_2 + \text{H}_2\text{O}$

Dentro de la célula la reacción no ocurre así, sino a partir de nucleósidos trifosfato, que aportan la energía del propio enlace que se rompe:

$\text{(ADN)}_n + \text{dNTP} \longrightarrow \text{(ADN)}_{n+1} + \text{PP}_i$

La consecuencia estructural de este enlace es que la cadena tiene un esqueleto de azúcares y fosfatos, con las bases hacia dentro, y dos extremos distintos: un extremo 5 prima con un fosfato libre y un extremo 3 prima con un hidroxilo libre. Eso es lo que da a la cadena su polaridad y obliga a que crezca siempre en sentido cinco prima a tres prima.

$\textbf{d) Explique dos funciones que desempeñan estos monómeros.}$

Función energética. El ATP, adenosín trifosfato, es un nucleótido cuyos enlaces entre fosfatos almacenan energía fácilmente movilizable: su hidrólisis a ADP y fosfato inorgánico libera la energía con la que se pagan casi todas las reacciones endergónicas de la célula. Es la moneda energética universal, y otros nucleósidos trifosfato como el GTP cumplen papeles equivalentes.

Función coenzimática y de transporte de electrones. Muchos nucleótidos forman parte de coenzimas de oxidación y reducción: el $\text{NAD}^+$, el $\text{NADP}^+$, el FAD y el FMN llevan en su estructura un nucleótido de adenina, y son los que recogen los electrones que arranca el catabolismo y los ceden en el anabolismo o en la cadena respiratoria. También la coenzima A, que transporta grupos acilo, contiene un nucleótido.

Una tercera función, si se quiere citar, es la de mensajero intracelular: el AMP cíclico y el GMP cíclico son nucleótidos que transmiten dentro de la célula la señal que ha traído una hormona.