La composició química dels àcids nucleics

Amb aquest post comencem l'última unitat dedicada a la bioquímica d'aquest curs. Fins ara hem estudiat els lípids, els glúcids i les proteïnes i ara toca estudiar l'última de les biomolècules: els àcids nucleics.

Els àcids nucleics són polímers de caràcter àcid que es troben en el nucli de les cèl·lules i constitueixen el seu material genètic. Genèricament són monòmers als que anomenem nucleòtids constituïts per un àcid fosfòric, una molècula de caràcter bàsic rica en nitrogen anomenada base nitrogenada i una pentosa. 
Tal i com vam estudiar en la unitat dedicada als glúcids, les pentoses són monòmers que responen a l'estructura genèrica H10C5O5. Vam comentar llavors que hi havia dos molt importants pertanyents a aquest grup: la ribosa i la 2-desoxiribosa. Doncs bé, aquestes dos són les pentoses pròpies dels àcids nucleics. Concretament la Ribosa és la pentosa del RNA i la 2-desoxiribosa és la pentosa del DNA. En aquest últim cas es tracta d'una ribosa a la que li manca un grup hidroxil (-OH). Tal i com us podeu imaginar, no podem trobar en una mateixa cadena d'àcid nucleic les dues pentoses, o hi té presència una o l'altre.
Respecte a les bases nitrogenades en diferenciem cinc: l'adenina (A), la guanina (G), la citosina (C), la timina (T) i l'uracil(U).
L'adenina i la guanina tenen una estructura semblant a una molècula anomenada purina i per això s'anomenen bases púriques. D'altre banda la citosina, la timina i l'uracil tenen una estructura semblant a una molècula anomenada pirimidina, per això també són anomenades bases pirimidíniques. Una altre aspecte a tenir en compte és que tant l'adenina, la guanina i la citosina es presenten d'igual forma tant en el RNA com en el DNA, però el cas de la timina i l'uracil és diferent. La timina és exclusiva del DNA i l'uracil és exclusiu del RNA de manera que alternen la seva presència d'un a l'altre.

Un altre concepte que cal comentar és que per formar-es un nucleòtid cal que primer es formi un nucleòsid. Els nucleòsids són la unió d'una pentosa amb una base nitrogenada mitjançant un enllaç N-glicosídic entre el carboni 1 de la pentosa i el nitrogen 1 de la base nitrogenada si aquesta és pirimidínica, o el nitrogen 9, si aquesta és una base púrica.

Quan les bases nitrogenades s'uneixen a una ribosa el nucleòsid s'anomenarà afegint la terminació -osina al nom de la base nitrogenada: adenosina, guanosina, citidina i uridina.
Si en lloc d'una ribosa és una 2-desoxiribosa, si anteposa el prefix desoxi- als noms anteriors: desoxiadonosina, desoxiguanosina, desoxicitidina i desoxitimidina.

Quan el nucleòsid s'uneix a un àcid fosfòric es forma el nucleòtid. L'enllaç que els uneix s'anomena enllaç fosfoèster i es forma entre el grup hidroxil del cinquè carboni de la pentosa i l'àcid fosfòric. Aquest grup té un caràcter molt àcid ja que en dissolució aquosa, l'àcid fosfòric s'ionitza.
Normalment aquest grup s'anomena afegint al nom del nucleòsid el terme 5'-monofosfat, tot i que a la pràctica se sol utilitzar la inicial de cada base nitrogenada per a referir-nos al nucleòtid.

Així doncs, tal i com hem dit al principi, els àcids nucleics són polímers de nucleòtids que s'uneixen entre sí mitjançant un enllaç fosfodièster entre el radical hidroxil (-OH) del carboni 3' de l'últim nucleòtid i el radical fosfat del carboni 5':

Per últim comentar que aquests polímers, al igual que les proteïnes presenten diferents nivells estructurals. L'estructura primaria és la seqüència de nucleòtids que presenta la cadena, és a dir, la informació biològica o genètica de l'àcid nucleic i que a diferència de les proteïnes, on es una seqüència fixa que es repeteix, aquí la seqüència és tan llarga com llarga sigui la cadena de nucleòtids.
La resta de nivells estructurals depenen en gran mesura de si es tracta de DNA o RNA, per tant en parlarem quan desenvolupem aquests punts.

Respecte a les funcions que poden efectuar els nucleòtids quan es troben lliures a la cèl·lula i no formant part dels àcids nucleics en tenim principalment tres:

• Poden actuar com a coenzims, és a dir, participen activament en determinades reaccions metabòliques, per exemple el coenzim A (CoA) derivat de l'ADP.
• Poden actuar com a donadors d'energia (nucleòtids trifosfats), és a dir, transporten energia química i transfereixen grups fosfats en reaccions metabòliques. Per exemple l'ATP imprescindible en la respiració cel·lular.
• Poden actuar com a mediadors en processos hormonals i controlant la velocitat de nombroses reaccions intracel·lulars. Per exemple l'AMPc (adenosinamonofosfat cíclic) un derivat de l'AMP.

Bé, fins aquí el primer post sobre els àcids nucleics. En el pròxim post parlarem del DNA.