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Ácidos Nucleicos: Fundamentos de la Herencia y la Función Celular

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, son cruciales para almacenar y transmitir la información genética, codificando genes que se traducen en proteínas. Los nucleótidos forman estas macromoléculas y tienen roles adicionales en la energía celular y la regulación de la expresión génica. La estructura de doble hélice del ADN y la regulación epigenética a través de la cromatina son fundamentales para la función y la herencia en los seres vivos.

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1

El ADN y el ARN están formados por unidades llamadas nucleótidos, que incluyen una base nitrogenada, un azúcar de ______ y un ______.

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pentosa grupo fosfato

2

Las bases nitrogenadas del ADN son adenina, guanina, citosina y ______, mientras que en el ARN se reemplaza la timina por ______.

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timina uracilo

3

En el ADN, el azúcar de pentosa es la ______, y en el ARN es la ______.

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desoxirribosa ribosa

4

La información genética se codifica en la secuencia de nucleótidos en forma de ______, que luego se traducen en proteínas.

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genes

5

Enlace fosfodiéster en ácidos nucleicos

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Conexión covalente entre grupo fosfato de un nucleótido y azúcar de otro, forma esqueleto azúcar-fosfato.

6

Estructura de un nucleósido

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Base nitrogenada unida a azúcar pentosa por enlace N-glucosídico.

7

Función de los grupos fosfato en nucleótidos

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Proporcionan energía para reacciones bioquímicas, unidos a nucleósidos forman nucleótidos.

8

En la estructura de doble hélice del ADN, la ______ se une a la ______ mediante dos enlaces de hidrógeno.

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adenina timina

9

La ______ se empareja con la ______ a través de tres enlaces de hidrógeno, influyendo en la estabilidad térmica del ADN.

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citosina guanina

10

Moneda energética celular principal

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ATP y GTP son las principales moléculas de transferencia de energía en la célula.

11

Segundos mensajeros en transducción de señales

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AMP cíclico (AMPc) y GMP cíclico (GMPc) actúan como segundos mensajeros en la transducción de señales.

12

Componentes de coenzimas en reacciones redox

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NAD+ (nicotinamida adenina dinucleótido) y FAD (flavín adenina dinucleótido) son coenzimas críticas en reacciones de óxido-reducción.

13

Las proteínas ______ se asocian con el ADN para crear ______, la unidad básica de la ______.

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histonas nucleosomas cromatina

14

Durante la ______ celular, la cromatina se ______ para formar ______ y asegurar la distribución del material genético.

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división compacta cromosomas

15

La organización del ADN en ______ es ______ y esencial para la regulación de la ______ génica.

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cromatina dinámica expresión

16

La ______ del ADN permite que ciertas áreas del genoma estén disponibles para la maquinaria de ______.

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organización transcripción

17

Componentes principales de la cromatina

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ADN y proteínas histonas.

18

Efecto de la acetilación de histonas

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Reduce afinidad histonas-ADN, cromatina relajada, mayor transcripción.

19

Consecuencia de la metilación de histonas

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Cromatina condensada, represión expresión génica.

20

El conjunto de información genética humana se compone de alrededor de ______ millones de pares de bases y se organiza en ______ pares de cromosomas en las células somáticas.

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3.2 23

21

Las células humanas también poseen un genoma ______ más reducido, que es responsable de codificar algunos ARN y proteínas cruciales para su funcionamiento.

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mitocondrial

22

En las células germinales humanas, se encuentra un conjunto ______ de cromosomas, a diferencia de las células somáticas.

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haploide

Preguntas y respuestas

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

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Ácidos Nucleicos: Fundamentos de la Herencia y la Función Celular

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), son macromoléculas vitales que almacenan y transmiten la información genética necesaria para la función y la reproducción de los seres vivos. Estos polímeros están compuestos por secuencias de nucleótidos, cada uno formado por una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina y timina en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN), un azúcar de pentosa (desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN) y un grupo fosfato. La secuencia de nucleótidos codifica la información genética en forma de genes, que se traduce en proteínas y otras moléculas funcionales.
Estructura detallada de una doble hélice de ADN en 3D con segmentos coloridos y fondo desenfocado en tonos azules y grises.

Estructura y Función de los Nucleótidos

Los nucleótidos, los monómeros de los ácidos nucleicos, se enlazan covalentemente a través de enlaces fosfodiéster para formar cadenas largas y estables. Un nucleósido se compone de una base nitrogenada unida a un azúcar de pentosa mediante un enlace N-glucosídico. La adición de uno o más grupos fosfato al nucleósido forma un nucleótido. En el contexto de los ácidos nucleicos, los nucleótidos están presentes como monofosfatos. Los enlaces fosfodiéster conectan el grupo fosfato de un nucleótido con el azúcar del siguiente, resultando en una estructura de cadena con un esqueleto de azúcar-fosfato y bases nitrogenadas proyectándose hacia afuera.

Emparejamiento de Bases y la Doble Hélice del ADN

El emparejamiento específico de bases nitrogenadas es fundamental para la estructura de doble hélice del ADN y para la fidelidad de los procesos genéticos. En el ADN, la adenina se empareja con la timina mediante dos enlaces de hidrógeno, y la citosina con la guanina a través de tres enlaces de hidrógeno. Este emparejamiento complementario permite la replicación exacta del ADN y la transcripción precisa del ARN. La proporción de pares de bases guanina-citosina afecta la estabilidad térmica del ADN debido a la mayor cantidad de enlaces de hidrógeno en estos pares.

Multifuncionalidad de los Nucleótidos y sus Derivados

Los nucleótidos y sus derivados tienen roles esenciales más allá de su participación en los ácidos nucleicos. Actúan como moneda energética en la célula, con el ATP y el GTP siendo las principales moléculas de transferencia de energía. Funcionan como segundos mensajeros en la transducción de señales, como es el caso del AMP cíclico (AMPc) y el GMP cíclico (GMPc). Además, los nucleótidos están involucrados en la transferencia de grupos fosfato y en la regulación de actividades enzimáticas. Son también componentes críticos de coenzimas como el NAD+ (nicotinamida adenina dinucleótido) y el FAD (flavín adenina dinucleótido), que son esenciales en reacciones de óxido-reducción.

Organización y Función del ADN en la Célula

El ADN se organiza en una estructura de doble hélice, donde dos cadenas antiparalelas de nucleótidos se entrelazan formando una hélice. Esta estructura se asocia con proteínas histonas para formar nucleosomas, que son la unidad fundamental de la cromatina. La cromatina se compacta para formar cromosomas durante la división celular, permitiendo la segregación eficiente del material genético. La organización del ADN en cromatina es dinámica y juega un papel crucial en la regulación de la expresión génica, permitiendo que ciertas regiones del genoma sean accesibles para la maquinaria transcripcional.

Regulación Epigenética a través de la Cromatina y las Histonas

La cromatina, compuesta por ADN y proteínas histonas, es esencial para la regulación epigenética de la expresión génica. Las modificaciones postraduccionales de las histonas, como la acetilación y la metilación, alteran la estructura de la cromatina y la accesibilidad del ADN a los factores de transcripción. La acetilación de las histonas reduce su afinidad por el ADN, promoviendo un estado de cromatina más relajado y accesible para la transcripción. Por otro lado, la metilación de las histonas puede conducir a un estado más condensado de la cromatina, generalmente asociado con la represión de la expresión génica.

Complejidad y Diversidad del Genoma y el ARN

El genoma humano consta de aproximadamente 3.2 mil millones de pares de bases distribuidos en 23 pares de cromosomas en células somáticas y un conjunto haploide en células germinales. Además del ADN nuclear, las células contienen un genoma mitocondrial más pequeño, que codifica para algunos ARN y proteínas esenciales para la función mitocondrial. Existen diversos tipos de ARN, incluyendo el ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt), ARN ribosómico (ARNr), y pequeños ARN reguladores como microARN (miARN) y ARN de interferencia pequeño (siARN), que desempeñan papeles críticos en la regulación de la expresión génica y en la maquinaria celular.