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BIOLOGÍA
TEMA 1:
BIOLOGÍA MOLECULAR: ÁCIDOS NUCLEICOS
OBJETIVOS:
Luego de estudiar el tema el alumno será capaz de:
 Conocer la estructura y la función de los ácidos nucleicos.
 Entender el uso del código genético como universal para todo servicio.
 Comprender la expresión genética a través de la síntesis de proteínas.
 Conocer la autoduplicación del ADN, para la continuidad de la vida.
INTRODUCCIÓN
Los ácidos nucleicos son macromoléculas que en su estructura almacena la información hereditaria (ADN: ácido
desoxirribonucleico); las unidades del ADN son los GENES que hoy en día ya se conoce su expresión y su regulación. Los rasgos
biológicos de los seres vivos tiende a la variabilidad y con ello la biodiversidad y la evolución pues su base molecular del cambio
son los genes (se recombinan o realizan mutación). La investigación de antecesor común, se basa en comparar los ADN.
ÁCIDOS NUCLEICOS
¿CUÁLES SON LAS FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS?
 Almacena la información hereditaria, es decir, los rasgos biológicos que expresa un organismo, también está almacenada en
los ácidos nucleicos que posee.
 Transmite la información de los caracteres hereditarios, debido a la capacidad molecular de la autoduplicación, los
progenitores pueden transmitir una copia de su información genética heredable, así continuará la vida generación tras
generación.
 Permite evolucionar a los seres vivos, pues, cuando se copia o se transmiten los ácidos nucleicos, puede ocurrir errores o
accidentes, los cuales se manifestarán en las características del organismo, aumentando su variabilidad y con ella la
biodiversidad de los seres vivos.
- La síntesis del ADN permite transmitir genes.
- La síntesis de proteínas permite expresar los genes.
Ejemplo: Transmisión de ADN en ovejas.
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¿QUÉ SON LOS ÁCIDOS NUCLEICOS?
Son moléculas formadas por unión de elementos como: C, H, O, N y P. Las moléculas de ácidos nucleicos están constituidas
por unidades llamadas nucleótidos que se unen por enlaces fosfodiéster.
NUCLEÓTIDO
Es la unidad o monómero de los ácidos nucleicos. Está constituido por una base nitrogenada, un azúcar pentosa y un ácido
fosfórico. La unión del azúcar pentosa más la base nitrogenada se denomina nucleósido.
P
A. COMPONENTES DE UN NUCLEÓTIDO:
1. BASES NITROGENADAS:
Son compuestos heterocíclicos que contienen (C) y (N) en sus anillos. Constituyen el alfabeto de los genes. El nitrógeno
en la forma amino le da el carácter básico.
Las bases nitrogenadas se clasifican en purinas y pirimidinas.
a. PURINAS: Son la adenina (A) y la guanina (G).
b. PIRIMIDINAS: Son la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U).
2. PENTOSA:
Azúcar de cinco carbonos, que pueden ser la ribosa (para ARN) o desoxirribosa (para ADN). Es el esqueleto principal
(central) de los ácidos nucleicos.
3. ÁCIDO FOSFÓRICO:
Molécula con tres grupos oxidrilos (OH) donador de hidrogeniones (H +) para formar enlaces y para darle el carácter
ácido (basofilia) a los ácidos nucleicos, de igual forma el carácter aniónico, y por lo tanto la propiedad de unirse a
proteínas básicas (histonas) o colorantes básicos.
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B. FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS:
1. ESTRUCTURAL:
Formando los ácidos nucleicos: ribonucleotidos (para ARN), desoxirribonucleótido (para ADN), monocatenario (1 cadena
en ARN) o bicatenario (2 cadena en ADN).
2. ENERGÉTICA:
Presentan enlaces de alta energía: fosfato-fosfato.
Ejemplo:
ATP (adenosin trifosfato) con 7,3 K cal por enlace.
ENLACE FOSFODIÉSTER
Es el enlace característico de los ácidos nucleicos que permite la unión de nucleótidos. Resulta de la reacción entre el ácido
fosfórico de un nucleotido con el grupo de oxhidrilo de la pentosa de otro nucleótido, se denomina: enlace fosfodiéster.
O
D
O
De esta forma resultan los dinucleótidos, y luego por sucesivas reacciones se formarán polinucleotidos.
CLASIFICACIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
A. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN o DNA)
Macromolécula constituida por 2 cadenas de Desoxirribonucleótidos.
En 1953 Watson y Crick propusieron las estructuras en doble hélice para el DNA, según el cual en la molécula del DNA, las
cadenas de Desoxirribonucleótidos, son antiparalelas enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario y son
complementarias porque las cadenas se unen por medio de puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases
nitrogenadas.
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Entre la ADENINA y la TIMINA se establecen 2 puentes de hidrógeno (A=T) y entre GUANINA y la CITOCINA 3 puentes
de hidrógeno (GC).
Según Chargaf la proporción de adenina es equivalente a la de timina, y la proporción de citocina es igual a la de guanina (Ley
de Chargaf) y se cumple: A + G = T + C.
El ADN se encuentra en el núcleo, asociado a proteínas histonas, constituyendo la cromatina, contienen en su estructura la
información de los caracteres hereditarios (genes) bajo la forma de secuencia de bases nitrogenadas.
B. ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN o RNA)
Molécula constituida por cadena de ribonucleótidos, expresan los genes en la síntesis de proteínas, el que consta de dos
procesos consecutivos: transcripción y traducción.
1. RNA mensajero (RNAm)
Molécula de conformación lineal constituido por ribonucleótidos, con una secuencia de bases nitrogenadas. Cada 3 bases
nitrogenadas recibe el nombre de codón y forman el código genético. El RNAm es copia de la información del ADN. Se
forma en el proceso de transcripción con la enzima ARN polimerasa (en el núcleo).
2. RNA ribosómico (RNAr)
Molécula de conformación globular constituido por un polinucleótido superenrollado, presente en los ribosomas.
3. RNA transferencia (RNAt)
Molécula de configuración en hoja de trébol. Acepta y transporta aminoácidos hacia los ribosomas en la síntesis proteica.
Presenta el anticodón que lee al codón por complementación (A=U), (GC), en el proceso llamado traducción.
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CUADRO COMPARATIVO ENTRE EL ADN Y EL ARN
CARACTERES
Pentosa
Bases nitrogenadas
DNA
RNA
Desoxirribosa
Ribosa
Adenina
Guanina
Adenina
Guanina
Citocina
Timina
Citosina
Uracilo
Número de polinucleótidos
2
1
Función
Almacena la información
biológica de los seres vivos.
Permite la expresión de
la información biológica
Ubicación
Nucléolo
Mitocondrias
Cromatina Cloroplatos
Cromosoma
Nucléolo
Ribosoma
Estructura
Doble hélice
Lineal, globular y trébol.
*Sufre cambios moleculares
o mutaciones
REPLICACIÓN DEL ADN
A. ¿PARA QUÉ SE AUTODUPLICA EL ADN?
Todos los seres vivos son temporales. Pueden vivir unos minutos, como las bacterias; varios siglos como las tortugas marinas;
o incluso más de un milenio como los olivos; pero para que la especie no se extinga ha de haber siempre al menos un momento
en que la información biológica se replique (autoduplica) y las copias pasan a la descendencia. La célula para dividirse
previamente duplica su ADN, de este modo las generaciones celulares mantienen una cantidad constante de ADN.
B. ETAPAS
1.
El primer evento es el desenrrollamiento del ADN a cargo de la enzima topoisomerasa.
2.
Luego las cadenas complementarias son separadas por la enzima helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno entre
bases complementarias.
3.
Una de las cadenas toma el nombre de cadena líder y sobre ella se realiza la síntesis continua. El proceso se inicia por
la enzima ARN-primasa que construye un segmento ARN llamado cebador, a continuación la enzima ADN-polimerasa
va colocando nucleótidos complementarios en dirección (5'3') y va construyendo la cadena complementaria de ADN.
4.
5.
6.
La otra cadena toma el nombre de cadena retrasada, en ella la síntesis es discontinua. La enzima ARN-primasa
construye varios cebadores, dejando espacios; a continuación de los extremos de los cebadores, el segmento ADN,
construido, se llama fragmento de Okasaki.
Finalmente son retirados los cebadores y los espacios son rellenados por la ADN polimerasa.
En resumen cada cadena de ADN conserva la mitad de la molécula original; por esto se dice que la replicación del ADN
es semiconservativa
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