El ADN y el ARN
Cada 22 de octubre, en el Día Nacional del Derecho a la Identidad, se recuerda el trabajo de las Abuelas de Plaza de Mayo y del Banco Nacional de Datos Genéticos, que comparan el ADN de una persona con el de su familia para confirmar su identidad. Ese ADN está en cada núcleo de tus células: unos dos metros de molécula, enrollados hasta caber en un espacio de apenas unas micras. ¿Cómo está construida y cómo logra caber en un espacio tan pequeño sin perder la información? Lo vas a ver en esta página.
Los nucleótidos: la unidad del ADN
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula que guarda la información hereditaria de los organismos. En las células eucariotas la mayor parte está en el núcleo; también hay un poco en mitocondrias y cloroplastos. En las procariotas está en el citoplasma (nucleoide). Está formado por pocos ingredientes: ácido fosfórico, un azúcar y cuatro bases nitrogenadas.
Explicá qué es el ADN, qué tipo de información contiene y en qué parte de una célula eucariota se encuentra la mayor parte de esta molécula.
Explicá qué es el ADN, qué tipo de información contiene y en qué parte de una célula eucariota se encuentra la mayor parte de esta molécula.
Explicá qué es un nucleótido y nombrá sus tres componentes. ¿Cuál de ellos varía de un nucleótido a otro y constituye la «letra» de la información genética?
Explicá qué es un nucleótido y nombrá sus tres componentes. ¿Cuál de ellos varía de un nucleótido a otro y constituye la «letra» de la información genética?
La doble hélice de ADN se parece a una escalera caracol. Explicá qué moléculas forman los «laterales» de la escalera y cuáles forman los «peldaños», y cómo están unidos…
La doble hélice de ADN se parece a una escalera caracol. Explicá qué moléculas forman los «laterales» de la escalera y cuáles forman los «peldaños», y cómo están unidos entre sí los componentes de cada peldaño.
La doble hélice y la regla de Chargaff
¿Por qué siempre una púrica con una pirimidínica? Porque así la distancia entre las dos cadenas es constante (una púrica con otra púrica sería demasiado ancha; dos pirimidínicas, demasiado estrecha) y la hélice mantiene un diámetro uniforme. Es lo que te ayuda a resolver el esquema del ejercicio de abajo: los marcadores señalan, por un lado, el esqueleto azúcar-fosfato, y por otro, los puentes de hidrógeno entre bases.
Probá con esta secuencia: completá la cadena complementaria.
Nombrá las cuatro bases nitrogenadas del ADN y explicá la regla de emparejamiento que sigue la doble hélice.
Nombrá las cuatro bases nitrogenadas del ADN y explicá la regla de emparejamiento que sigue la doble hélice.
El esquema muestra un fragmento de doble hélice de ADN. Indicá qué representan los marcadores 1 y 2, y completá las bases que faltan en los peldaños señalados con ?,…
El esquema muestra un fragmento de doble hélice de ADN. Indicá qué representan los marcadores 1 y 2, y completá las bases que faltan en los peldaños señalados con ?, sabiendo que la A se empareja siempre con la T y la G con la C.
En el ADN de una especie, el $22\ \%$ de las bases son timina. Calculá qué porcentaje habrá de adenina, de guanina y de citosina, y explicá el razonamiento.
En el ADN de una especie, el $22\ \%$ de las bases son timina. Calculá qué porcentaje habrá de adenina, de guanina y de citosina, y explicá el razonamiento.
Las dos cadenas del ADN son antiparalelas: una recorre la doble hélice en dirección 5' a 3' y la otra en dirección 3' a 5'. Explicá con un símil qué significa que sean…
Las dos cadenas del ADN son antiparalelas: una recorre la doble hélice en dirección 5' a 3' y la otra en dirección 3' a 5'. Explicá con un símil qué significa que sean antiparalelas y qué indican las marcas 5' y 3'.
En una molécula de ADN, el $18\ \%$ de las bases son guanina. Calculá los porcentajes de citosina, adenina y timina, y explicá cada paso del razonamiento.
En una molécula de ADN, el $18\ \%$ de las bases son guanina. Calculá los porcentajes de citosina, adenina y timina, y explicá cada paso del razonamiento.
Una cadena de ADN tiene la secuencia 5'-ATG CCG TTA-3'. Escribí la secuencia de la cadena complementaria, indicando también su dirección, y explicá qué tuviste en cuenta.
Una cadena de ADN tiene la secuencia 5'-ATG CCG TTA-3'. Escribí la secuencia de la cadena complementaria, indicando también su dirección, y explicá qué tuviste en cuenta.
Del ADN a los genes y cromosomas
De menor a mayor tamaño: nucleótido (unidad del ADN) → gen (segmento de ADN) → cromosoma (ADN + proteínas) → núcleo (donde está el ADN) → célula.
La relación es una cadena de niveles: ADN → gen → proteína → rasgo. Cada gen distinto contiene la información de una proteína específica. En la reproducción sexual, cada progenitor aporta la mitad de los cromosomas; por eso los hijos se parecen a sus padres sin ser idénticos a ellos.
Explicá qué es un gen y describí su relación con el ADN, los cromosomas y las proteínas.
Explicá qué es un gen y describí su relación con el ADN, los cromosomas y las proteínas.
Ordená de menor a mayor tamaño estas estructuras y explicá en una frase qué es cada una: cromosoma, célula, gen, nucleótido, núcleo.
Ordená de menor a mayor tamaño estas estructuras y explicá en una frase qué es cada una: cromosoma, célula, gen, nucleótido, núcleo.
Durante décadas se creyó que el material hereditario serían las proteínas y no el ADN. Razoná qué tres propiedades debe cumplir cualquier molécula para poder ser el…
Durante décadas se creyó que el material hereditario serían las proteínas y no el ADN. Razoná qué tres propiedades debe cumplir cualquier molécula para poder ser el material hereditario y explicá por qué el ADN las cumple.
La replicación semiconservadora
Antes de dividirse, la célula copia todo su ADN mediante la replicación. Explicá en qué consiste este proceso y por qué se dice que es semiconservador: qué cadenas…
Antes de dividirse, la célula copia todo su ADN mediante la replicación. Explicá en qué consiste este proceso y por qué se dice que es semiconservador: qué cadenas forman cada molécula de ADN hija y qué papel juega la complementariedad de bases para que la copia sea exacta.
La replicación del ADN ocurre antes de que la célula se divida por mitosis. Explicá por qué es imprescindible que ocurra en ese orden y qué pasaría con la información…
La replicación del ADN ocurre antes de que la célula se divida por mitosis. Explicá por qué es imprescindible que ocurra en ese orden y qué pasaría con la información genética de las células hijas si una célula se dividiera sin haber copiado antes su ADN.
El empaquetamiento: cromatina y cromosomas
El ADN de una célula humana mide unos dos metros, pero el núcleo mide unos $6\ \mu\text{m}$ de diámetro. ¿Cómo se pliega sin romperse ni enredarse?
En resumen: una bacteria suele tener un único cromosoma circular, sin núcleo, en el nucleoide; una célula eucariota tiene varios cromosomas lineales dentro del núcleo, asociados a histonas. Además, el ADN mitocondrial (ADNmt) es un poco de ADN propio de las mitocondrias, que se hereda por vía materna.
El genoma
El genoma de dos personas es casi igual, pero no del todo: la secuencia varía en muchos puntos. Esa variabilidad funciona como un «código de barras» propio de cada persona (solo los gemelos monocigóticos comparten el mismo) y es la base de los análisis que usan el Banco Nacional de Datos Genéticos y las Abuelas de Plaza de Mayo para identificar personas.
Compará cómo está organizado el ADN en una bacteria y en una célula eucariota: dónde se encuentra, cuántos cromosomas suele haber y qué forma tienen.
Compará cómo está organizado el ADN en una bacteria y en una célula eucariota: dónde se encuentra, cuántos cromosomas suele haber y qué forma tienen.
El ARN, colaborador del ADN
| ADN | ARN | |
|---|---|---|
| Cadenas | dos (doble hélice) | una |
| Azúcar | desoxirribosa | ribosa |
| Bases | A, T, G, C | A, U, G, C |
Indicá tres diferencias entre el ADN y el ARN: el azúcar que contienen, el número de cadenas y una de sus bases nitrogenadas.
Indicá tres diferencias entre el ADN y el ARN: el azúcar que contienen, el número de cadenas y una de sus bases nitrogenadas.
Un laboratorio analiza la composición de bases nitrogenadas del material genético extraído de tres virus diferentes, obteniendo los siguientes resultados: Virus 1:…
Un laboratorio analiza la composición de bases nitrogenadas del material genético extraído de tres virus diferentes, obteniendo los siguientes resultados:
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Virus 1: $30\ \%$ adenina, $30\ \%$ timina, $20\ \%$ guanina, $20\ \%$ citosina.
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Virus 2: $30\ \%$ adenina, $20\ \%$ timina, $22\ \%$ guanina, $28\ \%$ citosina.
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Virus 3: $30\ \%$ adenina, $30\ \%$ uracilo, $20\ \%$ guanina, $20\ \%$ citosina.
Determiná razonadamente para cada virus: qué tipo de ácido nucleico posee (ADN o ARN) y si su hebra es monocatenaria o bicatenaria. Justificá además por qué el virus 2 no contradice las leyes de la química aunque sus porcentajes de adenina y timina no coincidan.
Se analiza el ADN bicatenario de dos especies de bacterias: la especie A procede de una fuente hidrotermal submarina a $85\ ^\circ\text{C}$ y la especie B procede del…
Se analiza el ADN bicatenario de dos especies de bacterias: la especie A procede de una fuente hidrotermal submarina a $85\ ^\circ\text{C}$ y la especie B procede del suelo a $20\ ^\circ\text{C}$. Los análisis muestran que una de las muestras contiene un $38\ \%$ de citosina y la otra contiene un $19\ \%$ de citosina.
- a) Deducí y justificá a qué bacteria corresponde cada porcentaje, basándote en la estabilidad molecular de los enlaces entre pares de bases.
- b) Calculá el porcentaje de todas las demás bases nitrogenadas (adenina, timina y guanina) presentes en el ADN de la bacteria termófila de la muestra.
Volvé al principio: los dos metros de ADN caben en el núcleo porque se enrollan en histonas, forman nucleosomas y se superenrollan en cromatina, con varios niveles de plegamiento. En total, dos metros ($2.000.000\ \mu\text{m}$) en un núcleo de unos $6\ \mu\text{m}$ implican una compactación del orden de $300.000$ veces en longitud. La cifra de $10.000$ veces del ejemplo anterior corresponde solo a un cromosoma en metafase.