Los ácidos nucleicos
Un grano de maíz de una milpa de Olancho guarda las instrucciones para formar una planta completa. Están escritas con un alfabeto de solo cuatro letras, repetidas unos 2,300 millones de veces (unos 2,300 millones de pares de bases). ¿Qué piezas químicas forman ese alfabeto y cómo se copia con tanta fidelidad? Eso es lo que verá 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.
¿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.
Observe el esquema de un nucleótido e identifique las tres estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3, indicando el nombre químico de cada una.
Observe el esquema de un nucleótido e identifique las tres estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3, indicando el nombre químico de cada una.
Bases nitrogenadas: cuatro letras, dos alfabetos
Tanto el ADN como el ARN usan cuatro bases distintas. Se agrupan según el tamaño de su anillo.
Nombre las bases nitrogenadas que aparecen en el ADN y en el ARN, e indique qué base es exclusiva de cada uno de ellos.
Nombre las bases nitrogenadas que aparecen en el ADN y en el ARN, e indique qué base es exclusiva de cada uno de ellos.
La doble hélice y la complementariedad
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.
Nombre las bases nitrogenadas que aparecen en el ADN y en el ARN, e indique qué base es exclusiva de cada uno de ellos.
Nombre las bases nitrogenadas que aparecen en el ADN y en el ARN, e indique qué base es exclusiva de cada uno de ellos.
ADN y ARN: dos moléculas, funciones distintas
Las cadenas de nucleótidos pueden ser de ADN o de ARN. Se parecen, pero tienen diferencias claras que sirven para identificar una muestra.
¿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.
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.
Observe el esquema de un nucleótido e identifique las tres estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3, indicando el nombre químico de cada una.
Observe el esquema de un nucleótido e identifique las tres estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3, indicando el nombre químico de cada una.
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.