Material genetico iiº medio 2012

CONTENIDOS NM2

BIOLOGIA

Friedrich Miescher, trabajando en el laboratorio de Félix Hoppe-Seyler,en el Castillo de Tübingen (Alemania), descubrió en 1869 el DNA, alque llamó “nucleína”.

“Me parece que va aemerger una completafamilia de estas nucleínasque contienen fósforo quequizá merezca igualconsideración que lasproteínas”

CROMATINA CARIOTECA

NUCLEOLO PORO

CARIOLINFA

Robert Feulgen, en 1914, describió un método para revelarpor tinción el ADN, basado en el colorante fucsina. Seencontró, utilizando este método, la presencia de ADN en elnúcleo de todas las células eucariotas, específicamente en loscromosomas.

ADN

P.A. Levene analizó los componentes del ADN. Encontró quecontenía cuatro bases nitrogenadas: citosina, timina, adenina, yguanina; el azúcar desoxirribosa; y un grupo fosfato. Elconcluyó:• que la unidad básica (nucleótido) estaba compuesta de unabase pegada a un azúcar y que el fosfato también estaba pegadoal azúcar ylamentablemente también concluyó erróneamente que las

bases estaban en cantidades iguales y, que un tetranucleótidoera la unidad repetitiva de la molécula .

ACIDOS NUCLEICOS

Son polímeros constituidos por la unión medianteenlaces químicos de unidades menores llamadasnucleótidos.

Son compuestos de elevado peso molecular , es decirmacromoléculas.

En 1944, Oswald Avery, ColinMcLeod y Maclyn McCartydemostraron que el factor detransformación del neumococo era elácido desoxirribonucleico (DNA).

Oswald Avery

Colin McLeod

Maclyn McCarty

Experimento de Martha Chase yAlfred Hersey (1952)

¿Qué es un nucleótido?

AZÚCAR

ÁCIDO

FOSFÓRICO

BASE

NITROGENADA

ADENIN

AGUANIN

ACITOSIN

ATIMINA

ADN

URACIL

OAR

N

RIBOS

ADESOXIRRIBO

SA

NUCLEOTIDOS DE PURINAS

NUCLEOTIDOS DE PIRIMIDINAS

AZÚCARC1

C2

C3=3´

C4

C5=5´

ÁCIDO

FOSFÓRICO

ÁCIDO

FOSFÓRICO

sentido 5´a 3´ de la cadena

enlace fosfodiéster

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

FUNCIÓN:TRANSPORTE DE ENERGÍA

•Cada nucleótido puede contener

•uno (monofosfato: AMP),

•dos (difosfato: ADP) o

• tres (trifosfato: ATP) grupos de acido fosfórico

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.

FUNCIÓN: 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 temporalmente a

una coenzima (molécula transportadora de

sustancias)

Muchas vitaminas tienen esta función

EJEMPLOS

• vitamina B2 o riboflavina: sus derivados son nucleótidosenzimáticos el [FAD+](Flavin-adenín dinucleótido)o el [FMN+] (Flavínmononucleótido)

• vitamina B3 o niacina: sus derivados son nucleótidos enzimáticoscon gran poder reductor como el [NAD+](Nicotin-adeníndinucleótido)o,el [NADP+] (Nicotin-adenín dinucleótido fosfato)

• vitamina B5 o ácido pantoténico: su principal derivado es lacoenzima A (CoA) con gran importancia en procesos metabólicos.

FUNCIÓN: Transmitir caracteres hereditarios

Para cumplir esta función, los nucleótidos se

polimerizan formando polinucleótidos en forma

de cadena, llamados ácidos nucleicos.

FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Síntesis de proteínas 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.

A

T

G

C

T

C

A

T

A

C

G

A

G

T

Replicación del ADN

Una vez que se comprobó que el ADN era el

material hereditario y se descifró su

estructura, lo que quedaba era determinar

como el ADN copiaba su información y como

la misma se expresaba en el fenotipo.

Tres modelos de replicación era plausibles:

Replicación conservativa

Replicación dispersiva

Replicación semiconservativa

Nivel de organización del ADN:

Estructura primaria

Se pueden distinguir en él un esqueletode fosfopolidesoxirribosa y unasecuencia de bases nitrogenadas

Estructura secundaria

Este modelo está formadopor dos hebras de nucleótidos.Estas dos hebras se sitúan deforma antiparalela, es decir, unaorientada en sentido 5' → 3' y laotra de 3' → 5'.

Las dos estánparalelas, formando puentes deHidrógeno entre las basesnitrogenadas enfrentadas.

Estructura terciaria

El ADN se une a proteínas básicas llamadasHistonas o Protaminas.

La unión con Histonas genera la estructuradenominada nucleosoma.

Cada nucleosoma está compuesto por unaestructura voluminosa, denominada core,seguida por un eslabón o "Linker".

El core está compuesto por un octámerode proteínas, Histonas, denominadas H2A,H2B, H3 y H4.

Cada tipo de histona se presenta ennúmero par.

Esta estructura estárodeada por un tramo de ADNque da una vuelta y 3/4 entorno al octámero.

El Linker está formado porun tramo de ADN que une unnucleosoma con otro y unahistona H1.

A finales de la primavera de1952, la cristalógrafa británicaRosalind Franklin (1920-1958)obtuvo una fotografía dedifracción de rayos X que reveló,de manera inconfundible, laestructura helicoidal de lamolécula del ADN.

Estructura cuaternaria: Cromosoma

El cromosoma metafásico está constituido por dos cromátidas unidas por el

centrómero que divide al cromosoma en dos brazos.

BRAZO

BRAZO

Cinetocoro

Centrómero

Constricciones

secundarias

Telómero

Bandas

Reproducción celular

Es considerada como una de lascaracterísticas funcionales principales de lascélulas.

El crecimiento y desarrolloadecuados de losorganismos vivos dependedel crecimiento ymultiplicación de sus

células.

Organismos Unicelulares

La división celular implica una verdaderareproducción ya que por este proceso seproducen nuevos organismos.

Fuente: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/celula.htm

Ciliados unicelulares

Organismos Multicelulares

Derivan de una sola célulaCIGOTO

La repetida división de éstay sus descendientes,determina el desarrollo ycrecimiento del individuo.

Diferenciación celular

Fuente: Alberts

Definición de Ciclo Celular

Es un conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y su división en dos células hijas

El período comprendido entre laformación de la célula por división de sucélula madre y el tiempo cuando ellamisma se divide.

Etapas Generales del Ciclo

INTERFASE: Crecimiento

Durante la interfase la célula duplica:

•Su ADN

•Todos los componentes celulares

DIVISIÓN: Se producen dos células hijas.

•Segregación del material genético

•División del citoplasma

Períodos Generales y Fases del Ciclo Celular

Duración - Ciclo Celular Típico

Alrededor de 24 horas.

G1: 12 horas

S: 7 horas

G2: 4 horas

M: 1 hora

El ciclo celular

Fase G0

Fase G1

Fase permanente en células

que no entran nunca en mitosis.

Estado de quiescencia.

Síntesis de proteínas y

aumento del tamaño celular.

Replicación del ADN y

síntesis de histonas.

Transcripción y traducción de genes que

codifican proteínas necesarias para la

división. Duplicación de los centriolos

División celular

Fase de

mitosis

División del

citoplasma

Citocinesis

Fase S

Interfase

Fase G2

G1: 4 HORAS

S: 9 HORAS

G2: 4 HORAS

MITOSIS: 1 HORA