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La información
genética
Grupo fosfato
Glúcido
Base nitrogenada
Polinucleótido
A
G
T
C
A – Adenina
C – Citosina
G – Guanina
T – Timina
U – Uracilo
Bases nitrogenadas
Nucleótido
LOS ÁCIDOS NUCLEICOSQuímicamente, los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la unión de unidades más sencillas, los NUCLEÓTIDOS.
TIPOS DE ÁCIDO NUCLEICOHay dos tipos de ácido nucleico:● el ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN,● el ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN.Todas los organismos contienen en sus células los dos tipos de ácido nucleico.
ADN ARNTipo de cadena Cadena DOBLE, enrollada Cadena SIMPLE, no
sobre sí misma en espiral. necesariamente enrollada enespiral.
Azúcar DESOXIRRIBOSA. RIBOSA.Bases Adenina, Timina, Citosina y Adenina, Citosina, Guaninanitrogenadas Guanina. y la Timina se sustituye por
URACILO.
Comparación DNA - RNA
ARN(Ácido ribonucleico) A
G
U
C
Ribosa
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
U – Uracilo
ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN
El ARN participa en la expresión de la información contenida en el ADN mediante la síntesis de proteínas, que son las que regulan la mayoría de los procesos vitales de un organismo.En las célula eucariotas el ARN se localiza en el núcleo y en el citoplasma.Estructuralmente esta formado por una sola cadena de nucleótidos.
Copia información del AND y la transporta hasta los ribosomas
ARN mensajero
Tipos de ARN
Se asocia a proteínas y forma los ribosomas
ARN ribosomico
Se une a aminoácidos para formar proteínas
en los ribosomas
ARN transferente
ARNm
ARNr
ARNt
ADN(Ácido desoxirribonucleico) A
G
T
CDesoxirribosa
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
T – Timina
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN
En el ADN está contenida toda la información genética necesaria para el funcionamiento y desarrollo de un ser vivo.
“Hemos encontrado el secreto de la vida”, se escuchó un 28 de Febrero de 1953 en el bar The Eagles, en Inglaterra.
El modelo de Watson y Crick
• Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la doble hélice y el esqueleto de azucar-fosfato hacia el exterior.
Bases nitrogenadas
Esqueleto de azúcar-fosfato
• El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos, enrolladas alrededor de un eje imaginario, formando una doble hélice de 2 nm de diámetro.
2 nm de diámetro
Dos cadenas de nucleótidosEnrollamiento
hacia la derecha
• El enrollamiento de las cadenas es dextrógiro, es decir, hacia la derecha.
• Cada vuelta completa de la doble hélice está formada por diez pares de nucleótidos, por lo que la longitud de la vuelta es de 3,4 nm.
Vuelta completa cada diez pares de nucleótidos. La longitud de la vuelta es de 3,4 nm
Complementariedad entre cadenas
• Existe complementariedad entre ambas cadenas. La adenina se une a la timina y la guanina a la citosina.
• La distancia entre cada pareja de nucleótidos es de 0,34 nm. Separación entre
bases de 0,34 nm
• Las bases nitrogenadas están enfrentadas formando puentes de hidrógeno entre ellas.
Enlaces por puentes de hidrógeno entre bases complementarias
El modelo de Watson y Crick
El esquema de este “El esquema de este “dogmadogma” ha sido encontrado ” ha sido encontrado repetidamente repetidamente y se considera una regla general (salvo en los y se considera una regla general (salvo en los retrovirusretrovirus))
Proteína
La síntesis de proteínas 1.- Transcripción
2.- Traducción
3.- Código Genético
codón
aminoácido
TRANSCRIPCIÓNFormación de RNA mediante la unión de nucleótidos libres a la cadena molde del DNA formando una monohebra de RNA.
Propiedades que hacen posible la síntesis del RNA
1. COMPLEMENTARIEDAD ENTRE BASES
A-U, C-G, G-C, T-A
2. RNA Polimerasa y otras proteínas que actúan como factores de transcripción.
La porción del ADN que contiene el código para la proteína que se necesita, se desdobla y se separa. El resultado es que se exponen las bases.Los nucleótidos de ARN libres que están en el núcleo, se aparean con las bases expuestas del ADNLa molécula de ARNm se completa por la formación de enlaces entre los nucleótidos del ARN. La molécula de ARNm se separa de la molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, sale del núcleo, pasa por la membrana nuclear y va a los ribosomas.
El código genético está compuesto por El código genético está compuesto por codonescodones (codon= 3 bases nitrogenadas) (codon= 3 bases nitrogenadas) que definen el proceso de que definen el proceso de traduccióntraducción
•6161 codones para aminoácidos codones para aminoácidos (existen (existen 20 aminoácidos 20 aminoácidos diferentesdiferentes))•33 codones de terminacióncodones de terminación
El código genético es El código genético es universaluniversal
El código genético es El código genético es redundanteredundante (varios (varios codones para un codones para un mismo aminoácido)mismo aminoácido)
EjemploEjemplo: El : El aminoácido aminoácido glicina glicina está codificado por está codificado por GGU, GGC, GGA y GGG GGU, GGC, GGA y GGG
Traducción
• Es la síntesis de una molécula de proteína, de acuerdo con el código contenido en la molécula de ARNm.
• Se llama traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos).
• En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Los aminoácidos que se necesitan están dispersos por el citoplasma. Los aminoácidos correctos llegan al ARNm por el ARNt.
Met
1er aminoácido
ARNtAnticodón
Codón
ARNm
Subunidad menor del ribosoma
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
U A C
Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met).
5’ 3’
U G C U U A C G A U A G
Met
Subunidad menor del ribosoma
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A AU A C
Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A).
5’3’
Gln
G U UU G C U U A C G A U A G
(i)
ARNmAAAAAAAAAAA
P A
A U G C A AU A C
Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln).
5’
Gln-Met
G U UU G C U U A C G A U A G
3’
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera.
5’
U A C
Gln-Met
G U UU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3
5’ 3’
Gln-Met
G U UU G CU G C U U A C G A U A G
ARNm
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys).
5’
Gln-Met
G U UU G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
Cys
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys).
5’
G U UU G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
Cys-Gln-Met
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu).
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
G U U
A C G
Cys-Gln-Met(i)
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil del ribosoma.
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
Cys-Gln-Met
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina.
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
Cys-Gln-Met
A A U
Leu
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
Cys-Gln-Met
A A U
Leu
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A C G
A A U
Leu-Cys-Gln-Met
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg).
5’
U G CU G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A A U
Leu-Cys-Gln-Met
G C U
Arg
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop.
5’
U G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A A U
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
G C U
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
5’
U G C U U A C G A U A G
ARNm3’
A A U
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
G C U
Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm.
AAAAAAAAAAA
Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma.
5’
ARNm
3’
A U G C A A U G C U U A C G A U A G
UNIDAD
7UNIDAD
7UNIDAD
7UNIDAD
7
U Así sucede la replicación del ADN
El ADN se desenrolla.
1 Cada cadenasirve de molde.
2 Se obtienen dos cadenas iguales.
3
Esquema de la Replicación del DNA mediante fragmentos de Okazaki y cebadores de RNA
• El cromosoma de las células procariotas consta de una sola molécula de ADN circular dispersa por el citoplasma.
Molécula de ADN
Membranaplasmática
Pared celular
• Antes de la división celular se produce la replicación de la molécula de ADN.
• La célula aumenta de tamaño y se forma un tabique transversal en cara interna de la membrana plasmática. Cada molécula de ADN se une a un punto distinto.
Molécula de ADN
Molécula de ADN formada por replicación
Las células procariotas tienen un mecanismo de división que se conoce como bipartición y consiste en la formación de un tabique que divide su citoplasma en dos.
• Los tabiques de la membrana van arrastando y esparando las moléculas de ADN.
• La membrana sigue creciendo hasta que se produce la separación completa, dando lugar a dos células hija.
Células hija
Ciclo celularAumenta el tamaño celular.
1
El ADN se duplica(replicación) y seoriginan dos copias de la información genética de la célula.
2
La cromatina secondensa y se formanlos cromosomas.
3
El ADN se reparte entre las dos células que se están formando (mitosis).
4
Se divide el citoplasma(citocinesis), y se formandos células hija con idénticadotación cromosómicaque la madre.
5
El ciclo celular
Interfase
Fase M
La célula aumenta su tamaño y la cantidad de orgánulos. El ADN se duplica.
El ADN se reparte entre las dos células, se divide el citoplasma y se originan dos células hijas.
La cromatina se organiza. Las fibras se condensan y enrollan y se forman los cromosomas.
InterfaseFibra de ADN unida a proteínas
Cromosoma
División celular
• Un cromosoma tiene dos brazos separados por un centrómero.• Los extremos de los brazos se llaman telómeros.• Los brazos se encuentran divididos en dos, cada una de las partes se conoce como cromátida.
Cariotipo humano• El cariotipo es el conjunto de
los cromosomas de un organismo
• Los animales y las plantas son organismos DIPLOIDES que tienen dos copias equivalentes de cada cromosoma
• Una de las copias proviene del padre y la otra de la madre
• Los gametos (espermatozoides y óvulos en animales y polen y óvulos en las plantas) tienen sólo una copia de cada uno de los cromosomas del organismo
• Cuando una célula se divide en el cuerpo, transmite a sus dos células descendientes una copia de todos los cromosomas . Este tipo de reparto se llama división por MITOSIS
• Cuando se forman los gametos, se transmite a cada uno de ellos sólo una copia de cada uno de los cromosomas. A este reparto se le llama división por MEIOSIS
Las células diploides (2n) presentan dos juegos de cromosomas: un juego cromosómico es de origen paterno y el otro de origen materno.
Estos cromosomas, idénticos desde el punto de vista morfológico, i genéticamente análogos, se denominan cromosomas homólogos.
Los humanos tenemos 46 cromosomas (2n=46), es decir, 23 parejas:
- 22 parejas són homólegas y se denominan autosomas.
- Los otros dos son los cromosomas sexuales o heterocromosomas, XX para mujeres y XY para los hombres.
División delnúcleo
(mitosis)
División delCitoplasma(citocinesis)
Profase Metafase Anafase Telofase
Comprende
Dividida en
Mitosis
PROFASE METAFASE
ANAFASE TELOFASE
La cromatina se condensa. Los cromosomas se hacen visibles. La
membrana desaparece.
Los cromosomas muy condensados se disponen en el
ecuador de la célula.
Los cromosomas hijos se rodean de una nueva membrana nuclear y se forman
nuevos núcleos.
Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos
opuestos de la célula.
• En la reproducción sexual no pueden intervenir células normales de 46 cromosomas, porque al fusionarse la célula resultante sumaría 92 cromosomas.
• Por eso los organismos con reproducción sexual tienen un tipo especial de células: los gametos.
• Su principal característica es que tienen la mitad de cromosomas que las células normales.
• Esto lo consiguen gracias a un tipo especial de división que se denomina meiosis
Las etapas de la meiosis
• La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas, cada una de las cuales se divide en fases similares a las de la mitosis.
• La primera división se llama Meiosis I y la segunda Meiosis II. A cada etapa de la primera división se le pone al final el número romano I y cada etapa de la segunda división va seguida por el número II.
La meiosis
INTERFASE (duplicación del ADN)
1. PROFASE I (Condensación de los cromosomas)
2. METAFASE I (Los cromosomas se disponen en parejas)
3. ANAFASE I (Separación de los cromosomas)
4. TELOFASE I y CITOCINESIS
5. PROFASE II (se vuelve a formar el huso)
Células hijas
7. ANAFASE II (Separación de cromátidas)
8. TELOFASE y CITOCINESISMEIOSIS I
(separación de cromosomas homólogos)
MEIOSIS II (separación de cromátidashermanas)
SOBRECRUZAMIENTO
MEIOSIS I (separación de cromosomashomólogos)
6. METAFASE II (Cromosomas eucuatoriales)
MEIOSIS I:
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
•Leptoteno.
•Cigoteno.
•Paquiteno.
•Diploteno.
•Diacinesis.
MEIOSIS II:
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
“División Reduccional.” “No hay síntesis de ADN”
División normal
PROFASE I: LEPTOTENOPROFASE I: LEPTOTENO•Los cromosomas se compactan y se tornan visibles como filamentos delgados.
PROFASE I: CIGOTENOPROFASE I: CIGOTENO• Apareamiento de cromosomas homólogos: Sinapsis.
PROFASE I: PROFASE I:
PAQUITENOPAQUITENO..•Cromosomas se hacen más cortos y gruesos. Se completa la sinapsis
PROFASE I: PROFASE I: DIPLOTENO.DIPLOTENO.
•Separación de los cromosomas. Bivalentes ó Tétrada.
•Los cromosomas quedan unidos sólo por los Quiasmas.
PROFASE I: PROFASE I: DIACINESIS.DIACINESIS.
•Continúa la separación de los cromosomas.
•Desaparecen los nucleolos y la membrana nuclear.
Metafase I
Anafase I
Metafase II
Anafase II
Recombinacióncromosomas homólogos
Profase I
MITOSIS Y MEIOSIS
Comparación entre mitosis y meiosisMITOSIS MEIOSIS
Ocurre en la mayoría de las células eucarióticas.
Ocurre en la formación de gametos en células eucarióticas.
No hay apareamiento de cromosomas homólogos.
Los cromosomas homólogos se parean en sinapsis y puede ocurrir entrecruzamiento.
Se mantiene el número de cromosomas. El número de cromosomas se divide de diploide a monoploide.
Una división. Dos divisiones.
Se producen dos células hijas. Se producen cuatro células hijas.
Las células hijas son idénticas entre sí y a la célula madre.
Las células hijas tienen combinaciones variadas de cromosomas y no son idénticas a la célula madre.
