Genética: La ciencia de la herencia Alumnos: Castro Quezada Jese Eliezer Cardenas Lopez Alondra Marcela Castro Angulo Noelia Dimaris Grupo: 1-05 Maestra: Ruiz Hernandez Irma Guadalupe Escuela: Universidad Autonoma de Sinaloa (UAS) Preparatoria Guamuchil

Ácidos nucleicos: ADN y ARN Material Hereditario Para identificar la base molecular de la herencia, en 1868, el bioquímico Friedrich Miescher investigo la composición química del núcleo celular. Un año mas tarde, Miescher encontró que la mitad de los materiales en el núcleo eran proteínas. El resto de los materiales nucleares nos los pudo identificar, reconociendo que eran sustancias acidas y que únicamente se localizaban en el núcleo, motivo por el cual se llamo nucleina. Posteriormente, los científicos reconocieron esos materiales llamándoseles ácidos nucleicos. Se identificaron dos de estas sustancias, a una de ellas se le conoce como acido desoxirribonucleico (ADN) y a la otra, acido ribonucleico (ARN).

El proceso de la transformación En 1928, el bacteriólogo Frederick Griffith dio los primeros pasos hacia la respuesta de la controversia: ¿ADN o proteínas? Griffith experimento con la bacteria Streptococcus pneumoniae, de la que descubrió dos variedades o cepas, en cada una de ellas cada bacteria tiene una capsula o cubierta que la protege. Esta variedad fue llamada “cepa S” y causa neumonía en los ratones. En la otra variedad, las bacterias no tienen capsula y fue llamada “cepa R”; esta cepa no produce la enfermedad. Griffith, para ver si era la cubierta mucosa la que causaba la enfermedad, calentó las bacterias de la cepa S; resultado: el calor mato a las bacterias, pero no destruyo la capa mucosa.

ADN, el factor transformante La evidencia mas fuerte de que el ADN era el factor transformante, fue publicada en 1944 por el bacteriólogo estadounidense Oswald Avery y sus colegas Colin McLeod y Maclyn McCarty. Estos investigadores aislaron ADN de bacterias de la cepa S, lo mezclaron con bacterias de la cepa R y produjeron bacterias de la cepa S vivas, pero ¿Qué sucedió? La bacteria R incorporo el ADN a su cromosoma. La conclusión de estos resultados fue que el ADN es el responsable de la transformación. ADN y virus bacterianos Los estadounidenses Martha Chase y Alfred Hershey publicaron en 1952 los resultados de una serie de experimentos donde concluían que el ADN es el material genético. Sus experimentos involucraron al material genético de ciertos virus llamados bacteriófagos, o fagos los cuales infectan y destruyen bacterias.

ADN: estructura y replicación Una vez que el ADN fue conocido como material genético, se estableció una competencia entre los científicos para trabajar sobre su estructura. Uno de estos científicos fue el bioquímico Erwin Chargaff, quien con sus experimentos descubrió un dato muy importante. El analizo la cantidad de bases nitrogenadas del ADN de diversas especies y encontró que la cantidad de adenina es siempre igual a la de timina, y la cantidad de citosina es siempre igual a la cantidad de guanina. Estas observaciones son conocidas como reglas de Chargaff. El mismo Chargaff no pudo explicar sus descubrimientos, pero fueron indicios importantes para otras investigaciones posteriores.

Estudios de rayos X Estructura del ADN A principios de 1950, en Londres, Rosalin Franklin Maurice Wilkins hicieron una importante contribución para revelar la estructura del ADN. Estos científicos bombardearon con rayos X cristales de ADN purificados y fotografiaron los patrones de difracción resultante. Estas fotografías sugirieron a Franklin y Wilkins que la molécula de ADN es una hélice, o sea, una espiral; además, les revelo algunos datos sobre algunas de sus dimensiones. Estructura del ADN Muchos eran los científicos que querían encontrar la estructura del ADN, pero la suerte favoreció al físico Francis Crick y al biólogo James Watson, quienes propusieron en 1953 un modelo de estructura del ADN que se conoce como “la doble hélice”. Este modelo es el aceptado en la actualidad como la estructura correcta del ADN.

El modelo de la doble hélice Watson y Crick ensamblaron varios modelos tridimensionales; después de probarlos y mejorarlos, hicieron un modelo en el cual la molécula de ADN esta constituida por dos cadenas largas enrolladas en una forma llamada “doble hélice”, de la misma manera en que se enrosca una escalera de caracol. Las moléculas de fosfato-azucar se encuentran por el lado de afuera de la molécula; imagínate que forman los pasamanos de una escalera. Las bases se encuentran en el centro de la molécula, en pares, unidas por puentes de hidrogeno formando los travesaños o escalones de la escalera.

ADN y proteínas La cuestión de como los genes controlan la célula fue investigado desde antes que los científicos supieran que los genes estaban constituidos de ADN. Ya en 1941, mediante una serie de experimentos, algunos científicos habían llagado a la conclusión de que cada gen, de alguna manera, controla la producción de un tipo de enzima. Est0 dio origen a la hipótesis “un gen, una enzima”. Recuerda que las enzimas regulan todas las reacciones químicas que ocurren en la célula.

ARN: estructura y transcripción Como recordaras, el ADN de las moléculas eucariotas esta en el núcleo y la síntesis de proteínas se lleva a cabo en los ribosomas, localizados en el citoplasma de la célula. Por lo tanto, el ADN no puede dirigir directamente la síntesis de proteínas. Existe una molécula intermediaria que es un segundo tipo de acido nucleico, el ARN o acido ribonucleico. El ARN se parece al ADN ya que también esta estructurado por un azúcar, un grupo fosfato y bases nitrogenadas. La diferencia esta en que el ARN es una sola cadena de nucleotidos; el azúcar es la ribosa y, en lugar de la base timina, tiene la base uracilo (U).

Código genético Las moléculas de ARN mensajero, transcrito del ADN, lleva el código para la proteína que se quiere sintetizar. El código genético o clave genética del ARNm esta en la secuencia de sus bases, es decir, esa secuencia estricta de bases va a determinar, a su vez, la secuencia de aminoácidos que serán ensamblados en la proteína que se sintetizara. Un problema que enfrentaron los primeros científicos que se dieron a la tarea de descifrar el código genético fue saber como las bases codifican o indican cada uno de los aminoácidos que se deben enlazar. Recuerda que hay 20 aminoácidos que se encuentran en todas las proteínas y solo hay cuatro bases en el ARN.

Síntesis de proteínas El proceso mediante el cual se sintetizan las proteínas con la participación del ARNm se le llama traducción. Las proteínas son sintetizadas en el citoplasma, específicamente en los ribosomas. Antes de que una proteína se sintetizada, el ARN mensajero que porta el código para una proteína debe, previamente, ser transcrito a partir del ADN del núcleo. El ARNm, entonces, debe dejar el núcleo y entrar al citoplasma. Ya en el citoplasma, las dos subunidades de los ribosomas se une al ARNm.

CONCLUSION Actualmente los científicos saben como el ADN controla la elaboración o síntesis de proteínas celulares, no solo las enzimas. Podemos concluir que dos de los ácidos nucleicos son llamados acido desoxirribonucleico (ADN) y acido ribonucleico (ARN) antes llamados nucleina por el bioquímico Friedrich Miescher. En base a la hipótesis que los científicos establecieron después de las investigaciones sobre el ADN fue “un gen, una enzima”; después se describió al ADN como controla la elaboración o síntesis de todas las proteínas celulares no solo las enzimas. A principios de 1950 en Londres Inglaterra, hicieron una importante contribución para revelar la estructura del ADN. La estructura del ADN se conoce como la doble hélice y es un modelo aceptado en la actualidad de la estructura la cual propusieron en 1953.