LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Elaborado por Ana Milena Grajales

En los seres vivos se hallan dos clases de ácidos nucleicos principales: el ácido desoxirribonucleico o DNA y el ácido ribonucleico o RNA. Los ácidos nucleicos están conformados por nucleótidos. Cada nucleótido consta de un azúcar de cinco carbonos, la cual se halla unido a un grupo fosfato y una estructura nitrogenada llamada base. En el DNA se hallan cuatro bases diferentes. Dos de estas, la adenina y la guanina, son estructuras de anillo doble que reciben el nombre de purinas. Las otras dos, la timina y la citosina, son estructuras de un solo anillo llamadas pirimidinas. Por conveniencia nos referiremos a estas cuatro bases así: A, G, T y C respectivamente. El azúcar de todos los nucleótidos del DNA es la desoxirribosa.

Luego de estudios en esta molécula se encontró que cualquiera que sea la cantidad de adenina en una muestra de DNA, la cantidad de timina es exactamente igual a la de adenina. De igual modo, la cantidad de citosina en el DNA de una especie dada es siempre igual a la cantidad de guanina. El significado de este hallazgo es que siempre la timina se une con la adenina y la guanina siempre se une con la citosina.

La cantidad y la composición en cuanto a bases del DNA en cualquier célula (hígado, riñón, etc) de un organismo es siempre la misma (excepto los gametos –óvulos y espermatozoides – los cuales tienen solamente la mitad del DNA de otras células).
El azúcar de los nucleótidos que conforman el RNA es la ribosa, que posee un oxígeno más que la desoxirribosa. Las bases del RNA son la adenina, citosina, guanina y uracilo. No existe la timina en el RNA. En contraste con lo que ocurre con el DNA, la cantidad de cualquier nucleótido en la molécula no está relacionada con la cantidad de otros nucleótidos.

ESTRUCTURA DEL DNA

Para descifrar cómo podría cumplir el DNA sus funciones genéticas – almacenamiento y replicación de la información – es indispensable determinar la estructura tridimensional de la molécula. Esta tarea tuvo éxito en 1953, gracias Rosalind Franklin que logró fotografiar una difracción de rayos X de cristales purificado de DNA, encontrando que la molécula era una hélice. Con esta información dos científicos que trabajaban en Cambridge, Inglaterra: James Watson y Francis Crick. Ellos lograron construir el modelo que explicaba toda la información conocida sobre el DNA, este modelo también proporcionaba el mecanismo para explicar las propiedades de autoduplicación del DNA. Por este descubrimiento recibieron el premio Nobel en 1962.
En el modelo de Watson-Crick, se asemeja a una escalera de doble hélice. El eje de la escalera sería formada por los polímeros de grupos alternantes de azúcar y fosfato. Los escalones de la escalera serían las uniones de las bases nitrogenadas, de una purina con una pirimidina. Si estuviesen presentes dos pirimidinas al mismo nivel, no alcanzarían a cubrir el espacio entre las dos espirales de las escaleras. Dos purinas serían demasiado grandes para caber entre las dos espirales, ocupando el mismo plano. Sin embargo, una purina y una pirimidina llenan justamente el espacio disponible.

DUPLICACIÓN DEL DNA

Existen tres pasos fundamentales para la replicación del DNA en las células vivas:

1. Las dos cadenas de DNA de la doble hélice de un cromosoma padre se desenrolla y se separan.

2. Cada cadena original se utiliza como un molde para la formación de la cadena hija complementaria de DNA. La cadena hija se forma al unir nucleótidos en el orden que dicta la secuencia de nucleótidos de la cadena original. La base de cada nucleótido agregada a la cadena hija es complementaria de la base del nucleótido en el lugar correspondiente del DNA original.

3. Por último, una cadena de DNA original y su cadena hija complementaria recién sintetizada se unen en una doble hélice mientras que la otra cadena original y su cadena hija complementaria se unen en una segunda hélice doble. Debido a que cada hélice doble nueva consta de una cadena de DNA original intacta y de una cadena complementaria recién sintetizada, el proceso de replicación del DNA recibe el nombre de replicación semiconservadora (una mitad del DNA original se “Conserva” en cada célula hija).

Bibiografía:

Audesirk, T. y Audesirk, G. Biología la Vida en la Tierra. Sexta edición. Editorial Pearson. Capítulo 9.

 Kimball, J. Biología. Cuarta edición. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana, S. A. 1986. Capítulo IV.

 Robledo, G. Genética Técnicas para Bioterio. Consultado el 13 de enero de 2015. https://geneticabioterio.wordpress.com/genetica-molecular/

PREGUNTAS DE REPASO:

1. Elabora un esquema de un nucleótido ¿Qué partes son idénticas en todos los nucleótidos y cuáles pueden variar?

2. Menciona los cuatro tipos de bases nitrogenadas que se encuentran en el DNA ¿Qué bases son complementarias entre sí?

3. Existe la posibilidad de que la molécula de DNA se duplique una vez y estas dos cadenas resultantes se dupliquen nuevamente; si esto ocurriese ¿El DNA se continua conservando? Explique.

ACTIVIDAD 2- DNA y RNA

1. Considera el siguiente fragmento de un gen de un organismo procariota: TCGGA. Al replicarse se produce un error, de forma que la nueva cadena sintetizada presenta la siguiente secuencia: TCAGA. Explica qué error se ha producido.
2. ¿Cuáles de los pares de bases A-T o G-C son más estables? Explica.

1. Escribe la cadena complementaria del DNA a partir de la siguiente secuencia -GGATTTTTGTCCACAATCA-  

1. ¿Qué ocurriría si durante la replicación del DNA, se formaran pares de bases C-
   A o G-A?

4. ¿Cómo están formados los nucleótidos del DNA? ¿Cómo están formados los nucleótidos del RNA? Dibuja sus diferencias.
5. A dos especies bacterianas, se les aislaron su DNA y encontraron que a la especie A tenía el 34% de adenina y la especie B 18%. Según esto ¿Cuáles serían las porciones relativas de guanina, uracilo y citosina en cada una de las dos especies bacterianas?

1. Escribe la cadena complementaria del RNA a partir de la siguiente secuencia de DNA -GGATTTTTGTCCACAATCA-  

1. A continuación se presentan unas secuencias de RNA, ¿cuáles de ellas son complementarias?:

8. Un RNAm ¿puede contener la secuencia ATTGACCCCGGTCAA ? explica

1. Un fragmento de DNA tiene esta secuencia en una de sus hebras:-GTAGCCTACCCATAGG-A partir de este DNA se transcribe un RNAm, usando como molde la hebra complementaria a la mostrada. 
2. Haciendo uso del código genético, determina la secuencia de aminoácidos que se sintetizan a partir de los siguientes codones: UUU, CCU, UAU, AGA, GAU, UUA.