Ácidos nucleicos

Antonio Campo Buetas
TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS
La doble hélice de ADN

ÍNDICE
• Los nucleótidos.
• Función biológica del ATP, NAD+/NADH y FADH.
• Enlace fosfodiéster.
• El DNA. Componentes moleculares y estructura primaria.
• Estructura secundaria: la doble hélice de Watson y Crick.
• La cromatina. Niveles de empaquetamiento de la cromatina:
nucleosoma y fibra nucleosómica. Cromatina y cromosomas.
• El RNA. Componentes moleculares.
• Tipos de RNA (mensajero, ribosómico y de transferencia). Papel
biológico y localización del RNA.

• Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P.
• Son polímeros de nucleótidos.
• Todos los organismos vivientes contienen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN o DNA (ácido
desoxirribonucleico) y ARN o RNA (ácido ribonucleico), excepto los virus que sólo poseen un tipo,
bien ARN (virus del SIDA o Sars-Cov-2) o bien ADN (bacteriófagos).
• El ADN es el material genético, portador de la información genética, por lo que debe cumplir dos
funciones:
• Almacenar la información genética.
• Ser capaz de copiarse fielmente (replicación del ADN) para transmitir la información genética a
la siguiente generación.
• La función del ARN es expresar la información genética, es decir, ejecutar las órdenes contenidas en
el ADN. Por tanto, el ARN es el encargado de sintetizar las proteínas. Existen tres tipos de ARN: ARNm,
ARNt y ARNr (presente en los ribosomas). Además, en algunos virus es el material hereditario.
Dogma central de la
Biología Molécular

Los ácidos nucleicos son polímeros de
Nucleótidos. Un nucleótido está formado por
una base nitrogenada, una pentosa y ácido
fosfórico.
La pentosa puede ser de dos tipos: Ribosa (b-
D-ribofuranosa), que forma parte de los
nucleótidos constituyentes del ARN o
ribonucleótidos. Desoxirribosa (b-2.desoxi-D-
ribofruanosa), que forma parte de los
nucleótidos constituyentes del ADN o
desoxirribonucleótidos.
Las bases nitrogenadas son compuestos
cíclicos formados por cadenas de carbono y
grupos amina o amida. Se clasifican en dos
grupos según deriven de la purina o pirimidina.
Las bases derivadas de la purina son la
adenina (A) y la guanina (G), ambas presentes
en el ADN y ARN. Las bases derivadas de la
pirimidina son la citosina (C) presente en el
ADN y ARN, la timina (T) en el ADN y el uracilo
(U) en el ARN.
TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: LOS NUCLEÓTIDOS

• La pentosa puede ser de dos tipos:
• Desoxirribosa (β-2.desoxi-D-
ribofruanosa), que forma parte de los
nucleótidos constituyentes del ADN o
desoxirribonucleótidos.
• Ribosa (β-D-ribofuranosa), que forma
parte de los nucleótidos constituyentes
del ARN o ribonucleótidos.
• Las bases nitrogenadas son compuestos
cíclicos formados por cadenas de carbono y
grupos amina o amida. Se clasifican en dos
grupos según deriven de la purina o
pirimidina.
• Las bases derivadas de la purina son la
adenina (A) y la guanina (G), ambas
presentes en el ADN y ARN.
• Las bases derivadas de la pirimidina
son la citosina (C) presente en el ADN
y ARN, la timina (T) en el ADN y el
uracilo (U) en el ARN.
• El ácido fosfórico: PO4H3
Pentosas

• NUCLEÓSIDO: La unión entre la base
nitrogenada y la pentosa se establece
mediante un enlace N-glucosídico entre el
carbono 1´de la pentosa y el nitrógeno en
posición 9, si la base es derivada de la
purina, o el nitrógeno en posición 1, si la
base es derivada de la pirimidina. El
resultado es un Nucleósido (base
nitrogenada + pentosa).
• NUCLEÓTIDO: El ácido fosfórico se une al
C-5´de la pentosa mediante enlace éster
para dar lugar a un nucleótido.
Nucleótido

Nucleótidos de ADN

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS. DERIVADOS DE LOS NUCLEÓTIDOS:
Función biológica del ATP, NAD+/NADH y FADH.
ATP (Adenosín 5´-trifosfato): Este derivado del
ribonucleótido de adenina actúa como intermediario
en muchos procesos del metabolismo y la fisiología
celular que requieren energía. Cuando existe
energía disponible, una molécula de adenosín
difosfato (ADP) la emplea en unir un tercer grupo
fosfato a los otros dos para obtener adenosín
trifosfato (ATP). El enlace así constituido es
altamente energético, lo que quiere decir que para
su formación se requiere una cantidad considerable
de energía (7Kcal/mol). La rotura de este enlace
liberará la misma cantidad de energía. De esta
manera, el sistema ADP/ATP constituye una forma
eficaz de "guardar" la energía liberada en reacciones
biológicas exergónicas, y de "liberarla" en
reacciones biológicas endergónicas que requieren
un aporte energético.

Función biológica del ATP
ATP (Adenosín 5´-trifosfato): Este
derivado del ribonucleótido de
adenina actúa como intermediario en
muchos procesos del metabolismo y
la fisiología celular que requieren
energía. Cuando existe energía
disponible, una molécula de adenosín
difosfato (ADP) la emplea en unir un
tercer grupo fosfato a los otros dos
para obtener adenosín trifosfato
(ATP). El enlace así constituido es
altamente energético, lo que quiere
decir que para su formación se
requiere una cantidad considerable de
energía (7Kcal/mol). La rotura de este
enlace liberará la misma cantidad de
energía. De esta manera, el sistema
ADP/ATP constituye una forma eficaz
de "guardar" la energía liberada en
reacciones biológicas exergónicas, y
de "liberarla" en reacciones biológicas
endergónicas que requieren un aporte
energético.

TEMA 6. DERIVADOS DE LOS NUCLEÓTIDOS: Función biológica del ATP.
ATP (Adenosín 5´-trifosfato): Este
derivado del ribonucleótido de
adenina actúa como intermediario en
muchos procesos del metabolismo y
la fisiología celular que requieren
energía. Cuando existe energía
disponible, una molécula de adenosín
difosfato (ADP) la emplea en unir un
tercer grupo fosfato a los otros dos
para obtener adenosín trifosfato
(ATP). El enlace así constituido es
altamente energético, lo que quiere
decir que para su formación se
requiere una cantidad considerable de
energía (7Kcal/mol). La rotura de este
enlace liberará la misma cantidad de
energía. De esta manera, el sistema
ADP/ATP constituye una forma eficaz
de "guardar" la energía liberada en
reacciones biológicas exergónicas, y
de "liberarla" en reacciones biológicas
endergónicas que requieren un aporte
energético.

Función biológica del NAD+/NADH.
NAD+/NADH
(Nicotinamín adenín
dinucleótido): Es un
derivado de la
vitamina B3, PP o
nicotinamida. La
forma oxidada es
NAD+ y la forma
reducida NADH. Es
una coenzima de
muchos enzimas que
participan en
reacciones de oxido-
reducción, actuando
como transportadores
de electrones.

Función biológica del NAD+/NADH.
NAD+/NADH (Nicotinamín adenín
dinucleótido): En ciertas reacciones
exergónicas, como algunas del
metabolismo de la glucosa o de la
fotosíntesis (NADP+/NADPH), la energía
es transportada mediante electrones. Los
electrones energéticos (a veces, forman
parte de un átomo de hidrógeno) pueden
ser capturados por transportadores de
electrones que, a su vez, pueden
donarlos junto con su energía a otras
moléculas. La energía química de las
reacciones exergónicas se puede utilizar
para formar el enlace de alta energía que
se establece entre el H y el anillo de
nicotinamida del NAD+, originando el
NADH. Este enlace de alta energía
proporciona la energía que se precisa
para reacciones enzimáticas
desfavorables (endergónicas),
transfiriendo el hidrógeno y el electrón a
otra molécula. Por ello, se dice que el
NADH es una molécula transportadora de
poder reductor.

Función biológica del FADH2.
FADH2 (Flavín adenín dinucleótido). Coenzima
derivada de la base nitrogenada adenina, similar al
NAD pero conteniendo riboflavina (otra de las
vitaminas del complejo B, en concreto la B2) en
lugar de nicotinamida. También participa en
reacciones del metabolismo de oxido-reducción
cediendo o captando electrones.

ENLACE FOSFODIÉSTER.
El enlace que une dos
nucleótidos se denomina
enlace fosfodiéster y se
produce entre el grupo
fosfato situado en posición
5´ de un nucleótido y el
grupo hidroxilo que se
encuentra en el carbono 3´
de otro nucleótido dando
lugar a un dinucleótido. Se
libera una molécula de
agua y se forma un enlace
éster. La hidrólisis del
dinucleótido libera los dos
mononucleótidos.
TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: ENLACE FOSFODIÉSTER

• La unión de varios nucleótidos unidos por enlaces
fosfodiéster nos dará lugar a un oligonucleótido.
• La unión de cientos o miles de nucleótidos encadenados
constituye los ácidos nucleicos o polinucleótidos.
• Se establecen, por tanto, largas cadenas sin ramificar en
la que las bases nitrogenadas quedan " colgando "
lateralmente de las pentosas. La secuencia de estas
bases nitrogenadas es la que proporciona la especificidad
a una cadena polinucleotídica determinada.
• En todos los polinucleótidos existe un extremo
(denominado extremo 3´) con una pentosa con el grupo -
OH del carbono 3´ libre, y otro extremo (llamado extremo
5´), donde se localiza un grupo fosfato libre unido al
carbono 5´ de otra pentosa. Es decir, ambos extremos son
distintos. Se escriben así: 5’ATCGATTCGGATCAAGCT3’
• Los ácidos fosfóricos tienen una carga negativa libre para
unirse con proteínas básicas formando las nucleoproteínas
que constituyen los cromosomas y los ribosomas.
• Se distinguen dos tipos de ácidos nucleicos, el ácido
desoxirribonucleico, DNA o ADN, formado
exclusivamente por desoxirribonucleótidos, y el ácido
ribonucleico, RNA o ARN, formado exclusivamente por
ribonucleótidos.
TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: ENLACE FOSFODIÉSTER

• El ADN está formado por la unión de desoxirribonucleótidos, es decir,
sus nuceótidos componentes contienen desoxirribosa. En cuanto a las
bases nitrogenadas pueden ser Adenina y Guanina (púricas) y
Citosina y Timina (pirimidínicas), pero nunca uracilo.
• Con excepción de algunos virus, el ADN está constituido por dos
cadenas polinucleotídicas (bicatenario) unidas entre sí en toda su
longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN
del núcleo de las células eucariotas) o en forma circular (ADN de las
células procariotas, de ciertos virus y de algunos orgánulos
citoplasmáticos de las células eucariotas, como mitocondrias y
cloroplastos, así como plásmidos).
• La molécula de ADN porta la información genética necesaria para el
desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene
los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus
funciones.
• Distinguimos varios niveles de complejidad: Estructura primaria: Está
formada por la secuencia de desoxirribonucleótidos, en cuyo extremo
5´ de la cadena existe un fosfato y en el extremo 3´ una pentosa con el
-OH del carbono 3´ libre. Como todos los nucleótidos contienen
desoxirribosa, la diferencia entre las moléculas de ADN de los distintos
organismos radica únicamente en el orden de las bases nitrogenadas
que cuelgan de las pentosas. Es decir, la secuencia precisa en que
aparecen los cuatro tipos de bases de las moléculas de ADN determina
las características biológicas de la célula o del individuo que la
contiene.
TEMA 6. El DNA. Componentes moleculares y estructura primaria.

En 1962, Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina
por sus trabajos sobre la determinación de la estructura del ADN. La secuencia
polinucleotídica se dispone en el espacio en forma de una doble hélice, según la
estructura propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953. Dos
descubrimientos previos abrieron el camino a este modelo de estructura secundaria
del ADN aceptado en la actualidad.
TEMA 6. Estructura secundaria del ADN: la doble hélice de Watson y Crick.
James Watson Francis Crick

• En 1950, Erwin Chargaff, tras estudiar gran cantidad de muestras de ADN pertenecientes a diversas especies de
organismos, observó que siempre existía la misma cantidad de bases nitrogenadas púricas y pirimidínicas. Descubrió,
además, que el número de adeninas es siempre igual al de timinas, y el de guaninas, al de citosinas. Estos resultados
constituyen la denominada ley de equivalencia de bases de Chargaff.
• Por otra parte, en esta misma época, Rosalind Franklin y Maurice Wilkins aplicaron el método de difracción de rayos X al
ADN y dedujeron que esta molécula posee una estructura helicoidal con dos periodicidades, una cada 0,34 nm. y otra
cada 3,4 nm.
Rosalind Franklin

Watson y Crick, a partir de los datos anteriores,
elaboraron su modelo de estructura tridimensional del
ADN, con las siguientes características:
1. El ADN está constituido por dos cadenas
polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud.
2. Las dos cadenas son antiparalelas, lo que significa
que el extremo 3´ de una de ellas se enfrenta con el
extremo 5´ de la otra.
3. La unión entre las cadenas se realiza por medio de
puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas
de ambas: concretamente, la adenina forma dos de
estos puentes con la timina y la guanina tres con la
citosina. Las dos cadenas son complementarias.
4. Las dos cadenas están enrolladas en espiral
formando una doble hélice alrededor de un eje
imaginario.
5. Las bases nitrogenadas quedan en el interior de la
doble hélice, mientras que los esquemas pentosa -
fosfato se sitúan en la parte externa. De esta forma,
las cargas negativas de los grupos fosfato se unen a
las cargas positivas de cationes o de otras moléculas
presentes en el medio, estabilizando la estructura.

6. Los planos de las bases nitrogenadas enfrentadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice.
7. El enrollamiento de la doble hélice es plectonémico, es decir, las cadenas no se pueden separar sin desenrollarlas.
8. La doble hélice es destrógira: el enrollamiento gira en el sentido de las agujas del reloj.
9. La anchura de la hélice es de 2nm., la longitud de cada vuelta es de 3,4 nm y cada 0,34 nm se encuentra un par de bases
complementarias. Puede deducirse, por tanto, que existen 10 pares de nucleótidos por cada vuelta. Esta disposición
explica las dos periodicidades observadas con los métodos de rayos X. La doble hélice tiene un surco mayor y otro menor.
10. La estructura proporciona una explicación de la replicación exacta de las dos hebras. Cada cadena sirve de molde a la
complementaria, de manera que se pueden formar dos dobles hélices con la misma secuencia de nucleótidos que la
parental. Esta propiedad permite transmitir la información genética de generación en generación.

Animación flash sobre la composición y estructura del ADN

TEMA 6. Estructura secundaria del ADN: artículo original de Watson y Crick.
Artículo
original
traducido al
castellano
Artículo de
revisión a
los 50 años
de la doble
hélice del
ADN

TEMA 6. Estructura secundaria del ADN: BIOMODEL.

TEMA 6. Estructura secundaria del ADN.
Ver sólo la estructura del DNA

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: EL CROMOSOMA EN VIRUS Y PROCARIOTAS.
La estructura en doble hélice sufre nuevos plegamientos que dan lugar a un tercer nivel estructural. El modo en que se almacena
el ADN en un volumen reducido es diferente en los procariotas y en los eucariotas. Las bacterias contienen una sola molécula de
ADN bicatenaria (doble hélice), desnuda (no asociada a proteínas) que tiene forma circular. Para conseguir el máximo
empaquetamiento se pliega como una superhélice. En las mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas, el ADN presenta
la misma estructura. En los virus el ADN puede ser de cadena doble o sencilla y al mismo tiempo la cadena puede estar abierta o
cerrada sobre sí misma. El ADN está rodeado por la cápsida proteica.
ADN de un Bacteriófago Cromosoma bacteriano
Plásmidos

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: EL CROMOSOMA EN PROCARIOTAS.
La estructura en doble hélice sufre nuevos
plegamientos que dan lugar a un tercer nivel
estructural. El modo en que se almacena el
ADN en un volumen reducido es diferente en
los procariotas y en los eucariotas. Las
bacterias contienen una sola molécula de ADN
bicatenaria (doble hélice), desnuda (no
asociada a proteínas) que tiene forma circular.
Para conseguir el máximo empaquetamiento se
pliega como una superhélice. En las
mitocondrias y cloroplastos de las células
eucariotas, el ADN presenta la misma
estructura. En los virus el ADN puede ser de
cadena doble o sencilla y al mismo tiempo la
cadena puede estar abierta o cerrada sobre sí
misma. El ADN está rodeado por la cápsida
proteica.
Organización del
cromosoma bacteriano

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: LA CROMATINA EN EUCARIOTAS.
El ADN de los eucariotas se une a proteínas de dos tipos:
histonas y proteínas cromosómicas no histónicas. Estas
últimas incluyen miles de proteínas en su mayor parte enzimas que
intervienen en la duplicación y transcripción del ADN.
Cromatina: La cromatina está compuesta por ADN plegado,
asociado a proteínas básicas estructurales y reguladoras: Las
Histonas. En la cromatina del núcleo interfásico, la doble hélice de
ADN se asocia a histonas y forma complejos denominados
nucleosomas. Se podría decir que el nucleosoma es la unidad
básica estructural de la cromatina. alrededor del nucleosoma se
enrolla una cadena de 140 pares de bases de ADN, y entre cada
unidad hay un fragmento de ADN. Las histonas son proteínas
básicas que contienen una elevada proporción de aminoácidos
básicos Hay dos grupos:
• Histonas nucleosómicas: componen un complejo proteico
discoidal alrededor del cual se enrolla el ADN (dos vueltas de la
doble hélice de ADN por nucleosoma). Cada uno de estos
discos es un octámero formado por dos copias de cada histona
(H2A, H2B, H3 y H4). Esta estructura constituye el nucleosoma.
• Histona H1: une los complejos nucleosómicos y es la
responsable del plegamiento helicoidal de la fibra elemental de
cromatina.
La cadena de nucleosomas es la fibra nucleosómica o unidad
elemental de la cromatina, de unos 10 nm de grosor.

El ADN de los eucariotas se une a proteínas de dos tipos:
histonas y proteínas cromosómicas no histónicas. Estas
últimas incluyen miles de proteínas en su mayor parte enzimas que
intervienen en la duplicación y transcripción del ADN.
Cromatina: La cromatina está compuesta por ADN plegado,
asociado a proteínas básicas estructurales y reguladoras: Las
Histonas. En la cromatina del núcleo interfásico, la doble hélice de
ADN se asocia a histonas y forma complejos denominados
nucleosomas. Se podría decir que el nucleosoma es la unidad
básica estructural de la cromatina. alrededor del nucleosoma se
enrolla una cadena de 146 pares de bases de ADN, y entre cada
unidad hay un fragmento de ADN libre de unos 50 pares de bases.
Las histonas son proteínas básicas que contienen una elevada
proporción de aminoácidos básicos Hay dos grupos:
• Histonas nucleosómicas: componen un complejo proteico
discoidal alrededor del cual se enrolla el ADN (dos vueltas de la
doble hélice de ADN por nucleosoma). Cada uno de estos
discos es un octámero formado por dos copias de cada histona
(H2A, H2B, H3 y H4). Esta estructura constituye el nucleosoma.
• Histona H1: une los complejos nucleosómicos y es la
responsable del plegamiento helicoidal de la fibra elemental de
cromatina.
La cadena de nucleosomas es la fibra nucleosómica o unidad
elemental de la cromatina, de unos 10 nm de grosor.

Las fibras complejas de cromatina se
originarían por el superenrollamiento
de la cadena de nucleosomas según
una disposición regular, en la que la
histona H1 desempeña un papel
esencial. Según la hipótesis más
aceptada hoy día, la cadena de
nucleosomas se enrollaría
helicoidalmente formando un
solenoide o fibra de 30 nm., que
contendría seis nucleosomas por
cada vuelta de hélice. Esta estructura
estaría estabilizada por las histonas
H1, dispuestas en el núcleo del
nucleosoma, que interaccionan con
los fragmentos de ADN libre o
internucleosómico. A su vez, las
fibras complejas de 30 nm. se hallan
plegadas en el núcleo interfásico en
forma de bucles radiales, que
alcanzarán otros niveles de
compactación y enrollamientos
sucesivos en el núcleo en división
hasta llegar a constituir los
cromosomas metafásicos.

Fibra nucleosómica de 10 nm.
Vista al MET.
Solenoide o fibra de 30 nm. Vista
al MET.

De la doble hélice de 2 nm hasta
el cromosoma metáfasico,
formado por dos cromátidas
hermanas de 700 nm, podemos
observar cuatro niveles de
empaquetamiento o
compactación:
1. Fibra nucleosómica de 10 nm.
2. Fibra de 30 nm o Solenoide.
3. Fibra de 300 nm formada por
rosetones de 6 bucles.
4. Fibra de 700 nm, Rodillo o
cromátida formada por 30
rosetones.

Armazón central de un cromosoma y detalle de los bucles extendidos

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: LA CROMATINA Y LOS CROMOSOMAS
Cromosomas: al MET y ME Barrido. Morfología de un cromosoma

TIPOS DE CROMATINA EN EL NÚCLEO INTERFÁSICO
En el núcleo en interfase se diferencian dos tipos de
cromatina:
• Eucromatina: De aspecto laxo o difuso, corresponde a
zonas de cromatina activas (aproximadamente, el 10 %
de la cromatina celular), donde se produce la
transcripción.
• Heterocromatina: Se visualiza al microscopio como
áreas más densas y homogéneas de cromatina
altamente condensada (el 90 % del total), que
corresponden a zonas inactivas que no se transcriben.
Se pueden distinguir también dos tipos de
heterocromatina:
• Constitutiva, que aparece condensada siempre
durante todo el ciclo celular y cuyo ADN no se
transcribe nunca.
• Facultativa, cuya condensación depende del
estado de desarrollo del organismo y del tipo
celular, y comprende el conjunto de genes que, de
manera específica, se inactivan a lo largo de la
diferenciación celular.
Euc
Heter
Euc
Heter
Nucleolo

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: DESNATURALIZACIÓN.
• El ADN se desnaturaliza cuando lo sometemos a temperaturas
elevadas o a variaciones bruscas de pH. Si no se ha desnaturalizado del
todo y restauramos las condiciones iniciales es posible que se produzca la
renaturalización.
• Si la renaturalización se realiza con ADN procedente de otro organismo es
posible estudiar el grado de semejanza entre las secuencias de bases de
los dos ADN, ya que sólo se producirá emparejamiento en los tramos en
que éstas sean complementarias. Se obtienen así ADN híbridos.
• Este método se emplea en las investigaciones policiales para comparar
el ADN extraído de restos biológicos, como sangre, semen o pelo, con el
de una persona sospechosa de haber cometido un delito. Se estudia
también en comparaciones filogenéticas para evaluar el grado de
parentesco entre diferentes especies. Así mismo, es parte de las técnicas
en procesos de biotecnología e ingeniería genética.
• La desnaturalización se produce a cierta temperatura. Se denomina
temperatura de fusión (Tm) a aquella en que el 50% de la doble hélice
está separada. La temperatura de fusión depende de la composición en
bases del ADN, puesto que las moléculas ricas en parejas G - C poseen
un valor más elevado. Recuerda que la unión G - C se realiza mediante
tres puentes de hidrógeno, mientras que la unión A-T lo hace mediante
dos, necesitando, por lo tanto, más energía para romper el enlace G-C.

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: DESNATURALIZACIÓN.
La PCR (reacción en
cadena de la
polimerasa) es una
técnica de amplificación
del ADN que está
estandarizada y se
utiliza habitualmente en
diagnóstico (como en la
detección del SARS-
COV-2) e investigación
del ADN.
Se basa en la
desnaturalización cíclica
del ADN para obtener
hebras molde que
sirvan para sintetizar
nuevas cadenas de
ADN. El proceso está
automatizado y se
realiza en Cicladores
Térmicos de PCR. Con
esta técnica se pueden
producir un billón de
copias de la secuencia
en estudio en sólo unas
pocas horas.

TEMA 6. ÁCIDOS NUCLEICOS: PCR (diagnóstico Sars-Cov-2)
La PCR (reacción en cadena de la polimerasa) es una técnica de amplificación del ADN que está estandarizada y se
utiliza habitualmente en diagnóstico (como en la detección del SARS-COV-2) e investigación del ADN.

TEMA 6. EL RNA. COMPONENTES MOLECULARES.
COMPOSICIÓN DEL ARN:
• Es un polímero de nucleótidos de ARN unidos por enlaces
fosfodiéster.
• La pentosa es la ribosa y las cuatro bases nitrogenadas son Adenina
(A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U) en lugar de timina. El uracilo
puede emparejarse con la adenina. El ácido fosfórico forma un enlace
éster con el alcohol del C5’.
• Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN y pueden
aparecer tanto en el núcleo como en el citoplasma celular.
• El ARN en eucariotas y procariotas es monocatenario y lineal y se
distinguen un extremo 5’ terminal y otro 3’ terminal. Sin embargo,
en el ARN transferente existe, en algunos tramos, un apareamiento de
bases intracatenario. En los virus, sin embargo, encontramos toda la
variabilidad. Existen virus de ARN lineal o circular, bicatenario o
monocatenario.
• El ARN es la molécula encargada de participar en la expresión génica a
través de la síntesis de las proteínas. Así, mientras el ADN contiene la
información, el ARN la utiliza para que se concretice en las proteínas
específicas del individuo. Este proceso es sumamente complejo y
requiere la intervención de varios tipos de ARN: ARNm, ARNt y los
ribosomas con ARNr.ARN

TEMA 6. EL RNA. COMPONENTES MOLECULARES.

TEMA 6. TIPOS DE RNA (ARNm, ARNr y ARNt). LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN
TIPOS DE ARN:
• El ARN es la molécula encargada de
participar en la expresión génica a
través de la síntesis de las
proteínas. Así, mientras el ADN
contiene la información, el ARN la
utiliza para que se concretice en las
proteínas específicas del individuo.
Este proceso es sumamente complejo
y requiere la intervención de varios
tipos de ARN: ARNm (mensajero),
ARNt (transferente) y los ribosomas
con ARNr (ribosómico).
• En procariotas el ARN se sintetiza y
actúa (síntesis de proteínas) en el
citoplasma, mientras que en los
eucariotas, se sintetiza en el núcleo
y actúa en la síntesis de proteínas en
el citoplasma.

ARNm (mensajero)
El ARNm es la molécula resultante de la transcripción de un gen en la que una
hebra, la codificante del ADN, se transcribe a una hebra complementaria del ARNm
que luego se traducirá a una proteína. Las cadenas de ARNm tienen una vida muy
corta. Constituye, aproximadamente, entre el 3 y el 5 % del total del ARN celular.
ARNm

ARNt (transferente)
Se encarga de transportar los aminoácidos
presentes en el citoplasma celular hasta
los ribosomas, donde se unirán para
constituir las proteínas. Cada molécula de
ARNt transporta un aminoácido específico
unido por una de las enzimas también
específicas denominadas aminoacil ARNt
sintetasas. Estas diferencias son debidas,
fundamentalmente, a una secuencia de
tres bases nitrogenadas, denominadas
anticodón, que varía entre los distintos
ARNt. Esta secuencia de tres bases
nitrogenadas (anticodón) es
complementaria de otra constituida por un
triplete de bases nitrogenadas en el ARNm,
denominada codón. Así, en la síntesis de
proteínas, la información que contiene el
ARNm se traduce finalmente, en presencia
de los ribosomas y gracias a la acción
mediadora de los ARN transferentes, en
secuencia de aminoácidos o proteína.

ARNt (transferente)
Los ARNt están formados por cadenas
cortas (entre 70 y 90 nucleótidos) que
contienen un 10% de bases
nitrogenadas diferentes a las cuatro
mayoritarias, como ya se ha indicado.
Las moléculas de ARNt poseen un
estructura secundaria muy
característica, en la que existen tramos
de doble cadena, por emparejamiento
intracatenario. Estos tramos se
denominan brazos y hay cuatro en
cada molécula, aunque también puede
aparecer un quinto brazo más corto
que los otros. En los extremos de tres
de los brazos existen zonas sin
emparejar que componen los
denominados bucles. El extremo 3´ de
la cadena tiene siempre la secuencia
de bases CCA. A este nucleótido
terminal de adenina se une el
aminoácido que va a ser transportado.
En el extremo 5´ siempre existe un
nucleótido con guanina.

Modelo
ARNt
en 3D
ARNt (transferente)
La estructura extendida del ARNt tiene
forma de hoja de trébol, aunque en la
realidad los brazos se disponen
plegados, constituyendo una estructura
acodada que recibe el nombre de
"estructura en boomerang". El ARNt
constituye, aproximadamente, el 10%
del ARN celular total.

ARNr (Ribosómico)
El ARNr forma parte de los ribosomas y participa,
por tanto, en el proceso de unión de los
aminoácidos para sintetizar las proteínas. No
constituye una molécula específica de cada
organismo, pues, a diferencia del ARNm, no
contiene información sobre la clase de proteína
que se va a sintetizar. Existen varias cadenas
distintas de ARNr, que se diferencian por su
coeficiente de sedimentación (se expresa en
unidades Svedbergs (S); un svedberg = 10-13 S).
Gran parte de la molécula es doble y en forma de
hélice, por formación de asas u horquillas entre
regiones complementarias de la misma molécula.
Los diferentes ARNr se unen a proteínas
constituyendo las dos subunidades ribosómicas.
Estas moléculas se sintetizan en el nucleolo a
partir de un único ARN precursor de 45 S., el
transcrito, que posteriormente se fragmenta. Las
células procariotas y eucariotas tienen cadenas de
ARNr ligeramente distintos. El ARNr es el tipo más
abundante, ya que corresponde al 80 - 85 % del
ARN celular total. El Ribosoma de las células
eucariotas es 80S y el que encontramos en
procariotas y en mitocondrias y cloroplastos
es 70S.

TEMA 6. ESQUEMA GENERAL DE
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN
Esquema general de la transcripción y traducción
en Células Eucariotas

CÓDIGO GENÉTICO UNIVERSAL

Antonio Campo Buetas
Biología 2º Bachillerato

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