Los ácidos nucleicos

¿Qué tres componentes forman un nucleótido? Indica en qué se diferencia un nucleótido de ADN de un nucleótido de ARN.

Observa el esquema de un nucleótido e identifica las tres estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3, indicando el nombre químico de cada una.

Nombra las bases nitrogenadas que aparecen en el ADN y en el ARN, e indica qué base es exclusiva de cada uno de ellos.

Explica 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. Escribe las bases que deberían ocupar las posiciones marcadas con ? en la hebra complementaria y enuncia la regla que has aplicado.

Si una hebra de ADN tiene la secuencia 5'-ATGCCGTA-3', escribe la secuencia completa de la hebra complementaria indicando su polaridad (extremos 5' y 3') y explica qué significa que las dos hebras son antiparalelas.

En una hebra de una molécula de ADN la adenina supone el $28\ \%$ de las bases y la timina el $12\ \%$. Calcula los porcentajes de cada base nitrogenada en la hebra complementaria y en la molécula de ADN completa, razonando cada paso a partir de las relaciones de Chargaff y explicando por qué no se puede conocer el reparto entre guanina y citosina dentro de cada hebra por separado.

En un laboratorio se purifican tres muestras desconocidas de ácidos nucleicos (A, B y C) a partir de fracciones subcelulares de un eucariota y de un virus animal:

• Muestra A: Se hidroliza rápidamente en medio alcalino (pH básico). Contiene una pentosa con un grupo hidroxilo en el carbono 2' y las bases A, G, C y U. Se aísla del núcleo, del citosol y unida a la membrana del retículo endoplasmático rugoso.

• Muestra B: Es resistente a la hidrólisis alcalina; contiene timina y la relación $(\text{A}+\text{G})/(\text{T}+\text{C})$ es exactamente igual a $1.0$. Se aísla tanto del interior del núcleo como de la matriz de las mitocondrias.

• Muestra C: Procede del virus. Contiene desoxirribosa y timina, pero su análisis de bases arroja un $34\ \%$ de A, un $18\ \%$ de T, un $28\ \%$ de G y un $20\ \%$ de C.

1. a) Identifica razonadamente qué tipo de ácido nucleico (ADN o ARN) es cada muestra a partir de su composición química (azúcar y bases) y su reactividad.
2. b) Interpreta la estructura espacial de las muestras B y C: explica por qué la muestra B cumple las reglas de Chargaff y la C no, indicando si cada una es monocatenaria o bicatenaria.
3. c) Compara la localización y la función de la muestra B con los tres tipos principales en que se organiza funcionalmente la muestra A dentro de la célula eucariota.

En el marco de la astrobiología se analiza un polímero informativo aislado de un meteorito. El compuesto es un ácido nucleico bicatenario de desoxirribonucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Uno de los científicos propone que esta molécula podría haber originado por sí sola un metabolismo primitivo extraterrestre, actuando de forma simultánea como depósito genético y como catalizador metabólico primigenio, análogamente a la hipótesis terrestre del «mundo de ARN».

1. a) Rebate la propuesta del científico: justifica, basándote en las diferencias moleculares entre el ARN y el ADN (presencia del grupo 2'-OH en la ribosa y estructura monocatenaria frente a bicatenaria), por qué este ADN bicatenario es mucho menos apto que el ARN para adoptar conformaciones con actividad catalítica (como las ribozimas).
2. b) Explica por qué el descubrimiento de que el ARN posee actividad enzimática resolvió la paradoja clásica del origen de la vida sobre qué macromolécula surgió primero (ácidos nucleicos o proteínas).
3. c) Si el ARN presenta mayor versatilidad funcional, razona qué ventajas evolutivas aportó el ADN bicatenario para que la selección natural lo fijara como el material genético universal de los seres vivos celulares.