Unidades Tematicas de 4º Medio - Biologia
Estructura del ADN
Objetivo:
Describir la composición química de A.D.N. y la estructura general de los ácidos nucleicos.
1.INTRODUCCIÓN:
El ADN se encuentra en el núcleo de las células y almacena toda la información necesaria para el funcionamiento y desarrollo del ser vivo.
El mensaje genético puede pasar a la descendencia gracias a que los ácidos nucleicos son capaces de autoduplicarse, es decir, sacar copias exactas de sí mismos.
El ARN tiene funciones relacionadas con la transmisión de la información contenida en el ADN. Este ácido nucleico se ocupa de interpretar la información del ADN, transportarla al citoplasma y dirigir la síntesis de proteínas de acuerdo con las instrucciones contenida en la información genética. Por este motivo el ARN se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma.
¿Cómo es la estructura del A.D.N.? ¿Cuál es su composición química?
Phoebus Aaron Levene demostró que la unidad estructural de los ácidos nucleicos era el nucleótido, el cual estaba formado por la unión de tres compuestos químicos:
a) Una base nitrogenada que puede ser derivada de las purinas o de las pirimidinas.
Fig. 1 Bases nitrogenadas
Fig. 2 Nucleotido
b) Una molécula de azúcar de 5 carbonos que puede ser ribosa o desoxirribosa
Fig.3 Ribosa y Desoxirribosa
c) Un grupo fosfato, derivado del ácido fosfórico
Fig. 4 Grupo fosfato
c) El grupo fosfato y la base nitrogenada se unen a la molecula de azucar de una manera especifica, el grupo fosfato se une a la molécula de azúcar a través del carbono 5, mientras que la base nitrogenada lo hace a través del carbono 1. En figura 5 podemos observar la estructura de los nucleótidos de adenina y timina.
Fig. 5 Nucleotido de adenina
El nombre del nucleótido depende de la base nitrogenada que este contenga en su estructura, de acuerdo a esto, en los ácidos nucleicos están presentes los nucleótidos de: timina, adenina, guanina, citosina, timina y uracilo.
POLINUCLEÓTIDOS
La estructura de los ácidos nucleicos es bastante complicada ya que se forman por la unión de varias unidades de nucleótidos; a la estructura resultante se le conoce con el nombre de polinucleótido. La unión de los nucleótidos ocurre entre el grupo -OH del carbono 3 de la molécula de azúcar de uno de los nucleótidos y un grupo -OH del fosfato que está unido al carbono 5 de la molécula de azúcar del siguiente nucleótido; esto lo podemos representar utilizando fórmulas o figuras (Fig. 6).
Fig. 6 Representacion de un polinucleotido
Tanto el DNA como el RNA son polinucleótidos cuyos componentes se enlistan en la siguiente tabla (Tabla 1):
| ÁCIDO NUCLEICO | NUCLEÓTIDOS | AZÚCAR |
| 1.- DNA | Adenina, Guanina, Citosina , Timina | Desoxirribosa |
| 2.- RNA | Adenina, Guanina, Citosina, Uracilo | Ribosa |
En los primeros años de la década de 1950, Watson y Crick, dos investigadores interesados en el ADN, comenzaron a trabajar juntos para resolver el problema de su estructura molecular. No hicieron experimentos en el sentido habitual, sino que se dedicaron a examinar y contrastar todos los datos existentes a cerca del ADN y unificarlos en una síntesis significativa.
En el momento en que comenzaron sus estudios, ya había un cúmulo de abundante información sobre el tema:
- Se sabía que la molécula de ADN era muy grande, también muy larga y delgada, y que estaba compuesta de nucleótidos que contenían las bases nitrogenadas adenina, guanina, timina y citosina.
- Las leyes de Chargaff proponían que la cantidad de adenina es igual a la de timina, y que la de guanina es igual que la de citosina.
- Estudios físicos con técnicas de difracción de rayos X de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin habían ofrecido fotografías del ADN donde se mostraban patrones que, casi con certeza, reflejaban los giros de una hélice gigante.
Cuando Watson y Crick analizaron los datos, armaron modelos reales de las moléculas usando alambre y hojalata, ensayando dónde podía encajar cada pieza en el rompecabezas tridimensional.
MODELO DE WATSON Y CRICK
La estructura del ADN es peculiar, pues se trata de una cadena doble con forma de doble hélice, mientras que el ARN está formado por una sola cadena o hebra.
A medida que trabajaban con los modelos advirtieron que los nucleótidos situados en cualquiera de las cadenas de la doble hélice podían acoplarse en cualquier orden o secuencia: por ejemplo TTCAGTACATT y así sucesivamente.
Dado que una molécula de ADN puede tener miles de nucleótidos de largo, es posible obtener una gran variedad de secuencias de bases diferentes y la variedad es uno de los requisitos primarios del material genético.
Además, las dos cadenas de nucleótidos corren en direcciones opuestas, por lo que se dice que son cadenas antiparalelas. Aunque los nucleótidos dispuestos a lo largo de una cadena de la doble hélice pueden presentarse en cualquier orden, su secuencia determina el orden de los nucleótidos de la otra cadena.
AUTOEVALUACIÒN: Test de conocimiento sobre los àcidos nucleicos
2. TAREA
a) Por una parte deberán por grupo enumerar,discutir y recoger en un cuadro las principales diferencias entre la molécula de ADN y el ARN (estructura, composición, ubicación y función). Posteriormente pondrán en común los cuadros de los distintos grupos y deliberarán si existen discrepancias.
3. RECURSOS:
MATERIAL: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos18.htm
VIDEO: http://www.youtube.com/watch?v=ACrtG8aZsJc
INSTRUCCIONES:http://www.dnai.org/downloads/origami_inst.pdf
4. CONCLUSIÓN:
Tras realizar la actividad, los alumnos habrán aprendido unas nociones básicas sobre la estructura de la información genética e identificación de las distintas partes de la molécula de ADN, adquirido habilidad para asimilar y seleccionar la información en un texto.