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Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son las biomoléculas orgánicas encargadas de almacenar, conservar y transmitir la información genética y de dirigir la síntesis de proteínas. Este apunte cubre íntegramente el saber básico del Bloque A del currículo de Biología de 2.º de Bachillerato (RD 243/2022): el nucleótido como unidad estructural con sus enlaces (N-glucosídico y fosfodiéster), la estructura y composición química del ADN, los tipos de ARN y sus funciones en la transcripción y la traducción, y la importancia biológica del ADN como portador de la información genética. Todo el contenido es plenamente evaluable en la Selectividad/PAU.

4seccionesca. 18min de lectura4competenciasNivelBásico 1 · Estándar 3Revisado · 06/2026

T·0444 / 12

Perfil de examen

Identifica los monómeros (nucleótidos) y el enlace N-nucleósido que permite la síntesis de ácidos nucleicosDescribe la estructura y composición química del ADN, reconociendo su importancia como molécula portadora de la información genéticaDiferencia los tipos de ARN, así como la función de cada uno en los procesos de transcripción y traducciónDescribe la composición y función de los ácidos nucleicos como biomoléculas orgánicas

Operadores:identificadescribeexplicadiferenciarelacionajustificainterpretacalcularazonalocaliza

nivel básico

Como materia de modalidad, la Biología de 2.º exige reconocer el nucleótido y sus tres componentes, describir la estructura en doble hélice del ADN con la complementariedad de bases y distinguir los tres tipos de ARN y su papel en la síntesis de proteínas.

nivel avanzado

La profundización propia de quien la elige como troncal de la rama de Ciencias incluye razonar las reglas de Chargaff aplicándolas a problemas de composición de bases, justificar la antiparalelidad y la estabilidad de la doble hélice, e integrar los tipos de ARN con el flujo de la información genética (dogma central) que se desarrolla en el Bloque B.

Profundidad

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Inhalt · 4 secciones

Ácidos nucleicos

El nucleótido: composición y enlaces (N-glucosídico y fosfodiéster)#

BasisBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque A. Las biomoléculas — el nucleótido como unidad estructural; el enlace N-glucosídico y el enlace fosfodiéster

Los ácidos nucleicos son macromoléculas (polímeros) cuyo monómero o unidad estructural es el nucleótido. Igual que las proteínas son cadenas de aminoácidos y los polisacáridos cadenas de monosacáridos, un ácido nucleico es una larga cadena de nucleótidos unidos entre sí. Comprender qué es un nucleótido y cómo se enlazan los nucleótidos es, por tanto, la base de todo el tema (Fig. 1).

Componentes y enlaces de un nucleótido

Cada nucleótido está formado por tres componentes unidos covalentemente: una base nitrogenada, una pentosa (azúcar de cinco carbonos) y uno o varios grupos fosfato. Las bases nitrogenadas son de dos tipos: las púricas o purinas (de doble anillo) —adenina (A) y guanina (G)— y las pirimidínicas o pirimidinas (de anillo simple) —citosina (C), timina (T) y uracilo (U)—. La pentosa puede ser ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN, con un grupo —OH menos en el carbono 2'). La unión de una base y una pentosa, sin el fosfato, se denomina nucleósido.

Los componentes del nucleótido se unen mediante dos enlaces internos clave. La base nitrogenada se une a la pentosa por un enlace N-glucosídico (o N-nucleósido), que se establece entre un nitrógeno de la base y el carbono 1' (uno-prima) de la pentosa con pérdida de una molécula de agua; este es el enlace que el currículo te pide identificar como responsable de la unión base–azúcar. El grupo fosfato, a su vez, se une por un enlace éster al carbono 5' de la pentosa. Así se forma el nucleótido completo: base + pentosa (nucleósido) + fosfato (Fig. 2).

Para construir la cadena de ácido nucleico, los nucleótidos se enlazan entre sí mediante el enlace fosfodiéster: el grupo fosfato unido al carbono 5' de un nucleótido se une al grupo hidroxilo (—OH) del carbono 3' del nucleótido siguiente. La repetición de este enlace genera un esqueleto o «columna vertebral» uniforme de azúcar-fosfato-azúcar-fosfato, del que sobresalen las bases nitrogenadas. Como consecuencia, toda cadena de ácido nucleico tiene una polaridad o sentido: un extremo libre con el fosfato en 5' (extremo 5') y otro con el hidroxilo en 3' (extremo 3'); por convenio, las secuencias se escriben en sentido 5'→3'.

Algunos nucleótidos no forman parte de los ácidos nucleicos y desempeñan funciones propias: el ATP (adenosín trifosfato) es la moneda energética universal de la célula, y los nucleótidos NAD⁺/NADH, NADP⁺/NADPH y FAD/FADH₂ actúan como coenzimas transportadoras de electrones en el metabolismo. Su mención aquí sirve de puente con el Bloque de Metabolismo: el mismo «ladrillo» químico tiene un papel informativo (en el ADN/ARN) y un papel energético (libre).

\text{Base nitrogenada} + \text{Pentosa} \xrightarrow{\text{enlace } N\text{-glucos}\acute{\imath}\text{dico}} \text{Nucle}\acute{o}\text{sido} + \text{H}_2\text{O}

Formación del nucleósido (enlace N-glucosídico)

La base se une al carbono 1' de la pentosa por un enlace N-glucosídico con liberación de una molécula de agua; el producto (base + pentosa, sin fosfato) es el nucleósido.

\text{Nucle}\acute{o}\text{sido} + \text{H}_3\text{PO}_4 \longrightarrow \text{Nucle}\acute{o}\text{tido} + \text{H}_2\text{O}

Formación del nucleótido (esterificación del fosfato)

El ácido fosfórico se une por un enlace éster al carbono 5' de la pentosa del nucleósido; el producto (base + pentosa + fosfato) es el nucleótido, ya capaz de polimerizar.

Ejemplo resuelto

Identificar componentes y enlaces en un fragmento de ácido nucleico

Se dispone de un dinucleótido formado por adenina-desoxirribosa-fosfato unido a timina-desoxirribosa-fosfato. (a) Indica de qué ácido nucleico se trata y por qué. (b) Nombra el enlace que une cada base con su pentosa. (c) Nombra el enlace que une los dos nucleótidos y di entre qué carbonos se establece.

(a) Tipo de ácido nucleico
La pentosa es desoxirribosa y aparece la base timina (no uracilo): ambos rasgos son exclusivos del ADN. Por tanto es un fragmento de ADN.
(b) Enlace base–pentosa
Cada base nitrogenada (adenina, timina) se une a su desoxirribosa mediante un enlace N-glucosídico (N-nucleósido), entre un nitrógeno de la base y el carbono 1' del azúcar.
(c) Enlace entre nucleótidos
Los dos nucleótidos se unen por un enlace fosfodiéster: el fosfato del carbono 5' de uno se une al hidroxilo del carbono 3' del otro (sentido 5'→3').

Resultado: (a) Es ADN (desoxirribosa + timina); (b) enlace N-glucosídico (base–pentosa); (c) enlace fosfodiéster entre el C-5' de un nucleótido y el C-3' del siguiente.

Errores frecuentes

Confundir nucleósido y nucleótido: el nucleósido NO lleva fosfato; el nucleótido SÍ. Solo el nucleótido puede polimerizar para formar el ácido nucleico.
Atribuir el enlace fosfodiéster a la unión base–azúcar: la base se une a la pentosa por el enlace N-glucosídico; el enlace fosfodiéster une nucleótidos consecutivos (5'→3').

Repaso activo

Dibuja un esquema de un nucleótido rotulando sus tres componentes y el enlace que une la base con la pentosa. A continuación, representa dos nucleótidos unidos e indica el nombre del enlace que los une y los carbonos de la pentosa implicados.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

El ADN: estructura de doble hélice y función#

StandardBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque A. Las biomoléculas — estructura y composición química del ADN; modelo de doble hélice (Watson y Crick); complementariedad de bases y reglas de Chargaff

Doble hélice del ADN y apareamiento de bases

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es un polímero de desoxirribonucleótidos cuyas cuatro bases son adenina, guanina, citosina y timina. En 1953, James Watson y Francis Crick —apoyándose en los datos de difracción de rayos X de Rosalind Franklin y en las reglas de composición de Erwin Chargaff— propusieron su modelo de doble hélice, que constituye la estructura secundaria del ADN y explica simultáneamente cómo guarda la información y cómo se copia (Fig. 3).

Puentes de hidrógeno: A=T (dos) frente a G≡C (tres)

Según este modelo, el ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos enrolladas en una doble hélice. Los dos esqueletos de azúcar-fosfato quedan hacia el exterior y las bases nitrogenadas hacia el interior, apareadas dos a dos. Una característica esencial es que las dos cadenas son antiparalelas: discurren en sentidos opuestos, de modo que al extremo 3' de una le corresponde el extremo 5' de la otra. La doble hélice de la forma B (la más común) es dextrógira y presenta un surco mayor y un surco menor.

Las bases del interior se unen por complementariedad mediante puentes de hidrógeno, y siempre con el mismo emparejamiento: la adenina se aparea con la timina (A=T) por dos puentes de hidrógeno, y la guanina se aparea con la citosina (G≡C) por tres puentes de hidrógeno (Fig. 4). Como una purina (A o G) se empareja siempre con una pirimidina (T o C), la distancia entre los dos esqueletos es constante a lo largo de toda la molécula. La mayor cantidad de puentes de los pares G-C hace que las regiones ricas en G-C sean más estables y resistan temperaturas más altas antes de separarse las cadenas (Fig. 5).

La complementariedad obligada explica las reglas de Chargaff: en cualquier ADN bicatenario, la cantidad de adenina es igual a la de timina (%A = %T) y la de guanina igual a la de citosina (%G = %C); por tanto, la suma de purinas iguala a la de pirimidinas (A+G = T+C). Estas igualdades permiten deducir el porcentaje de todas las bases conociendo solo el de una de ellas, y son una fuente habitual de problemas de Selectividad.

La función biológica del ADN deriva directamente de esta estructura: es la molécula portadora de la información genética. La secuencia de bases a lo largo de la cadena constituye un «mensaje» químico que codifica las instrucciones para fabricar todas las proteínas del organismo. Además, la complementariedad permite que cada cadena sirva de molde para sintetizar la otra, lo que hace posible la replicación (copia fiel del ADN antes de la división celular) y su transmisión a la descendencia.

\%A = \%T \qquad \%G = \%C \qquad A + G = T + C

Reglas de Chargaff (ADN bicatenario)

Consecuencia directa de la complementariedad: como A solo se aparea con T y G solo con C, sus porcentajes son iguales, y la suma de purinas (A+G) iguala a la de pirimidinas (T+C).

\%A + \%T + \%G + \%C = 100

Suma de las cuatro bases

Las cuatro bases del ADN representan el 100 % de los nucleótidos; combinada con las reglas de Chargaff, esta igualdad permite deducir todos los porcentajes a partir de uno solo.

Ejemplo resuelto

Cálculo de bases por las reglas de Chargaff

Un ADN bicatenario contiene un 30 % de adenina. Calcula el porcentaje de timina, de guanina y de citosina. Justifica el procedimiento.

Timina por complementariedad
Por la regla de Chargaff, la adenina se aparea siempre con la timina, así que sus porcentajes son iguales.
Suma de las cuatro bases
Las cuatro bases suman el 100 %. Restamos A y T para obtener el porcentaje conjunto de G y C.
Reparto entre G y C
Como %G = %C, ese 40 % se reparte por igual entre ambas.

Resultado: %T = 30 %, %G = 20 % y %C = 20 % (con %A = 30 %, suman 100 %).

Errores frecuentes

Decir que A-T se une por tres puentes de hidrógeno y G-C por dos: es al revés (A=T con DOS puentes; G≡C con TRES), por eso el ADN rico en G-C es más estable.
Aplicar las reglas de Chargaff al ARN o a una sola hebra: %A = %T y %G = %C solo se cumplen en ADN BICATENARIO; una sola cadena no tiene por qué cumplirlas.

Repaso activo

Un fragmento de ADN bicatenario contiene un 18 % de citosina. Calcula el porcentaje de guanina, de adenina y de timina, y razona en qué reglas te basas. ¿Sería este ADN más o menos estable térmicamente que otro con un 35 % de citosina? Justifícalo.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

Los ARN: tipos, estructura y funciones#

StandardBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque A. Las biomoléculas — estructura y composición química de los tipos de ARN; función de cada uno en la transcripción y la traducción

Comparación estructural ADN frente a ARN

El ARN (ácido ribonucleico) es el otro ácido nucleico. Se diferencia del ADN en tres rasgos químicos esenciales: su pentosa es la ribosa (no la desoxirribosa); su base pirimidínica timina está sustituida por el uracilo (U), que se aparea con la adenina; y, salvo excepciones, es monocatenario (una sola cadena), aunque puede plegarse sobre sí mismo formando apareamientos internos. Comparar punto por punto el ADN y el ARN es un objetivo recurrente de la PAU (Fig. 6).

Estructura en hoja de trébol del ARN de transferencia

El ARN mensajero (ARNm) es una copia complementaria de un gen del ADN obtenida en la transcripción. Lleva la información desde el ADN (que en eucariotas permanece en el núcleo) hasta los ribosomas del citoplasma, donde se traduce. Su secuencia se lee en grupos de tres nucleótidos llamados codones: cada codón especifica un aminoácido (o la señal de inicio o de fin). Es, por tanto, el «plano de trabajo» de la síntesis de cada proteína concreta.

El ARN de transferencia (ARNt) es el adaptador que traduce el lenguaje de los ácidos nucleicos al de las proteínas. Es una molécula pequeña que se pliega en una estructura característica «en hoja de trébol» (Fig. 7); por un extremo porta un triplete llamado anticodón, complementario de un codón del ARNm, y por el otro transporta el aminoácido específico correspondiente a ese codón. Durante la traducción, cada ARNt acerca su aminoácido a la posición correcta según la lectura del mensajero.

El ARN ribosómico (ARNr) es el más abundante de la célula. Asociado a proteínas, forma los ribosomas, los orgánulos donde se ensamblan las proteínas. Además de su papel estructural, el ARNr posee actividad catalítica (es una ribozima): cataliza la formación del enlace peptídico entre aminoácidos. Así, los tres ARN cooperan en la síntesis proteica: el mensajero aporta la información, el de transferencia trae los aminoácidos y el ribosómico construye la cadena.

En conjunto, las funciones de los tres ARN se reparten entre las dos grandes etapas de la expresión génica. En la transcripción, el ADN sirve de molde para sintetizar el ARNm. En la traducción, el ARNm es leído en el ribosoma (formado por ARNr) mientras los ARNt aportan, codón a codón, los aminoácidos que se van enlazando en la proteína. Este reparto de papeles es justo lo que el currículo pide diferenciar.

Los tres tipos de ARN y su papel en la síntesis proteica

Ejemplo resuelto

Del ADN al ARNm y al anticodón del ARNt

Una hebra molde de ADN tiene la secuencia 3'-TAC-GGA-CTT-5'. (a) Escribe la secuencia del ARNm que se transcribe a partir de ella. (b) Indica el anticodón del ARNt que reconocería el primer codón del ARNm. Recuerda que en el ARN la timina se sustituye por uracilo.

(a) Transcribir el ARNm
El ARNm es complementario y antiparalelo de la hebra molde, y lleva uracilo (U) en lugar de timina. Frente a A→U, T→A, G→C, C→G. Hebra molde 3'-TAC GGA CTT-5' da ARNm 5'-AUG CCU GAA-3'.
(b) Primer codón del ARNm
El primer codón del ARNm (leído 5'→3') es AUG, que además es el codón de inicio.
Anticodón del ARNt
El anticodón es complementario y antiparalelo del codón AUG. Frente a A-U, U-A, G-C: el anticodón es 3'-UAC-5'.

Resultado: (a) ARNm = 5'-AUG CCU GAA-3'; (b) el anticodón del ARNt para el codón AUG es 3'-UAC-5'.

Errores frecuentes

Decir que el ARN contiene timina: el ARN sustituye la timina por uracilo (U); la timina es exclusiva del ADN.
Confundir codón y anticodón: el codón está en el ARNm (triplete que codifica un aminoácido); el anticodón está en el ARNt y es su complementario.

Repaso activo

Construye una tabla que compare el ADN y los tres tipos de ARN (ARNm, ARNt, ARNr) atendiendo a: pentosa, base pirimidínica característica, número de cadenas y función biológica principal. A continuación, ordena en una frase los tres ARN según intervienen en la transcripción y la traducción.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Currículo de Bachillerato (LOMLOE) — materias y saberes básicos (Ministerio de Educación, Formación Profesional y Deportes — educagob)

Importancia biológica de la información genética#

StandardBOE-A-2022-5521 · biologia · Bloque A. Las biomoléculas — importancia biológica del ADN como molécula responsable del almacenamiento, conservación y transmisión de la información genética

Flujo de la información genética (dogma central)

El último saber básico del tema sintetiza la trascendencia del ADN: es la molécula responsable del almacenamiento, la conservación y la transmisión de la información genética. Estas tres funciones se sostienen sobre la estructura estudiada y conviene presentarlas de forma ordenada, porque resumen «para qué sirve» todo lo anterior (Fig. 8).

Las tres funciones del ADN

El almacenamiento de la información reside en la secuencia de bases. El orden en que se suceden A, T, G y C a lo largo de la cadena constituye un mensaje cifrado: con solo cuatro «letras» y en grupos de tres (codones) se codifican los 20 aminoácidos y, por tanto, todas las proteínas del organismo. La cantidad de información que cabe en una secuencia es enorme, lo que permite que una sola molécula de ADN almacene las instrucciones de un ser vivo completo.

La conservación de la información se debe a la doble hélice y a la complementariedad. Al estar la información duplicada en las dos hebras complementarias, si una de ellas sufre un daño puede repararse usando la otra como referencia. La complementariedad es, así, un mecanismo de seguridad que protege el mensaje frente a errores y deterioros, manteniéndolo estable a lo largo del tiempo y de las generaciones celulares.

La transmisión de la información se realiza mediante la replicación (estudiada en detalle en el Bloque B de Genética molecular). Antes de cada división celular, la doble hélice se abre y cada hebra sirve de molde para sintetizar una hebra nueva complementaria, de modo que se obtienen dos moléculas idénticas a la original. Así, la información pasa fielmente de una célula madre a sus células hijas y, a través de los gametos, de una generación a la siguiente.

Finalmente, la información del ADN se manifiesta a través de la expresión génica: el flujo de información sigue el sentido ADN → ARN → proteína (el llamado dogma central de la biología molecular). La transcripción copia un gen del ADN en ARNm y la traducción convierte ese mensaje en una proteína, que es la molécula que realiza la función. De este modo, el ADN deja de ser un mero archivo y dirige, indirectamente, toda la actividad de la célula.

Ejemplo resuelto

Relacionar estructura del ADN con sus funciones

Justifica, en cada caso, qué propiedad estructural del ADN hace posible: (a) almacenar gran cantidad de información; (b) conservarla con fidelidad; (c) transmitirla a las células hijas.

(a) Almacenar
La información reside en el ORDEN de las cuatro bases (A, T, G, C) leído en codones (tripletes). Con solo cuatro símbolos y secuencias muy largas, la capacidad de codificación es prácticamente ilimitada.
(b) Conservar
La doble hélice guarda la información por duplicado en dos hebras complementarias: si una se daña, la otra sirve de plantilla para repararla, lo que protege el mensaje.
(c) Transmitir
La complementariedad permite la replicación semiconservativa: cada hebra actúa de molde para una nueva, generando dos copias idénticas que se reparten entre las células hijas.

Resultado: (a) la secuencia de bases (codones); (b) la doble hélice complementaria (información duplicada y reparable); (c) la complementariedad, que hace posible la replicación y el reparto a las células hijas.

Errores frecuentes

Confundir replicación, transcripción y traducción: replicación es ADN→ADN (copia), transcripción es ADN→ARN y traducción es ARN→proteína.
Afirmar que el ADN «fabrica directamente» las proteínas: el ADN dirige la síntesis a través del ARN; quien ejecuta la traducción es el ribosoma con los ARN.

Repaso activo

Explica, relacionando cada función con un aspecto concreto de la estructura del ADN, por qué esta molécula es idónea para almacenar, conservar y transmitir la información genética. Acompaña la respuesta con un esquema del flujo de la información genética.

Recuerdo activo

Recuerda los puntos clave — luego revela.

Fuentes: Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II) (Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE))

Referencias y fuentes

Fuentes

Gobierno de España — Boletín Oficial del Estado (BOE)

Real Decreto 243/2022 — enseñanzas mínimas del Bachillerato (saberes básicos, Anexo II)

Ministerio de Educación, Formación Profesional y Deportes — educagob

Currículo de Bachillerato (LOMLOE) — materias y saberes básicos

Ácidos nucleicos

Puntos clave

Identificar componentes y enlaces en un fragmento de ácido nucleico

Puntos clave

Cálculo de bases por las reglas de Chargaff

Puntos clave

Del ADN al ARNm y al anticodón del ARNt

Puntos clave

Relacionar estructura del ADN con sus funciones

Fuentes

Ácidos nucleicos

Puntos clave

Identificar componentes y enlaces en un fragmento de ácido nucleico

Puntos clave

Cálculo de bases por las reglas de Chargaff

Puntos clave

Del ADN al ARNm y al anticodón del ARNt

Puntos clave

Relacionar estructura del ADN con sus funciones

Fuentes