Estructura Molecular del Material Genético PREUNIVERSITARIO SOLIDARIO SANTA MARÍA BIOLOGÍA ELECTIVO BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CÉLULA T.M. Makarena Muñoz Carvajal

Estructura del ADN James Watson y Francis Crick en 1953 demostraron que la estructura del ADN consiste en una doble hélice formada por dos cadenas.

Ácido Desoxirribonucleico Es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria.

El ADN es un ácido nucleico formado por nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres elementos: Un azúcar: desoxirribosa Un grupo fosfato Una base nitrogenada

Bases Nitrogenadas Éstas constituyen parte del ADN y son: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando una estricta complementariedad: A sólo se aparea con T (y viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y G sólo con C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.

Deoxiribosa Una de cuatro bases nitrogenadas 5’ Enlaces covalentes

Extremos del ADN Los extremos de cada una de las hebras del ADN son denominados 5’-P (fosfato) y 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa. Las dos cadenas se alinean en forma paralela, pero en direcciones inversas (una en sentido 5’ → 3’ y la complementaria en el sentido inverso), pues la interacción entre las dos cadenas está determinada por los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Se dice, entonces, que las cadenas son antiparalelas.

El extremo 5’ tiene un carbono unido a un grupo fosfato mientras que el extremo 3’tiene un carbono unido a un grupo hidroxilo

Historia del descubrimiento de la molécula

Experimentos clásicos en torno a mitosis Acetabularias de Hämmerling y Brachet ( )

1869 Friedrich Miescher descubre lo que hoy conocemos como ADN

Fleming Beneden y Strasburger describen en 1890 la destribución cromosómica durante la división celular. Walther Flemming

1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas

1933 Jean Brachet demuestra que el ADN se encuentra en los cromosomas y que el ARN está presente en el citoplasma de todas las células 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle muestran que los genes codifican las proteínas

¿El material genético es ADN o una proteína? Experimento de Griffith (1920) Trató de obtener una vacuna para proteger a la gente contra la bacteria Streptococcus pneumoniae. Griffith descubrió dos variedades de Streptococcus, una con cápsula y otra desnuda. Propuso la hipótesis que la cápsula afecta la capacidad de las bacterias para causar la enfermedad y experimentó con ratones de la siguiente manera:

1.Inyectó bacterias encapsuladas vivas. Resultado: Los ratones contrajeron neumonía y murieron. La sangre contenía bacterias encapsuladas. 2.Inyectó bacterias desnudas vivas. Resultado: Permanecieron saludables. No se encontraron Streptococcus en la sangre. 3.Inyectó bacterias encapsuladas muertas. Resultado: Los ratones no tuvieron neumonía y carecían de bacterias vivas. 4.Inyectó una mezcla de bacterias encapsuladas muertas y bacterias desnudas vivas. Resultado: Tuvieron neumonía y estaban infestados de bacterias encapsuladas vivas que crecieron

¿Qué significaban los experimentos?

1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty aíslan ADN como material genético Colin MacLeod, Maclyn McCarty, Detlev Wulf Bronk, Theodosius Dobzhansky, and Wendell M. Stanley at the Avery Memorial Gateway dedication ceremony

1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty aíslan ADN como material genético Oswald T. Avery (1940s)

Historia de la genética 1950 Erwin Chargaff muestra que los cuatro nucleótidos no están presentes en los ácidos nucleicos en proporciones estables, pero que parecen existir algunas leyes generales. La cantidad de adenina, A, por ejemplo, tiende a ser igual a la de timina, ATGCTTATTC TACGAATAAG A = T C = G )

El ADN es la molécula que contiene la información genética Hershey & Chase

Lab rats... James Watson, above left, and Francis Crick weren't going to let Rosalind Franklin get in the way of scientific glory. Photo-illustration: Harry Afentoglou

Durante 50 años, la historia de la ciencia ha sostenido que los descubridores de la doble hélice del ADN fueron Crick y Watson. En los últimos años, las investigaciones han sacado a la luz la labor de Rosalind Franklin, sin cuyas radiografías sus colegas no hubieran llegado tan rápido a la meta. Hoy se puede decir que si éstos son los «padres» del hallazgo de la estructura helicoidal de la molécula, Franklin merece ser considerada la «madre». Rosalind Franklin

Estructuras Tridimensionales del ADN

Estructura Primaria Son nucleótidos encadenados Aquí se encuentra la información genética, radicando en las secuencias de las bases nitrogenadas. Presenta un código que determina una información u otra, según el orden de las bases.

Estructura Secundaria Explica el almacenamiento de la información genética y la duplicación del ADN. Es una cadena doble, dextrógira o levógira. Ambas son complementarias. Son cadenas antiparalelas.

Estructura Terciaria El ADN se almacena en un espacio reducido para formar los cromosomas. En procariotas es una super hélice, generalmente en forma circular y asociada a pequeñas proteínas. En los eucariotas el empaquetamiento es más complejo y compacto.

Estructura Cuaternaria El ADN se asocia a proteínas: histonas y no histonas para formar la proteína. Hay más de una cadena polipéptidica. Su estructura puede o no ser simétrica.

Dogma central de la biología molecular