En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿En qué se diferencia el ARN del ADN y por qué es importante?
El ADN se mantiene a salvo en el núcleo, pero las proteínas se construyen en los ribosomas del citoplasma. El ARN es la molécula que une los dos lugares. En esta lección compararás el ARN con el ADN, aprenderás los tres tipos principales de ARN y verás cómo fluye la información del ADN al ARN y a la proteína.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
El ARN comparado con el ADN
- El ARN (ácido ribonucleico) es un ácido nucleico hecho de nucleótidos, igual que el ADN.
- El ARN tiene el azúcar ribosa, y el ADN tiene el azúcar desoxirribosa.
- El ARN tiene la base uracilo (U) en lugar de timina (T). En el ARN, A se aparea con U.
- El ARN suele ser una sola cadena, y el ADN es una doble hélice.
- Las moléculas de ARN son mucho más cortas que un cromosoma de ADN, porque cada una es una copia de un solo gen o de una parte pequeña de él.
Las diferencias en el azúcar, en una base y en el número de cadenas hacen del ARN una copia de trabajo temporal, mientras que el ADN es el almacenamiento a largo plazo.
Los tres tipos principales de ARN
- El ARN mensajero (ARNm) lleva las instrucciones de un gen. Sus bases se leen en grupos de tres llamados codones.
- El ARN de transferencia (ARNt) lleva un aminoácido. Tiene un anticodón, un conjunto de tres bases que se aparea con un codón del ARNm.
- El ARN ribosómico (ARNr) se combina con proteínas para formar los ribosomas, las estructuras que construyen las proteínas.
- Las células también producen otros tipos de ARN, pero estos tres son los necesarios para construir una proteína.
El ARNm lleva el mensaje, el ARNt trae los aminoácidos y el ARNr forma el ribosoma donde se produce la proteína.
Del ADN a la proteína
- La información fluye del ADN al ARN y a la proteína.
- La transcripción produce una copia de un gen en forma de ARNm. La traducción usa el ARNm para construir una proteína. Estudiarás cada una en las siguientes lecciones.
- En los eucariotas, la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción ocurre en los ribosomas del citoplasma.
- Los procariotas no tienen núcleo, así que los dos pasos ocurren en el citoplasma.
- Las proteínas hacen la mayor parte del trabajo de las células, así que la secuencia de un gen termina afectando los rasgos de un organismo.
Un gen del ADN se copia en ARNm, y el ARNm se usa para construir una proteína.
Por qué ayuda una copia temporal
- El ADN es la copia maestra y se queda en el núcleo. Usar copias de ARN lo protege del daño.
- Un gen se puede copiar muchas veces, así que una célula puede producir mucha cantidad de una proteína con rapidez.
- El ARNm no dura para siempre, así que una célula puede cambiar las proteínas que produce.
- Todas las células de un organismo tienen el mismo ADN, pero distintos tipos de células usan genes distintos. Así pueden ser diferentes una célula del hígado y una célula del músculo.
Células distintas usan genes distintos, así que producen ARNm y proteínas distintos a partir del mismo ADN.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: ¿ADN o ARN?
Se analizaron tres muestras de ácidos nucleicos (porcentaje de cada base). Son valores de muestra para practicar. Para cada muestra, decide si es ADN o ARN y si es probable que tenga una cadena o dos. Escribe tu respuesta como Afirmación, Evidencia y Razonamiento.
| Muestra | % A | % T | % U | % G | % C |
|---|---|---|---|---|---|
| Muestra 1 | 30 | 30 | 0 | 20 | 20 |
| Muestra 2 | 26 | 0 | 31 | 24 | 19 |
| Muestra 3 | 22 | 29 | 0 | 21 | 28 |
Mostrar la solución
- Afirmación: La Muestra 1 es ADN de doble cadena, la Muestra 2 es ARN y la Muestra 3 es ADN que probablemente tiene una sola cadena.
- Evidencia: La Muestra 1 tiene T y no tiene U, con A = 30 y T = 30, y G = 20 y C = 20. La Muestra 2 tiene U y no tiene T. La Muestra 3 tiene T y no tiene U, pero A = 22 no coincide con T = 29 y G = 21 no coincide con C = 28.
- Razonamiento: El ADN contiene timina y el ARN contiene uracilo, lo que identifica el tipo. En una doble cadena, A se aparea con T y G se aparea con C, así que sus cantidades coinciden. La Muestra 1 coincide. En la Muestra 3 las cantidades no coinciden, así que probablemente tiene una sola cadena. La Muestra 2 tiene U, pero su A (26) y su U (31) no coinciden, y su G (24) y su C (19) tampoco, lo que encaja con un ARN de una sola cadena.
- Nota: el patrón de apareamiento solo nos dice algo sobre las cadenas cuando una molécula es de doble cadena.
- Respuesta: Muestra 1: ADN de doble cadena. Muestra 2: ARN. Muestra 3: ADN, probablemente de una sola cadena.
Ejemplo 2: Relaciona el ARN con su función
Usa la tabla. Escribe ARNm, ARNt o ARNr para cada descripción.
| Descripción | ¿Cuál ARN? |
|---|---|
| Tiene un anticodón que se aparea con un codón | |
| Es una parte del ribosoma | |
| Se lee de tres en tres bases, como codones | |
| Lleva un aminoácido |
Mostrar la solución
- Un anticodón se encuentra en el ARNt, donde se aparea con un codón del ARNm.
- Los ribosomas están hechos de ARNr y proteínas.
- Los codones son grupos de tres bases del ARNm.
- Cada ARNt lleva un aminoácido.
- Respuesta: ARNt, ARNr, ARNm, ARNt.
Ejemplo 3: Porcentajes de bases en el ARN
Una molécula de ARN de 100 nucleótidos tiene 22 nucleótidos de adenina, 31 de uracilo y 26 de guanina. ¿Cuántos nucleótidos de citosina hay y qué porcentaje de cada base está presente? ¿Este ARN sigue la regla A = U y G = C?
Mostrar la solución
- Suma las bases conocidas: 22 + 31 + 26 = 79.
- Citosina = 100 – 79 = 21 nucleótidos.
- Con 100 nucleótidos, cada cantidad también es su porcentaje: A 22%, U 31%, G 26%, C 21%.
- A (22) no es igual a U (31) y G (26) no es igual a C (21), así que la regla no se aplica. Eso encaja con una molécula de una sola cadena, donde las bases no están apareadas entre dos cadenas.
- Respuesta: C = 21 nucleótidos (21%). El ARN no sigue A = U y G = C, como se espera de una sola cadena.
Práctica
Usa la hoja de práctica para comparar el ADN y el ARN, relacionar los tipos de ARN con sus funciones y usar porcentajes de bases para distinguir el ADN del ARN.
- Hoja de práctica: Tipos de ARN (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Tipos de ARN (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- El ARN tiene ribosa, uracilo en lugar de timina y suele ser de una sola cadena.
- El ARNm lleva el mensaje de un gen, el ARNt trae aminoácidos y el ARNr ayuda a formar los ribosomas.
- La información fluye del ADN al ARN y a la proteína.
- Distintos tipos de células usan genes distintos, así que producen ARN y proteínas distintos a partir del mismo ADN.
De vuelta a la pregunta esencial: el ARN se diferencia del ADN en su azúcar, en una base y en el número de cadenas. Estas diferencias hacen del ARN una copia de trabajo de vida corta, para que el ADN pueda quedarse protegido mientras las células producen las proteínas que necesitan.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS1-1: Construir una explicación basada en evidencia sobre cómo la estructura del ADN determina la estructura de las proteínas que llevan a cabo las funciones esenciales de la vida mediante sistemas de células especializadas.
Ideas disciplinarias básicas: LS1.A: Estructura y función