Bases Químicas para Herencia

1. Bases Químicas para Herencia

2. HISTORIA DEL ADN • Hasta 1944 no se sospechaba que el ácido disoxirribonucleico, ADN, fuera la molécula capaz de asegurar la transmisión de los caracteres hereditarios de célula a célula, generación tras generación. • Su limitada variedad química no permitía suponer que poseyera la versatilidad y ductilidad necesarias para almacenar la información genética de los seres vivos. • No fue entonces sin asombro que a partir de ese año el ADN se convirtió en centro de interés de la biología. • Hoy sabemos que esta molécula, capaz de autoduplicarse y transmitir así su información.

3. Han pasado más de treinta años desde que J.D. Watson y F.H. Crick, eligiendo los datos más relevantes de un cúmulo de información y jugando con recortes de cartón y modelos de alambre y metal, fueron capaces de develar la estructura de la doble hélice de la molécula del ácido desoxirribonucleico, ADN, y formularon los principios de almacenamiento y transmisión de la información hereditaria. Este hallazgo les valió el premio Nobel, que compartieron con M.H.F. Wilkins.

4. Estructura del ADN • Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno. • El ADN lo forman cuatro tipos de nucleótidos, diferenciados por sus bases nitrogenadas divididas en dos grupos: dos purínicas (o púricas) denominadas adenina (A) y guanina (G) y dos pirimidínicas (o pirimídicas) denominadas citosina (C) y timina (T).

5. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno. • El ADN es el portador de la informacion genética, se puede decir por tanto, que los genes están compuestos por ADN.

6. ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN • Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.

7. ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN • Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fué postulada por Watson y Crick,basandose en: • La difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins • La equivalencia de bases de Chargaff,que dice que la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas. • Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´de una se enfrenta al extremo 5´de la otra. • Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

8. Funcion del ADN La información genética almacenada en la secuencia de nucleótidos de ADN sirve para dos propósitos: • Es la fuente de información para la síntesis de todas las moléculas de proteínas de la célula y el organismo. • Provee la información heredada por las células hijas de la progenie. Ambas funciones requieren que las células del ADN sirva como molde, en el primero de los casos para la transcripción de información al ARN y en el segundo, para la replicación de la información en las moléculas hijas de ADN.

9. Importancia del ADN • El ADN contiene la información hereditaria correspondiente a la especie. Y el ARN requiere para la síntesis de proteínas la presencia de los ribosomas en las células ya que en el momento de la duplicación de los cromosomas la moléculas de ADN de abre gradualmente por los puentes de hidrógeno. El papel de las moléculas de ADN en la transmisión del código genético rompiendo células de EscherichiaColi, una bacteria de la flora intestinal, separando sus componentes en varias fracciones.Pero si el ADN es el responsable de la transmisión de la información genética debe ser capaz, no solo de reproducirse, con lo cual se consigue conservar esta información de padre a hijos sino también debe poder transmitirlo.

11. Mutación Genética Es el cambio en el ADN de un determinado locus de un organismo, los cuales pueden generar alteraciones en la secuencia de las proteínas que codifican, y por ende en las funciones de los organismos. Las mutaciones pueden generarse en el ADN de forma natural o pueden ser inducidas por algún agente externo.

12. RNA • El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico, que forma una linea de nucleótidos, formando una larga cadena. • Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de compuestos químicos llamados nucleótidos. Cada uno está formado por una molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo y citosina.

13. Tipos de RNA • ARN codificantes: • ARN mensajero (mRNA o ARNm) • ARN no codificantes (ncRNA o ARNnc): • intrones (que representan el 30% del genoma) • ARN que se expresan de forma autónoma (50-70% de la transcripción total en los eucariotas superiores): • básicos: • ARN de transferencia (tRNA o ARNt) • ARN ribosómico (rRNA o ARNr) • ARN nucleolar (snoRNA) • reguladores: • ARN de interferencia • micro ARN

14. Tipos de RNA • ARN mensajero El ARNm que sirve como molde o templado para la síntesis de proteínas. • ARN de transferencia El ARNt sirve para unirse a los aminoácidos y transferirlos a los ribosomas, donde se ensamblan las proteínas según el código genético del ARNm. • ARN polimerasa Enzima que cataliza la síntesis de ácidos nucleicos a partir de un molde o templado de ácido nucleico ya existente, ensamblando los ribonucleótidos del ARN o los desoxiribonucleótidos del ADN.

15. Proteinas y ADN • Aminoácidos Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos. Los aminoácidos son los elementos de construcción de los péptidos y de las proteínas. • ADN complementario El ADN sintetizado, a partir de un modelo de ARN, por una enzima transcriptasa reversa.

16. Papel del ARN en la síntesis de proteínas. • Las proteínas que han de construirse, están especificadas en el mRNA y se sintetizan en los ribosomas. • Este proceso ocurre como consecuencia de la regulación de la síntesis de mRNA por proteínas que se unen específicamente a los moldes para el mRNA en el ADN.

17. La Replicación del ADN • Descripción: Capacidad del material genético de hacer copias exactas de sí mismo (ocurre durante la INTERFASE) • 1º paso - Enzimas helicasas que rompen los puentes de hidrógeno abriendo la hélice, formándose las horquillas de replicación. • 2º paso - ADN polimerasa catalizan añaden nucleótidos sobre el molde, cuando éstas se encuentran y se fusionan todo el cromosoma ha quedado replicado longitudinalmente.

18. La Replicacion del ADN • 3º paso – Para el ADN polimerasa comience su tarea debe estar presente un cebador -molécula formada por nucleótidos de RNA catalizados por ARN primasas- que determina el punto por donde el ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos • 4º paso - un ADN polimerasa encuentra con el fragmento Okazaki, el cebador es eliminado y el ADN ligasa, conecta los segmentos de ADN, uniendo los grupos fosfato y azúcar de los nucleótidos contiguos.

20. Transcripción Existen 3 clases principales de ARN, todas ellas participan en la síntesis de proteínas: • ARN ribosomal (rRNA), • ARN de transferencia (tRNA) • ARN mensajero (mRNA)

21. Transcripción • Es transcrita bajo la forma de una pequeña cadena de ácido ribonucléico: el ARN mensajero (ARNm) utilizando a la ARN polimerasa como catalizador. • El ARNm deberá ser traducida en el citoplasma por una fábrica de proteínas: el ribosoma (ARN ribosómico). • Asido el ARNm en el ribosoma, el tercer tipo de ARN -ARN de transferencia (ARNt)- entra en acción.

23. El dogma central de la Biología Molecular según Crick • Las líneas continuas indican los procesos que ocurren en todas las células; las líneas punteadas, señalan casos especiales 1.- ARN polimerasa ARN dirigida, ocurre en ciertos virus y ciertas plantas 2.- ADN polimerasa ARN dirigida (transcriptasa reversa), ocurre en virus de ARN 3.- El codificar proteínas directamente de ADN Replicación 3 Transcripción ADN 2 ARN Proteína 1 Traducción "el ADN dirige su propia replicación y su transcripción a ARN, el cual a su vez dirige su traducción a proteínas“ FRANCIS. Crick

24. Diferencias entre el ADN y el ARN • -         El ARN tiene una sola cadena, en cambio en ADN es de doble hélice. • -         El ARN contiene ribosa, en cambio el ADN contiene desoxirribosa • -         El ARN contiene uracilo en cambio el ADN contiene timina • -         Las moléculas de ARN son más cortas que las de ADN.

25. Composición química y estructura del material genético • La hidrólisis completa de los ácidos nucleicos ponen de manifiesto tres componentes principales: un azúcar, bases nitrogenadas y ácido fosfórico. • El azúcar es una pentosa llamada desoxirribosa, en el ADN (de ahí su nombre desoxirribonucleico) y la  Ribosa en el ARN (ácido ribonucleico). • Bases nitrogenadas se clasifican en dos grupos: las purinas  y las pirimidinas. • El grupo fosfato se une a los azucares por medio de un enlace fosfodiester.