Material genético El ADN: la molécula de la herencia Chapter 1 Ciencias Biológicas 2 Capítulo 1 - Parte A - Material genético El ADN: la molécula de la herencia

El ADN: La molécula de la herencia Biology: Life on Earth (Audesirk) Capítulo 1 Material genético El ADN: La molécula de la herencia DNA: Molecule of Heredity

¿Qué significa cuando decimos que el ADN es la "molécula de la herencia"? El ADN es la molécula que contiene el diseño de todas las formas de vida en la tierra. Las unidades de información genética se llaman genes. 1. Gen — segmento de ADN que contiene la información necesaria para epecificar la secuencia de aminoácidos de las proteínas.

Bacteria transformada Biology: Life on Earth (Audesirk) Cepa(s) bacteriana(s) inyectadas al ratón Resultados Conclusiones La cepa R no produce neumonía La cepa S produce neumonía La cepa S muerta por calor no produce neumonía Figure: 09.1 Title: Transformed bacteria Caption: Griffith’s discovery that bacteria can be transformed from harmless to deadly laid the groundwork for the discovery that DNA contains genes. Una sustancia de la cepa S muerta por calor transforma la cepa R inocua en una cepa S mortífera DNA: Molecule of Heredity

Estructura del ADN Se compone de 4 nucleótidos. Un esqueleto de azúcares y fosfatos alternados y unidos por enlaces covalentes. C. La regla de Chargaff: adenina forma puente de hidrógeno solo con timina (A=T) y citosina forma puente de hidrógeno solo con guanina (C=G).

Estructura del ADN D. Estructura helicoidal. 1. En 1952 los científicos Maurice Wilkins y Rosalind Franklin estudiaron la estructura del ADN mediante difracción de rayos X. E. El ADN es una doble hélice de dos cadenas complementarias de nucleótidos. 1. En 1953 James Watson y Francis Crick proponen un nuevo modelo para el ADN.

Estructura del ADN Diferencias del ADN 1. Procariotas: El ADN procarótico forma comúnmente una estructura circular cerrada 2. Eucariotas: El cromosoma eucariótico se compone de una doble hélice lineal de ADN ligada a proteína.

Los cuatro nucleótidos del ADN Biology: Life on Earth (Audesirk) Los cuatro nucleótidos del ADN Timina Citosina Figure: 09.UN01 Title: Four DNA nucleotides Caption: Adenina Guanina DNA: Molecule of Heredity

Difracción de rayos X del ADN Biology: Life on Earth (Audesirk) Difracción de rayos X del ADN Figure: 09.2a Title: X-ray diffraction studies of DNA taken by Rosalind Franklin Caption: The X formed of dark spots is characteristic of helical molecules such as DNA. Measurements of various aspects of the pattern indicate the dimensions of the DNA helix; for example, the distance between the dark spots corresponds to the distance between turns of the helix. DNA: Molecule of Heredity

El modelo de Watson-Crick de la estructura del ADN Biology: Life on Earth (Audesirk) El modelo de Watson-Crick de la estructura del ADN Figure: 09.3 Title: The Watson-Crick model of DNA structure Caption: (a) Two strands of DNA wind about each other in a double helix, like a twisted ladder. The two DNA strands run in opposite directions. This directionality is especially clear at the ends of the double helix, where the terminal nucleotide of one strand has an unbonded (“free”) sugar and the terminal nucleotide on the other strand has an unbonded (“free”) phosphate. (b) Complementary base pairs (adenine and thymine, guanine and cytosine) hold the two DNA strands together. (c) Hydrogen bonding between specific base pairs in the center of the helix hold the two strands together. Three hydrogen bonds hold guanine to cytosine; two hydrogen bonds hold adenine to thymine. Se forman puentes de hidrógeno entre las bases complementarias El ADN es una doble hélice de dos cadenas de nucleótidos Los pares de bases complementarias mantienen unidas las dos cadenas de ADN DNA: Molecule of Heredity

Replicación del ADN Para la reproducción celular es necesaria la replicación. Este proceso requiere de energía y la participación de varias enzimas: 1. ADN helicasa. 2. ADN polimerasa. 3. ADN ligasa.

Replicación del ADN La replicación es semiconservativa. D. Velocidad de replicación: 50 – 500 nucleótidos por segundo.

El modelo de replicación semiconservativa Biology: Life on Earth (Audesirk) El modelo de replicación semiconservativa Cromátidas hermanas Una doble hélice de ADN Ambas hebras del ADN original sirven como molde Cromosoma Duplicado Cromosoma Figure: 09.UN04 Title: DNA replication Caption: Cromosomas hijos mitad antiguo, mitad nuevo DNA: Molecule of Heredity

Biology: Life on Earth (Audesirk) Nucleótidos libres Doble hélice de ADN parental Replicación del ADN Figure: 09.4 Title: Basic features of DNA replication Caption: During replication, enzymes separate the parental DNA double helix, breaking the hydrogen bonds between complementary bases. Other enzymes select complementary nucleotides and add them to the growing daughter strands. Each parental strand and its new daughter strand form a new double helix. Doble hélice nueva con una cadena antigua y una nueva DNA: Molecule of Heredity

Burbuja de replicación Biology: Life on Earth (Audesirk) Parental Hija Horquillas de replicación Burbuja de replicación Comienza la replica-ción del ADN Burbuja de replicación Las horquillas de replicación se desplazan en sentidos opuestos La replica-ción del ADN avanza Figure: 09.5 Title: Replication bubble Caption: DNA replication begins when DNA helicase and related enzymes unwind portions of the parental DNA double helix, creating a replication bubble. In complex cells, DNA replication occurs simultaneously at many locations on the parental DNA double helix, resulting in multiple replication bubbles. DNA replication is completed when all adjacent replication bubbles meet to form two complete and separate DNA double helices. La replica-ción del ADN ha terminado DNA: Molecule of Heredity

Biology: Life on Earth (Audesirk) Detalles de la replicación (2) Figure: 09.UN06b1 Title: Details of DNA replication Caption: (b) Synthesis of new DNA strands involves complex enzyme machinery. 1) A large complex of enzymes assembles at each replication fork. Within this complex, DNA helicase separates the two DNA strands, unwinding a small portion of the parental double helix. The complex also contains two DNA polymerase molecules, one attached to each parental strand. 2) The two DNA polymerase molecules match up complementary free nucleotides with the parental DNA strands and join up their sugar-phosphates to form the backbones of the new DNA strands. Because nucleotides in DNA can only be added to the free sugar end of a strand, the DNA polymerase on one strand (upper strand in this diagram) can synthesize a complementary DNA strand in a continuous segment. The other DNA polymerase (on the lower, looping strand in this diagram) must synthesize its complementary DNA strand in small segments as the DNA replication machinery unwinds more and more of the original DNA double helix. DNA: Molecule of Heredity

Detalles de la replicación (3) Biology: Life on Earth (Audesirk) Detalles de la replicación (3) La helicasa desenrrolla el ADN. Las ADN polimerasas agregan nucleótidos para hacer crecer las cadenas. La ADN ligasa une segmentos cortos adyacentes. Figure: 09.UN06b2 Title: Details of DNA replication Caption: (b) 3) The replication machinery advances, unwinding more parental DNA and synthesizing more complementary daughter DNA. 4) Another enzyme, DNA ligase, joins together the segments of newly synthesized DNA, finally producing a continuous daughter strand that is complementary to the original strand. Replication produces two DNA double helices, each of which has one strand from the original DNA double helix and one strand that has just been synthesized. DNA: Molecule of Heredity