DNA es el material genético “El material genético debe realizar dos trabajos: - duplicarse a sí mismo - controlar el desarrollo Del resto de la célula en forma específico” - Francis Crick, 1953
DNA es el Material Genético 3
Historia del DNA Friedrich Miescher, 1871 - Físico y bioquímico - Aisló núcleos de WBC - Encontró sustancia ácida - N y P en todas las células - la llamó: nuclein - ácido nucleico 4
Historia del DNA Archibald Garrod, 1902 - Médico - Asocia “errores congenitos de metabolismo con la ausencia de alguna enzima particular “ - Describió pro primera vez l alkaptonuria Ácido homogenístico Ocronosis de tejido conect Artritis de articulación ón y columna Destrucción de las válvulas cardiacas Alkaptonuria is an autosomal recessive metabolic disorder characterized by accumulation of homogentisic acid, leading to darkened urine, pigmentation of connective tissue (ochronosis), joint and spine arthritis, and destruction of the cardiac valves (summary by Vilboux et al., 2009). 5
Historia del DN Frederick Griffiths, 1928 - Microbiólogo - Trabajó con Diplococcus pneumonia, la cual existe en dos formas - Tipo S (Smooth) = Produce cápsula - Tipo R (Rough) = No produce cápsula - Cápsula asociada a virulencia 6
Principio de Transformación Pregunta Hipotesis Diseño Racional Resultados/Discusión Pregunta Hipotesis Diseño Racional Resultados Discusión Figure 9.1 Figure 9.1
Historia del DNA Avery, MacLeod, y McCarty, 1944 - Médicos - Tratan lisado de Tipo S con - proteasa - DNasa - Solo DNAsa previene la transformación - PLT el principio de transformación es el DNA - Es quien convierte Tipo R en Tipo S 8
Principio de Transformación Pregunta Hipotesis Diseño Racional Resultados/Discusión Pregunta – Cual de las dos es el principio? DNA o Proteinas Hipotesis – DNA o proteinas Diseño – exponer colonias S a degradados de DNA y de Prot Racional – el degradado q no funciones ese es el que transforma Resultados – tratado con proteasa MATA Discusion - Figure 9.1 Figure 9.2
Historia del DNA Alfred Hershey y Martha Chase, 1953 - Microbiólogos - Virus infectan bacterias E. coli - Tienen una cabeza de proteinas y un conglomerado de DNA - Usaron radioactividad : 35S y 32P - marcan proteínas y DNA - “experimento de la licuadora” demostró: - el virus transfiere DNA, NO proteínas dentro de la célula bacteriana - PLT, DNA es el material genético 10
Experimento de Hershey-Chase Pregunta Hipotesis Diseño Racional Resultados/Discusión Figure 9.3 Pregunta – Dado q el virus introduce su material genetico a la celula, cual seral DNA o Prot Hipotesis – el que entre es el material genetico Diseño – marcar de forma q se pueda distinguir qien entra y quien no Racional - El que se detecte dentro Resultados – P in S out 11
DNA - Descubriendo la Estructura Phoebus Levine - Bioquímico - Identifico las pentosas (5 carbonos) - ribosa - deoxiribosa - describió que las tres partes estan en iguales proporciones. 1:1:1 - Azucar - Fosfato - Base 12
DNA - Descubriendo la Estructura Erwin Chargaff, 1951 - bioquímico - Analizó la composición de las bases de varias especies. - Encontró relaciones regulares - A = T - C = G - A + G = T + C - (G + C = A + T) ≠ 1 Cierto o Falso? 13
DNA - Descubriendo la Estructura Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, 1952 - Cristalografía - Distinguieron dos formas de DNA - “A” , seco y cristalino - “B” , celular, húmedo - Difracción de Rayos X - Foto 51 – 100 hrs de trabajo a Franklin 14
DNA - Descubriendo la Estructura Franklin- DNA es una hélice con arreglo simetrico de sus subunidades Wilkins Franklin Figure 9.4 15
DNA - Descubriendo la Estructura James Watson y Francis Crick - Sin hacer experimentos Figure 9.5 - Usaron investigaciones previas - Hicieron inferencias de un modelo de carton - Descrifran la estructura 16
Camino a la Doble Hélice 17
Estructura DNA Nucleótido – bloque de construcción individual Cada uno compuesto de: - azucar pentosa deoxiribosa - grupo fosfato - base nitrogenada - Adenina (A), Guanina (G) = Purinas - Ciyosina (C), Timina (T) = Pirimidinas 18
Estructura DNA Figure 9.7 Figure 9.6 19
Estructura de DNA Nucleótidos: Unidos por enlaces de H Figure 9.8 Nucleótidos: Unidos por enlaces de H - Entre 5’-PO4 y el 3’OH - Asi se crea el esqueleto azucar fosfato 20
Dos cadenas de polinucleótidos se alínean formando la double hélice - La orientación opuesta: antiparalelas Figure 9.9 21
Notar que ambas hebras de la doble hélice corren 5’3’ Son antiparalelas PLT una va en una dirección y la otra en la otra dirección (53; 35) Figure 9.11 22
DNA Estructura La clave para el ancho constante de la doble hélice es:s - pareo especifico entre purinas y pirimidinas - tres anillos por pb Pareo complementario - Adenina y Guanina - Citosina y Timina 23
DNA Structure DNA Structure Figure 9.12 24
DNA: alto nivel de compactación DNA enrollado en octámero de proteinas histonas, forma estructura parecida a collar de perlas La perla es el nucleosoma El nucleosoma sigue enrollandose y doblandose hasta condensarse en cromatina Fibras de cromatina se adhieren en lazos a proteína de andamiaje 25
DNA Nucleosomas Collar de Perlas Solenoide Lazos Cromosomas Wrap Advanced Figure 9.13 26
Definición Molecular de Gen - gene – segmento de DNA - Dirige la síntesis de RNA para luego producir proteínas - La proteína (el el RNA funcional) producen el fenotipo - La secuencia de nucleótidos que contiene la información es el genotipo 28
DNA Replication - Modelos Investigadores proponen 3 modelos de replicación Modelo de Replicación del DNA Organización de las cadenas 1. Conservativa V/V + N/N 2. Semiconservativa V/N + N/V 3. Dispersiva Nuevas cadenas seran una mezcla de V y N 29
Replicación del DNA Matthew Meselson and Franklin Stahl, 1957 - E. coli on crecen por varias generaciones en medio con15N - DNA ya no sera N14 sino N15, mas pesado - Se cambia el medio a 14N - Seguir las siguientes replicaciones del DNA - Conservativa / Semiconservativa / Dispersiva? 30
Meselson-Stahl Experiment Figure 9.14 Figure 9.14
Repaso de la Replicación Ocurre en la fase S del ciclo celular Antes de división celular 50 bases/sex en humanos Multiples origenes de replicación Inicio de replicación: tenedor de replicación (replication fork) donde comienza, se abren las cadenas Ricos en AT 32
Repaso de la Replicación Basess Avanzadod Helix Replicated Figure 9.15 33
Enzimas en la Replicación Figure 9.16 34
Enzimas en la Replicación 35
Enzimas en la Replicación 36
Enzimas en la Replicación 37
Enzimas en la Replicación 38
Replication Fork
DNA Helicasas Topoisomerasas SSBP RNA Primasa DNA Pol 2 Todas las proteínas en el Replication Groove DNA Helicasas Topoisomerasas SSBP RNA Primasa DNA Pol 2 - sliding clamp - clamp loader DNA Pol 1 http://sites.fas.harvard.edu/~biotext/animations