ADN y ARN

¿Qué es el ADN?

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula que guarda la información genética de los seres vivos.

Cómo está constituido: El ADN está formado por nucleótidos. Cada nucleótido tiene:

• Un grupo fosfato.
• Un azúcar llamado desoxirribosa.
• Una base nitrogenada.

Funciones:

• Guardar información genética.
• Replicarse.
• Dirigir la síntesis de proteínas.

¿Qué es el ARN?

El ARN (ácido ribonucleico) participa en la síntesis de proteínas.

Cómo está constituido: El ARN también está formado por nucleótidos. Cada nucleótido tiene:

• Un grupo fosfato.
• Un azúcar llamado ribosa.
• Una base nitrogenada.

Diferencias entre ADN y ARN

(Para ver el detalle comparativo, consulte la tabla al final del documento).

Modelo de Watson y Crick

El modelo del ADN fue propuesto por James Watson y Francis Crick.

Características:

• El ADN tiene forma de doble hélice.
• Está formado por dos cadenas de nucleótidos.
• Las cadenas son antiparalelas:
  • Una cadena va en dirección 5’ → 3’.
  • La otra va en dirección 3’ → 5’.
• Las bases se unen por puentes de hidrógeno:
  • A-T (Adenina – Timina) → 2 puentes de hidrógeno.
  • C-G (Citosina – Guanina) → 3 puentes de hidrógeno.

Purinas y Pirimidinas

Purinas:

• Tienen doble anillo en su estructura.
• Son de mayor tamaño.
• Ejemplos: Adenina y guanina.

Pirimidinas:

• Tienen un solo anillo en su estructura.
• Son de menor tamaño.
• Ejemplos: Timina y citosina.

¿Qué es un polinucleótido?

Es una cadena larga formada por muchos nucleótidos unidos entre sí.

Monómeros

Los monómeros fundamentales de los ácidos nucleicos son los nucleótidos.

Cromatina y Cromosomas

Cromatina:

Es el ADN descondensado unido a proteínas llamadas histonas.

Cromosomas:

Es la cromatina altamente condensada que se hace visible durante la división celular.

Replicación del ADN

Es el proceso mediante el cual el ADN se copia a sí mismo antes de que ocurra la división celular. Este proceso ocurre antes de la mitosis y la meiosis, específicamente durante la fase S del ciclo celular.

Características de la replicación:

• Semiconservativa: Cada molécula de ADN nueva conserva una cadena vieja (molde) y una cadena nueva.
• Bidireccional: La replicación avanza en ambas direcciones al mismo tiempo a partir del punto de origen.
• Antiparalela: Las cadenas se sintetizan en sentidos opuestos (una de 5’ → 3’ y la otra de 3’ → 5’).

Importancia del carbono 3’

El carbono 3’ de la desoxirribosa posee un grupo OH libre que permite agregar nuevos nucleótidos. Por esta razón, el ADN siempre se sintetiza en dirección 5′ → 3′.

Pasos de la Replicación

1. Iniciación

• La enzima helicasa abre la doble hélice del ADN.
• La topoisomerasa evita el superenrollamiento y la tensión de las hebras.
• Las proteínas SSB se unen a las hebras individuales para mantenerlas separadas.

2. Elongación

• La enzima primasa coloca los cebadores (iniciadores de ARN).
• La ADN polimerasa agrega los nucleótidos complementarios para construir las nuevas cadenas.

3. Finalización

• La enzima ligasa une los fragmentos de ADN (fragmentos de Okazaki).
• Se obtienen como resultado dos moléculas de ADN idénticas.

Síntesis de Proteínas

En las células eucariotas, este proceso se divide según su localización:

• La transcripción ocurre dentro del núcleo.
• La traducción ocurre en el citoplasma (en los ribosomas).

Tipos de ARN

ARN mensajero (ARNm)

• Lleva la información genética copiada del ADN hacia el ribosoma.
• Es complementario a la hebra de ADN que le dio origen.
• Posee una secuencia de bases (codones) que determina el orden de los aminoácidos en la proteína.

ARN transferencia (ARNt)

• Transporta los aminoácidos específicos hacia el ribosoma.
• Tiene una estructura plegada parecida a un trébol.
• Posee un anticodón que reconoce y se une al codón correspondiente del ARNm.

ARN ribosomal (ARNr)

• Forma parte de la estructura física de los ribosomas.
• Ayuda y cataliza la fabricación de las proteínas.

Etapas de la síntesis de proteínas

Transcripción

Ocurre en el núcleo celular. El ADN sirve de molde para sintetizar una molécula complementaria de ARN mensajero.

Traducción

Ocurre en los ribosomas. El ARN mensajero se lee en grupos de tres bases y los aminoácidos transportados por el ARNt se unen secuencialmente formando proteínas.

Código Genético

El código genético está estructurado en base a codones.

Codón

Es un grupo de 3 bases nitrogenadas consecutivas en el ARNm que codifica para un aminoácido específico. Es un código casi universal para todos los seres vivos.

ADN Mitocondrial

• Se hereda exclusivamente por vía materna.
• Es de gran utilidad para realizar estudios de parentesco y linaje.
• Codifica un número pequeño de proteínas específicas de la mitocondria.

Ciclo Celular

Es el ciclo de vida de una célula que comprende su crecimiento y posterior división. Consta de dos etapas principales:

1. Interfase
2. División celular

Interfase:

• G1: La célula aumenta de tamaño, realiza sus funciones metabólicas normales y sintetiza proteínas.
• G0: Estado de reposo o quiescencia donde la célula realiza sus funciones pero no se divide.
• S (Síntesis): Se replica el ADN nuclear. También se sintetizan proteínas histonas y se duplican los centriolos.
• G2: La célula finaliza su crecimiento y se prepara formalmente para dividirse.

Reproducción Celular

Mitosis

Produce 2 células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Sus funciones principales son el crecimiento celular y la reparación de tejidos dañados.

Etapas de la mitosis:

1. Profase
2. Metafase
3. Anafase
4. Telofase

Meiosis

Produce 4 células hijas genéticamente diferentes, cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula original (haploides). Sirve para la formación de gametos (óvulos y espermatozoides).

Características de la meiosis:

• Consiste en dos divisiones celulares sucesivas (Meiosis I y Meiosis II).
• Produce una alta variabilidad genética mediante el entrecruzamiento cromosómico.

Tabla Comparativa: Diferencias entre ADN y ARN

Tabla de Enzimas de la Replicación