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El ADN portador del mensaje genético
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14 El ADN portador del mensaje genético
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El ADN portador del mensaje genético
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Secuenciado por primera vez el genoma del anfioxo
El anfioxo o lanceta (Branchiostoma floridae) es un invertebrado marino que ha centrado durante siglos el interés de gran número de científicos, ya que su ADN contiene la clave para entender la evolución genética de los vertebrados y del propio genoma humano.
Noticia inicial
Diario de la Ciencia
Un consorcio internacional, en el que han participado dos españoles, ha publicado el pasado mes de junio de 2008 un trabajo en el que se ha presentado, en primicia científica, el genoma completo del anfioxo. Este invertebrado, del que existen 29 especies en las costas de todo el planeta, tiene un genoma y un patrón corporal primitivo, con cualidades intermedias entre los invertebrados y los vertebrados, por lo que conocer su genoma es fundamental para reconstruir el camino evolutivo que han seguido estos dos grupos y explicar el origen
del genoma humano. Los expertos han identificado 17 grupos ancestrales de fragmentos de genoma que están conservados entre el actual anfioxo y el genoma de los vertebrados después de 500 millones de años de evolución biológica. Según uno de los autores del estudio, el catedrático Jordi García-Fernández, «el anfioxo tiene un rol privilegiado en la evolución de los vertebrados y su ADN puede utilizarse como modelo de laboratorio para entender mejor la biología y la salud humanas y los mecanismos moleculares
que causan patologías, además de testar y estudiar la función de moléculas de interés biomédico y buscar nuevas estrategias terapéuticas en diversas enfermedades humanas».
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Esquema
El ADN portador del mensaje genético
El ADN como material genético
La duplicación del ADN
Síntesis de nuevas cadenas de ADN
El mecanismo de duplicación del ADN en procariotas
El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas
La expresión del mensaje genético
Transcripción en eucariotas
Transcripción en procariotas
El código genético
La traducción. Biosíntesis de proteínas
La regulación de la expresión génica
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Recursos para la explicación de la unidad
El ADN como material genético
La duplicación del ADN
Síntesis de nuevas cadenas de ADN
El mecanismo de duplicación del ADN en procariotas
El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas
La expresión del mensaje genético
El código genético
Transcripción en procariotas
Transcripción en eucariotas
La regulación de la expresión génica
La traducción. Biosíntesis de proteínas
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El ADN como material genético
Experimento de Griffith
Cepas S vivas Cepas R vivasCepas R muertas
Mezcla de cepas S muertas y cepas R vivas
Cepas S vivas
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El ADN portador del mensaje genético
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La duplicación del ADN
Hipótesis semiconservativa
Hipótesis conservativa
Hipótesis dispersiva
Cadena antigua Cadena nuevaVER EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL
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La duplicación del ADN
Medio N15 Medio N14
ADN inicial ADN después de la 1.ª
duplicación
Experimento de Meselson y Stahl
ADN después de la 2.ª
duplicación
ADN después de la 3.ª
duplicación
ADN N15
ADN N14-15
ADN N14
VOLVER
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Síntesis de nuevas cadenas de ADNPolimerización de nucleótidos por la ADN-polimerasa
ADN patrónNucleótidos
Mg2+
ADN polimerasa
ADN cebador
VER EXPERIMENTO DE CAIRNS
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Síntesis de nuevas cadenas de ADN VOLVER
Formas observadas Interpretación
A los 5 minutos A los 12 minutos
A los 28 minutos A los 48 minutos
1.ª generación 2.ª generación
Punto de crecimiento Hélice de la 2.ª
generación
Punto de crecimiento
Origen
Hélice de la 1.ª generación
VER HORQUILLASY FRAGMENTOS DE OKAZAKI
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Síntesis de nuevas cadenas de ADN VOLVER
Horquillas observadas
3’
5’
3’
5’
3’
5’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
Punto de inicioNinguna polimerasa añade nucleótidos en estos puntos
5’5’
3’ 3’
Origen de replicación
Crecimiento discontinuo
Crecimiento continuo
Fragmentos de Okazaki
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El mecanismo de duplicación del ADN en procariotas
IniciaciónOrigen de
la replicación
Elongación
Burbuja de
replicación
ADN pol III Proteínas estabilizadoras
Horquilla de replicación
Helicasa
Primasa
ADN pol III
Hebra retardada
ADN pol I
ADN-ligasa
Hebra conductora
Dirección general de la replicación
VER FOTOGRAFÍASDE ADN
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El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotasOrigen de la replicación
Horquilla de replicación
Hebra retardada
Hebra conductora Origen de la replicación
Burbujas de replicación
Hebra conductora
Nucleosomas
Nuevos nucleosomas
Hebra retardada
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El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas VOLVER
ADN de E. coli
ADN de Drosophila
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La expresión del mensaje genético
ADN ARNm ProteínaTranscripción
Transcripcióninversa
Duplicación
Duplicación
Traducción
Las secuencias de ADN que pueden moversea diferentes partes del genoma de una célula
se conocen como transposones o «genessaltarines». Fueron descubiertos por Bárbara
McClintock, por lo que recibió el premioNobel en 1983.
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Transcripción en procariotas
Promotor
5’3’
5’3’
5’3’
5’3’
ARN-polimerasa
ARN
Iniciación
Elongación
Finalización
ARN transcrito completo
3’5’
3’5’
3’5’
3’5’
LA LUPA AMPLÍA LA IMAGEN
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Transcripción en procariotas
Promotor
5’3’
5’3’
5’3’
5’3’
ARN-polimerasa
ARN
Iniciación
Elongación
Finalización
ARN transcrito completo
3’5’
3’5’
3’5’
3’5’
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Transcripción en eucariotas
Promotor
5’
3’
5’
3’
5’
3’
ARN
Unidad de transcripción
Iniciación3’
5’
3’
5’
3’
5’
m7-Gppp
Capucha 5'Elongación
m7-Gppp
ARN-polimerasa
CONTINUAR
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Transcripción en eucariotas
CONTINUAR
5’
3’
3’
5’Finalización
PoliA-polimerasa
m7-Gppp
Capucha 5'OH
ARN heterogéneo nuclear
Cola de poli-AOHm7-Gppp
Capucha 5'
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Transcripción en eucariotas5’ 3’Maduración
3’5’
Exón 1 Intrón Exón 2
RNPpn
Proteína
Espliceosoma
5’ 3’
Intrón
ARNm
Exón 1 Exón 2
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El código genético
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
Activación de los aminoácidos
Aminoacil-ARNt-sintetasa
ARNt
CONTINUAR
VER ESTRUCTURADELAMINOACIL-ARNt
Aminoacil-ARNt
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
CONTINUAR
VER COMPLEJORIBOSOMAL
ARNt iniciador
Subunidad menor
3’
5’
U
A C5’
3’A
U G
5’
3’
EA
Metionina
5’
3’
GTP
GDP
Iniciación de la síntesis
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
CONTINUAR
Elongación de la cadena polipeptídica
Anticodón
Complementariedad entre codón y anticodón
GTPGDP
5’
3’ 3’
5’ 5’ 5’
3’
3’GTPGDP
Enlace peptídico
El aminoácido se traslada al otro ARNt
ARNt
AminoácidoSe libera el ARNt que ha
cedido el aminoácido
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
Finalización de la síntesis
El codón de finalización puede ser UAA, UAG o UGA
Último ARNt
Factor de liberación
Polipéptido libre
Separación del ARNm y las subunidades ribosómicas
3’
5’
3’
5’
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La regulación de la expresión génica
Gen regulador del operón
Zona promotora
Zona operadora
Gen estructural de la galactosidasa
Gen estructural de la permeasa
Gen estructural de la transacetilasa
Funcionamiento del operón lac
En estado normal
En presencia de lactosa
ARN-polimerasaEl represor controla los
genes estructurales
ARNmRepresor
Los genes estructurales pueden codificar proteínas
ARNmInductor asociado
al represor
Inductor que bloquea al represor
ARNm
Galactosidasa Permeasa Transacetilasa
VER CONTROL POR AMPc
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Gen reguladorAMPc
ARN-polimerasa
P O
CAP Promotor Operador
Gen 1 Gen 2 Gen 3
La regulación de la expresión génica VOLVER
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
U C G
COOH
NH2
CH2
OH
H C Aminoácido(serina)
Anticodón
VOLVER
ARNt
Aminoácido
ARNt
Anticodón
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La traducción. Biosíntesis de proteínas
Subunidad menor
Subunidad mayor
VOLVER
Aminoacil-ARNtARNt
Cadena polipeptídica en formación
Anticodón
3’
5’
ARNm
Aminoácido