Propiedades físcias y químicas de los ácidos nucleicos, ADN y ARN
Los ácidos nucleicos son macromoléculas poliméricas cuya función es el almacenamiento, el transporte y la traducción de la información genética en proteínas efectoras. Todos los seres vivos contamos con 2 tipos de ácidos nucleicos, el ADN y el ARN. Mientras que el primero, el ADN, tendrá como función el almacenamiento y la transmisión heredable del material genético; el segundo, el ARN, será el encargado de hacer que esta información se convierta en algo. A pesar de sus diferencias en estructura, que causan diferencias en sus propiedades, los ácidos nucleicos comparten algunas propiedades fisicoquímicas.
La primera de las características de las que vamos a hablar es la más obvia. Los ácidos nucleares son ácidos cuando se ponen en disolución acuosa. Las cadenas de nucleótidos tienen en la parte exterior un grupo fosfato, que será el causante de presentar cargas negativas. Esto condicionará la molécula en el resto de sus características.
Estas cargas serán imprescindibles para la siguiente característica que presentan tanto el ARN como el ADN. Son solubles en agua. El agua es un elemento polar, con cargas positivas y negativas. Serán las cargas positivas del agua que interaccionan con las negativas del ADN y permiten que se mezcle con el elemento. Pero la molécula de ADN es potencialmente muy grande (recuerda que hemos dicho que era una macromolécula). Por lo tanto, presentarán una elevada viscosidad incluso a concentraciones bajas. Aunque se pueda introducir dentro del agua seguirá siendo estable y permanecerá unida.
Los ácidos nucleicos tienen un pico de absorción de luz UV en los 260 nm. Esto quiere decir que cuando iluminamos con luz ultravioleta al ADN o al ARN estos absorberán especialmente esa longitud de onda. Gracias a esta propiedad podemos medir fácilmente la concentración de ácido nucleico en agua tan solo midiendo la absorbancia.
Los ácidos nucleicos tienden a formar dobles cadenas mediante puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Estas dobles cadenas (ya sea en el ADN o en el ARN, cuando se formen) se pueden separar por acciones físicas. Las temperaturas elevadas o las concentraciones de pH elevadas (pH alcalino puesto que la molécula es ácida debido a sus cargas negativas) desnaturalizarán la doble hebra. Es decir, estas condiciones harán que los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas se rompan y separarán las dos cadenas que estaban formando una doble hélice. De forma complementaria cuando se baja la temperatura o se pone a la cadena en condiciones ácidas (pH bajo) la doble hélice se vuelve a renaturalizar, se vuelve a formar.
Finalmente y relacionado con lo anterior, 2 hebras o cadenas de ácidos nucleicos (ya sea ADN o ARN) en las condiciones óptimas de temperatura, pH y fuerzas iónicas del medio se van a unir mediante la formación de puentes de hidrógeno entre bases complementarias (la doble hélice se formará de manera natural, se naturalizará o hibridará). La unión no tiene por qué ser perfecta entre ambas hebras y pueden quedar bases desapareadas (debido a que las hebras no son completamente complementarias y no todas sus bases pueden aparear).
Normalmente representamos al ADN con su configuración característica de doble hebra
La hibridación puede tener lugar entre dos hebra de ADN, dos de ARN o entre una de ADN y otra de ARN. De hecho, durante la transcripción de ADN a ARN es cuando se forma este último caso. La doble hebra de ADN se forma para mantener el ADN protegido en el núcleo y la doble hebra de ARN la podemos observar en los ARN de transferencia o en los ARN ribosómicos.