Fundamentos de la Estructura y Función de los Ácidos Nucleicos (ADN y ARN)

Composición y Estructura de Nucleótidos y Nucleósidos

El ATP es un nucleótido. ¿De qué se compone un nucleótido? ¿Y un nucleósido? ¿En qué macromoléculas podemos encontrar los nucleótidos?

Un nucleótido se compone de un nucleósido más una o varias moléculas de ácido fosfórico.

Un nucleósido se compone de una base nitrogenada más una pentosa (azúcar).

Los nucleótidos se encuentran en las macromoléculas conocidas como Ácidos Nucleicos (ADN y ARN).

La Replicación del ADN: Proceso y Finalidad

a. Finalidad, fase y fidelidad de la replicación del ADN

La replicación del ADN es un proceso fundamental para las células.

  • Finalidad: Generar una nueva molécula de ADN idéntica a la original.
  • Fase celular: Se produce en la fase S de la interfase del ciclo celular.
  • Importancia de la fidelidad: Es crucial para asegurar la correcta transmisión de la información genética, garantizando la ausencia de mutaciones en las futuras células hijas.

(Nota: Los símbolos adjuntos en el documento original son: P A T G C 5’ 3’ U P A T G C 5’ 3’ U)

b. Secuencia complementaria de ADN (5’-ATCG-3’)

Si una cadena de ADN tiene la secuencia 5’-ATCG-3’, su cadena complementaria de ADN debe ser 3’-TAGC-5’, siguiendo las reglas de apareamiento de bases (A con T, C con G).

(Nota: El documento original indica que se esperaba un dibujo o una imagen adjunta: Móvil foto)

c. Secuencia complementaria de ARN

La molécula de ARN con secuencia complementaria a la cadena molde de ADN (5’-ATCG-3’) es:

3’-UAGC-5’

(Nota: En el ARN, la Timina (T) es reemplazada por el Uracilo (U)).

Componentes Elementales del ADN

Explica cuáles son los componentes elementales de las moléculas de ADN

En el nivel más básico, el ADN está compuesto por una serie de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos.

Existen cuatro nucleótidos de ADN diferentes, cada uno definido por una base nitrogenada específica:

  • Adenina (A)
  • Timina (T)
  • Guanina (G)
  • Citosina (C)

Estructura y Duplicación del ADN

a. Características estructurales básicas de la molécula de ADN

El ADN es la molécula encargada de almacenar y transmitir la información genética. Sus características estructurales básicas son:

  1. Está compuesto por unidades llamadas nucleótidos.
  2. Cada nucleótido contiene tres componentes: un grupo fosfato, un grupo azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada.
  3. Las cuatro bases nitrogenadas son: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C).
  4. La molécula de ADN es una doble hélice formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos.

b. Mecanismo que permite la duplicación del ADN

Lo que hace posible la duplicación del ADN es la complementariedad de las bases nitrogenadas.

La replicación o duplicación del ADN (síntesis de ADN) es semiconservativa: ambas cadenas de polinucleótidos se separan, y cada cadena original sirve de molde para la síntesis de una cadena nueva, asegurando que la nueva molécula sea idéntica a la original.

c. Diferencias estructurales fundamentales entre ADN y ARN

Las tres diferencias fundamentales entre las estructuras del ADN y el ARN son:

  1. Azúcar (Pentosa): El ADN contiene desoxirribosa, mientras que el ARN contiene ribosa.
  2. Bases Nitrogenadas: El ADN utiliza Timina (T), mientras que el ARN utiliza Uracilo (U) en su lugar.
  3. Estructura de la Cadena: El ADN es mayoritariamente bicatenario (doble cadena), mientras que el ARN es mayoritariamente monocatenario (cadena simple).

Cálculo de Bases Nitrogenadas en Ácidos Nucleicos Bicatenarios

Fragmento de ácido nucleico bicatenario: 20% G y 20% C

Dado que el fragmento es bicatenario y cumple la Ley de Chargaff (G=C y A=T):

  1. ¿Qué simbolizan las letras G y C?

    Simbolizan dos tipos de bases nitrogenadas.

  2. ¿Cuál es el nombre de cada una?

    Guanina (G) y Citosina (C).

  3. ¿A quién le corresponde el 60% restante?

    El 60% restante corresponde a la Adenina (A) y la Timina (T). Dado que A = T, cada una representa el 30% del total (30% A y 30% T).

  4. ¿A qué tipo de ácido nucleico corresponde el fragmento?

    Corresponde al ADN, ya que contiene Timina (T) y es bicatenario.

  5. ¿Cuál es su principal función?

    El ADN contiene la información genética heredable que se transmite durante la reproducción. El modelo de la doble hélice le permite desempeñar esta función gracias a tres características clave:

    • Capacidad de replicación.
    • Capacidad de contener información (código genético).
    • Posibilidad de mutación (variabilidad genética).

Diferencias Estructurales Detalladas entre ADN y ARN

¿En qué se diferencian las estructuras de las moléculas de ADN y ARN?

Aunque ambos son ácidos nucleicos, sus componentes nucleotídicos presentan diferencias clave:

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

El nucleótido de ADN está compuesto por:

  • Azúcar (Pentosa): La desoxirribosa (un azúcar de cinco carbonos).
  • Grupo Fosfato: Se une al grupo hidroxilo del carbono 5′ de una desoxirribosa y al hidroxilo del carbono 3′ de otra desoxirribosa, formando el esqueleto de la cadena.
  • Bases Nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina y Timina.

ARN (Ácido Ribonucleico)

El nucleótido de ARN está compuesto por:

  • Azúcar (Pentosa): La ribosa (un azúcar de cinco carbonos).
  • Grupo Fosfato: Se une al grupo hidroxilo del carbono 5′ de una ribosa y al hidroxilo del carbono 3′ de otra ribosa.
  • Bases Nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo.

Tabla Comparativa: ADN vs. ARN

¿Cuáles son las diferencias entre el ADN y el ARN?

CaracterísticaADN (Ácido Desoxirribonucleico)ARN (Ácido Ribonucleico)
Tipo de moléculaÁcido desoxirribonucleico.Ácido ribonucleico.
EstructuraMayormente doble cadena (bicatenario).Mayormente cadena simple (monocatenario).
AzúcarDesoxirribosa.Ribosa.
Bases nitrogenadasAdenina, Timina, Citosina y Guanina.Adenina, Uracilo, Citosina y Guanina.
Bases complementarias

Adenina-Timina (A-T)

Citosina-Guanina (C-G)

Adenina-Uracilo (A-U)

Citosina-Guanina (C-G)

Tipos
  • ADN nuclear
  • ADN mitocondrial
  • ARN mensajero (ARNm)
  • ARN de transferencia (ARNt)
  • ARN ribosomal (ARNr)
  • ARN no codificante
FuncionesAlmacenar y transferir la información genética.Interpretar el código genético del ADN para conducir la síntesis de proteínas.
Localización en procariontesCitoplasma (nucleoide).Citoplasma.
Localización en eucariontesNúcleo, mitocondrias y cloroplastos (en plantas).Núcleo y citoplasma.