Fundamentos de Ácidos Nucleicos: ADN y ARN

1. Observa las siguientes moléculas:

a) Indica debajo de cada una qué tipo de moléculas son: Pentosa (Desoxirribosa), Base nitrogenada (pirimidínica), Grupo fosfato.

b) Hazlos reaccionar indicando los tipos de enlaces que se forman: Enlace éster, enlace N-glucosídico.

c) ¿Qué tipo de molécula has obtenido? Un nucleótido.

Composición Química de Nucleósidos y Nucleótidos

2. Composición química de un nucleósido de ARN: Formado por una pentosa (ribosa) + una base nitrogenada (A, U, G o C).

3. Composición química de un nucleótido de ADN: Formado por una pentosa (desoxirribosa) + base nitrogenada (A, T, G, o C) + Ácido fosfórico.

Enlaces en las Cadenas de Ácidos Nucleicos

4. ¿Qué tipo de enlace une dos nucleótidos de una misma cadena de ADN y entre qué moléculas se forman? Enlace fosfodiéster, se establece entre el grupo fosfórico, que está unido al carbono 5 de una pentosa, y el grupo OH del carbono 3 de la pentosa del siguiente nucleótido.

5. ¿Qué tipo de enlace une dos nucleótidos de dos cadenas complementarias de ADN y entre qué moléculas se forma? Se forman puentes de Hidrógeno entre las bases nitrogenadas de cada cadena, Adenina con Timina y Guanina con Citosina.

Función de los Nucleótidos

6. Indica la función de los siguientes nucleótidos:

• ATP: Principal intermediario energético celular.
• Adenosín monofosfato cíclico (AMPc): Actúa como mediador en procesos hormonales y controla la velocidad de numerosas reacciones intracelulares.
• NAD: Actúa como coenzima en procesos metabólicos de transferencia de electrones.

Tipos de ARN y sus Funciones

7. Indica los tres principales tipos de ARN y resume su función en una frase:

• ARN mensajero (ARNm): Su función es la transcripción, proceso mediante el cual se sintetiza una molécula de ARN a partir de una de ADN.
• ARN ribosómico (ARNr): Participa en el mecanismo de la síntesis de proteínas.
• ARN transferente (ARNt): Su función es la traducción, proceso mediante el cual se sintetiza una proteína a partir de una molécula de ARN.

Estructura Secundaria del ADN según Watson y Crick

8. Indica las principales características de la estructura secundaria de la molécula de ADN según Watson y Crick:

• El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas.
• La molécula adopta una disposición espacial en forma de doble hélice.
• Apareamiento de las bases de ambas cadenas (G-C; A-T).
• Las bases nitrogenadas están dirigidas hacia el interior de la doble hélice y la pentosa y el grupo fosfato hacia afuera.

Análisis de Muestras de ADN

9. Tenemos dos muestras de ADN con: Muestra 1: 40% de Adenina. Muestra 2: 30%.

M1: A-40%; T-40%; G-10%; C-10%

M2: A-20%; T-20%; G-30%; C-30%

B) ¿Qué sucederá si sometemos la muestra a temperaturas superiores a 85ºC? Que la molécula se desnaturalizará, al romperse los puentes de hidrógeno y perderá su estructura secundaria.

C) ¿A qué muestras afectarán antes las altas temperaturas? A la muestra 1 porque al presentar más A=T tendrá menos puentes de hidrógenos que la muestra 2 que tendrá más G≡C.

Dogma Central de la Biología Molecular

10. Representa el dogma central actualizado de la biología molecular:

Duplicación del ADN → Transcripción → ARN → Traducción → Proteínas

*Retrotranscripción

Replicación Semiconservativa del ADN

11. ¿Qué significa que la duplicación del ADN es semiconservativa? Que la nueva cadena de ADN tiene una hebra antigua (del ADN original) y una nueva.

Dirección de la ADN Polimerasa III

12. ¿En qué dirección recorre la ADN pol III la hebra de ADN en el proceso de duplicación o replicación del ADN? En dirección 3′-5′

Dirección de Síntesis de la Nueva Hebra de ADN

13. ¿En qué dirección se sintetiza la nueva hebra de ADN en el proceso de duplicación o replicación del ADN? En dirección 5′-3′

Enzimas en la Replicación del ADN

14.

• Helicasa: Separa las dos hebras de ADN: rompe los puentes de H de las bases nitrogenadas complementarias (gasto de ATP).
• Topoisomerasa: Gira la molécula de ADN para evitar los problemas de superenrollamiento.
• Proteínas SSB: Mantiene las dos hebras separadas.
• ARN pol o primasa: Le deja un extremo 3’OH libre a la ADN pol III, sintetizando un ARN primer.
• ADN pol III: Coloca los nucleótidos complementarios de la hebra nueva.
• ADN pol I: Retira el ARN cebador y pone nucleótidos de ADN en su lugar.
• Ligasas: Une fragmentos de cadena de ADN.

Síntesis de las Cadenas de ADN en la Horquilla de Replicación

15. Explica la diferencia entre la síntesis de las dos cadenas de ADN en una horquilla de replicación. La diferencia es que como la enzima que sintetiza la nueva hebra de ADN solo trabaja en sentido 5′-3′, una de las dos hebras, la que tiene sentido 3′-5′, avanzará de forma continua. En cambio la otra, que tiene sentido 5′-3′, presenta una replicación discontinua produciéndose los fragmentos de Okazaki. Cada fragmento requiere de una ligasa y de un ARN iniciador, lo que hace que la síntesis de esta cadena sea más lenta.

Transcripción del ADN

16. La transcripción

A) ¿Qué es? Es la obtención de una molécula de ARN mensajero a partir de un fragmento de ADN que contiene la información genética para la síntesis de una proteína.

B) ¿Qué enzima lleva a cabo este proceso? ARN polimerasa.

D) ¿En qué dirección recorre esta enzima la molécula? 3′-5′

Maduración del ARN

17. Explica en qué consiste la fase de maduración del ARN resultante de la transcripción de ADN. ¿En qué tipo de células se produce esta fase? Consiste en la eliminación de las secuencias de nucleótidos sin información para codificar proteínas (intrones), por lo que los exones se unen por medio de la ligasa. Esto se produce en las células eucariotas.

Orden Cronológico de la Traducción

18. Ordena los siguientes sucesos cronológicamente:

Activación de los aminoácidos uniéndose a su ARNt (1).

Elongación del polipéptido por repetición de los pasos anteriores (9).

Unión a la subunidad pequeña del ribosoma al ARNm (2).

Formación de enlace peptídico entre aminoácidos (6).

Entrada del aminoacil-ARNt de iniciación al sitio P de la subunidad pequeña del ribosoma (3).

Separación de la cadena peptídica del ribosoma y disociación del ribosoma (10).

Ocupación del sitio A por el aminoacil-ARNt cuyo codón coincida con el siguiente triplete (5).

Movimiento de las subunidades del ribosoma a lo largo del ARNm (7).

Unión del ARNt saliente al sitio E (8).

Unión de la subunidad pequeña a la subunidad grande del ribosoma (4).

Objetivo de la Traducción

19. Indica de qué proceso trata la pregunta anterior y cuál es su objetivo. El proceso se llama traducción y su objetivo es sintetizar un polipéptido.

Secuencia de ARNm a partir de ADN

20. Dada la siguiente hebra de molde de ADN: TACCGTTTCTTA

A) ¿Cuál será la secuencia del ARNm? AUGGCAAAGAA

Universalidad del Código Genético

22. ¿Qué significa que el código genético es universal? ¿Hay alguna excepción? Que todos los seres vivos tenemos el mismo. La excepción es el ADN mitocondrial contenido en la matriz mitocondrial solo eucariotas.