A1.2 cidos Nucleicos: Estructura del ADN y sus componentes

Programa del Diploma

A1.2 Ácidos nucleicos (NM/NS)

Tema : Unidad y Diversidad Nivel de organización : MoléculasNM/NS

Preguntas de orientación

¿Cómo permite la estructura de los ácidos nucleicos almacenar la información hereditaria? ¿Cómo facilita la estructura del ADN una replicación precisa?NM/NS

Contenido NM/NS - A1.2 Ácidos nucleicos

• A1.2.1: El ADN como material genético de todos los organismos vivos
• A1. 2 .2: Componentes de un nucleótido
• A1. 2 .3: Enlace azúcar-fosfato y la "columna vertebral" azúcar-fosfato del ADN y el ARN
• A1. 2 .4: Bases en cada ácido nucleico que forman la base de un código
• A1.2.5: El ARN como polímero formado por condensación de monómeros de nucleótidos
• A1. 2 . 6: El ADN como una doble hélice formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos con dos cadenas unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases complementarias
• A1. 2. 7: Diferencias entre ADN y ARN
• A1.2.8: Función del apareamiento de bases complementarias para permitir que la información genética se replique y se exprese
• A1.2.9: Diversidad de posibles secuencias de bases de ADN y capacidad ilimitada del ADN para almacenar información
• A1. 2. 10 : Conservación del código genético en todas las formas de vida como evidencia de una ascendencia común universalNM/NS

Términos clave NM/NS

• Base de nitrógeno
• Código genético
• Polímero
• Reacción de condensación
• Pares de bases complementarios
• Polinucleótidos
• Genética
• ADN
• ARN
• Antiparalelo
• Replicación del ADN
• Expresión genética
• Virus
• Nucleótidos
• Fosfato
• Homeostasis
• Desoxirribosa
• Metabolismo
• RibosaNM/NS

A1.2.1: El ADN como material genético de todos los organismos vivos

Algunos virus utilizan el ARN como material genético, pero no se consideran seres vivos.

• El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de todos los organismos vivos
• El ADN se encuentra en los cromosomas y contiene la información genética para el crecimiento y desarrollo de células y organismos individuales.

http://www.youtube.com/watch?v=zwibgNGe4aY? Explique por qué no se considera que los virus estén vivos.

• Todos los organismos vivos tienen en común: Tener al menos una célula Son capaces de realizar el metabolismo. Mantener la homeostasis Responder a estímulos Son capaces de reproducirse Crecer y desarrollarse Contienen información genetica (en forma de ADN)
• Los virus contienen material genético (ADN o ARN) que está rodeado por una capa de proteína.
• Pero la mayoría de los científicos no consideran que los virus sean seres vivos.

http://www.youtube.com/watch?v=8FqlTslU22s http://www.youtube.com/watch?v=cQPVXrV0GNA· Los organismos vivos deberían poseer todos de las características de la vida. · Los virus tienen material genético (ADN o ARN), pero no poseen la mayoría de las características de la vida. · Los virus no tienen células que lleven a cabo el metabolismo y la homeostasis. Los virus no pueden responder a los estímulos y no crecen. · No son capaces de reproducirse por sí mismos, sino que son replicados por las células huésped. Coronavirus 2019NM/NS

A1.2.2: Componentes de un nucleótido

En los diagramas de nucleótidos se utilizan círculos, pentágonos y rectángulos para representar posiciones relativas de fosfatos, azúcares pentosas y bases.

• EI ARN y el ADN son polímeros compuestos por largas cadenas de nucleótidos.
• Los nucleótidos están formados por: v Una base nitrogenada v Un monosacárido (pentosa) v Un grupo fosfato

Fosfato 1 Pentosa Base nitrogenada https://youtu.be/C1CRrtkWwu0?si=pAkH8SOT3bdrvOhS· La pentosa puede ser: V Desoxirribosa en el ADN V Ribosa en el ARN

• Las bases nitrogenadas pueden ser: V Citosina v Guanina V Adenina v Timina (solo en el ADN) Uracilo (solo en el ARN)

H H N N N H 0- N N H O=P-O CH2 1 O H H - H H OH H El IB solo pide que sepas dibujarlo como un círculo, un hexágono y un rectángulo (no átomo por átomo). El grupo fosfato y la base nitrogenada deben conectarse en las esquinas correctas del pentágono Sugar Nitrogenous base (adenine) Phosphate group La base y el grupo fosfato están conectados al carbono del azúcar a través de un enlace covalente.NM/NS

A1.2.3: Enlace azúcar-fosfato y la "columna vertebral" azúcar-fosfato del ADN y el ARN

La unión azúcar-fosfato crea una cadena continua de átomos unidos covalentemente en cada hebra de nucleótidos de ADN o ARN, lo que forma una "columna vertebral" fuerte en la molécula. Enlace covalente

• Tanto el ADN como el ARN son polinucleótidos.
• Los polinucleótidos se forman a través de una serie de reacciones de condensación.
• un enlace covalente entre el fosfato de un nucleotido y el azúcar del segundo nucleótido.
• La unión azúcar-fosfato crea una cadena continua de átomos unidos covalentemente en cada hebra de nucleótidos de ADN o ARN, lo que forma una "columna vertebral" fuerte en la molécula.· El ADN y el ARN tienen una "columna vertebral" de fosfato-azúcar-fosfato-azúcar- fosfato ...
• Los extremos de la columna vertebral se identifican como 5' y 3'. v 5' terminan con un fosfato v 3' terminan con una pentosa.

NH2 N. N extremo 5 N N NH2 5 0 P-O -0 H H H 13' H N N NH2 in O -P-O- N O N H H H 3 H N N 1 5 0-P-O- a H H -I 13' H OH H extremo 3" 5'-phosphate-sugar-3'-5'-phosphate-sugar-3'-5'-phosphate-sugar-3 .0. N N H O H =0· La columna vertebral se forma cuando los nucleótidos se combinan en una reacción de condensación. · Una reacción de condensación es un tipo de reacción química en la que dos moléculas se combinan para formar una sola molécula, con la pérdida de una molécula de agua. · En la reacción de condensación, el grupo fosfato 5' de un nucleótido forma un nuevo enlace covalente con el carbono 3' de la pentosa del siguiente nucleótido. · De esta manera, la columna vertebral se construye de 5' a 3'. Esta direccionalidad tiene importancia para la replicación y transcripción del ADN O O 0-P=0 0-P=0 0 5'CH O- 3º 3' OH OH Condensation reaction OH 0-P=0 -O 5'CH2 O 3' OH OH OH Phosphodiester bond O OH + H,O Water 0-P=0 1 O 5'CH2 -O. O 5'CH 0NM/NS

A1.2.4: Bases en cada ácido nucleico que forman el fundamento de un código

Los alumnos deben saber los nombres de las bases nitrogenadas. Found in: DNA RNA Found in: DNA RNA Found in: DNA RNA Found in: DNA Found in: RNA Guanine Adenine Cytosine Thymine Uracil Purines = double ring structures Pyrimidines = single ring structuresNM/NS

• El orden en que se organizan los diferentes tipos de nucleótidos en el ADN o el ARN sirve como código para almacenar la información genética en todos los organismos vivos
• El código de ADN se transcribe en código de ARNm.
• El código del ARNm se traduce en una secuencia de aminoácidos.

DNA code Amino acid chain G G Gly Phe Leu Ser Asp CUAG CU AG AG TC G U G K G G A Cys Val TCAG U GU G AIG 0 Trp G G 4 ... R Arg UC AG G AC U UCAG Leu T T A A A A 1 T T A A C C 1 ... T Met Ile Arg Gln KG G 1 ... C + C A G CUAG Tyr Ala A C 40 Ter K 1 G G C G G C C Ter Ser A C Lys ICI C A Pro Asn CUAG AG ACU G CUAG His Thr UG 0 UCAG N AG TCAG AG |UC GluNM/NS

A1.2.5: El ARN como polímero formado por condensación de monómeros de nucleótidos

Los alumnos deben poder dibujar y reconocer diagramas de la estructura de nucleótidos individuales y polímeros de ARN. Los nucleótidos de ARN (monómeros) forman una molécula de ARN (polímero) mediante una serie de reacciones de condensación. Pasos para dibujar el ARN 1. Dibuja al menos cuatro nucleótidos en una columna vertical. 2. Añade un enlace covalente entre el azúcar ribosa de un nucleótido y el fosfato del nucleótido que se encuentra debajo. 3. Añade los nombres de las bases nitrogenadas del ARN al diagrama. FOSFATO Uracilo RIBOSA Adenina ENLACE COVALENTE Citosina NUCLEOTIDO GuaninaReconociendo moléculas de ARN En el ARN, hay un esqueleto de azúcar-fosfato. Sin embargo, según el tipo de ARN, la molécula puede retorcerse y unirse a sí misma. mRNA tRNA rRNA Encodes proteins Acts as adaptor between mRNA and amino acids Forms the ribosomeNM/NS

A1.2.6: El ADN como una doble hélice formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos con dos cadenas unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases complementarias

En los diagramas de la estructura del ADN, los alumnos deben dibujar las dos cadenas antiparalelas, pero no es necesario que dibujen la forma helicoidal. Los alumnos deben mostrar la adenina (A) emparejada con la timina (T) y la guanina (G) emparejada con la citosina (C). No es necesario que los alumnos memoricen las longitudes relativas de las bases de purina y pirimidina, ni la cantidad de enlaces de hidrógeno. Cytosine Guanine Thymine AdenineNM/NS

Diagrama del ADN

? Dibuja un diagrama del ADN. El ADN es una doble hélice formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos con dos cadenas unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases complementarios. http://www.youtube.com/watch?v=T6 wKPAbf2kCaracterísticas del ADN

• Doble hélice : el ADN tiene forma de doble hélice, ya que dos cadenas de polinucleótidos forman hélices entrelazadas. [No es necesario que los diagramas para los exámenes del IB muestren la doble hélice]
• Pares de bases complementarios : los nucleótidos solo pueden formar enlaces de hidrógeno con nucleótidos específicos. En el ADN, la adenina es la base complementaria de la timina y la guanina es la base complementaria de la citosina.
• Antiparalelo : las cadenas de ADN discurren en direcciones opuestas. Preste atención a la forma de la desoxirribosa al dibujar diagramas.

Bases nitrogenadas: 3' 5' Adenina Timina Guanina Citosina Par de bases Esqueleto azúcar-fosfato 3' 5'Dibujo de ADN Cytosine Guanine Thymine Adenine Deberías poder dibujar este diagrama.Cómo dibujar el ADN - Paso 1 - Opcional Fosfato Dibuja y etiqueta un solo nucleótido de ADN. Esto te servirá para ayudarte a etiquetar tu diagrama más adelante. Base nitrogenada DesoxirribosaDibujar ADN - Paso 2 Debajo del nucleótido marcado, dibuje dos nucleótidos de ADN más. Unir los dos nucleótidos mediante un enlace covalente, entre el fosfato y la desoxirribosa. Enlace covalenteDibujar ADN - Paso 3 Dibuja un nucleótido en el lado opuesto. Asegúrese de que este nucleótido sea antiparalelo . El pentágono de desoxirribosa apunta hacia arriba en el lado izquierdo y hacia abajo en el lado derecho.