Fundamentos de los Ácidos Nucleicos: Estructura, Función y Aplicaciones Biotecnológicas

1. Estructura y Función de las Macromoléculas Informativas

El dibujo adjunto corresponde a una macromolécula imprescindible para el funcionamiento celular.

• a. ¿Cuál es su principal función? Contiene la información genética y transmite las instrucciones necesarias para la síntesis de proteínas.
• b. Si este segmento contiene un 20% de Adenina y un 30% de Guanina, ¿qué cantidad habrá de las otras bases nitrogenadas? 20% de Timina y 30% de Citosina.
• c. ¿Qué tipo de pentosa es un componente de esta estructura? Desoxirribosa.
• d. ¿En qué tipo de organización celular (procariota y/o eucariota: animal y vegetal) se puede localizar esta molécula? Tanto en procariotas como en eucariotas.

2. Aplicaciones de la Genética Forense y el ADN

La medicina forense utiliza una técnica, la huella genética, que permite distinguir entre individuos de la misma especie usando solo muestras de su ADN.

• a. ¿Cuál es la principal función del ADN? Transmite los caracteres hereditarios (fenotipo y genotipo) hacia la descendencia; también participa en el control y coordinación de todas las actividades y funciones que la célula realiza.
• b. ¿Cuáles son los tipos de nucleótidos que pueden formar parte de la estructura del ADN? Adenina, citosina, guanina y timina.
• c. ¿Qué orgánulos contienen moléculas de ADN en una célula eucariota animal? Núcleo y mitocondrias.
• d. El ADN que contiene una célula procariota, ¿presenta cadena simple o doble? Doble.

3. Avances en Terapia Génica y Ácidos Nucleicos

Un equipo científico de la Universidad del Noroeste (Illinois, USA) ha desarrollado una crema con nanopartículas de ácidos nucleicos para tratamientos genéticos cutáneos. Una vez se aplica directamente sobre la piel, penetra en todas sus capas y puede actuar selectivamente sobre genes que causan enfermedades.

Si un fragmento de un ácido nucleico bicatenario de una célula está constituido por un 20% de Adenina:

• a. ¿Qué porcentaje hay de Guanina, Citosina, Uracilo y Timina en este fragmento? 30% de Guanina, 30% de Citosina, 0% de Uracilo y 20% de Timina.
• b. ¿A qué tipo de ácido nucleico correspondería el fragmento? ADN.
• c. ¿Por qué tipo de glúcido (pentosa) está constituido este ácido nucleico? Desoxirribosa.
• d. ¿En qué lugar o lugares de la célula humana se podría localizar este fragmento de ácido nucleico? En el núcleo y en las mitocondrias.

4. Diversidad Funcional de los Nucleótidos

La gran diversidad funcional del ADN y del ARN depende en gran medida de la combinación lineal de unos pocos nucleótidos diferentes.

• a. ¿Cuál es la composición de los nucleótidos? Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, una pentosa y un ácido fosfórico, unidos en el siguiente orden: Fosfato-Pentosa-Base Nitrogenada.
• b. ¿Cómo se llama el enlace entre nucleótidos en el ADN? Enlace fosfodiéster; se forman por la unión de un nucleósido y un ácido fosfórico.
• c. Nombre un nucleótido cuya función sea la de coenzima. Coenzima A.
• d. Nombre e indique las funciones de los tres tipos de ARN.
  • ARN mensajero (ARNm): Copia la información del ADN y la lleva hasta los ribosomas para sintetizar las proteínas.
  • ARN de transferencia (ARNt): Transportar los aminoácidos hasta los ribosomas para que allí se unan y formen proteínas.
  • ARN ribosómico (ARNr): Forma parte de la estructura de los ribosomas.