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Ciencias de la Salud Biológicas y Ambientales | Ingeniería en Biotecnología 
 
Bioquímica 
Lípidos y ácidos nucleicos U3 
Programa de la asignatura: 
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Universidad Abierta y a Distancia de México 1 
U3 Bioquímica Lípidos y ácidos nucleicos 
 
 
 
Índice 
 
Presentación de la unidad ......................................................................................................... 2 
Propósitos .................................................................................................................................. 2 
Competencia específica ............................................................................................................ 3 
Ruta de aprendizaje .................................................................................................................. 4 
3.1. Metabolismo de lípidos ....................................................................................................... 5 
3.1.1. Importancia bioquímica de los lípidos ............................................................................. 5 
3.1.2. Beta oxidación ............................................................................................................... 11 
3.1.3. Anabolismo de lípidos ................................................................................................... 15 
3.2. Ácidos nucleicos ............................................................................................................... 18 
3.2.1. Estructura del DNA ........................................................................................................ 23 
3.2.2. Organización del DNA ................................................................................................... 26 
3.2.3. Clasificación y estructura del RNA ................................................................................ 28 
3.2.4. Importancia bioquímica de los ácidos nucleicos ........................................................... 31 
Actividades .............................................................................................................................. 34 
Autorreflexiones....................................................................................................................... 34 
Cierre de la unidad .................................................................................................................. 34 
Para saber más ....................................................................................................................... 35 
Fuentes de consulta ................................................................................................................ 36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Universidad Abierta y a Distancia de México 2 
U3 Bioquímica Lípidos y ácidos nucleicos 
Presentación de la unidad 
 
En las unidades anteriores hemos estudiado varios procesos del metabolismo celular así 
como a los carbohidratos y proteínas como moléculas que juegan un papel esencial en el 
desarrollo celular, a continuación nos vamos a centrar en dos biomoléculas que también 
tienen un papel muy importante en los seres vivos: los lípidos y los ácidos nucleicos. 
 
Vamos a estudiar cuáles son las funciones bioquímicas de los lípidos y cómo es su 
anabolismo y catabolismo, ya que después de la glucosa, los lípidos son la principal reserva 
energética del organismo, además de tener una función crucial como parte estructural de 
la membrana celular. 
 
Por otro lado, vamos a conocer cuál es la estructura y función de las moléculas encargadas 
de preservar la información genética de los organismos vivos, los ácidos nucleicos, para 
que al finalizar esta unidad y por lo tanto la materia tengas un conocimiento amplio de cada 
una de las funciones y rutas metabólicas en las que participan todas las biomoléculas. 
 
 
Propósitos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta unidad tiene como propósitos: 
 
• Explicar la función bioquímica de los lípidos en las células. 
• Explicar los pasos que intervienen en el anabolismo y catabolismo de lípidos. 
• Diferenciar las moléculas de RNA y DNA por su estructura y función. 
• Analizar la estructura de los ácidos nucleicos. 
• Explicar el papel que juegan los ácidos nucleicos en la vida de la célula. 
 
 
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Competencia específica 
 
 
Indicar la función de los lípidos y ácidos nucleicos en los procesos 
celulares para distinguir sus procesos de síntesis y degradación mediante 
el estudio de las rutas metabólicas. 
 
 
 
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3.1. Metabolismo de lípidos 
La célula es la unidad fundamental de la vida. Una célula aislada es una entidad separada 
de otras por una membrana (muchas células contienen además una pared celular exterior 
a la membrana). Además, cada célula contiene una gran variedad de estructuras químicas 
y componentes subcelulares. 
 
Las actividades de las células pueden considerarse desde dos aspectos. Por un parte, las 
células pueden ser como maquinas vivas que realizan transformaciones químicas. 
Si procediéramos a la disección bioquímica de una célula encontraríamos que el 
componente principal es el agua y después de esta, se encuentran grandes cantidades de 
macromoléculas, cantidades menores de monómeros precursores de macromoléculas y 
varios iones inorgánicos. Cerca del 95% del peso seco de una célula es debido a las 
macromoléculas y, dentro de éstas, las proteínas son con mucho las más abundantes, 
seguidas de los ácidos nucleicos y posteriormente los lípidos. Los lípidos tienen 
propiedades hidrofóbicas e hidrofílicas y tienen funciones esenciales en la estructura de las 
membranas y como depósitos de almacenamiento del exceso de carbono. 
Las funciones que desempeñan los lípidos en los seres vivos se deben en gran parte a sus 
estructuras hidrófobas. Como componentes destacados de las membranas celulares y 
excelentes fuentes de energía. 
 
A continuación vamos a estudiar con mayor detalle la importancia bioquímica de estas 
biomoléculas, así como su anabolismo y catabolismo. 
 
 
 
3.1.1. Importancia bioquímica de los lípidos 
Los lípidos pueden aglomerarse y formar diferentes asociaciones como se muestran en la 
figura 1, necesarias para desarrollar algunas de sus funciones bioquímicas. 
Recuerda que en la asignatura de “Química” ya estudiaste la estructura y 
nomenclatura de los lípidos, información esencial para el entendimiento de su 
síntesis y degradación, las cuales estudiaremos en esta asignatura y aplicarás 
en “Biología celular” cuando analices las estructuras de la membrana. 
 Enlaces 
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Los lípidos de tipo triglicéridos, se acumulan en las células con una función principal que es 
la de reserva de energía, ya que cuenta con largas cadenas hidrocarbonadas altamente 
reducidas, de manera que la oxidación de las mismas proporciona energía de manera 
rápida, la cual se transforma o se disipa en calor. En este proceso se produce ATP y se 
lleva a cabo la segunda función más importante de los lípidos: la producción de calor. 
(Mathews, 2002). 
 
En los mamíferos los triglicéridos se acumulan en células especiales denominadas 
adipocitos (figura 2) que forman el tejido adiposo, que funciona como un aislante para el 
frío; también recubren y protegen los órganos de algún daño mecánico o estructural. 
 
 
Figura 1. Asociaciones de fosfolípidos. Los lípidos pueden formar bicapas, 
micelas y liposomas. 
 
Tomado de: https://sites.google.com/site/ampliabiogeo/_/rsrc/1274463151348/bioqui/las-
biomoleculas/lipidos-4o3/250px-
Phospholipids_aqueous_solution_structures.svg%5B1%5D.pnghttps://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=https://sites.google.com/site/ampliabiogeo/bioqui/las-biomoleculas/lipidos-4o3&ei=p7SeVc-UJ8mDsAX5-bvQBQ&bvm=bv.96952980,d.cGU&psig=AFQjCNFoIVhd_MnQhEBAf0bF3sSHtP1qkg&ust=1436550686895106
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La función principal de los fosfoglicéridos, otro tipo de lípidos, es la de principal 
componente de la membrana, ya que tienen una región altamente hidrofílica (el fosfato) y 
una zona altamente hidrofóbica (la cadena hidrocarbonada). De esta manera, los 
fosfolípidos siempre se van a asociar: las zonas hidrofílicas con las hidrofílicas y las 
hidrofóbicas con las hidrofóbicas formando una doble capa. Cuando únicamente se asocian 
fosfolípidos, se habla de una micela (figura 3). 
 
 
Figura 2. Adipocitos. Células que almacenan lípidos en los organismos 
superiores. 
 
Tomado de: http://www.esteticamedica.info/noticias/val/74-0/los-adipocitos-la-reserva-
energetica-del-cuerpo.html. 
http://www.esteticamedica.info/data/img_cont/img_imagenes/img_gr/1112.jpg
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Las micelas contienen una zona altamente hidrofóbica que no puede ser atravesada por 
compuestos polares, como los azúcares, es por ello, que las membranas plasmáticas, están 
formadas además, por proteínas, que permitan transportar esas micromoléculas, como lo 
revisaremos en el siguiente apartado. De esta manera, las membranas se transforman en 
estructuras semipermeables y selectivas de tal forma que solo se transporten aquellos 
metabolitos que son necesarios para la vida celular. Además, las membranas tienen, en su 
cara externa a la célula, un conjunto de oligosacáridos que le ayudarán en el señalamiento 
intercelular (Lodish, 2007). 
 
En el caso de los esfingolípidos, éstos también forman parte de la membrana plasmática, 
siendo los segundos lípidos más importantes. Son más abundantes en las células del tejido 
nervioso de los animales, puesto que la esfingomielina junto con el ácido lignocérico y un 
aminoalcohol, llamado colina, conforman las vainas de mielina (figura 4), las cuales 
protegen y aíslan a las células nerviosas, además de favorecer la sinapsis. 
 
Figura 3. Representación de una membrana plasmática. En azul se muestra la 
zona hidrofófica formada por fosfolípidos, de verde se muestra la zona hidrofílica 
compuesta por el glicerol y el grupo fostato y en café se muestran proteínas 
integrales. 
 
Tomado de: Madigan, 2003. 
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Otro tipo de lípidos, como son las ceras, tienen como función principal el formar cubiertas 
protectoras en los animales, ya sea en el pelo como es el caso de la lanolina de la lana de 
las ovejas o en las plumas de las aves. En los vegetales se pueden encontrar en las hojas, 
tallos y frutos recubriéndolos y protegiéndolos de la pérdida de agua por efecto de la 
evaporación. En los insectos los podemos encontrar en el exoesqueleto y también en un 
gran ejemplo en las ceras producidas por las abejas compuesta, principalmente, por ésteres 
del ácido palmítico. 
 
En el caso de los terpenos, éstos son importantes porque forman los aceites esenciales 
que aportan olor y sabor a algunos vegetales, por ejemplos: el geraniol, mentol, limoneno, 
alcanfor y pineno. Otro terpeno es el fitol que forma parte de la molécula de clorofila (figura 
5). Estos compuestos también generan otros pigmentos fotosintéticos, ejemplo de ello son 
los carotenoides, los cuales pueden estar presentes en bacterias y hongos como 
metabolitos secundarios con importancia biotecnológica. 
 
 
Figura 4. Vainas de mielina. Se muestra el axón de una neurona (luz verde) 
cubiertas por vainas de mielina (morado). 
 
Tomado de http://www.liquidarea.com/2011/05/sclerosi-multipla-attesi-i-risultati-delle-
staminali-sugli-interruttori-di-mielina/. 
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.liquidarea.com/2011/05/sclerosi-multipla-attesi-i-risultati-delle-staminali-sugli-interruttori-di-mielina/&ei=pKSeVavEA8TIsAXegbbgBQ&bvm=bv.96952980,d.cGU&psig=AFQjCNHGo7e51AfjVa3T1oqQJ2uuX887JA&ust=1436546541715786
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También existen terpenos con importancia fisiológica puesto que son vitaminas (A, K y E) 
liposolubles o coenzimas como la coenzima Q que actúa como transportador de hidrógeno 
en las oxidaciones biológicas de las mitocondrias (Nelson y Cox, 2009). 
 
La función de otros lípidos como los esteroides es la de regulación y ser precursores de 
hormonas. Las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones reproductivas. 
Algunos ejemplos de esteroides son los ácidos biliares, las hormonas sexuales, la vitamina 
D, el colesterol y los corticosteroides; estos últimos ampliamente utilizados para producción 
de medicamentos como la cortisona. 
 
Un esteroide muy importante es el colesterol ya que es parte de las bicapas lipídicas de las 
células eucariotas; además de ser el precursor de varios esteroides, como las hormonas 
sexuales masculinas (andrógenos) y las femeninas (estrógenos). Es por ello que se 
presentan algunos problemas relacionados con los ciclos menstruales cuando el consumo 
de grasas es muy pobre o nulo, tal como sucede con las personas que no las incluyen en 
su dieta o que sufren trastornos alimenticios como la anorexia y la bulimia. 
 
Una de las funciones de los eicosanoides, es como biocatalizadores, pues facilitan las 
reacciones químicas que se producen en los seres vivos; además participan en la 
comunicación celular, en los procesos de inflamación y la respuesta inmune (figura 6) 
de vertebrados e invertebrados, ya que las prostaglandinas son un tipo de eicosanoide que 
tiene funciones en dicha respuesta. 
 
Figura 5. Clorofila. Se muestra la estructura de la molécula 
de clorofila formada por una cola de fitol. 
 
Tomado de http://notodoloquerelucees.blogspot.mx/2015/01/verde-
que-te-quiero-verde-clorofila.html. 
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3.1.2. Beta oxidación 
 
El catabolismo de los lípidos es igual de importante que el de los carbohidratos ya que se 
genera gran cantidad de energía en los organismos aerobios, al ser moléculas muy 
reducidas; por ejemplo a partir de los triglicéridos almacenados en forma de grasa, se 
generan alrededor de 9 Kcal/g (en contraste de las 4 Kcal/g de carbohidrato o proteína), 
sin aumentar la osmolaridad del citosol, además de que estos compuestos tienen una baja 
reactividad química. 
 
La degradación de los lípidos se lleva a cabo en 4 etapas: 
A) En primer lugar es necesario hidrolizar los triglicéridos obteniendo glicerol y ácidos 
grasos mediante la enzima lipasa. 
B) En una segunda etapa es necesario la activación de los ácidos grasos utilizando 
moléculas de HSCoA (donde se consumen 2 ATP). 
C) Posteriormente se realiza el transporte de la molécula a través de la cartinin acetil 
transferasa al interior de la matriz mitocondrial 
D) Finalmente se lleva a cabo la β-oxidación obteniendo como molécula final Acetil-
CoA que entrará al Ciclo de Krebs llevándose el proceso que hemos comentado 
anteriormente. Por su parte, el glicerol obtenido de la hidrólisis del lípido es 
fosforilado y oxidado a dihidroxiacetona fosfato e isomerizado a gliceraldehido 3-
fosfato que será introducido a la glicólisis (figura 7). 
 
Figura 6. Esquema general de la respuesta inmune. 
Procesos celulares donde participan los eicosanoides. 
 
Tomado de: Science PhotoLibrary. 
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://beyondmeds.com/2015/03/06/mental-health-immune-response-inflammation/&ei=tqeeVaO1EcLBsAXz1KfQBQ&psig=AFQjCNEvdS55rSK-8PrY0xzPT2PsPwGGOg&ust=1436547370743313
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A continuación estudiaremos con mayor detalle el proceso de beta oxidación de ácido 
grasos, el cual recibe su nombre debido a la oxidación del carbono β de los ácidos grasos, 
rompiendo el enlace entre los átomos de carbono α y β. Durante este proceso se degradan 
los ácidos grasos por la separación secuencial de fragmentos de dos carbonos desde el 
extremo carboxilo. 
 
Para la degradación de los ácidos grasos de cadena impar o los insaturados se requiere 
de distintas modificaciones, conformando rutas ligeramente diferentes como la α-
oxidación, la ω-oxidación o la oxidación peroxisómica. 
 
Durante la β-oxidación se oxidan los ácidos grasos, liberando en cada ciclo 2 carbonos en 
forma de acetil-CoA que se incorpora al ciclo de Krebs; así como una molécula de FADH2 
y un NADH que se van a la cadena transportadora de electrones. El ciclo está formado por 
4 reacciones que se repiten según el número de carbonos del ácido graso de que se trate. 
Figura 7. Β-Oxidación. Se muestra un esquema general del catabolismo de los 
ácidos grasos. 
 
Tomado de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/Beta-
oxidacion.svg/640px-Beta-oxidacion.svg.png. 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Beta-oxidacion.svg
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Identificar cada una de las reacciones de la β-oxidación: 
 
1. El ácido graso unido a la acetil Co-A es oxidado a través de la acil-CoA 
deshidrogenasa formado un trans-Δ2-Enolil-CoA con la consecuente 
reducción de una molécula de FAD. 
 
 
2. La molécula formada es hidratada a través de la enzima enolil-CoA 
hidratasa para formar el L-β-Hidroxi-acil-CoA. 
 
3. Se produce una nueva oxidación del compuesto para formar el β-ketoacil-
CoA por la acción de la β-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, la molécula que 
se reduce en este caso es el NAD+. 
 
 Beta oxidación 
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El proceso completo de beta oxidación requiere de llevar a cabo varias vueltas de las 
reacciones que se mencionaron a continuación, pero la última vuelta se lleva a cabo 
cuando sólo quedan cuatro átomos de carbono en la cadena, puesto que se producen 
dos acetil Co-A. Por lo tanto, un ácido graso sufrirá tantas vueltas como la mitad menos 
uno del número de átomos de carbono tenga. 
 
 
 
4. Finalmente, ocurre una ruptura por medio de la acil-CoA acetiltransferasa 
(tiolasa) liberándose una molécula de Acetil Co-A y un ácido graso con dos 
carbonos menos. 
 
 Beta oxidación (Continuación) 
Figura 8. Ejemplo de 
β-Oxidación. Se 
muestra la oxidación de 
un ácido graso de 14 
átomos de carbono para 
la formación de 7 
moléculas de Acetil-
CoA. 
 
Modificado de: 
http://images.devilfinder.co
m/go.php?q=Beta+Oxidati
on+of+Very+. 
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La oxidación aerobia de un ácido graso genera un gran número de moléculas de ATP: la 
oxidación de cada FADH2 por la cadena transportadora de electrones y la fosforilaciòn 
oxidativa proporciona aproximadamente 1.5 moléculas de ATP; la oxidación de cada NADH 
proporciona aproximadamente 2.5 moléculas de ATP (McKee y McKee, 2003). Si tomamos 
como ejemplo al palmitol y calculamos el rendimiento de su oxidación, vemos que se 
generan 7 FADH2, 7 NADH y 8 acetil-CoA para formar CO2 y H2O: 
 
7 FADH2 x 1.5 ATP/FADH2 = 10.5 ATP 
 7 NADH x 2.5 ATP/NADH = 17.5 ATP 
 8 acetil-CoA x 10 ATP/acetil-CoA = 80.0 ATP 
 ---------------- 
 108 ATP 
 
3.1.3. Anabolismo de lípidos 
 
La síntesis de lípidos ocurre a partir de moléculas más sencillas de Acetil –CoA que serán 
reducidas hasta formar el ácido graso, como puedes observar en la figura 9, siendo una 
reacción inversa a la que ocurre en la ß-oxidación. En las células eucariotas, la ß-oxidación 
ocurre en la mitocondria, en cambio la síntesis es un proceso citoplasmático, principalmente 
de las células del hígado. 
 
 
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Los ácidos grasos se sintetizan en el organismo cuando su alimentación contiene pocas 
grasas y/o muchos hidratos de carbono o proteínas. Para la síntesis de ácidos grasos se 
requiere una cantidad alta de NADP reducido. 
 
 
 
A continuación se lleva a cabo el proceso de biosíntesis de los ácidos grasos, en una ruta 
inversa a la β-oxidación y se construye por la adición secuencial de grupos de dos carbonos 
que suministran la acetil-CoA. 
 
 
Antes de sintetizar el ácido graso, se llevan a cabo las siguientes reacciones 
preparatorias: 
 
1. La glucosa se convierte en piruvato en el citoplasma y se transporta a 
las mitocondrias. 
2. El piruvato se convierte en acetil-CoA y se condensa con el oxalacetato 
para formar citrato. 
3. Cuando la concentración de citrato es suficientemente elevada, éste 
se transporta al citoplasma. 
4. Se fragmenta el citrato para formar acetil-CoA y oxalacetato. 
 Fase preparatoria 
Figura 9. Comparación entre ß-oxidación y biosíntesis de ácidos grasos. 
Del lado izquierdo se muestra el catabolismo de lípidos y del lado derecho el 
anabolismo. 
 
Tomado de: 
http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/sintesis%20acidos%20grasos.html 
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La biosíntesis de ácidos grasos tales como el palmitato requiere por tanto acetil-CoA y el 
aporte de energía química en dos formas: el potencial de transferencia de grupo del ATP y 
el poder reductor del NADPH. Se requiere el ATP para unir CO2 al acetil-CoA produciendo 
malonil-CoA; el NADPH se requiere para reducir los dobles enlaces. 
 
Identificar las reacciones que participan en el mecanismo de biosíntesis de 
lípidos: 
 
1. Se condensan los grupos acetilo y malonilo activados para formar 
acetoacetil-ACP con ayuda de la enzima β-cetoacil-ACP sintasa. 
 
 
 
2. El acetoacetil-ACP se reduce en el grupo carbonilo del C-3 formando D-β-
hidroxibutiril-ACP con la enzima β-cetoacil-ACP reductasa siendo el NADPH 
el donador electrónico. 
 
 
 
3. Se elimina una molécula de agua a partir del C-2 y C-3 del D-β-hidroxibutiril-
ACP, formándose un doble enlace en el producto trans-Δ2-butenoil-ACP con 
ayuda de la enzima β-hidroxiacil-ACP deshidratasa. 
 
 
 
4. Se reduce el doble enlace del trans-Δ2-butenoil-ACP formando butiril-ACP 
por acción de la enzima enoil ACP reductasa y con el NADPH como donador 
de electrones. 
 
 
 Síntesis de lípidos 
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De esta manera, cuando la célula tiene suficiente energía, utiliza el ATP y el NADH + H 
para sintetizar moléculas que le permitan reservar energía como la glucosa (en forma de 
glucógeno en las células animales y almidón en las células vegetales) o los triglicéridos. 
 
 
3.2. Ácidos nucleicos 
 
Todas las biomoléculas en su conjunto son de gran importancia, unas con mayor 
abundancia que otras, desempeñando funciones vitales para el buen funcionamiento 
celular. Como se ha mencionado, todas las biomoléculas forman parte de un sistema que 
tiene como resultado la conformación de seres extraordinarios. Las proteínas, los 
carbohidratos, los lípidos y los ácidos nucleicos son los responsables de generar vida. Los 
ácidos nucleicos son polímeros formados por nucleótidos y en las células se encuentrandos tipos, el RNA y DNA. Después de las proteínas, el ácido ribonucleico (RNA) es el tipo 
de macromoléculas más abundante en una célula en crecimiento. Esto se debe a que en 
cada célula hay miles de ribosomas (las “maquinas” que fabrican nuevas proteínas) y los 
ribosomas se componen de RNA y proteínas. Además están presentes cantidades menores 
de RNA en la forma de RNA mensajero y de transferencia, que también participan en la 
síntesis de proteínas. En contraste, el DNA representa un componente cuantitativamente 
minoritario en la célula en especial bacteriana. 
 
Las últimas biomoléculas que vamos a estudiar son precisamente a los ácidos nucleicos y, 
aunque su estructura puede ser la más simple, son de vital importancia en todos los seres 
vivos, ya que en ellos reside la información para la síntesis de todas las funciones del 
organismo. 
 
 
 
Los monómeros que constituyen a los ácidos nucleicos se denominan nucleótidos (figura 
10) y están conformados por tres componentes esenciales: una base nitrogenada, un 
azúcar pentósido (un azúcar con cinco carbonos) y un grupo fosfato. Hay dos tipos de bases 
nitrogenadas: las purinas, un doble anillo de nueve lados, y las pirimidinas, un anillo de 
seis lados. En los ácidos nucleicos se encuentran generalmente dos tipos de purinas y tres 
Los ácidos nucleicos son el material genético que cumple con cuatro funciones 
principales en las células: replicación, almacenaje de la información, expresión 
de esta información y variación por mutación. 
 Ácidos nucleicos 
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tipos de pirimidinas; las dos purinas son adenina y guanina, abreviadas como A y G, 
respectivamente; las tres pirimidinas son la citosina, la timina y el uracilo, que se abrevian 
como C, T, U, respectivamente. Tanto el DNA como el RNA contienen A, C y G; únicamente 
el DNA contiene la base T, mientras que sólo el RNA contiene la base U (figura 11). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10. Estructura general 
de un nucleótido. Está 
conformado por una base 
nitrogenada, un azúcar y un 
grupo fosfato. 
 
Tomado de: Curtis y Nelson 2009. 
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El tipo de azúcar presente es la principal diferencia entre los dos tipos de ácidos nucleicos: 
si está formado por desoxirribosa como azúcar entonces estamos hablando del ácido 
desoxirribonucleico o DNA (por sus siglas en inglés, desoxiribonucleic acid) y si el azúcar 
es una ribosa entonces tenemos al ácido ribonucleico o RNA (por sus siglas en inglés, 
ribonucleic acid), los cuales también cumplen con funciones distintas que analizaremos a 
continuación. 
 
Una molécula compuesta por una base (purina o pirimidina) y por un azúcar (ribosa o 
desoxirribosa) forma una unidad química denominada nucleósido. Si se añade un grupo 
fosfato al nucleósido, la nueva molécula recibe el nombre de nucleótido. Los nucleósidos y 
los nucleótidos reciben el nombre de la base nitrogenada específica que forma parte de la 
molécula. 
 
La unión entre los tres componentes de un nucleótido es muy específica. El átomo C-1 del 
azúcar se une químicamente a la base nitrogenada, si la base es una purina, el átomo N-9 
se une covalentemente al azúcar, si la bases es una pirimidina, la unión se efectúa por el 
átomo N-1. Los nucleótidos pueden presentar el grupo fosfato unido al átomo C-2, C-3 o C-
5 del azúcar; sin embargo, la C-5 es la más frecuente en los sistemas biológicos (Klug et 
al., 2006). 
 
Los nucleótidos también pueden describirse con el nombre de nucleósidos monofosfato 
(NMP), podemos encontrar dideoxiadenosin 5’-monofofato (dAMP), dideoxiadenosin 5’-
difosfato (dADP) y dideoxiadenosin 5’-trifosfato (dATP) (figura 12). 
 
 
Figura 11. Estructura de los desoxi y ribonucleótidos. En la parte superior se muestran 
los desoxinucleótidos y en la parte inferior los ribonucleótidos. 
 
Tomado de Nelson y Cox, 2009. 
. 
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En la síntesis de los nucleótidos, en primer lugar se forma el nucleósido con la unión de la 
base y la desoxirribosa para posteriormente formarse el nucleótido con la adición del grupo 
fosfato. En la figura 13 se observa un ejemplo de síntesis de desoxiadenosina (nucleósido 
formado por desoxirribosa y adenina) seguida de la adición del grupo fosfato para formar el 
nucleótido desoxiadenosin 5’-monofosfato. 
 
 
 
 
 
 
Figura 12. Clasificación de los nucleótidos según el número de 
fosfatos presentes. Se muestran de azul el nucleótido formado por un 
fosfato, de verde el formado por dos fosfatos y de rojo el formado por tres 
fosfatos. 
 
Tomado de: http://www.bionova.org.es/biocast/tema09.htm. 
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La unión entre dos mononucleótidos consiste en un grupo fosfato unido a dos azúcares 
por medio de un enlace fosfodiéster, ya que el ácido fosfórico se une a dos alcoholes 
(grupos hidroxilo de los dos azúcares) por una unión éster en ambos lados, entre el OH 
del carbono 3’ del nucleótido presente en la cadena con el fosfato del carbono 5’ del 
nucleótido que se incorpora; de esta manera podemos observar cómo el crecimiento de 
todas las moléculas de ácidos nucleicos siempre ocurre en dirección 5’-3’. La unión de 
dos nucleótidos forma un dinucleótido, la de tres nucleótidos un trinucleótido y así 
sucesivamente. Cadenas cortas de menos de 20 nucleótidos unidos reciben el nombre de 
oligonucleótidos y cadenas más largas se denominan polinucleótidos (figura 14). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13. Síntesis de un desoxinucleótido. Primero se une el azúcar y la 
base por un enlace glucosídico y posteriormente se une el grupo fosfato por 
un enlace éster. 
 
Modificado de http://www.vi.cl/foro/topic/7227-biomoleculas-metabolismo-
cuestiones-resueltas/page_st_100. 
 
Figura 14. Formación del enlace fosfodiéster. El nuevo nucleótido se 
incorpora en el extremo 3’ por lo que el crecimiento se dará en dirección 
5’3’. 
 
Modificado de: http://cienciastella.com/ADN.html y 
http://www.iesaltoalmanzora.es/centro/departamentos/biologia/2bto_bio/unid6.htm. 
. 
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3.2.1. Estructura del DNA 
 
El DNA es un polímero de doble cadena, compuesto por desoxinucléotidos enrollados 
alrededor de un eje central, formando una doble hélice; las dos cadenas son antiparalelas, 
es decir, tienen una orientación en direcciones opuestas. Las bases nitrogenadas de las 
cadenas opuestas están apareadas como resultado de la formación de puentes de 
hidrógeno; en el DNA únicamente se permiten los emparejamientos A═T y G≡C, unidos por 
un doble o triple enlace respectivamente. Cada vuelta completa de la hélice tiene una 
longitud de 34 Å; de este modo, cada vuelta de la cadena contiene 10 bases. En la 
molécula se puede observar un surco mayor y un surco menor que se alteran a lo largo 
del eje, presentando un diámetro la doble hélice de 20 Å (figura 15 y 16). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15. Estructura del DNA o ácido desoxirribonucléico. Se 
muestran los nucleótidos unidos por puentes de hidrógeno, donde cada 
cadena tiene la dirección opuesta. 
 
Tomado de: http://fundaweb.galeon.com/ 
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El DNA es una molécula muy flexible y se puede encontrar en tres conformaciones 
dependiendo de las condiciones de aislamiento: el DNA-A presente cuando el DNA está en 
una solución poco acuosa; el DNA-B, el más estable, descubierto por Watson y Crick en 
1953, y el DNA-Z donde se observan giros levógiros (a laizquierda) en vez de dextrógiro 
(a la derecha) como en las otras formas; además presenta 12 pares de bases por vuelta 
adquiriendo una conformación en zigzag. Comparado con el DNA-B, el DNA-A, es 
ligeramente más compacto, al tener nueve pares de bases en cada vuelta completa de la 
hélice. Esta molécula a pesar de ser también dextrógira, la orientación de sus bases es 
diferente ya que están inclinadas y desplazadas lateralmente en relación al eje de la hélice; 
el resultado de estas diferencias, si se compara con el DNA-B, es una modificación en la 
apariencia del surco mayor y del menor (Figura 17). 
 
 
Figura 16. Estructura tridimensional del DNA. En los extremos se 
muestran las claves de cada uno de los átomos y moléculas que se 
componen y en el centro se representa la doble hélice. 
 
 
Modificado de: http://www.fromquarkstoquasars.com/cells-and-dna-a-basic-
breakdown/. 
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En los últimos años se han descubierto otras tres formas de hélice de DNA dextrógiro en 
condiciones de laboratorio, que se han designado como DNA-C, -D y –E. El DNA-C se 
encuentra en condiciones de mayor deshidratación que en las que se obtiene el DNA-A y –
B; tiene solamente 9.3 pares de bases en cada vuelta y, por lo tanto, es menos compacto; 
el diámetro de la hélice es igual que el del DNA-A con la diferencia que no tiene los pares 
de bases dispuestos horizontalmente sino inclinados en relación al eje de la hélice. Las 
otras dos formas, el DNA-D y DNA-E, se producen en hélices cuya composición de bases 
carece de guanina y tienen menos número de bases por vuelta: 8 y 7, respectivamente 
(Klug et al., 2006). 
 
 
 
Figura 17. Principales conformaciones del DNA. Se muestran las tres 
principales topologías del DNA: la B, A y Z. 
 
 
Tomado de http://what-when-how.com/wp-
content/uploads/2011/05/tmp1E3128_thumb_thumb.jpg 
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3.2.2. Organización del DNA 
 
Los organismos procariotas (aquellos que no tienen núcleo como las bacterias) tienen el 
DNA en forma circular, mientras que en los organismos eucariotas (células presentes en 
algas, hongos, protozoos, vegetales y animales) se encuentra en forma lineal. 
 
El DNA de las células eucarióticas se organiza en cromosomas donde éste y diversas 
proteínas forman complejos. Los cromosomas están formados por fibras de cromatina 
estrechamente espiralizadas. Las proteínas asociadas se clasifican en histonas cargadas 
positivamente y en no histonas, con una carga positiva menor; ambas proteínas contienen 
grandes cantidades de los aminoácidos lisina y arginina, que están cargados positivamente, 
lo que les posibilita unirse electrostáticamente a los grupos fosfato de los nucleótidos, que 
tienen carga negativa. 
 
En la cromatina el DNA y las proteínas experimentan un gran enrollamiento y plegamiento 
al condensarse dentro del núcleo celular. Las fibras de cromatina están compuestas por 
partículas esféricas dispuestas linealmente denominadas nucleosomas que parecen 
cuentas de un collar, ya que están dispuestas en el eje de la cromatina de manera regular. 
 
Una fibra de cromatina de 11 nm se empaqueta todavía más en una estructura gruesa de 
20 nm, que inicialmente recibió el nombre de solenoide y que está formada por 
nucleosomas estrechamente enrolladas, generando el segundo nivel de empaquetamiento. 
 
Esta estructura formada que mide aproximadamente 30 nm, crea a continuación una serie 
de dominios en forma de lazo que condensan, todavía más, la fibra de cromatina, cuyo 
diámetro es ahora de 300 nm, generandoel tercer nivel de empaquetamiento. 
Posteriormente las fibras se enrollan en los brazos del cromosoma, constituyendo una 
cromátida, que a su vez forma parte del cromosoma metafásico. Estos empaquetamientos 
permiten condensar todo el material genético en un espacio muy reducido que estará 
contenido en el núcleo (Figura 18). 
 
En el caso de los cromosomas bacterianos, estos tienen una forma relativamente simple, 
ya que sólo presentan una molécula de DNA de doble cadena, compactada en una 
estructura que se denomina nucleoide (Figura 19). El DNA está asociado a varios tipos de 
proteínas de unión al DNA, como las HU y U que como las histonas contienen un alto 
porcentaje de aminoácidos cargados positivamente que pueden unirse iónicamente a las 
cargas negativas de los grupos fosfato del DNA (Klug et al., 2006). 
 
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Figura 18. Organización del DNA eucariótico. Modelo general de 
asociación entre histonas y DNA en el nucleosoma, que esquematiza la 
manera en que la fibra de cromatina podría enrollarse en estructuras más 
condensadas, produciendo al final un cromosoma mitótico. 
 
 
Tomado de: Klug et al., 2006. 
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3.2.3. Clasificación y estructura del RNA 
 
El RNA es una molécula con estructura similar a la del DNA, pero con varias excepciones 
importantes. Aunque el RNA también tiene por piezas nucleótidos unidos en cadenas de 
polinucleótidos, el azúcar ribosa reemplaza a la desoxirribosa y la base nitrogenada uracilo 
reemplaza a la timina. Otra diferencia importante es que la mayor parte del RNA es de 
cadena sencilla. 
 
Existen muchos tipos diferentes de RNA, en la tabla 1 se muestra una clasificación de 
acuerdo a su función celular. 
 
Tipos de ARN clasificados según su función celular. 
Función celular Tipo de RNA 
Síntesis de proteínas 
Mensajero 
de transferencia 
Ribosómico 
Reguladores 
De interferencia 
Micro ARN 
Interferente pequeño 
Asociados a Piwi 
Antisentido 
 
Figura 19. Cromosoma bacteriano. Se muestra la estructura del DNA 
cromosomal de una bacteria. 
 
 
Tomado de http://4.bp.blogspot.com/-
myWkM7HLrpc/UEStvIxKnHI/AAAAAAAAALk/4Ohzi5wD8lA/s1600/E+coli.jpg 
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://picnogonida.blogspot.com/2012/09/sintesis-de-adn-bacteriano.html&ei=YbeeVfXDJMGwsQXLxrvoBQ&psig=AFQjCNHdaaymuc08FQTPnnOWdC5wwCpNEg&ust=1436551370491276
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Debido a su importancia y abundancia en la célula, únicamente, hablaremos de las 
estructuras de los RNA involucrados en la síntesis de proteínas los cuales se describen a 
continuación; sin embargo, discutiremos la importancia biológica de cada uno de ellos más 
adelante. 
 
El RNAm o RNA mensajero tiene una estructura lineal y su función es la de “llevar el 
mensaje” para la síntesis de proteínas. En las células eucariotas lo encontramos protegido 
en el extremo 5’ por un conjunto de proteínas denominado CAP y el extremo 3’ por una cola 
de poli A (varios adenosín 5’-monofosfatos unidos), de esta manera se inhibe la 
degradación del mismo por enzimas especializadas denominadas ribonucleasas. (figura 
20). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El RNAt o RNA de transferencia adopta un plegamiento característico gracias a los 
enlaces que se forman entre las bases presentes en la cadena (figura 21). Se destacan dos 
puntos clave en su función, el primero es el extremo 3’ donde se une el aminoácido que se 
incorporará a la cadena peptídica durante la síntesis de la proteína, el segundo es el 
anticodón, que será el encargado de “leer el mensaje” del ARNm. 
 
Largo no codificante 
Riboswitch 
Con actividad catalítica 
Ribozima 
Espliceosoma 
Pequeño nuclear 
 
Figura 20. RNA mensajero. Estructura del ARNm presente en una célula 
eucariota. 
 
Tomado de: http://www.inmegen.gon.mx/es/divulgacion/glosario-de-terminos 
. 
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El RNAr o RNA ribosomal constituye alrededor del 80% del ARN total de una célula. Varios 
tipos de RNA junto con proteínas diferentes forman los ribosomas celulares, lugar donde 
ocurre la síntesis de proteínas. En el caso de las células procariotas podemos encontrar 
el RNAr 5S, 16S y 23S, mientras que en los eucariotas están los RNAr 5S, 5,8S, 18S y 28S 
(figura 22). La S significa coeficiente de Svedberg y se refiere al comportamiento de 
sedimentación que depende de la densidad, la masa y la forma de la molécula. 
 
 
Figura 21. Estructura del ARN de transferencia. Se observa como el 
plegamiento es debido a las uniones de las bases nitrogenadas G-C y A-U. 
 
Tomado de: http://sintesis-jmr.blogspot.mx/2010/11/arn-mensajero-arn-de-
transferencia-html 
. 
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3.2.4. Función bioquímica de los ácidos nucleicos 
 
Dentro de los ácidos nucleicos se encuentra la molécula de ATP, la cual es un 
ribonucleótido capaz de almacenar energía en los enlaces fosfodiéster presentes, de 
manera que cuando se hidroliza un fosfato se producen 7,7 cal/ml o lo que es lo mismo, 31 
KJ/mol. En la figura 23 se muestra la hidrólisis y síntesis de esta molécula durante los 
procesos bioquímicos. 
 
Al igual que el ATP, el GTP también es una molécula que almacena energía y, entre otras 
funciones, es la encargada de proveer la energía suficiente para que se produzcan los 
enlaces peptídicos durante la síntesis de las proteínas. 
 
También tenemos al AMPc y el GMPc, derivados del ATP y GTP respectivamente, donde 
el átomo de fosfato forma un anillo al estar unido al carbono 5’ y 3’ (figura 23). Estas 
moléculas están implicadas en la regulación celular siendo uno de los principales segundos 
mensajeros celulares. Todas las células se comunican unas con otras y detectan el medio 
ambiente donde habitan para responder a los cambios que se producen, para ello, en las 
 
Figura 22. RNA ribosomal. Se muestran las diferencias entre las 
subunidades mayores y menores del RNAr de eucariotas y procariotas. 
 
Tomado de: http://genomasur.com/lecturas/11-21-G.gif 
. 
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membranas celulares existen proteínas cuya función es la recepción de estos mensajes 
para comunicarlos a la célula y así actuar en consecuencia. En la mayoría de los casos, 
esta señal se transmite utilizando segundos mensajeros que llevan la señal de la 
membrana hasta el núcleo u organelo que deben responder a ella. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desde hace años se ha demostrado que existen varios tipos de RNA con actividad catalítica 
como las ribozimas. Otro ejemplo es el rRNA presente en el ribosoma y que se encarga de 
formar el enlace peptídico durante la síntesis de proteínas. Los primeros en sugerir esta 
actividad fueron Crick y Orgen en 1967, pero no fue hasta 1980 cuando Cech Altman lo 
demostró de manera independiente. 
 
El resto de las funciones bioquímicas de los ácidos nucleicos están implicados en la 
expresión de proteínas, el almacenamiento y la transmisión del material genético a la 
descendencia. 
 
La secuencia de aminoácido de las proteínas está codificada por la secuencia de bases 
nitrogenadas del DNA. Para ello se llevan a cabo dos procesos que constituyen el Dogma 
Central de la Biología Molecular (figura 24): en primer lugar se da el proceso de 
transcripción donde la secuencia de DNA se transforma en RNAm y posteriormente ocurre 
la traducción donde la secuencia, específicamente del RNAm, es leído por el RNAt para 
formar la proteína correspondiente en los ribosomas. 
 
 
Figura 23. Estructura del AMPc y GMPc. Se muestra la estructura de dos 
moléculas de energía empleadas durante la señalización celular. 
 
Tomado de: Nelson y Cox, 2009. 
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Por otro lado, es importante que se produzcan las proteínas necesarias en cada situación 
ya que un exceso de las mismas equivaldría a un gasto de energía innecesario y una falta 
de alguna proteína podría conllevar la muerte de los organismos. Es por ello, que la 
regulación de los genes que se deben expresar en cada momento es de vital importancia. 
Es ahí donde están involucrados los RNA reguladores como el ARN de interferencia, el 
antisentido, los MicroARN o los Riboswith, entre otros. 
 
 
 
Actividades 
 
La elaboración de las actividades estará guiada por tu Docente en línea, 
mismo que te indicará, a través del Organizador Didáctico de Aprendizaje 
(ODA), la dinámica que tú y tus compañeros llevarán a cabo, así como los 
envíos que tendrán que realizar. 
 
Los procesos de transcripción, traducción y replicación los estudiarás con 
mayor detalle en la asignatura de “Biología molecular”, por ello, es importante 
que distingas la estructura y características diferenciales del DNA y RNA. 
 Enlaces 
 
Figura 24. Dogma central de la biología molecular. La duplicación del 
material genético se denomina replicación, el paso del DNA al RNA se llama 
transcripción y de RNA a proteínas traducción. 
 
Tomado de https://imperiodelaciencia.files.wordpress.com/2011/10/lo-que-creen-que-
es-el-dogma.jpg 
. 
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Autorreflexiones 
 
Para la parte de autorreflexiones debes de consultar el foro Preguntas de 
Autorreflexión para realizar la actividad correspondiente y enviarlo a la 
herramienta de Autorreflexiones. Cabe recordar que esta actividad tiene una 
ponderación del 10% de tu evaluación. 
 
Para el envío de tu autorreflexión utiliza la siguiente nomenclatura: 
BBIQ_U3_ATR _XXYZ, donde BBIQ corresponde a las siglas de la asignatura, 
U1 es la unidad de conocimiento, XX son las primeras letras de tu nombre, y la 
primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno. 
 
 
Cierre de la unidad 
La biotecnología es el uso de organismos vivos para fines industriales o comerciales. En 
este sentido la biotecnología abarca desde el uso de levaduras en la elaboración de bebidas 
fermentadas, hasta el uso de sanguijuelas para curar heridas, técnicas utilizadas por el ser 
humano desde los albores de la civilización. No obstante, la palabra biotecnología implica 
que los organismos utilizados para realizar el proceso han sido modificados genéticamente 
mediante técnicas de ingeniería genética. 
 
Al finalizar esta unidad y concluir con la materia de bioquímica se tiene un panorama general 
de todas aquellas macromoléculas que en su conjunto nos brindan información detallada 
para la manipulación tanto genética como microbiana de los seres vivos. 
 
La bioquímica es una de las ciencias más importantes en las cuales se apoya la ingeniería 
de biotecnológica para realizar investigaciones y determinaciones que conlleven una mejora 
continua de innovaciones tecnológicas, el conocer las rutas anabólicas y catabólicas, nos 
permite sentar las bases para continuar con el estudio de las células, la fisiología de los 
animales y las plantas, así como su aplicación en los procesos biotecnológicos. 
 
Otra de las grandes aplicaciones que vas a estudiar posteriormente es la biología molecular 
donde continuarás con el análisis de los ácidos nucleicos y sus aplicaciones y podrás aplicar 
estos conceptos en la modificación del genoma de los organismos para mejorar procesos 
o productos. 
 
En este momento podemos identificar procesos que nos llevarán a una mejora continua de 
innovaciones tecnológicas, pero no es la única herramienta para tal fin, el conjunto de varias 
ciencias nos guiarán hacia una respuesta a los constantes cambios que nos obligan a 
. 
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seguirnos preparando para afrontar nuevos retos y así seguir construyendo una nueva 
visión biotecnológica. 
 
Para saber más 
 
 
 
BIOsíntesis de ácidos grasos 
https://www.youtube.com/watch?v=wxGgLKn53hI 
 
β-OXIDACIÓN 
https://www.youtube.com/watch?v=mKp_GmmtLy0 
 
Oxidación de los ácidos grasos 
http://www.uv.es/marcof/Tema20.pdf 
 
Estructura del DNA 
https://www.youtube.com/watch?v=7Q2D4lzVNqA 
 
Estructura terciaria y cuaternaria del DNA 
https://www.youtube.com/watch?v=GJViy9Iw5go 
 
. 
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Fuentes de consulta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Curtis, H. Barnes, N.S. (2009) Biología. Editorial Médica Panamericana. 
2. Lodish. H. Berk, A. Matsudaria, P. Kaiser, C. Scott, M. Zipursky, L. Darnell, 
J. (2007). Biología celular y molecular. 5ª edición. México. Editorial Médica 
Panamericana. 
3. Madigan, M.T., Martinko, J.M., Parker, J., Brock Biology of 
Microorganisms, 10ª Ed. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, EEUU, 
2003 
4. Mathews, C.K; Van Holde, K. E; Ahern, K.G. (2002). Bioquímica. 3a 
edición. México. Pearson Addison Wesley. 
5. McKee T y McKee J. (2003). Bioquímica: La base molecular de la vida. 
España. Tercera edición. Ed McGraw Hill – Interamericana. 
6. Nelson, D.L., Cox, M.M. (2009). Lehninger: Principios de Bioquímica. 
España. Editorial Omega. 
 
 
Estructura Primaria y Secundaria del ADN 
https://www.youtube.com/watch?v=UdDsb-lmaJI 
 
Tipos de ARN 
http://es.scribd.com/doc/23794366/Tips-de-arn 
 
Descubrimiento del Ribozyme 
http://www.news-medical.net/health/Ribozyme-
Discovery-(Spanish).aspx 
 
ADN y ARN 
https://www.youtube.com/watch?v=BjEFRONjWIo