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Conceptos Fundamentales de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, son esenciales para la herencia genética y la síntesis de proteínas. Conformados por nucleótidos, sus estructuras y emparejamientos de bases permiten la replicación y transcripción del material genético. El ADN se organiza en cromatina en eucariotas, mientras que el ARN desempeña múltiples roles en la célula, incluyendo la regulación de la expresión génica.

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1

Los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, son esenciales para la ______ genética en seres vivos.

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herencia

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El ______ central de la biología molecular establece que la información fluye del ADN al ARN y luego a las proteínas.

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dogma

3

Algunos virus tienen la capacidad de revertir el flujo de información genética mediante ______ inversas que crean ADN a partir de ARN.

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transcriptasas

4

Aparte de su rol en la producción de proteínas, el ARN también puede tener funciones ______ y ______ en las células.

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catalíticas estructurales

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Categorías de bases nitrogenadas

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Púricas: Adenina y Guanina; Pirimidínicas: Citosina, Timina (ADN), Uracilo (ARN).

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Enlace entre nucleótidos

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Los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster formando una cadena 5’ a 3’.

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Estabilidad del ARN vs ADN

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El ARN es menos estable que el ADN debido al grupo hidroxilo en la posición 2' de la ribosa.

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La ______ se une con la ______ mediante tres puentes de hidrógeno en la estructura del ADN.

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Citosina Guanina

9

La ______ (o ______ en ARN) se une con la ______ mediante dos puentes de hidrógeno.

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Timina Uracilo Adenina

10

Los apareamientos específicos son cruciales para mantener una distancia constante entre las cadenas de - y la estabilidad del ADN.

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azúcar fosfato

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Estos apareamientos contribuyen a la replicación ______ del material genético.

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fidedigna

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Leyes de Chargaff

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Equivalencia entre cantidades de Adenina-Timina y Guanina-Citosina.

13

Estructuras conformacionales del ADN

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B-ADN, A-ADN, Z-ADN; difieren en características estructurales.

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Contribución de Rosalind Franklin

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Estudios de difracción de rayos X esenciales para entender la estructura del ADN.

15

En las células con núcleo definido, el material genético está altamente organizado en una estructura llamada ______, que está compuesta por ADN, ARN y proteínas ______.

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cromatina histonas

16

Los nucleosomas se estructuran en formas más complejas como las fibras ______, culminando en la formación de ______.

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solenoides cromosomas

17

El empaquetamiento del ADN no solo sirve para protegerlo, sino que también regula su ______ para procesos como la transcripción y otras funciones celulares.

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accesibilidad

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Tipos de genes según productos codificados

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Monocistrónicos: un producto. Policistrónicos: múltiples productos.

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Procesos críticos de la dinámica del ADN

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Desnaturalización y renaturalización durante replicación y transcripción.

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Factores de estabilidad en pares de bases del ADN

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Pares Guanina-Citosina más estables por tres puentes de hidrógeno.

21

El ARN es una molécula que generalmente posee una estructura de ______ única.

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cadena

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Entre los tipos de ARN se encuentran el ARN de ______, mensajero y ribosómico.

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transferencia

23

El ARN de transferencia, mensajero y ribosómico son cruciales en la ______ de proteínas.

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síntesis

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Las ribozimas y otros ARN pequeños son importantes para la regulación de la ______ génica.

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expresión

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Conceptos Fundamentales de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), son polímeros vitales que constituyen el fundamento de la herencia genética en todos los organismos vivos. El ADN alberga la información genética, replicándose para la transmisión a la descendencia y transcribiéndose en ARN para la síntesis de proteínas, conforme al dogma central de la biología molecular. Aunque este flujo de información es típicamente unidireccional, ciertos virus retrotranscriptores invierten este proceso utilizando enzimas llamadas transcriptasas inversas para sintetizar ADN a partir de ARN viral. El ARN, además de su papel en la síntesis de proteínas, puede ejercer funciones catalíticas y estructurales en la célula, como se observa en los ribozimas y en la formación del ribosoma.
Modelo 3D detallado de la doble hélice de ADN con cadenas entrelazadas y pares de bases nitrogenadas en colores representativos, sobre fondo neutro.

Estructura y Composición de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos están compuestos por monómeros llamados nucleótidos, que incluyen un azúcar de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada y uno o más grupos fosfato. En el ADN, la pentosa es la desoxirribosa, mientras que en el ARN es la ribosa. Las bases nitrogenadas se dividen en dos categorías: púricas (Adenina y Guanina) y pirimidínicas (Citosina, Timina en el ADN y Uracilo en el ARN). Los nucleótidos se unen covalentemente a través de enlaces fosfodiéster para formar una cadena con orientación 5’ a 3’. El ARN tiende a ser menos estable que el ADN debido al grupo hidroxilo en la posición 2' de la ribosa, que lo hace más susceptible a la hidrólisis.

Interacciones y Estabilidad de las Bases Nitrogenadas

Las bases nitrogenadas, componentes hidrofóbicos de los ácidos nucleicos, se estabilizan en la estructura de doble hélice a través de interacciones hidrofóbicas y puentes de hidrógeno. La Citosina se une específicamente con la Guanina mediante tres puentes de hidrógeno, y la Timina (o Uracilo en ARN) con la Adenina mediante dos. Estos apareamientos específicos son esenciales para la estructura de doble hélice del ADN, manteniendo una distancia constante entre las cadenas de azúcar-fosfato y contribuyendo a la estabilidad y replicación fidedigna del material genético.

Descubrimiento y Estructura de la Doble Hélice del ADN

El descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN se basó en las Leyes de Chargaff, que establecen la equivalencia entre las cantidades de Adenina y Timina, y de Guanina y Citosina, y en los estudios de difracción de rayos X realizados por Rosalind Franklin. James Watson y Francis Crick propusieron que el ADN está compuesto por dos cadenas polinucleotídicas antiparalelas y helicoidales, con las bases nitrogenadas apareadas en el interior. Existen diversas formas conformacionales del ADN, como el B-ADN (la forma más común en condiciones fisiológicas), A-ADN y Z-ADN, cada una con características estructurales distintas.

Empaquetamiento del ADN en Eucariotas y Estructura de la Cromatina

En las células eucariotas, el ADN se encuentra altamente organizado en una estructura denominada cromatina, compuesta por ADN, ARN y proteínas histonas. Las histonas son proteínas alcalinas que permiten el empaquetamiento del ADN alrededor de ellas formando nucleosomas. Estos nucleosomas se organizan en estructuras de orden superior como las fibras solenoides y, finalmente, en cromosomas. Este empaquetamiento no solo protege el ADN, sino que también regula su accesibilidad para la transcripción y otros procesos celulares.

Definición y Dinámica de los Genes

Un gen es una unidad de herencia compuesta por una secuencia específica de ADN que contiene la información necesaria para sintetizar un producto génico, que puede ser una proteína o una molécula de ARN. Los genes pueden ser monocistrónicos, codificando para un solo producto, o policistrónicos, codificando para múltiples productos. La dinámica del ADN incluye su capacidad para desnaturalizarse y renaturalizarse, procesos críticos durante la replicación y la transcripción. La estabilidad del ADN también depende del contenido de pares de bases Guanina-Citosina, que forman tres puentes de hidrógeno y son más estables que los pares Adenina-Timina.

Características y Funciones del ARN

El ARN es generalmente una molécula monocatenaria que puede adoptar diversas estructuras secundarias y terciarias, como horquillas y estructuras cruciformes. Existen múltiples tipos de ARN, incluyendo el ARN de transferencia (tRNA), mensajero (mRNA) y ribosómico (rRNA), cada uno con funciones especializadas en la síntesis de proteínas y otros procesos celulares. Además, los ARN pequeños como los ARN nucleares pequeños (snRNA), microARN (miRNA), ARN de interferencia pequeño (siRNA) y las ribozimas, tienen funciones reguladoras y catalíticas, desempeñando roles fundamentales en la regulación de la expresión génica y el mantenimiento de la integridad de los telómeros.