Biología Molecular Esencial: ADN, ARN y Matriz Extracelular

ADN: Fundamentos y Estructura

1. ¿De qué se componen los nucleótidos?

Los nucleótidos, las unidades monoméricas de los ácidos nucleicos, se componen de tres elementos fundamentales:

• Una base nitrogenada (púrica o pirimidínica).
• Una pentosa (azúcar de cinco carbonos): ribosa en el ARN o desoxirribosa en el ADN.
• Un grupo de ácido fosfórico.

2. ¿Cuántas y cuáles son las bases nitrogenadas?

Existen cinco bases nitrogenadas principales que se clasifican en dos grupos según su estructura:

• Púricas: Poseen dos anillos en su estructura. Dentro de este grupo se encuentran la Adenina (A) y la Guanina (G).
• Pirimidínicas: Poseen un solo anillo. Ejemplos son la Timina (T) (presente en el ADN), la Citosina (C) y el Uracilo (U) (presente en el ARN en lugar de la Timina).

3. ¿Con quién se une la Adenina y cuántos puentes de hidrógeno forma?

En la doble hélice del ADN, la Adenina (A) se une exclusivamente con la Timina (T), formando dos puentes de hidrógeno.

4. ¿Cuáles son los tipos de ARN?

Existen tres tipos principales de Ácido Ribonucleico (ARN), cada uno con funciones específicas en la síntesis de proteínas:

• ARN mensajero (ARNm): Lleva la información genética del ADN a los ribosomas.
• ARN ribosomal (ARNr): Componente estructural y catalítico de los ribosomas.
• ARN de transferencia (ARNt): Transporta aminoácidos específicos a los ribosomas durante la traducción.

5. ¿Cuántos nucleótidos contiene el ARN de transferencia y de qué se encarga?

El ARN de transferencia (ARNt) es el más pequeño de los ARN, conteniendo aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena. Su función principal es transportar los aminoácidos libres desde el citoplasma hasta los ribosomas, el lugar de la síntesis proteica.

6. ¿Cuál es el azúcar del ARN y del ADN?

El azúcar presente en el ARN es la ribosa, mientras que en el ADN es la desoxirribosa. Esta diferencia en el azúcar es clave para la estabilidad y función de cada ácido nucleico.

7. ¿Cuál es la diferencia entre el ARN y el ADN?

Aunque ambos son ácidos nucleicos, el ADN y el ARN presentan diferencias estructurales y funcionales significativas:

• El peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN.
• El ARN contiene la base nitrogenada Uracilo (U) en lugar de la Timina (T) que se encuentra en el ADN.
• La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide (doble hélice), mientras que el ARN es un polinucleótido lineal monocatenario que, ocasionalmente, puede presentar apareamientos intracatenarios formando estructuras secundarias.

8. ¿Cuál es la composición química de los ácidos nucleicos?

Los ácidos nucleicos son macromoléculas poliméricas resultantes de la unión de monómeros complejos denominados nucleótidos. Químicamente, un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa (azúcar de cinco carbonos). A su vez, la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

9. ¿En qué año y quién descubrió el ácido nucleico y su estructura?

El ácido nucleico fue aislado por primera vez por Friedrich Miescher en 1869. Sin embargo, la famosa estructura de doble hélice del ADN fue propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953, basándose en los trabajos de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins.

10. ¿Cuáles son las características del ácido desoxirribonucleico (ADN)?

El ADN posee varias características fundamentales que lo hacen esencial para la vida:

• Es el responsable de la especificidad y propiedades de los genes, siendo la unidad fundamental de la herencia.
• Se localiza principalmente en el núcleo celular en organismos eucariotas y en el citoplasma (nucleoide) en procariotas.
• Tiene la capacidad de autoduplicarse (replicación), asegurando que el mensaje genético se transmita fielmente a las células hijas.
• Contiene la clave genética en su secuencia de bases nitrogenadas, que codifica la información para la síntesis de proteínas.

11. ¿Cómo son las hebras del ADN?

Las dos hebras que componen la doble hélice del ADN son antiparalelas. Esto significa que corren en direcciones opuestas: una en sentido 5' a 3' y la otra en sentido 3' a 5'. Esta disposición es crucial para la replicación y transcripción del ADN.

12. ¿Qué son los ácidos nucleicos?

Los ácidos nucleicos son macromoléculas biológicas esenciales para todas las formas de vida. Son polímeros de nucleótidos que almacenan y expresan la información genética. Fueron aisladas por primera vez por Friedrich Miescher.

13. ¿Qué elementos químicos contienen los ácidos nucleicos?

Los ácidos nucleicos están compuestos principalmente por los siguientes elementos químicos: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N) y Fósforo (P).

14. ¿Cómo se forma el ARN?

El ARN se forma mediante un proceso llamado transcripción, que implica la polimerización de ribonucleótidos. Durante la transcripción, una enzima (ARN polimerasa) utiliza una de las cadenas de ADN como molde para sintetizar una nueva cadena de ARN complementaria.

15. ¿Cómo se puede describir la molécula del ADN?

El modelo de la molécula de ADN, propuesto por Watson y Crick, la describe como una doble hélice enrollada sobre un eje central, similar a una escalera de caracol. Cada giro completo de la hélice abarca aproximadamente diez pares de nucleótidos.

16. ¿Hacia dónde se dirige el ARN ribosomal (ARNr)?

El ARN ribosomal (ARNr) se sintetiza en el núcleo celular y luego se dirige al nucléolo, una región especializada dentro del núcleo. Allí, el ARNr se asocia con proteínas específicas para ensamblar las subunidades ribosomales, que posteriormente se exportan al citoplasma para la síntesis de proteínas.

Matriz Extracelular: Funciones Esenciales

1. ¿Cuáles son las funciones de la matriz extracelular?

La matriz extracelular (MEC) es una red compleja de macromoléculas que proporciona soporte estructural y bioquímico a las células. Sus funciones incluyen:

• Rellenar los espacios entre las células, proporcionando un andamiaje tridimensional.
• Permitir la compresión y estiramiento de los tejidos, confiriéndoles elasticidad y resistencia.
• Jugar un papel crucial en la regeneración de tejidos, la cicatrización de heridas y el desarrollo embrionario.
• Participar en la comunicación celular y la regulación de la diferenciación y proliferación celular.

2. ¿Cuáles son las proteínas más importantes en la adhesión celular?

Entre las proteínas más importantes involucradas en la adhesión celular (la unión de las células entre sí o con la matriz extracelular) se encuentran las cadherinas y las selectinas. Otras proteínas clave incluyen las integrinas y las inmunoglobulinas.