El ADN, los genes y los cromosomas
El cacao fino de aroma de Esmeraldas y Los Ríos es famoso en el mundo por su sabor. ¿Dónde está escrito ese sabor? Cada célula de la planta guarda unas instrucciones en una molécula muy larga, el ADN. Al final de la página sabrás cómo se lee ese «manual» y cómo una letra mal escrita puede cambiarlo todo o no cambiar nada.
El nucleótido y la doble hélice
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es un polímero: una cadena larga de unidades repetidas llamadas nucleótidos.
En el ADN hay cuatro bases: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). El azúcar y el fosfato forman el «esqueleto» de la cadena; las bases quedan hacia el interior.
Dos hebras se enfrentan y se unen por enlaces de hidrógeno entre sus bases. El apareamiento es siempre el mismo: A con T (2 enlaces) y C con G (3 enlaces). Por eso se dice que las hebras son complementarias. Además son antiparalelas: una va de 5' a 3' y la otra de 3' a 5'. Juntas se enrollan en una doble hélice.
Nombra los tres componentes de un nucleótido de ADN y escribe las cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en esta molécula.
Nombra los tres componentes de un nucleótido de ADN y escribe las cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en esta molécula.
Un fragmento de una hebra de ADN tiene la secuencia 5'-ATGCCA-3'. Escribe la secuencia de la hebra complementaria e indica qué bases se aparean entre sí y mediante qué…
Un fragmento de una hebra de ADN tiene la secuencia 5'-ATGCCA-3'. Escribe la secuencia de la hebra complementaria e indica qué bases se aparean entre sí y mediante qué tipo de enlace.
Genes y cromosomas
El ADN de una célula humana mide cerca de dos metros estirado, y cabe en un núcleo de pocas micras. ¿Cómo? Se enrolla alrededor de proteínas (histonas) y se empaqueta cada vez más hasta formar los cromosomas.
La jerarquía es: nucleótido → ADN → gen → cromosoma → genoma. El cromosoma contiene a los genes, no al revés. El genoma es todo el ADN de la célula.
Números de cromosomas
Las células somáticas (de la piel, del hígado…) humanas tienen 46 cromosomas, en 23 pares de homólogos: en cada par, un cromosoma viene de la madre y otro del padre, con los mismos genes en las mismas posiciones. Se escribe $2n = 46$. Los gametos (óvulo y espermatozoide) tienen solo uno de cada par: $n = 23$. Al unirse, el cigoto recupera 46.
Antes de duplicarse, cada cromosoma tiene una molécula de ADN lineal. Duplicado, tiene dos copias idénticas (cromátidas hermanas).
Define con tus propias palabras los términos «gen» y «cromosoma». Indica, además, cuál de los dos contiene al otro.
Define con tus propias palabras los términos «gen» y «cromosoma». Indica, además, cuál de los dos contiene al otro.
Una célula somática humana tiene 46 cromosomas. Explica cuántos cromosomas tendrá un óvulo y cuántas moléculas de ADN lineales habrá en una célula somática antes de que…
Una célula somática humana tiene 46 cromosomas. Explica cuántos cromosomas tendrá un óvulo y cuántas moléculas de ADN lineales habrá en una célula somática antes de que se duplique el material genético. Relaciona tu respuesta con el concepto de cromosomas homólogos.
Reglas de Chargaff: contar bases
Como A siempre se aparea con T y C con G, en un ADN de doble hebra la cantidad de A es igual a la de T, y la de C igual a la de G. Además, A + T + C + G = 100 %.
Un investigador analiza una muestra de ADN bicatenario de una planta de cacao fino de aroma y encuentra que el 22 % de sus bases son timina. Determina los porcentajes de…
Un investigador analiza una muestra de ADN bicatenario de una planta de cacao fino de aroma y encuentra que el 22 % de sus bases son timina. Determina los porcentajes de adenina, citosina y guanina, y justifica cada resultado con las reglas de apareamiento de bases. Explica además por qué ese análisis no serviría para una molécula de ARN mensajero.
De gen a proteína: transcripción
El ADN no sale del núcleo y las proteínas se fabrican en el citoplasma. Hace falta un mensajero. Es el ARN mensajero (ARNm), y copiarlo es la transcripción.
Diferencias del ARN con el ADN: una sola hebra, azúcar ribosa y la base uracilo (U) en lugar de timina.
En la transcripción, la enzima ARN polimerasa se une al ADN, separa las hebras y construye un ARNm complementario a la hebra molde, uniendo nucleótidos de ARN: A→U, T→A, G→C, C→G.
Una hebra molde de ADN tiene la secuencia 3'-TACGGATTC-5'. Escribe la secuencia del ARN mensajero que se transcribe a partir de ella. Luego divídela en codones e indica…
Una hebra molde de ADN tiene la secuencia 3'-TACGGATTC-5'. Escribe la secuencia del ARN mensajero que se transcribe a partir de ella. Luego divídela en codones e indica cuántos aminoácidos podría codificar si no hubiera codón de terminación.
Traducción y código genético
El ARNm sale por los poros del núcleo hasta un ribosoma en el citoplasma. Allí ocurre la traducción: el ribosoma lee el ARNm de tres en tres bases, cada trío es un codón, y cada codón indica un aminoácido. Los ARN de transferencia (ARNt) llevan los aminoácidos. Los aminoácidos se unen y forman la proteína.
| Proceso | Dónde | Molde | Producto |
|---|---|---|---|
| Transcripción | Núcleo | ADN | ARNm |
| Traducción | Ribosoma | ARNm | Proteína |
Mutaciones puntuales: ¿cambian la proteína?
Si cambia un nucleótido, puede pasar:
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Silenciosa: el nuevo codón codifica el mismo aminoácido (por la degeneración del código). La proteína no cambia.
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De sentido erróneo: cambia un aminoácido; el efecto depende del lugar.
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Sin sentido: aparece un codón de terminación prematuro; la proteína queda cortada y suele perder su función.
Explica la diferencia entre transcripción y traducción. En tu respuesta indica en qué molécula termina cada proceso, qué enzima principal participa en la transcripción y…
Explica la diferencia entre transcripción y traducción. En tu respuesta indica en qué molécula termina cada proceso, qué enzima principal participa en la transcripción y en qué estructura celular ocurre la traducción.
Una mutación cambia un nucleótido en el gen que codifica una proteína, pero la proteína resultante tiene exactamente la misma secuencia de aminoácidos. Argumenta cómo es…
Una mutación cambia un nucleótido en el gen que codifica una proteína, pero la proteína resultante tiene exactamente la misma secuencia de aminoácidos. Argumenta cómo es posible, usando la propiedad del código genético que lo explica. Después compara este caso con otro en que el cambio produce un codón de terminación prematuro, y analiza cuál de los dos probablemente afectará más a la función de la proteína.
Vuelve al principio: el sabor del cacao fino de aroma depende de proteínas (enzimas) cuya receta está en los genes del ADN. Cada gen se transcribe a ARNm y se traduce en el ribosoma.