Material Genético y Núcleo Celular

1. Material Genético y Núcleo Celular 2° medio

2. BIOLOGÍA MATERIA VIVA Estudia a los seres vivos y sus relaciones con el medio ambiente GENÉTICA Estudia el ADN, estructura y organización de los genes, moléculas y variaciones en los individuos ENDOCRINOLOGÍA Estudia las hormonas y regulación neuroendocrina en las funciones orgánicas ECOLOGÍA Estudia a los seres vivos y sus interacciones con el medio ambiente PATOLOGÍAS Enfermedades de los sistemas

3. Propiedades que requiere un material genético. • Estar Localizado en los cromosomas • ADN debe contener información para controlar la síntesis de las enzimas y proteínas de una célula u organismo. • Autocopiarse con gran facilidad.

4. IMPORTANCIA DEL NÚCLEO NÚCLEO CÉLULA ADN CROMOSOMA GEN

5. EL NÚCLEO y SU RELACIÓN CON EL CITOPLASMA Mabel S.C.

6. NÚCLEO: Estructurade doblemembrana Partes 1.- CARIOTECA DOBLE, muy porosa 2.- CARIOLINFA, es la matriz nuclear 3.- LOS CROMOSOMAS, el ADN 4.- NUCLEOLO, proteínas, ARN Función: contener el material hereditario o ADN, que se manifiesta en el proceso de división celular, llamado mitosis, metabolismo, crecimiento, síntesis de proteínas, replicación y transcripción Mabel S.C.

7. NÚCLEO PROTISTA HONGOS VEGETALES ANIMAL Mabel S.C.

8. Resumen • El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son: • 1.       Almacenar la información genética en el ADN. • 2.       Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN. • 3.       Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas. • En el núcleo se localizan los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo dichas funciones. Estos procesos son: • 1.        La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas (histonas) para formar la cromatina. • 2.       La transcripción de los genes a ARN y el procesamiento de éstos a sus formas maduras, muchas de las cuales son transportadas al citoplasma para su traducción y • 3.       La regulación de la expresión genética.

9. EUCROMATINA Y HETEROCROMATINA En la cromatina se distinguen zonas más y menos densas • EUCROMATINA • Estructura menos condensada, compuesta mayormente de fibra de 30 nm • HETEROCROMATINA • Forma altamente condensada • Incluye proteínas adicionales • Genes no expresados (silenciados) en la mayoría de los casos; repetidos (tandems) de secuencias cortas • Mantenimiento de telómeros y centrómeros de cromosomas

10. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO Empaquetamiento del ADN

11. La cromatina es unaestructuradinámica:porciones de ésta se descompactan para que tenganlugar los distintosprocesoscelulares • - Replicación • - Regulación de la expresióngénica

12. EL ADN SE PRESENTA COMO: 1. MOLECULA DE ADN: doble hebra 2.NUCLEOSOMA: DNA más proteínas =Collar de perlas 3.SOLENOIDE: Replegamiento del nucleosoma 4.CROMATINA: Fibra y Empaquetamiento de DNA 5.CROMOSOMA metafásicomayor espiralización y compactación

14. CROMOSOMAS EN MITOSIS Telómero - Nivel máximo de compactado; los cromosomas se observan como cuerpos bien definidos. Asociados a diferentes complejos de proteínas Brazo Centrómero Cromátida Brazo Telómero

15. CENTRÓMERO • - Resistencia en la mitosis; unión a huso mitotico a través del cinetocoro • - Diferente largo en los diferentes organismos • - Secuencias repetidas no características- satélites  • Con variedad de Histonas y • -Docenas de proteínas asociadas • TELÓMERO -Secuencias cortas repetidas • Ej. 5´TTAGGG 3’ (humano) • - Gran parte monocatenario (3’) formando una estructura especial, resistente a Enz. nucleasas

16. TIPOS DE CROMOSOMA METACÉNTRICO Cromosomas con 2 cromátidas iguales. SUBMETACÉNTRICO Cromosomas con cromatidas desiguales ACROCÉNTRICO Cromosomas con una cromátida poco visible TELOCÉNTRICO  Cromosomas que han perdido una cromátida CROMOSOMAS HOMÓLOGOS GEN, secuencia de ADN Genes Alelos Genes no Alelos LOCUS LOCIS 23/03/2011 16

22. Química de los ácidos nucleicos • Una vez identificado el ADN (y ARN) como material genético, necesitamos examinar la estructura química de estas moléculas. Su estructura nos proporcionara una buena información de cómo funciona. • Veremos a continuación: • ¿Qué son los ácidos nucleicos? • ¿Qué son los nucleótidos? • ¿Qué es un nucleósido?

23. ACIDOS NUCLEICOS SON POLÍMEROS CONSTITUÍDOS POR LA UNIÓN MEDIANTE ENLACES QUÍMICOS DE UNIDADES MENORES LLAMADAS NUCLEÓTIDOS SON COMPUESTOS DE ELEVADO PESO MOLECULAR , ES DECIR MACROMOLÉCULAS

24. ¿Qué son los ácidos nucleicos? Los ácidos nucleicos están formados por la unión de nucleótidos, de una manera repetitiva en largos polímeros a modo de cadenas.

25. ¿Qué son los nucleótidos? • Los nucleótidos están constituidos por tres componentes: Un Fosfato, un azúcar de 5C y una base nitrogenada. • Cuando el nucleótido está formando parte del ácido nucleico, posee uno de cada uno de los componentes nombrados anteriormente. • Cuando el nucleótido se encuentra libre en la reserva celular no se encuentran generalmente asociado a un fosfato si no que a TRES (Trifosfato), La energía contenida en esos enlaces extras de fosfato se utiliza, entre otras cosas, para sintetizar el polímero. • ¿Qué nucleótido trifosfato es utilizado en la mayoría de las reacciones celulares como fuente de energía?

26. Cuántos nucleótidos Hay?

27. bn ADENINA -TIMINA CITOSINA - GUANINA ENLACES ENTRE SUBUNIDADES… UN GRUPO FOSFATO DESOXIRRIBOSA 5 4 1 PENTOSA O AZUCAR CICLICO DE 5 C 3 Los nucleótidos se unen entre si por ENLACE FOSFODIESTER

28. FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS • Son fundamentales para la vida de las células, pues al unirse con otras moléculas cumplen tres funciones cruciales: • TRANSPORTAN ENERGÍA • TRANSPORTAN ÁTOMOS • TRANSMITEN LOS CARACTERES HEREDITARIOS

29. 1. TRANSPORTAN ENERGÍA Los nucleótidos, por razón de sus grupos de fosfato, son fuentes preferidas en las células para la transferencia de energía. Los nucleótidos se encuentran en un estado estable cuando poseen un solo grupo de acido fosfórico. Cada grupo de fosfato adicional que posea un nucleótido se encuentra en un estado más inestable y el enlace del fosfato tiende a romperse por hidrólisis y liberar la energía que lo une al nucleótido. • Cada nucleótido puede contener • uno (monofosfato: AMP), • dos (difosfato:ADP) o • tres (trifosfato: ATP) grupos de acido fosfórico

30. Las células poseen enzimas cuya función es precisamente hidrolizar nucleótidos para extraer el potencial energético almacenado en sus enlaces. Por tal razón un nucleótido de trifosfato es la fuente preferida de energía en la célula. De ellos, el ATP (un nucleótido de adenina con tres grupos de fosfato), es el predilecto en las reacciones celulares para la transferencia de la energía demandada. UTP (uracilo + tres fosfatos) y GTP (Guanina y tres fosfatos) también complacen las demandas de energía de la célula en reacciones con azúcares y cambios de estructuras protéicas, respectivamente.

32. 2 TRANSPORTE DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS En algunas reacciones metabólicas un grupo de átomos se separa de un compuesto y es transportado a otro compuesto. Dicho grupo de átomos se une temporariamente a una coenzima (molécula transportadora de sustancias) Muchas vitaminas tienen esta función

33. 3 TRANSMITIR CARACTERES HEREDITARIOS Para cumplir esta función, los nucléotidos se polimerizan formando polinucleótidos en forma de cadena, llamados ácidos nucleicos.

34. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS • SÍNTESIS DE PROTÉINAS ESPECÍFICAS DE LA CÉLULA • ALMACENAMIENTO, REPLICACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (Son las moléculas que determinan lo que es y hace cada una de las células vivas) • La función principal del ARN es servir como intermediario de la información que lleva el ADN en forma de genes y la proteína final codificada por esos genes.

35. ¿Qué es un nucleósido? • Un nucleósido es un compuesto de azúcar y una base nitrogenada. • Podemos sacar en conclusión que un nucleótido es por lo tanto, un nucleósido fosfatado.

36. Los Azúcares. Ribosa y Desoxirribosa. Los Azúcares difieren solamente en la presencia (Ribosa en ARN) o ausencia (Desoxirribosa en el ADN) de un oxígeno en la posición 2’.(los carbonos de los azucares están numerados de 1’ a 5’).

37. ¿Qué es una Base Nitrogenada? • Una BN es una molécula que contiene nitrógeno y tiene propiedades básicas (tendencia a adquirir un ion H+); • Se clasifican en : • Purinas: BN como la Adenina o la Guanina con una estructura característica de dos anillos. • Pirimidinas:BN como la Citosina, la Timina o el Uracilo, con una estructura química característica de un solo anillo.

38. TIPOS DE BASES NITROGENADAS

39. COMPLEMENTARIEDAD DE LAS BASES NITROGENADAS Las Bases de ambas cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrógeno 2 ptes de H El Nº de ptes de H, depende de la complementariedadde las bases 3 ptes de H

40. El Modelo de Watson y Crick

41. ESTRUCTURA DEL DNA • El fosfato da el carácter ácido a los nucleótidos • Los nucleótidos se unen por enlace fosfodiester • Las bases se unen por puente de hidrógenos • Las bases se complementan entre si una de tipo púrica y otra pirimidinica

42. Estructura del DNA • La secuencia de nucleótidos es el único elemento variable en la molécula y debe ser también la propiedad que se utiliza para codificar las instrucciones genéticas • El modelo de Watson y Crick explica la relación de: • Complementariedad: La cual nos explica que frente a una Adenina hay una Timina y viceversa y que frente a una Guanina hay una Citocina, y también en el otro sentido. • Polaridad: Esto quiere decir que en la cadena del DNA, un extremo tendrá un Fosfato 5’ y en el otro extremo un Hidroxilo 3’. • Antiparalelas:Watson y Crick, encontraron que sólo se podían formar enlaces de hidrógeno si la polaridad de las dos cadenas iba en direcciones opuestas

43. Doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas

44. P OH P P OH P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P OH P P P P P P P P P P P P P P P P P 3’ 5’ + H2O P P P OH OH P P OH P Tema 6: Estructura y replicación del material genético

47. TIPOS DE ARN

48. Hay 4 tipos de ARN, cada uno codificado por su propio gen: ARNm - ARN Mensajero: Codifica la secuencia de aminoácido de un polipéptido. ARNt - ARN de Transferencia: Lleva los aminoácidos a los ribosomas durante la traducción. ARNr - ARN Ribosomal: Con proteínas ribosomales y los ribosomas actúan con el ARNm. ARN np- ARN nuclear pequeño: Con proteínas, forma complejos que son usados en el proceso de ARN en las células eucarióticas (no se encuentra en las células procarióticas).

50. RESUMEN