Un grano de maíz de una milpa hondureña guarda las instrucciones para formar una planta completa. Están escritas con un alfabeto de solo cuatro letras, repetidas miles de millones de veces en cada juego de cromosomas de la planta. ¿Qué piezas químicas forman ese alfabeto y cómo se copia con tanta fidelidad? Eso es lo que va a ver en este apartado.
El nucleótido: unidad estructural
Si se rompe químicamente un ácido nucleico en el laboratorio, siempre salen tres tipos de piezas en proporción 1:1:1: ácido fosfórico, un azúcar de cinco carbonos y una base con nitrógeno. Esas tres piezas, unidas, forman la unidad básica del ADN y del ARN.
Practica★☆☆Sin empezar
¿Qué tres componentes forman un nucleótido? Indique en qué se diferencia un nucleótido de ADN de un nucleótido de ARN.
¿Qué tres componentes forman un nucleótido? Indique en qué se diferencia un nucleótido de ADN de un nucleótido de ARN.
En 1950, Erwin Chargaff midió las bases del ADN de muchas especies y encontró siempre lo mismo: $\%\text{A}=\%\text{T}$ y $\%\text{G}=\%\text{C}$. En el timo humano, por ejemplo: 30.9 % A, 29.4 % T, 19.9 % G y 19.8 % C. ¿Qué estructura obliga a que bases tan distintas aparezcan en proporciones iguales por pares?
Ahora practique con una sola cadena: en el esquema siguiente solo se muestra una cadena, y las posiciones marcadas con ? son las bases que debe deducir en la cadena complementaria.
Practica★★☆Sin empezar
Explique las características esenciales del modelo de doble hélice de Watson y Crick: disposición y sentido de las dos cadenas, posición de las bases nitrogenadas y tipo…
Explique las características esenciales del modelo de doble hélice de Watson y Crick: disposición y sentido de las dos cadenas, posición de las bases nitrogenadas y tipo de enlaces que mantienen unida la estructura.
En el fragmento de ADN del esquema solo se muestran las bases de una de las hebras. Escriba las bases que deberían ocupar las posiciones marcadas con ? en la hebra…
En el fragmento de ADN del esquema solo se muestran las bases de una de las hebras. Escriba las bases que deberían ocupar las posiciones marcadas con ? en la hebra complementaria y enuncie la regla que ha aplicado.
Si una hebra de ADN tiene la secuencia 5'-ATGCCGTA-3', escriba la secuencia completa de la hebra complementaria indicando su polaridad (extremos 5' y 3') y explique qué…
Si una hebra de ADN tiene la secuencia 5'-ATGCCGTA-3', escriba la secuencia completa de la hebra complementaria indicando su polaridad (extremos 5' y 3') y explique qué significa que las dos hebras son antiparalelas.
Las cadenas de nucleótidos pueden ser de ADN o de ARN. Se parecen, pero tienen diferencias claras que sirven para identificar una muestra.
Enlace fosfodiéster, ARN y metabolismo
Dentro de una misma cadena, los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster 3'–5': un fosfato conecta el carbono 3' de una pentosa con el carbono 5' de la siguiente. Son enlaces covalentes y fuertes, y forman el esqueleto de la cadena. No los confunda con los puentes de hidrógeno, que son débiles y unen bases de cadenas distintas.
Los tres ARN principales tienen funciones distintas. El ARNm lleva la secuencia que se traduce a proteína. El ARNt trae un aminoácido y reconoce un codón con su anticodón. El ARNr forma parte del ribosoma y participa en la formación del enlace peptídico.
Un nucleósido es base + pentosa; un nucleótido añade uno o más fosfatos. El ATP es un nucleótido (adenina, ribosa y tres fosfatos): es la moneda de energía de la célula y también una pieza para fabricar ARN.
Catabolismo y anabolismo con ácidos nucleicos
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas de la célula. Las rutas catabólicas degradan moléculas y liberan energía; las anabólicas usan energía para construir moléculas más grandes, es decir, materia viva.
Los ácidos nucleicos muestran las dos caras. Fabricar una cadena de ADN o ARN uniendo nucleótidos con enlaces fosfodiéster es anabolismo: gasta energía, que aporta el ATP. Romper esas cadenas en nucleótidos sueltos (por ejemplo, al digerir carne o frijoles, que contienen ADN) es catabolismo. Y el ATP, que se produce al degradar la glucosa en la respiración celular, es el puente que conecta ambos procesos.
Vuelva al principio: el alfabeto del maíz son las cuatro bases A, T, G y C. Su doble hélice se copia con fidelidad porque cada base solo se empareja con su complementaria.
Resumen
¡A practicar! 3 ejercicios de nivel medio en este apartado
Para el reto final (H10-BIO-HN-BIOMOL-NUCLE-DIFICIL-04): todo alimento de origen vegetal, animal o lácteo viene de células vivas, así que contiene ADN y ARN. Están presentes en las células de esos alimentos, aunque son una fracción muy pequeña de la composición.