El ADN y el ARN
En el Hospital Escuela de Tegucigalpa, cuando se necesita confirmar si dos personas son parientes, se comparan muestras de su ADN. Ese ADN está en cada núcleo de sus 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 verá 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.
Explique 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.
Explique 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.
Explique qué es un nucleótido y nombre sus tres componentes. ¿Cuál de ellos varía de un nucleótido a otro y constituye la «letra» de la información genética?
Explique qué es un nucleótido y nombre 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 de caracol. Explique qué moléculas forman los «laterales» de la escalera y cuáles forman los «peldaños», y cómo están…
La doble hélice de ADN se parece a una escalera de caracol. Explique 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 le 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.
Pruebe con esta secuencia: complete la cadena complementaria.
Nombre las cuatro bases nitrogenadas del ADN y explique la regla de emparejamiento que sigue la doble hélice.
Nombre las cuatro bases nitrogenadas del ADN y explique la regla de emparejamiento que sigue la doble hélice.
El esquema muestra un fragmento de doble hélice de ADN. Indique qué representan los marcadores 1 y 2, y complete las bases que faltan en los peldaños señalados con ?,…
El esquema muestra un fragmento de doble hélice de ADN. Indique qué representan los marcadores 1 y 2, y complete 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. Calcule qué porcentaje habrá de adenina, de guanina y de citosina, y explique el razonamiento.
En el ADN de una especie, el $22\ \%$ de las bases son timina. Calcule qué porcentaje habrá de adenina, de guanina y de citosina, y explique 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'. Explique 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'. Explique 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. Calcule los porcentajes de citosina, adenina y timina, y explique cada paso del razonamiento.
En una molécula de ADN, el $18\ \%$ de las bases son guanina. Calcule los porcentajes de citosina, adenina y timina, y explique cada paso del razonamiento.
Una cadena de ADN tiene la secuencia 5'-ATG CCG TTA-3'. Escriba la secuencia de la cadena complementaria, indicando también su dirección, y explique qué ha tenido en…
Una cadena de ADN tiene la secuencia 5'-ATG CCG TTA-3'. Escriba la secuencia de la cadena complementaria, indicando también su dirección, y explique qué ha tenido 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.
Explique qué es un gen y describa su relación con el ADN, los cromosomas y las proteínas.
Explique qué es un gen y describa su relación con el ADN, los cromosomas y las proteínas.
Ordene de menor a mayor tamaño estas estructuras y explique en una frase qué es cada una: cromosoma, célula, gen, nucleótido, núcleo.
Ordene de menor a mayor tamaño estas estructuras y explique 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. Razone 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. Razone qué tres propiedades debe cumplir cualquier molécula para poder ser el material hereditario y explique por qué el ADN las cumple.
La replicación semiconservadora
Antes de dividirse, la célula copia todo su ADN mediante la replicación. Explique 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. Explique 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. Explique 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. Explique 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 de ADN que sirven para identificar personas.
Compare cómo está organizado el ADN en una bacteria y en una célula eucariota: dónde se encuentra, cuántos cromosomas suele haber y qué forma tienen.
Compare 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 |
Indique tres diferencias entre el ADN y el ARN: el azúcar que contienen, el número de cadenas y una de sus bases nitrogenadas.
Indique 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.
Determine razonadamente para cada virus: qué tipo de ácido nucleico posee (ADN o ARN) y si su hebra es monocatenaria o bicatenaria. Justifique 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) Deduzca y justifique a qué bacteria corresponde cada porcentaje, basándose en la estabilidad molecular de los enlaces entre pares de bases.
- b) Calcule el porcentaje de todas las demás bases nitrogenadas (adenina, timina y guanina) presentes en el ADN de la bacteria termófila de la muestra.
Vuelva 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.