Las Moléculas de la Vida Ascaris megalocephala 2 Cebolla 16 Drosophila 8 cromosomas Hombre 46 Perro 78

Los Acidos Nucleícos La información genética o genoma, está contenida en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos. Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN. El ADN guarda la información genética en todos los organismos celulares, el ARN es necesario para que se exprese la información contenida en el ADN; además Es la responsable de la fabricación de proteínas 1) Una base nitrogenada 2) Un azúcar (pentosa de 5 carbonos) 3) Una molécula de ácido fosfórico

Ácidos Nucleicos Ácidos nucleicos son de cadena larga: (ADN): Ácido desoxirribonucleico material genético de todas las células vivas. (ARN): Ácido ribonucleico material genético de algunos virus; transfiere la información genética del ADN a las proteínas.

Importancia biológica de los ácidos nucleicos: Principalmente se encuentran en el núcleo celular, contienen los genes responsables de los rasgos biológicos y son capaces de transmitirlos de una generación a otra. También se encuentran libres en las células. Constituyen la base de los cromosomas y el fundamento de la forma de expresarse la información genética en la síntesis de las proteínas de cada individuo. Pueden sufrir cambios o mutaciones, lo cual permite la evolución continua de los seres vivos. Las especies que tienen estructuras y funciones similares quizás tengan un origen o antecesor común. La utilización de técnicas para comparar ácidos nucleicos permiten determinar el parentesco familiar y la investigación.

¿QUÉ ES UN GEN? Un gen es un segmento corto de ADN, que le dice al cuerpo cómo producir una proteína específica. Hay aproximadamente 30.000 genes en cada célula del cuerpo humano y la combinación de todos los genes constituye el material hereditario para el cuerpo humano y sus funciones.

¿Qué es un cromosoma? El cromosoma contiene el ácido nucleico, ADN, que se divide en pequeñas unidades llamadas genes. Las células de los individuos de una especie determinada suelen tener un número fijo de cromosomas, que en las plantas y animales superiores se presentan por pares.

ESTRUCTURA DEL CROMOSOMA

SEGÚN LA POSICION DEL CENTROMERO LOS CROMOSOMAS PUEDEN SER

Estructura del ADN Watson y Crick 1953

1953 - Franklin & Wilkins La naturaleza helicoidal del DNA 1865 La naturaleza helicoidal del DNA Rosalind Franklin Film fotográfico Fuente de rayos X DNA cristalizado Maurice Wilkins 15/04/2017

En 1953, James Watson y Francis Crick publicaron el primer modelo estructural de la molécula de ADN, (Premio Nobel de Medicina en 1962)

1957 - Francis Crick 1865 Propuso la estructura actual del AND con lo que ganaron el premio nobel de medicina ADN ARN PROTEINAS 15/04/2017

La estructura del ADN En 1953, James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin propusieron un modelo para la estructura del ADN. Se compone de unidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos llamada desoxirribosa y una base nitrogenada.

La estructura del ADN Una molécula de ADN se compone de dos cadenas de nucleótidos unidas por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Las cadenas de nucleótidos forman una espiral alrededor de un centro común. La forma espiral de la molécula es una doble hélice.

Unidad básica del ADN: nucleótido Los peldaños formados por los nucleótidos son complementarios. La posición de una A en una de las cadenas se corresponde con una T en la otra cadena... De igual forma, la posición de una G en una de las cadenas se corresponde con una C en la misma posición de la otra cadena.

FUNCIONES DEL ADN Contiene información biológica útil y que se transmita en forma estable. Permite el paso sin variación de la información de célula a célula y de generación en generación. Mediante el proceso de replicación Es capaz de expresarse . Es decir, que la traducción de su mensaje debe de hacerse por mecanismos sencillos. Obedece a la necesidad biológica de la evolución, con la producción de nuevos genotipos, sobre los cuales pueda actuar la selección natural. Es decir debe permitir la mutación y la recombinación genetica.

Cuadro comparativo entre el ADN y ARN Caracteres pentosa DNA Desoxirribosa RNA Ribosa Bases nitrogenadas Adenina, Guanina Citosina, Timina Citosina, Uracilo Numero de polinucleotidos 2 1 Función Almacena la información biológica de los seres vivos Permite la expresión de la información biológica Ubicación Núcleo, mitocondrias, cromatina, cloroplastos, cromosoma Núcleo, ribosomas. Estructura Doble hélice Lineal, globular y trébol

Los genes controlan características como: ¿Por qué es tan importante que los cromosomas pasen de la célula madre a las células hijas? Los cromosomas están formados por genes, los segmentos de ADN que son las unidades de la herencia. Los genes controlan características como: Color del pelo Tipo de sangre Color de la piel Color de los ojos

La replicación del ADN Es el proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias de sí misma (y, por tanto del cromosoma). En el núcleo hay muchos nucleótidos libres que son los bloques de construcción del nuevo ADN .

REPLICACIÓN DEL ADN Cuando un cromosoma se duplica antes de la mitosis o la meiosis, las dos cadenas hijas de cada hélice se desenrollan. Las enzimas ADN polimerasa recorren cada cadena uniendo nucleótidos libres en cadenas nuevas de ADN. La secuencia de nucleótidos en cada cadena recientemente formada es complementaria con la secuencia que existía en la cadena original. El resultado es la síntesis de dos hélices dobles, de las cuales cada una consta de una cadena original de ADN más una cadena complementaria recién sintetizada que es copia exacta de la otra cadena origina l. son, por lo tanto, duplicados. Las dos moléculas hijas de ADN son, por tanto, duplicado de la molécula de ADN original.

MODELO DE REPLICACION DEL DNA PROPUESTO POR WATSON Y CRICK * Replicación semiconservativa * Las dos cadenas de la doble hélice parental se desenrollan y cada una determina una nueva cadena hija mediante las reglas de emparejamiento de bases ¿

Pasos de la replicación del ADN La doble hélice se desdobla de modo que las dos cadenas de nucleótidos quedan paralelas y se rompen los enlaces entre las bases. Las dos cadenas de nucleótidos se separan, empezando en un extremo y abriéndose hasta el otro. Cada mitad de la molécula sirve como un molde para la formación de una nueva mitad del ADN. Las bases de los nucleótidos libres se unen con las bases correspondientes en las dos cadenas de nucleótidos expuestas. La unión específica de A con T y de C con G, asegura que las copias nuevas de ADN sean copias exactas del original.

Ácido Ribonucleico (ARN o RNA)

ARN ribosomal o ARN (r ): forma parte de los ribosmas ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN O RNA) Un solo filamento polinucleotidico. Es sintetizado por una plantilla o molde de DNA por acción de la RNA polimerasa. TIPOS DE ARN: ARN mensajero o ARN(m): lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas. ARN de transferencia o ARN (t): lleva los aminoácidos a los ribosomas, se encuentra en el citoplasma. ARN ribosomal o ARN (r ): forma parte de los ribosmas

síntesis de proteínas

LAS PROTEINAS Son moléculas complejas formadas por cientos a miles de átomos, entre los cuales siempre hay C, H, O y N. Se forman por la unión de aminoácidos . Existen 20 aminoácidos.

Los aminoácidos se unen linealmente formando en general cadenas de 100 a 300 aminoácidos. La unión de dos aminoácidos forman un dipéptido; agregando otro se forma un tripéptido, y la adicción de varios aminoácidos forma un polipéptido. Las proteínas siempre son polipéptidos

La síntesis de proteínas es de fundamental importancia ya que básicamente todos los caracteres que la célula presenta (fenotipo) está regulado por la suma de sus actividades enzimáticas. Todo lo que la célula es y puede realizar depende de la acción enzimática específica. Como las enzimas son proteínas, la morfología y funcionamiento celular dependen de que tipo de proteínas la célula pueda armar.

 la síntesis consta de dos etapas: la primera etapa: transcripción ocurre dentro del núcleo de las células eucariotas, aquí la secuencia de nucleótidos que denominamos gen (segmento de ADN que determina una proteína) se transcribe en una molécula de ARN.

en la segunda etapa: traducción – (síntesis de proteína propiamente dicha) el ARN pasa del núcleo al citoplasma donde es traducida por los ribosomas que arman una proteína.

Transcripción Para formar la hebra de ARN a partir del ADN se debe tener en cuenta que cada nucleótido del ADN se ensambla con un determinado nucleótido del ARN. La molécula helicoidal de ADN se desenrolla y deja accesible la hebra paralela, a partir de la cual se inicia la síntesis del ARN

La enzima (polimerasa del ARN) que controla la reacción detecta una región de la secuencia del ADN, que marca el punto de inicio de la síntesis. La enzima se une al ADN en el sitio preciso para iniciar la síntesis de ARN y selecciona el primer nucleótido, que se convertirá en el extremo 5' de la cadena.

A continuación, se desplaza rápidamente por la cadena de ADN, añadiendo los nucleótidos correspondientes a la cadena de ARN. Según se forma, el ARN se va separando del ADN, comenzando por el extremo 5'; no obstante, hasta que no se llega al extremo 3' no se separa la molécula de ARN.

Los nucleótidos se añaden uno por uno en orden complementario, de esta manera la adenina del ADN se combina con el uracilo del ARN (A – U), en el mismo orden, la timina se ensambla con la adenina (T – A), y la citosina se combina con la guanina y viceversa (C – G, G – C). Hay por lo tanto complementariedad entre el ARN y el ADN de donde se copia.

Transcripción Synthesis of RNA from a DNA Template. Requires DNA-dependent RNA polymerase plus the four nucleotides (ATP, GTP. CTP and UTP). Synthesis begins at a the initiation site on DNA. The template strand is read 3' to 5' and the mRNA is synthesized 5' to 3‘.

Transcripción

Transcripción

las instrucciones , en clave, se descifran leyendo los nucleótidos de tres en tres ("tripletes"), y cada triplete de nucleótido, que determina uno de los 20 aminoácidos existentes, recibe el nombre de codón.

Durante la traducción, a medida que se "leen" los codones, se van añadiendo los aminoácidos correspondientes a la proteína que se está formando

Traducción Se llama traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos).

Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente.

la clave de la traducción reside en el código genético, compuesto por combinaciones de tres nucleótidos consecutivos -o tripletes- en el ARNm.  Cada triplete constituye un codón, existen en total 64 codones (cuatro nucleótidos se combinan de a tres, así que: 43 = 64), 61 de los cuales sirven para cifrar aminoácidos y 3 para marcar el cese de la traducción. 

Tercera letra

existen más codones que tipos de aminoácidos, casi todos pueden ser reconocidos por más de un codón Generalmente los codones que decodifican a un mismo aminoácido se parecen entre sí y es frecuente que difieran sólo en el tercer nucleótido. El número de codones en el ARNm determina la longitud de la proteína.

Al final de la cadena del ARNm se encuentra un codón que sirve de señal de terminación del proceso. La etapa de terminación determina la conclusión de la síntesis de la proteína cuando el sitio A del ribosoma es abordado por este codón de terminación del ARNm que puede ser UUA, UGA o UAG.

aminoácidos esenciales o indispensables: los organismos superiores no los sintetizan es necesario incluirlos en la dieta. Valina (Val) Leucina (Leu) Metionina (Met) Triptófano (Trp) Histidina (His)

A los aminoácidos que pueden ser sintetizados por el cuerpo se los conoce como no esenciales y son: Alanina (Ala) Prolina (Pro) Glicina (Gly) Serina (Ser) Cisteína (Cys) Asparagina (Asn) Glutamina (Gln) Tirosina (Tyr) Ácido aspártico (Asp) Ácido glutámico (Glu)

Estas clasificaciones varían según la especie. Los datos actuales en cuanto a número de aminoácidos y de enzimas ARNt sintetasas se contradicen hasta el momento. Se ha comprobado que existen 22 aminoácidos distintos que intervienen en la composición de las cadenas polipeptídicas y que las enzimas ARNt sintetasas no son siempre exclusivas para cada aminoácido

El aminoácido número 21 es la Selenocisteína que aparece en eucariotas y procariotas El número 22 la Pirrolisina, que aparece sólo en arqueas (o arqueobacterias).

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS FUNCIÓN EJEMPLOS Estructural La queratina que forma el pelo y las uñas. El colágeno que forma los órganos de sostén (hueso, cartílago) Hormonal La insulina que regula el nivel de azúcar en la sangre. La adrenalina que regula el diámetro de los vasos sanguíneos. Catalítico o enzimático Las enzimas digestivas 8amilasa, lipasa) que aceleran la velocidad de la descomposición de los alimentos. Contráctil La actina y la miosina que son las estructuras contráctiles de los músculos. De transporte La hemoglobina de los globulosa rojos que transporta oxigeno a las células

Código Genético Nirenberg and Khorana, Premio Nobel in Fisiologia 1968

Traducción

Tecnología del ADN recombinante (Ingeniería genética) Los genes se pueden: Aislar y amplificar (obtener múltiples copias) Secuenciar Expresar con intensidad Desactivar Detectar con sensibilidad y especificidad