Genetică moleculară

Structura primară și secundară a ADN

Catena polinucleotidică, dublul helix, antiparalelismul 5'–3', complementaritatea A=T și G≡C, regulile lui Chargaff — baza teoretică a problemei ADN de la II.A b), care valorează 12 puncte în fiecare an.

  • 25 min
  • La BAC: II.A b) · II.A c) · I.A–D
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Structura primară și secundară a ADN
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Structura primară = ordinea nucleotidelor într-o catenă; acolo e scrisă informația genetică.

  2. 02

    Dublul helix (Watson și Crick, 1953): două catene antiparalele (5'→3' și 3'→5') și complementare, răsucite în jurul unui ax comun.

  3. 03

    Complementaritate: A=T (2 legături de hidrogen = legătură dublă), G≡C (3 legături de hidrogen = legătură triplă).

    Truc: G și C au „trei” litere de tărie: legătura triplă e cea tare.

  4. 04

    Chargaff: A = T, G = C ⇒ A + G = T + C = N/2 (pentru ADN bicatenar).

  5. 05

    În problemă: nr. legături duble = nr. de A; nr. legături triple = nr. de G.

  6. 06

    Catena complementară: înlocuiești bază cu bază (A↔T, G↔C), în aceeași ordine; catena dată 3'–5' → răspuns 5'–3'.

    Truc: Ca un negativ foto: schimbi culorile, nu muți pozele.

  7. 07

    Scheletul pentoză–fosfat e la exterior, bazele la interior; o purină se împerechează mereu cu o pirimidină.

1 din 9

Pe scurt

3 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie

  • Structura primară = ordinea nucleotidelor într-o catenă. Acolo este „scrisă” informația genetică.
  • Structura secundară = dublul helix (Watson și Crick, 1953): două catene antiparalele (5'→3' și 3'→5') și complementare, răsucite în jurul unui ax comun.
  • Complementaritate: A=T (2 legături de hidrogen = legătură dublă), G≡C (3 legături de hidrogen = legătură triplă).
  • Chargaff: A = T, G = C ⇒ A + G = T + C = N/2 (N = numărul total de nucleotide din fragmentul bicatenar).
  • În problemă: nr. legături duble = nr. de A, nr. legături triple = nr. de G.
  • Catena complementară se scrie bază cu bază (A↔T, G↔C), în aceeași ordine; dacă cea dată e 3'–5', cea complementară e 5'–3'.

Schemă interactivă

1 min

Genetică moleculară · interactiv

Dublul helix, întins ca o scară

catena 3′→5′ · apasă pe bazecomplementară 5′→3′
TACGGATTCA

Enter / spațiu: schimbă baza · A, T, G, C: alege direct · ↑ ↓: mută

A
6
adenină
T
6
timină
G
4
guanină
C
4
citozină
Legături duble (A=T)
6
Legături triple (G≡C)
4
  • A = T = 6 · G = C = 4
  • Total nucleotide: 20 (10 perechi)
  • Legături de hidrogen: 2 × 6 + 3 × 4 = 24
  • 3′ TACGGATTCA 5′
  • 5′ ATGCCTAAGT 3′
Catenele sunt antiparalele (3′→5′ și 5′→3′) și complementare: A=T prin 2 legături de hidrogen, G≡C prin 3. O bază purinică (A, G – mai lungă) se leagă mereu de una pirimidinică (T, C), deci „treptele” au aceeași lungime. Coloanele: dezoxiriboză (pentagon) și acid fosforic (punct).

Structura primară a ADN

1 min

  • O catenă polinucleotidică este un șir de nucleotide unite prin legături fosfodiesterice (vezi Compoziția chimică).
  • Scheletul catenei este identic peste tot (pentoză–fosfat–pentoză–fosfat…); ceea ce diferă este succesiunea bazelor azotate. Această succesiune este specifică fiecărei gene și fiecărui organism și reprezintă informația genetică.
  • Catena are polaritate: capătul 5' (fosfat liber) și capătul 3' (–OH liber al pentozei).

Cu doar 4 tipuri de nucleotide se pot obține un număr uriaș de secvențe diferite (de exemplu, 4 la puterea 10 = peste un milion de variante pentru o secvență de numai 10 nucleotide). Explică diversitatea genetică imensă a lumii vii.

Structura secundară: dublul helix

5 min 2 întrebări la final

Modelul Watson–Crick (1953) — construit pe baza imaginilor de difracție cu raze X (R. Franklin, M. Wilkins) și a regulilor lui Chargaff:

Dublul helix ADN și perechile de baze complementare

Uită-te la cele două catene răsucite și la perechile A–T și C–G din mijloc. Legendă în engleză: purines = baze purinice, pyrimidines = baze pirimidinice.

Autor: Zephyris (Richard Wheeler) · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons

CaracteristicăCe trebuie să știi

Număr de catene
două catene polinucleotidice
Forma
răsucite spiral (elicoidal), spre dreapta, în jurul unui ax comun
Poziția componentelor
scheletul pentoză–fosfat la exterior, bazele azotate la interior, perpendiculare pe ax
Orientarea catenelor
antiparalele: una 5'→3', cealaltă 3'→5'
Legătura dintre catene
legături (punți) de hidrogen între bazele complementare
Complementaritatea
A = T (2 legături de H) și G ≡ C (3 legături de H); o purină se împerechează mereu cu o pirimidină
Dimensiuni (forma B)
diametru 20 Å (2 nm); un tur complet (pas) = 34 Å (3,4 nm) = 10 perechi de nucleotide; distanța dintre două perechi = 3,4 Å

De ce A cu T și G cu C? O purină (două cicluri) plus o pirimidină (un ciclu) dau mereu aceeași lățime a „treptei”, deci diametrul helixului e constant. Perechea A–T formează 2 legături de hidrogen, perechea G–C formează 3.

Consecințe ale complementarității:

  • secvența unei catene o determină pe a celeilalte, ceea ce face posibilă copierea exactă (replicarea — funcția autocatalitică) și transcrierea informației (funcția heterocatalitică);
  • un fragment cu mai multe perechi G–C este mai stabil (are mai multe legături de hidrogen) și se denaturează la o temperatură mai mare.

Denaturare–renaturare: la încălzire, legăturile de hidrogen se rup și catenele se separă (denaturare); la răcire lentă, catenele complementare se reasociază (renaturare). Legăturile fosfodiesterice din catene nu se rup.

Prin câte legături de hidrogen se leagă G de C?

Cum sunt orientate cele două catene ale ADN?

Regulile lui Chargaff (echivalența bazelor)

2 min

Într-o moleculă de ADN bicatenar:

  • A = T și G = C (numărul de nucleotide);
  • deci A + G = T + C — numărul bazelor purinice este egal cu cel al bazelor pirimidinice;
  • A + T + G + C = N, deci A + G = N/2 (și C + T = N/2);
  • raportul (A + T)/(G + C) diferă de la o specie la alta (e caracteristic speciei).

De la teorie la problemă (rezumat)

3 min o întrebare la final

  1. Baza dată → perechea ei

    A = T și G = C. Dacă se dă 32 T, atunci A = 32.

  2. Perechea completă

    A + T = 2 × 32 = 64 (sau C + G = 2 × numărul dat).

  3. Restul nucleotidelor

    Scazi din total: C + G = N − (A + T).

  4. Baza cerută

    Împarți la 2: C = G = (N − (A + T)) / 2.

  5. Legăturile

    Duble = numărul de A (= T); triple = numărul de G (= C).

  6. Catena complementară

    Înlocuiești fiecare bază: A→T, T→A, G→C, C→G, fără să inversezi ordinea. Catena dată 3'–5' ⇒ răspunsul e catena 5'–3'.

Detalii, punctaj pe etape și cerințe proprii model: Problema ADN.

Răspuns-model — BAC iunie–iulie 2026, var. 3, II.A b)

Date: fragment de ADN bicatenar cu 484 nucleotide, dintre care 106 cu citozină; catena 3'–5': GGGACT.

  • Nucleotide cu guanină: G = C = 106 (complementaritate G≡C).
  • C + G = 2 × 106 = 212.
  • A + T = 484 − 212 = 272.
  • T = A = 272 : 2 = 136 nucleotide cu timină.
  • Legături duble (A=T) = 136; legături triple (G≡C) = 106.
  • Catena 3'–5': GGGACT → catena complementară 5'–3': CCCTGA.

Fragment ADN cu 96 nucleotide, 32 cu timină. Câte au citozină?

Ce se cere la BAC — toate problemele 2024–2026

7 mincum apare la examen

Folosește tabelul ca exercițiu: acoperă coloanele din dreapta și rezolvă. Toate valorile sunt cele din bareme.

Model 2024
N (nucleotide)
612
Se dă
202 A
Se cere
C
Rezultat
104
Duble
202
Triple
104
Catena 3'–5' → 5'–3'
GGACTC → CCTGAG
Simulare 2024
N (nucleotide)
556
Se dă
84 A
Se cere
G
Rezultat
194
Duble
84
Triple
194
Catena 3'–5' → 5'–3'
TTTAGC → AAATCG
Specială 2024
N (nucleotide)
664
Se dă
174 C
Se cere
A
Rezultat
158
Duble
158
Triple
174
Catena 3'–5' → 5'–3'
CGGTTA → GCCAAT
Iunie 2024
N (nucleotide)
776
Se dă
220 C
Se cere
A
Rezultat
168
Duble
168
Triple
220
Catena 3'–5' → 5'–3'
GCCCAT → CGGGTA
August 2024
N (nucleotide)
96
Se dă
32 T
Se cere
C
Rezultat
16
Duble
32
Triple
16
Catena 3'–5' → 5'–3'
(codoni ARNm: 16)
Model 2025
N (nucleotide)
558
Se dă
103 G
Se cere
T
Rezultat
176
Duble
176
Triple
103
Catena 3'–5' → 5'–3'
CCCAGT → GGGTCA
Simulare 2025
N (nucleotide)
668
Se dă
146 C
Se cere
A
Rezultat
188
Duble
188
Triple
146
Catena 3'–5' → 5'–3'
GGTTCA → CCAAGT
Specială 2025
N (nucleotide)
246
Se dă
74 G
Se cere
A
Rezultat
49
Duble
49
Triple
74
Catena 3'–5' → 5'–3'
GGTATC → CCATAG
Iunie 2025
N (nucleotide)
128
Se dă
20 A
Se cere
G
Rezultat
44
Duble
20
Triple
44
Catena 3'–5' → 5'–3'
TGGGAC → ACCCTG
August 2025
N (nucleotide)
364
Se dă
88 A
Se cere
G
Rezultat
94
Duble
88
Triple
94
Catena 3'–5' → 5'–3'
GGTCAA → CCAGTT
Model 2026
N (nucleotide)
602
Se dă
98 T
Se cere
C
Rezultat
203
Duble
98
Triple
203
Catena 3'–5' → 5'–3'
TGGACA → ACCTGT
Simulare 2026
N (nucleotide)
180
Se dă
34 C
Se cere
T
Rezultat
56
Duble
56
Triple
34
Catena 3'–5' → 5'–3'
AAATCG → TTTAGC
Specială 2026
N (nucleotide)
192
Se dă
58 T
Se cere
C
Rezultat
38
Duble
58
Triple
38
Catena 3'–5' → 5'–3'
AAATGC → TTTACG
Iunie 2026
N (nucleotide)
484
Se dă
106 C
Se cere
T
Rezultat
136
Duble
136
Triple
106
Catena 3'–5' → 5'–3'
GGGACT → CCCTGA
August 2026
N (nucleotide)
288
Se dă
46 G
Se cere
T
Rezultat
98
Duble
98
Triple
46
Catena 3'–5' → 5'–3'
TAAACG → ATTTGC
1 / 15

Itemi teoretici posibili la Subiectul I (construiți de noi după tiparul oficial, nu sunt itemi oficiali):

  • I.A: „În molecula de ADN, adenina se leagă de timină prin ...... legături de hidrogen, iar guanina de citozină prin ...... .” → două; trei.
  • I.D: „Cele două catene ale ADN sunt paralele.” → F; corect: „Cele două catene ale ADN sunt antiparalele.”

Greșeli care costă puncte

2 mincapcanele de evitat

  • Inversarea secvenței. Catena complementară lui 3'-GCCCAT-5' este 5'-CGGGTA-3' (barem iunie 2024), nu ATGGGC. Doar înlocuiești bazele, nu le întorci.
  • Uracil în catena de ADN. Catena complementară de ADN conține T, niciodată U.
  • Duble/triple inversate. A=T → duble; G≡C → triple. Cele triple sunt cele „tari”, cu G și C.
  • Numărul de legături duble = A + T? Nu. O pereche A–T formează o legătură dublă. Numărul de legături duble = numărul de perechi A–T = numărul de A.
  • Uitarea etapelor. „Scrieți toate etapele” valorează 4 puncte. Numai rezultatul final, fără calcule, primește doar jumătate din punctaj.
  • Chargaff pe o singură catenă. A = T este adevărat pentru ADN bicatenar, nu pentru o catenă sau pentru ARN.

Schema de recapitulare

1 minpentru recapitularea rapidă

  • Structura primară: secvența nucleotidelor dintr-o catenă (legături fosfodiesterice) = informație genetică
  • Structura secundară: dublu helix
    • 2 catene, antiparalele (5'→3' / 3'→5')
    • complementare: A=T (dublă), G≡C (triplă) — legături de hidrogen
    • schelet pentoză–fosfat la exterior, baze la interior
    • 20 Å diametru, 34 Å pe tur, 10 perechi pe tur
  • Chargaff: A = T, G = C, A + G = T + C = N/2

Exersează pe itemi oficiali

0/20
2026 · August · v01 · II.A

Translația/traducerea este una dintre etapele sintezei proteinelor la eucariote. a) Precizați două exemple de acizi nucleici implicați în această etapă a sintezei proteice și câte o caracteristică funcțională pentru fiecare dintre acești acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime din compoziția sucului pancreatic se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 288 nucleotide, dintre care 46 conțin guanină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: TAAACG. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2026 · Iunie · v03 · II.A

Transcripția și translația/traducerea sunt etape ale sintezei proteice la eucariote. a) Precizați doi acizi nucleici implicați în sinteza proteinelor și câte un rol pentru fiecare dintre cei doi acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime cu rol în digestia lipidelor se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 484 nucleotide, dintre care 106 conțin citozină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGGACT. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2026 · Sesiunea specială · v04 · II.A

Chimic, acizii nucleici sunt polinucleotide. a) Numiți cele patru baze azotate care pot fi întâlnite în compoziția chimică a ARN-ului. b) Sinteza unei proteine plasmatice se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 192 de nucleotide, dintre care 58 conțin timină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu citozină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: AAATGC. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2026 · Simulare · II.A

Celulele eucariote conțin mai multe tipuri de ARN: ribozomal, mesager, de transfer/transport, nuclear mic. a) Precizați o asemănare și o deosebire dintre ARN-ul mesager și ARN-ul de transfer/transport. b) Sinteza unei proteine se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 180 de nucleotide, dintre care 34 conțin citozină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: AAATCG; - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul de ADN bicatenar. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2026 · Model · II.A

ARN-ul de transfer și ARN-ul ribozomal participă la procesul de sinteză a proteinelor la eucariote. a) Precizați o asemănare și o deosebire între aceste două tipuri de ARN (de transfer și ribozomal). b) Sinteza unei proteine se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 602 nucleotide, dintre care 98 conțin timină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu citozină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: TGGACA. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · August · v04 · II.A

Sinteza proteinelor la eucariote se realizează în două etape: transcripția și translația/traducerea. a) Precizați un tip de acid nucleic implicat în transcripție, un tip de acid nucleic implicat în translație și câte o caracteristică structurală pentru fiecare dintre acești doi acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime digestive se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 364 nucleotide, dintre care 88 conțin adenină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu guanină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGTCAA. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · Iunie · v01 · II.A

Pe lângă ADN, celula eucariotă conține mai multe tipuri de ARN. a) Caracterizați un tip de ARN (la alegere tipul de ARN) precizând: numele acestuia, două caracteristici structurale și funcția îndeplinită. b) Sinteza unei proteine se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 128 nucleotide, dintre care 20 conțin adenină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu guanină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: TGGGAC; - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul de ADN bicatenar. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · Sesiunea specială · v06 · II.A

Sinteza proteică la eucariote se realizează în două etape: transcripția și translația/traducerea. a) Precizați două tipuri de acizi ribonucleici care participă la realizarea translației și o asemănare între unul dintre tipurile de acizi ribonucleici precizați și acidul dezoxiribonucleic. b) Sinteza unei enzime se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 246 nucleotide, dintre care 74 conțin guanină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu adenină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGTATC. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

Termeni-cheie

Structura primară a ADN
Succesiunea (ordinea) nucleotidelor într-o catenă polinucleotidică; în ea este înscrisă informația genetică.
Structura secundară a ADN
Dublul helix: două catene polinucleotidice antiparalele și complementare, răsucite spiral în jurul unui ax comun și legate prin legături de hidrogen între baze.
Dublu helix
Modelul structurii ADN propus de J. Watson și F. Crick (1953): două catene înfășurate spiral, cu scheletul pentoză–fosfat la exterior și bazele azotate la interior.
Antiparalelism
Cele două catene ale ADN au orientări opuse: una în sens 5'→3', cealaltă în sens 3'→5'.
Complementaritate
Împerecherea specifică a bazelor din cele două catene: adenina cu timina (A–T) și guanina cu citozina (G–C).
Legătura dublă (A=T)
Cele două legături de hidrogen dintre adenină și timină; numărul lor într-un fragment = numărul de nucleotide cu A (= cu T).
Legătura triplă (G≡C)
Cele trei legături de hidrogen dintre guanină și citozină; numărul lor într-un fragment = numărul de nucleotide cu G (= cu C).
Regulile lui Chargaff
În ADN bicatenar A = T și G = C, deci A + G = T + C (purine = pirimidine); raportul (A + T)/(G + C) este specific fiecărei specii.
Catenă complementară
Catena care se împerechează cu o catenă dată: în dreptul lui A are T, în dreptul lui T are A, în dreptul lui G are C, în dreptul lui C are G, cu orientare opusă.
Denaturarea ADN
Separarea celor două catene prin ruperea legăturilor de hidrogen (de exemplu prin încălzire); prin răcire lentă catenele se pot reasocia (renaturare).

Notițele mele

Salvat local

Surse