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Ácidos Nucleicos

Imagina que tuvieras que guardar y codificar la información de una vida entera en un área ocho veces menor a la del grosor de un pelo humano. ¿Cómo lo harías? La solución está dentro de tu cuerpo y en cada una de tus células, en forma de biomoléculas conocidas como ácidos nucleicos.

¿De qué están formados los ácidos nucleicos?

Los ácidos nucleicos son biomoléculas clave para la vida, pues almacenan la información que contiene las instrucciones necesarias para llevar a cabo todos los procesos biológicos en los seres vivos. Esta información es conocida como información genética.

Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados por monómeros, conocidos como nucleótidos, que contienen la información genética de un organismo.

Como los ácidos nucleicos son polímeros, sabemos que están compuestos de monómeros —en este caso, llamados nucleótidos. Estos se unen para formar las cadenas de nucleótidos, o polinucleótidos, y las estructuras complejas que caracterizan a los ácidos nucleicos. Conozcamos las características de estos elementos, que son las unidades básicas que componen a los ácidos nucleicos.

Existen nucleótidos no nucleicos, es decir, que no forman parte del ADN o el ARN. Estos nucleótidos pueden encontrarse libres o asociados a otro tipo de moléculas y presentan diferentes funciones. Algunos de los principales ejemplos y sus funciones son:

  • Adenosín trifosfato (ATP): es un nucleótido portador de energía. Si quieres saber más sobre este nucleótido, échale un vistazo al artículo Adenosín trifosfato.
  • Adenosín monofosfato (AMP) cíclico: es un nucleótido portador de información y regulador de respuestas celulares.
  • Nicotín adenín dinucleótido (NAD) y flavín adenín dinucleótido (FAD): están formados por una combinación de nucleótidos o la combinación de un nucleótido con otra molécula. En ambos casos actúan como coenzimas en el metabolismo celular.

Componentes de los nucleótidos de los ácidos nucleicos

Los nucleótidos son la base estructural del ADN y el ARN y están formados, a su vez, por tres componentes: un grupo fosfato, un azúcar pentosa y una base nitrogenada (Fig. 1).

Bases nitrogenadas

Las bases nitrogenadas son moléculas orgánicas que contienen uno o dos anillos con átomos de carbono y de nitrógeno. Las bases nitrogenadas son básicas porque tienen un grupo amino que tiende a unirse a un hidrógeno adicional, lo que conduce a una menor concentración de iones hidrógeno en su entorno (disminuyendo el pH del entorno).

Según sus estructuras cíclicas, las bases nitrogenadas se dividen en purinas o pirimidinas (Tabla 1):

PurinasPirimidinas
Adenina (A) Guanina (G)Timina (T)Uracilo (U) Citosina (C)

Tabla 1. Existen cinco bases nitrogenadas, las cuales se clasifican como purinas o pirimidinas.

Las purinas tienen una estructura de doble anillo en la que un anillo de seis átomos está unido a otro de cinco. En cambio, las pirimidinas son más pequeñas y tienen una sola estructura de un solo anillo de seis átomos.

Los átomos de las bases nitrogenadas se enumeran del 1 al 6 para los anillos de pirimidina y del 1 al 9 para los anillos de purina (Fig. 2). Esto se hace para indicar la posición de los enlaces que forman.

Ácidos nucleicos Estructura y numeración de bases nitrogenadas purinas y pirimidinas StudySmarterFig. 2: el diagrama muestra la estructura de las bases de purinas y pirimidinas y numeración de su átomos.

Azúcar pentosa

Un azúcar pentosa tiene cinco átomos de carbono, con cada carbono numerado del 1′ al 5′ (1′ se lee como "uno prima"). Hay dos tipos de pentosas en los nucleótidos: la ribosa y la desoxirribosa (Fig. 3). Lo que distingue a la desoxirribosa de la ribosa es la falta de un grupo hidroxilo (-OH) en su carbono 2' (por eso se llama "desoxirribosa").

En los nucleótidos, los números prima (como el 1') indican los átomos del azúcar pentosa, mientras que los números no prima (como el 1) indican los átomos de la base nitrogenada.

Ácidos nucleicos Estructura y numeración de as pentosas ribosa y desoxirribosa StudySmarterFigura 3. El diagrama muestra la estructura de las pentosas ribosa y desoxirribosa y la numeración de su átomos.

Grupo fosfato

La combinación de una base nitrogenada y un azúcar pentosa (sin ningún grupo fosfato asociado) se denomina nucleósido. La adición de un nucleósido a tres grupos fosfato (PO4) lo convierte en un nucleótido.

Antes de integrarse como parte del ácido nucleico, un nucleótido suele existir como trifosfato (lo que significa que tiene tres grupos fosfato); sin embargo, en el proceso de convertirse en ácido nucleico, pierde dos de los grupos fosfato.

¿Cómo se forma un nucleótido?

Los diferentes componentes de los nucleótidos están enlazados siempre de la misma manera, con el azúcar pentosa en el centro:

  • La base nitrogenada se une al azúcar pentosa a través de un enlace N-glucosídico que conecta un átomo de carbono con uno de nitrógeno. Por esto, estos dos átomos reciben la notación de carbono 1´ en la pentosa y, en la base nitrogenada, nitrógeno 1 (en bases pirimidínicas) o 9 (en bases púricas).

El resto de los átomos de carbono de ambas moléculas se nombran, en consecuencia, 1´, 2´, 3´... (en el caso de la pentosa) y 1, 2, 3... (en el caso de la base nitrogenada).

  • El grupo fosfato, se une al carbono 5´ de la pentosa, a través de un enlace éster.

Es decir, en un nucleótido, el azúcar pentosa siempre tiene unida la base nitrogenada a su carbono 1' y el grupo fosfato a su carbono 5'.

Tipos de ácidos nucleicos

Existen dos tipos de ácidos nucleicos que son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Tanto el ADN como el ARN son esenciales para la existencia, el mantenimiento y continuidad de la vida. Por eso, todos los seres vivos, tanto eucariotas como procariotas, contienen ácidos nucleicos; los animales, las plantas, las bacterias e, incluso, los virus (que se consideran entidades no vivas) contienen ácidos nucleicos.

Mientras que existe un solo tipo de ADN, hay diferentes tipos de ARN y cada uno se encarga de una función diferente. Los principales tipos de ARN son: ARN mensajero (ARNm), ARN de transporte (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr).

Para saber sobre estos y otros tipos de ARN, échale un vistazo al artículo ADN y ARN.

Ácido desoxirribonucleico

El ácido desoxirribonucleico está formado por desoxirribonucleótidos, o nucleótidos de ADN. Uno desoxirribonucleico está formado por 3 componentes:

  • Un grupo fosfato
  • Un azúcar pentosa (que, en el caso del ADN, es una desoxirribosa)
  • Una de cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G)

Entonces, hay cuatro tipos diferentes de nucleótidos de ADN, en función de las bases nitrogenadas que contengan. Estos nucleótidos se unen para formar las largas cadenas (polímeros) de ADN. Una molécula de ADN está generalmente formada por dos cadenas polinucleotídicas que componen la típica doble hélice de ADN, sin embargo, también existe ADN de una sola cadena (oor ejemplo, en algunos virus).

Describimos en detalle la formación de la molécula de ADN en Estructura de los ácidos nucleicos.

Ácido ribonucleico

El ácido ribonucleico está formado por ribonucleótidos, o nucleótidos de ARN. Un ribonucleótido tiene una estructura muy similar a la de un nucleótido de ADN, y está formado por tres componentes:

  • Un grupo fosfato
  • Un azúcar pentosa (que, en el caso del ARN, es una ribosa)
  • Una de cuatro bases nitrogenadas: adenina, uracilo (U), citosina y guanina.

Recuerda, que el ARN utiliza uracilo como base pirimidínica nitrogenada en lugar de la timina. Entonces el uracilo es exclusivo del ARN, por lo que no se encuentra en los nucleótidos del ADN.

Al igual que con el ADN, estos nucleótidos se unen para formar las cadenas (polímeros) de ARN. Sin embargo, en el caso del ARN, las cadenas polinucleotídicas son mucho más cortas (lo cual ayuda a su función de transportar información de un lugar a otro de la célula). La molécula de ARN generalmente está formada de una sola cadena.

Describimos la formación de la molécula de ARN en Estructura de los ácidos nucleicos.

Función de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son moléculas increíbles, que contienen la información y las instrucciones genéticas para llevar a cabo todos los procesos biológicos que tienen lugar en los seres vivos. Están presentes en cada célula, excepto en los eritrocitos maduros, para dirigir su actividad y funciones.

El ADN se encuentra tanto en las células eucariotas como en las procariotas y contiene el código con toda la información genética necesaria para crear proteínas. Así, su principal función es almacenar la información genética.

En las células eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo, las mitocondrias y el cloroplasto (en las plantas). Por su parte, los procariotas llevan el ADN en el nucleoide, que es una región del citoplasma donde se concentra el material genético sin una membrana que lo rodee, y en los plásmidos.

Sin embargo, el código del ADN resulta inútil si no se puede decodificar (extraer) el mensaje y la información que contiene. Por eso, el ARN se encarga de transferir la información del ADN y permite que esa información se pueda decodificar y utilizar para crear proteínas.

La transferencia e interpretación de la información genética contenida en el ADN se realiza durante las etapas de transcripción y traducción, y el ARN juega un papel fundamental en ambos. Si quieres saber más sobre estos dos procesos, échales un vistazo al artículo de Expresión génica.

Como mencionamos, existen varios tipos de ARN, abajo describimos la función de los principales tipos involucrados en la expresión del ADN:

  • ARN mensajero: molécula que transporta la transcripción del código genético del ADN a los ribosomas.
  • ARN de transferencia: ARN que transporta aminoácidos desde el citoplasma de la célula hasta los ribosomas.
  • ARN ribosómico: constituye, junto a otras proteínas ribosómicas, los ribosomas.

Ácidos Nucleicos - Puntos clave

  • Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados por monómeros, conocidos como nucleótidos.
  • Existen dos tipos de ácidos nucleicos que son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).
  • Los nucleótidos son el componente básico del ADN y el ARN, y están formados por tres componentes comunes: un azúcar pentosa con una base nitrogenada en su carbono 1' y un grupo fosfato en su carbono 5'.
  • Un nucleótido de ADN está formado por un grupo fosfato, una pentosa desoxirribosa y una de cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G).
  • Un nucleótido de ARN está formado por un grupo fosfato, una pentosa ribosa y una de cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), uracilo (U), citosina (C) y guanina (G).
  • La principal función del ADN es almacenar la información genética, mientras que el ARN es imprescindible en los procesos de transcripción y traducción de esta información para la creación de proteínas.

Preguntas frecuentes sobre Ácidos Nucleicos

La función de los ácidos nucleicos es, en el caso del ADN, contener la información genética y las instrucciones para llevar a cabo todos los procesos biológicos en los seres vivos; y en el caso del ARN, es decodificar y transferir esta información para sintetizar proteínas.

Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados por monómeros, conocidos como nucleótidos, que contienen la información genética (ADN) y funcionan en la decodificación de ésta (ARN).

La estructura de los ácidos nucleicos está determinada por la estructura de los nucleótidos que los componen, los cuales están formados por tres componentes: un grupo fosfato, un azúcar pentosa y una base nitrogenada. 

Los principales tipos de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (o ADN) y el ácido ribonucleico (o ARN). Existen varios tipos de ARN según la función que cumplan.

Algunos ejemplos de ácidos nucleicos son el ADN nuclear, el ADN mitocondrial, el ARN mensajero, el ARN de transporte o el ARN ribosómico.  

Cuestionario final de Ácidos Nucleicos

Pregunta

¿Qué es la información genética?

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Answer

La información genética es la información necesaria para llevar a cabo todos los procesos biológicos que tienen lugar en los seres vivos.

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Pregunta

Define los ácidos nucleicos.

Mostrar respuesta

Answer

Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados por monómeros, conocidos como nucleótidos, que contienen la información genética (ADN) y la decodifican y transfieren para sintetizar proteínas (ARN).

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Pregunta

¿Cuáles son los dos tipos de ácidos nucleicos?

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Answer

El ácido desoxirribonucleico (o ADN), y el ácido ribonucleico (o ARN).

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Pregunta

Los ácidos nucleicos están presentes en los siguientes organismos o entidades:

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Answer

Procariotas.

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Pregunta

Enumera los principales tipos de ARN

Mostrar respuesta

Answer

ARN mensajero (ARNm), ARN de transporte (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr). 

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Pregunta

Al igual que en el ARN, existen tres tipos de ADN. ¿Falso o verdadero?

Mostrar respuesta

Answer

Falso. 

Show question

Pregunta

¿Cuáles son los elementos básicos de la estructura de los ácidos nucleicos?

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Answer

Los nucleótidos. 

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Pregunta

¿Cuáles son los tres componentes básicos de los nucleótidos?

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Answer

Un grupo fosfato, un azúcar pentosa y una base nitrogenada. 

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Pregunta

Las cinco bases nitrogenadas que forman parte de los nucleótidos son: 

Mostrar respuesta

Answer

Adenina, timina, citosina, guanina y uracilo.

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Pregunta

¿Qué base nitrogenada es exclusiva del ARN?

Mostrar respuesta

Answer

El uracilo. 

Show question

Pregunta

¿Qué base nitrogenada es exclusiva del ADN?


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Answer

La timina.

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Pregunta

¿Qué dos tipos de bases nitrogenadas existen?

Mostrar respuesta

Answer

Las pirimidinas (timina, citosina y uracilo) y las purinas (adenina y guanina).

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Pregunta

Rellena el siguiente texto sobre la estructura química de los nucleótidos: 

La base nitrogenada se une al azúcar pentosa, a través de un enlace _______, que conecta un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno. Estos dos átomos reciben el nombre de ______ y _____ (base pirimidínica) o ______ (base púrica). Por último, el grupo fosfato, se une al carbono 5´ de la pentosa a través de un enlace ______. 

Mostrar respuesta

Answer

Los diferentes componentes de los nucleótidos están enlazados siempre de la misma manera. La base nitrogenada se une al azúcar pentosa, a través de un enlace N-glucosídico, que conecta un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno. Estos dos átomos reciben la notación de carbono 1´ y nitrógeno 1 (base pirimidínica) o 9 (base púrica). Por último, el grupo fosfato, se une al carbono 5´ de la pentosa a través de un enlace éster. 

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Pregunta

¿Qué es la estructura primaria del ADN?

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Answer

Se denomina estructura primaria del ADN a las largas cadenas de nucleótidos unidos a través de enlaces éster que se forman en reacciones de condensación 

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Pregunta

Los nucleótidos de ADN contienen ribosa, mientras que los nucleótidos de ARN contienen desoxirribosa.  ¿Verdadero o falso?

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Answer

Falso.

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Pregunta

¿Qué es la estructura secundaria del ADN? 

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Answer

Se denomina estructura secundaria del ADN a la conformación espacial de doble hélice antiparalela que adoptan las dos cadenas de nucleótidos que forman la molécula del ADN.

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Pregunta

¿Qué es el apareamiento de bases?

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Answer

El apareamiento de bases es el fenómeno por el que las dos cadenas de nucleótidos que forman la doble hélice del ADN se unen entre sí por enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. 

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Pregunta

La adenina se empareja con la timina a través de  2 enlaces de hidrógeno y la citosina se empareja con la guanina a través de 3 enlaces de hidrógeno.

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Answer

Verdadero. 

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Pregunta

¿Qué es la cromatina?

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Answer

Es la conformación que adopta el ADN en el núcleo de las células. 

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Pregunta

¿Cuál es la función de las histonas?

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Answer

Las histonas ayudan a compactar el ADN para formar cromatina en las células ecuariotas. 

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Pregunta

¿Qué tipos de histonas existen?

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Answer

Las histonas H2A, H2B, H3 y H4, que forman parte de los nucleosomas; y la histona H1, que forma parte de la cromatina. 

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Pregunta

¿Puede el ARN formar estructuras secundarias?

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Answer

Si, aunque en la mayoría de los casos el ARN posee estructura primaria. 

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Pregunta

¿Qué tipo de células no poseen ácidos nucleicos?

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Answer

Los eritrocitos maduros.

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Pregunta

¿Cuál es la principal función del ADN?

Mostrar respuesta

Answer

La principal funcion del ADN es almacenar la información genética y transmitirla a la descendencia. 

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Pregunta

¿Cuál es la principal función del ARN?

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Answer

El ARN se encarga principalmente de transferir (decodificar) la información del ADN y participa en la síntesis de proteínas.

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Pregunta

Existen tres tipos de moléculas de ____

Mostrar respuesta

Answer

ARN

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Pregunta

¿Cuáles son los tres tipos de ARN más importantes?

Mostrar respuesta

Answer

ARN mensajero (ARNm), ARN de transporte (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr).

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Pregunta

El ARNm tiene estructuras secundarias y terciarias. ¿Falso o verdadero?

Mostrar respuesta

Answer

Falso. Tiene estructura primaria. 

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Pregunta

El ARNm de las células eucariotas es distinto al ARN de las células procariotas. ¿Falso o verdadero?

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero

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Pregunta

El ARNm de los eucariotas posee una molécula de ______  unida al grupo fosfato en su extremo 5´, que se suele denominar _____ del ARNm. Además, el ARNm de las células eucariotas posee en su extremo 3´ una cadena extra de adenosinas, que se denomina ______.  

Mostrar respuesta

Answer

El ARNm de los eucariotas posee una molécula de metil-guanosina unida al grupo fosfato´en su extremo 5´, que se suele denominar caperuza del ARNm. Además, el ARNm de las células eucariotas posee en su extremo 3´ una cadena extra de adenosinas, que se denomina cola de poli A.  

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Pregunta

El ARNt es una larga cadena de ARN que posee estructuras secundarias y terciarias. ¿Falso o verdadero?

Mostrar respuesta

Answer

Falso. 

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Pregunta

¿Cómo se denominan las cuatro partes de la estructura del ARNt?

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Answer

Brazo aceptor, bucle T, bucle D y bucle del anticodón.  

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Pregunta

El ARNr tiene siempre el mismo tamaño. ¿Falso o verdadero?

Mostrar respuesta

Answer

Falso. El tamaño de los ARNr es variable. 

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Pregunta

¿Cuál es la función principal del ADN?

Mostrar respuesta

Answer

La función principal del ADN es almacenar la información genética.

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Pregunta

¿Cuál es la función principal del ARN?

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Answer

La función principal del ARN es la de transferir y decodificar la información genética del ADN durante los procesos de transcripción traducción

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Pregunta

¿Cuál es la función del ARNm?

Mostrar respuesta

Answer

El ARNm se encarga de llevar la información genética desde el ADN a los ribosomas, donde se utiliza para determinar la secuencia de aminoácidos durante la síntesis de proteínas. 

Show question

Pregunta

Cada parte del ARNt tiene una función diferente: 


  1. Los _______ se unen al ARNt en su brazo aceptor.
  2. El bucle T reconoce al ________.
  3. El bucle D determina el ______ que transporta cada ARNt.
  4. El bucle del anticodón contiene una secuencia de nucleótidos llamada _______, que es complementaria con regiones específicas del ARNm llamadas ______, las cuales determinan el orden de los _______ durante la síntesis de proteínas.

Mostrar respuesta

Answer

Cada parte del ARNt tiene una función diferente: 


  1. Los aminoácidos se unen al ARNt en su brazo aceptor.
  2. El bucle T reconoce al ribosoma
  3. El bucle D determina el aminoácido que transporta cada ARNt 
  4. El bucle del anticodón contiene una secuencia de nucleótidos llamada anticodón, que es complementaria con regiones específicas del ARNm llamadas codones, las cuales determinan el orden de los aminoácidos durante la síntesis de proteínas.

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Pregunta

El ______ se asocia con proteínas y forma parte de la estructura de los ribosomas. 

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Answer

ARNr

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Pregunta

Las bases nitrogenadas de ______, ______ y ________ forman parte tanto del ADN como el ARN. 


Mostrar respuesta

Answer

Las bases nitrogenadas de adenina, citosina y guanina forman parte tanto del ADN como el ARN. 

Show question

Pregunta

Las principales diferencias entre el ADN y el ARN se encuentran en: ___________

Mostrar respuesta

Answer

El tipo de bases nitrogenadas y de pentosas, la estructura, el tamaño, el número de cadenas, la estabilidad molecular, la localización celular y la función. 

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Pregunta

¿Cuál es la definición y función del ATP?

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Answer

El adenosín trifosfato, o ATP, es la molécula portadora de energía esencial para todos los organismos vivos. Se utiliza para transferir la energía química necesaria para los procesos celulares.

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Pregunta

¿Por qué se llama al ATP "moneda energética"? 

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Answer

El ATP se denomina moneda energética, ya que se utiliza para transportar energía de una célula a otra. Al igual que el dinero (moneda), se utiliza como medio de intercambio. Se utiliza para diversas reacciones y puede reutilizarse.

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Pregunta

Estructuralmente, el ATP consta de tres partes. ¿Cuáles son?


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Answer

Ribosa

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Pregunta

El ATP es un nucleótido fosforilado. ¿Qué significa eso?


Mostrar respuesta

Answer

Significa que tiene fosfatos añadidos.

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Pregunta

¿En qué se parece el ATP al ADN y al ARN?


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Answer

El ATP es un nucleótido, al igual que los monómeros de ADN y ARN. Todos ellos tienen un azúcar pentosa (ya sea ribosa o desoxirribosa) como base. Por tanto, el ATP es similar a los nucleótidos del ADN y el ARN.

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Pregunta

¿Dónde se almacena la energía en el ATP?


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Answer

La energía del ATP se almacena en los enlaces de alta energía entre los grupos fosfato. Normalmente, es el enlace entre el 2º y el 3º grupo fosfato (contado a partir de la base de ribosa).

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Pregunta

¿En qué se diferencia el almacenamiento de energía en el ATP del almacenamiento de energía en moléculas como el almidón?


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Answer

En lugar de almacenar realmente la energía como el almidón o el glucógeno y almacenarla a largo plazo, el ATP capta la energía, la almacena en los enlaces de alta energía y la libera rápidamente cuando la necesita. Las moléculas de almacenamiento reales, como el almidón, no pueden simplemente liberar energía; necesitan del ATP para llevar su energía más lejos.

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Pregunta

¿Qué ocurre durante la hidrólisis del ATP?


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Answer

  1. Los enlaces entre las moléculas de fosfato se rompen con la adición de agua. Estos enlaces son inestables y, por tanto, se rompen fácilmente. 
  2. La reacción es catalizada por la enzima ATP hidrolasa (ATPasa). 
  3. El resultado de la reacción es el adenosin difosfato (ADP), un grupo fosfato inorgánico (Pi) y la liberación de energía.

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Pregunta

¿Qué ocurre cuando los otros dos grupos fosfato se desprenden del ATP?


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Answer

Si se elimina el segundo grupo fosfato, el resultado es la formación de adenosín monofosfato o AMP. De este modo, se libera más energía. Si se elimina el tercer (último) grupo fosfato, el resultado es la molécula de adenosina. Esta reacción también libera energía. 

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Pregunta

¿Qué molécula se añade al ADP para formar ATP durante la síntesis de ATP?


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Answer

Una molécula de fosfato.

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