Biología molecular: estructura del ADN, replicación, transcripción y traducción
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Resumen
Este documento repasa las bases de la biología molecular: la composición de los nucleótidos del ADN y del ARN, el modelo de Watson y Crick y las diferencias entre ambas moléculas. Después explica la replicación del ADN, la transcripción, la maduración del ARN y la traducción a proteínas, con ejemplos de secuencias. Es útil para revisar el dogma central de la biología molecular.
Puntos clave
- Un nucleótido está formado por un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada.
- Según Watson y Crick, la adenina se empareja con la timina y las hebras de ADN se unen mediante puentes de hidrógeno.
- El ADN contiene desoxirribosa y el ARN contiene ribosa.
- La replicación del ADN es bidireccional, semiconservativa y semidiscontinua, y la ADN polimerasa añade nucleótidos según la hebra molde.
- El dogma central describe el flujo de información: ADN → ARN → proteína.
- La traducción se inicia en el codón AUG, termina en UAG, UAA o UGA, y cada codón tiene 3 nucleótidos.
- La enzima peptidil-transferasa cataliza la formación de enlaces peptídicos.
Estructura de los nucleótidos del ADN y del ARN
El esquema muestra 2 nucleótidos de ADN.
- Un nucleótido está formado por: grupo fosfato, azúcar y base nitrogenada.
Respuesta: a) grupo fosfato
Componentes de los nucleótidos
¿Qué forman los nucleótidos del ARN? i, ii, iii: base nitrogenada, azúcar y grupo fosfato.
Los enlaces que unen cada azúcar con el grupo fosfato son enlaces covalentes.
El esquema muestra 2 nucleótidos de ARN; los enlaces que unen cada azúcar con el grupo fosfato son covalentes.
Estructura del ADN según Watson y Crick
Según Watson y Crick, la adenina se empareja con la timina.
La estructura del ADN está formada por 2 hebras que forman una estructura helicoidal.
La unión de las hebras de ADN se realiza a través de puentes de hidrógeno.
Diferencias entre ADN y ARN
En relación con los azúcares que forman el ADN y el ARN, podemos decir que el ADN presenta desoxirribosa y el ARN presenta ribosa.
Genotipo y ubicación de la síntesis de ADN
El genotipo corresponde al conjunto de genes presentes en las células.
El organelo celular donde ocurre la síntesis de ADN es el núcleo.
Replicación del ADN
En la replicación del ADN, la enzima que copia la hebra de ADN complementaria es la ADN polimerasa.
Características de la replicación
- Bidireccional: el sistema se dirige de 5´ a 3´.
- Semiconservativa: cada molécula hija conserva una hebra original y una nueva.
- Semidiscontinua: una hebra se replica de forma continua (adelantada) y la otra de forma discontinua (atrasada), formando los fragmentos de Okazaki.
Enzimas implicadas
- Girasa: desenrolla la molécula.
- Helicasa: rompe los puentes de hidrógeno.
- Primasa: sintetiza pequeños fragmentos de ARN (cebadores).
- ADN polimerasa: añade nucleótidos según la hebra molde y corrige errores.
- Ligasa: une los fragmentos de la cadena retrasada.
Hebras complementarias
Ejemplos de complementariedad:
- Secuencia 5´ GCCTAACTTAT 3´ → hebra complementaria 3´ CGGATTGAATA 5´ (equivalente a 5´ ATAAGTTAGGC 3´ según la orientación).
- Secuencia 5´ CTTATATTGC 3´ → hebra complementaria correspondiente.
Ciclo celular y reparación del ADN
El ciclo celular repara los errores de la replicación en la fase G2.
La replicación del ADN ocurre en la etapa S de la interfase.
Dogma central de la biología molecular
El dogma central de la biología molecular describe el paso de la información: ADN → ARN → proteína.
- Replicación: ADN → ADN.
- Transcripción: ADN → ARN.
- Traducción: ARN → proteína.
Transcripción
La transcripción es el proceso por el cual se copia la información del ADN al ARN. La síntesis se realiza en sentido 5´ → 3´.
La transcripción inicia con el codón AUG (en el ARN) y, en el ADN, el sitio de transcripción corresponde a la secuencia TAC.
Maduración del ARN
El corte de intrones y el empalme de exones en la molécula de ARN recién transcrito se denomina maduración.
Traducción
La síntesis de proteínas a partir del ARNm se denomina traducción. Ocurre en los ribosomas, donde el ARN de transferencia lleva los aminoácidos correspondientes a cada codón.
- La traducción se inicia en el codón AUG.
- Termina en los codones UAG, UAA o UGA.
- Cada codón está formado por 3 nucleótidos.
- Los anticodones AUG-CUU corresponden a los codones complementarios del ARNm.
- La enzima peptidil-transferasa cataliza la formación de enlaces peptídicos.
Proteínas y aminoácidos
Las proteínas se encuentran formadas por aminoácidos. De los 20 aminoácidos que forman las proteínas, algunos no se sintetizan en cantidades suficientes y deben obtenerse de la dieta.
Ejemplos de secuencias
- ARN CCUGUACGGGA → Pro-Val-Ser-Gly.
- ARN GCUAAGUCAGUC → Ala-Lys-Ser-Val.
- ARN AAUCUGAGCCAA → Asn-Leu-Ser-Gln.
- Secuencia de aminoácidos Lisina-Lisina-Arginina-Arginina → codificada por AAAAAAAGGCGG en el ARNm.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué base nitrogenada se empareja con la adenina en el ADN?
Según Watson y Crick, la adenina se empareja con la timina. Esta unión se realiza mediante puentes de hidrógeno.
¿Qué diferencia hay entre el azúcar del ADN y el del ARN?
El ADN presenta desoxirribosa, mientras que el ARN presenta ribosa. Esta diferencia es una de las claves para distinguir ambas moléculas.
¿Cuántos nucleótidos forman cada codón?
Cada codón está formado por 3 nucleótidos. La traducción se inicia en el codón AUG y termina en UAG, UAA o UGA.
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