Download Drosophila 8 pares de cromosomas

Las Moléculas de la Vida
Ascaris megalocephala
2pares de cromosomas
Cebolla 16 pares
Drosophila 8 pares de
cromosomas
Hombre 46 pares de
cromosomas
Perro 78 pares de
cromosomas
Las unidades básicas de las moléculas de la vida son, el
gen y el cromosoma.
¿QUÉ ES UN GEN?
• Un gen es un segmento corto de ADN. Hay
aproximadamente 30.000 genes en cada célula
del cuerpo humano y la combinación de todos
los genes constituye el material hereditario
para el cuerpo humano y sus funciones.
• La informacion necesaria para generar las
proteinas incuyendo las
enzimas son
codificadas por genes.
¿Qué es un cromosoma?
• Estructura filiforme (forma o apariencia de
hilo) formada por ácidos nucleicos y proteínas
• El cromosoma contiene el ácido nucleico,
ADN, que se divide en pequeñas unidades
llamadas genes.
• Las células de los individuos de una especie
determinada suelen tener un número fijo de
cromosomas, que en las plantas y animales
superiores se presentan por pares.
Las Moleculas de la vida son los
llamados Acidos Nucleícos
ADN y ARN
Constituidos por:
1) Una base nitrogenada (purina o pirimidina)
2) Un azúcar (pentosa de 5 carbonos)
3) Una molécula de ácido fosfórico
TAREA: Dibujar la estructura de la ribosa y la desoxirribosa
Ácidos Nucleicos
Ácidos nucleicos son de
cadena larga:
• (ADN): Ácido
desoxirribonucleico
contiene el material
genético de todas las
células vivas.
• (ARN): Ácido
ribonucleico contiene el
material genético de
algunos virus; transfiere
la información genética
del ADN a las proteínas.
Importancia biológica de los ácidos nucleicos:
•
•
Principalmente se encuentran en el
núcleo celular, contienen los genes
responsables de los rasgos
biológicos y son capaces de
transmitirlos de una generación a
otra. También se encuentran libres
en las células.
Constituyen la base de los
cromosomas y el fundamento de la
forma de expresarse la información
genética en la síntesis de las
proteínas de cada individuo.
•
Pueden sufrir cambios o
mutaciones, lo cual permite la
evolución continua de los seres
vivos.
•
Su utilización en técnicas para
comparar ácidos nucleicos
permiten determinar el
parentesco familiar y la
investigación.
Ácido
Desoxiribonucleico
(ADN o DNA)
Estructura del ADN
Su estructura fue propuesta por Watson y Crick 1953
En 1953, James Watson y Francis Crick publicaron
el primer modelo estructural de la molécula de ADN,
(Premio Nobel de Medicina en 1962)
La estructura del ADN
• La forma espiral de la
molécula es una
doble hélice se
asemeja a una
escalera en espiral.
• TAREA; Investigar
los aportes de
Rosalind Franklin a
la estructura ADN.
Los Nucleótidos
• Una molécula de ADN se
compone de dos cadenas de
nucleótidos unidas por
puentes de hidrógeno entre
las bases nitrogenadas.
• Las cadenas de nucleótidos
forman una espiral
alrededor de un centro
común.
• Cada nucleótido contiene
un grupo fosfato, un azúcar
de 5 carbonos llamada
desoxirribosa y una base
nitrogenada.
• Los nucleótidos están
unidos por enlaces entre el
grupo fosfato de un
nucleótido y el azúcar del
siguiente nucleótido
Bases Nitrogenadas
•
•
•
Con la unión de las bases nitrogenadas se forma una larga cadena de nucleótidos
enlazados del fosfato al azúcar.
Las bases nitrogenadas se extienden hacia dentro desde la cadena azúcar-fosfato.
En el ADN hay 4 bases:
– adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T).
Unidad básica del ADN: nucleótido
Los peldaños formados por los nucleótidos son complementarios.
La posición de una A en una de las cadenas se corresponde con
una T en la otra cadena...
De igual forma, la posición de una G en una de las cadenas se
corresponde con una C en la misma posición de la otra cadena.
Ácido Ribonucleico
(ARN o RNA)
•
ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN O
RNA)
 Un solo filamento o hilo por lo que tiene
una sola hélice.
 Es sintetizado o producido por una
plantilla o molde de ADN por acción
de la enzima RNA polimerasa.
TIPOS DE ARN:
ARN mensajero o ARN(m): lleva
las instrucciones para hacer una
proteína en particular, desde el
ADN en el núcleo hasta los
ribosomas.
ARN de transferencia o ARN (t):
lleva los aminoácidos a los
ribosomas, se encuentra en el
citoplasma.
ARN ribosomal o ARN (r ):
forma parte de los ribosmas
Cuadro comparativo entre el ADN y ARN
Caracteres pentosa
DNA Desoxirribosa
RNA Ribosa
Bases nitrogenadas
Adenina, Guanina
Citosina, Timina
Adenina, Guanina
Citosina, Uracilo
Numero de polinucleotidos
2
1
Función
Almacena la información
biológica de los seres
vivos
Permite la expresión de la
información biológica
Ubicación
Núcleo, mitocondrias,
cromatina, cloroplastos,
cromosoma
Núcleo, ribosomas.
Estructura
Doble hélice
Lineal, globular y trébol
La función del ADN
• ¿Por qué es tan importante
que los cromosomas pasen de
la célula madre a las células
hijas?
• Los cromosomas están
formados por genes, los
segmentos de ADN que son
las unidades de la herencia.
• Los genes controlan
características como:
–
–
–
–
Color del pelo
Tipo de sangre
Color de la piel
Color de los ojos
La replicación del ADN
• Es el proceso mediante el cual la molécula de ADN hace
copias de sí misma (y, por tanto del cromosoma).
• En el núcleo hay muchos nucleótidos libres que son los
bloques de construcción del nuevo ADN .
REPLICACIÓN DEL ADN
Cuando un cromosoma se duplica antes de la
mitosis o la meiosis, las dos cadenas hijas de cada
hélice se desenrollan. Las enzimas ADN
polimerasa recorren
cada cadena uniendo
nucleótidos libres en cadenas nuevas de ADN.
La secuencia de nucleótidos en cada cadena
recientemente formada es complementaria con la
secuencia que existía en la cadena original. El
resultado es la síntesis de dos hélices dobles, de las
cuales cada una consta de una cadena original de
ADN más una cadena complementaria recién
sintetizada que es copia exacta de la otra cadena
origina l. son, por lo tanto, duplicados.
Las dos moléculas hijas de ADN son, por tanto,
duplicado de la molécula de ADN original.
MODELO DE REPLICACION
DEL DNA PROPUESTO POR
WATSON Y CRICK
* Replicación
semiconservativa
* Las dos cadenas de la
doble hélice parental se
desenrollan y cada una
determina una nueva cadena
hija mediante las reglas de
emparejamiento de bases
¿
Pasos de la replicación del ADN
•
•
La doble hélice se desdobla de modo que las dos cadenas de nucleótidos quedan
paralelas y se rompen los enlaces entre las bases. Las dos cadenas de nucleótidos
se separan, empezando en un extremo y abriéndose hasta el otro.
Cada mitad de la molécula sirve como un molde para la formación de una nueva
mitad del ADN. Las bases de los nucleótidos libres se unen con las bases
correspondientes en las dos cadenas de nucleótidos expuestas. La unión
específica de A con T y de C con G, asegura que las copias nuevas de ADN sean
copias exactas del original.
síntesis de proteínas
LAS PROTEINAS
•Son moléculas complejas
formadas por cientos a miles
de átomos, entre los cuales
siempre hay C, H, O y N.
•Se forman por la unión de
aminoácidos . Existen 20
aminoácidos.
• Los aminoácidos se unen linealmente
formando en general cadenas de 100
a 300 aminoácidos. La unión de dos
aminoácidos forman un dipéptido;
agregando otro se forma un
tripéptido, y la adicción de varios
aminoácidos forma un polipéptido.
Las proteínas siempre son
polipéptidos
 La síntesis de proteínas es de fundamental
importancia ya que básicamente todos los
caracteres que la célula presenta (fenotipo) está
regulado por la suma de sus actividades
enzimáticas.
 Todo lo que la célula es y puede realizar depende
de la acción enzimática específica. Como las
enzimas son proteínas, la morfología y
funcionamiento celular dependen de que tipo de
proteínas la célula pueda armar.
la síntesis consta de dos etapas:
• la primera etapa: transcripción ocurre
dentro del núcleo de las células
eucariotas, aquí la secuencia de
nucleótidos que denominamos gen
(segmento de ADN que determina una
proteína) se transcribe en una molécula
de ARN.
• en la segunda etapa: traducción –
(síntesis de proteína propiamente
dicha) el ARN pasa del núcleo al
citoplasma donde es traducida por
los ribosomas que arman una
proteína.
Transcripción
• Para formar la hebra de ARN a partir del
ADN se debe tener en cuenta que cada
nucleótido del ADN se ensambla con un
determinado nucleótido del ARN.
• La molécula helicoidal de ADN se
desenrolla y deja accesible la hebra paralela,
a partir de la cual se inicia la síntesis del
ARN
• La enzima (polimerasa del ARN) que
controla la reacción detecta una región de
la secuencia del ADN, que marca el
punto de inicio de la síntesis. La enzima
se une al ADN en el sitio preciso para
iniciar la síntesis de ARN y selecciona el
primer nucleótido, que se convertirá en el
extremo 5' de la cadena.
• A continuación, se desplaza rápidamente
por la cadena de ADN, añadiendo los
nucleótidos correspondientes a la cadena
de ARN. Según se forma, el ARN se va
separando del ADN, comenzando por el
extremo 5'; no obstante, hasta que no se
llega al extremo 3' no se separa la
molécula de ARN.
• Los nucleótidos se añaden uno por uno en
orden complementario, de esta manera la
adenina del ADN se combina con el uracilo
del ARN (A – U), en el mismo orden, la
timina se ensambla con la adenina (T – A),
y la citosina se combina con la guanina y
viceversa (C – G, G – C). Hay por lo tanto
complementariedad entre el ARN y el ADN
de donde se copia.
Transcripción
•Synthesis of RNA from a DNA Template.
•Requires DNA-dependent RNA polymerase plus the four nucleotides (ATP, GTP. CTP and
UTP).
•Synthesis begins at a the initiation site on DNA.
•The template strand is read 3' to 5' and the mRNA is synthesized 5' to 3‘.
Transcripción
Transcripción
• las instrucciones , en clave, se descifran
leyendo los nucleótidos de tres en tres
("tripletes"), y cada triplete de nucleótido, que
determina uno de los 20 aminoácidos
existentes, recibe el nombre de codón.
• Durante la traducción, a medida que se "leen"
los codones, se van añadiendo los aminoácidos
correspondientes a la proteína que se está
formando
Traducción
• Se llama traducción porque comprende el
cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos
(sucesión de bases) al lenguaje de proteínas
(sucesión de aminoácidos).
• Una vez finalizada la síntesis de una proteína,
el ARN mensajero queda libre y puede ser
leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente
que antes de que finalice una proteína ya está
comenzando otra, con lo cual, una misma
molécula de ARN mensajero, está siendo
utilizada
por
varios ribosomas simultáneamente.
• la clave de la traducción reside en el código
genético, compuesto por combinaciones de tres
nucleótidos consecutivos -o tripletes- en el
ARNm.
• Cada triplete constituye un codón, existen en
total 64 codones (cuatro nucleótidos se
combinan de a tres, así que: 43 = 64), 61 de los
cuales sirven para cifrar aminoácidos y 3 para
marcar el cese de la traducción.
Tercera letra
• existen más codones que tipos de aminoácidos,
casi todos pueden ser reconocidos por más de
un codón
• Generalmente los codones que decodifican a
un mismo aminoácido se parecen entre sí y es
frecuente que difieran sólo en el tercer
nucleótido.
• El número de codones en el ARNm determina
la longitud de la proteína.
• Al final de la cadena del ARNm se
encuentra un codón que sirve de señal de
terminación del proceso. La etapa de
terminación determina la conclusión de la
síntesis de la proteína cuando el sitio A
del ribosoma es abordado por este codón
de terminación del ARNm que puede ser
UUA, UGA o UAG.
aminoácidos esenciales o indispensables:
los organismos superiores no los sintetizan
es necesario incluirlos en la dieta.
• Valina (Val)
• Leucina (Leu)
• Metionina (Met)
• Triptófano (Trp)
• Histidina (His)
• A los aminoácidos que pueden ser sintetizados
por el cuerpo se los conoce como no
esenciales y son:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Alanina (Ala)
Prolina (Pro)
Glicina (Gly)
Serina (Ser)
Cisteína (Cys)
Asparagina (Asn)
Glutamina (Gln)
Tirosina (Tyr)
Ácido aspártico (Asp)
Ácido glutámico (Glu)
• Estas clasificaciones varían según la especie.
• Los datos actuales en cuanto a número de
aminoácidos y de enzimas ARNt sintetasas se
contradicen hasta el momento.
• Se ha comprobado que existen 22 aminoácidos
distintos que intervienen en la composición de
las cadenas polipeptídicas y que las enzimas
ARNt sintetasas no son siempre exclusivas
para cada aminoácido
• El aminoácido número 21 es la
Selenocisteína que aparece en eucariotas
y procariotas
• El número 22 la Pirrolisina, que aparece
sólo en arqueas (o arqueobacterias).
FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS
FUNCIÓN
EJEMPLOS
Estructural
La queratina que forma el pelo y las uñas. El
colágeno que forma los órganos de sostén
(hueso, cartílago)
Hormonal
La insulina que regula el nivel de azúcar en la
sangre. La adrenalina que regula el diámetro
de los vasos sanguíneos.
Catalítico o enzimático Las enzimas digestivas 8amilasa, lipasa) que
aceleran la velocidad de la descomposición de
los alimentos.
Contráctil
La actina y la miosina que son las estructuras
contráctiles de los músculos.
De transporte
La hemoglobina de los globulosa rojos que
transporta oxigeno a las células
Código Genético
Nirenberg and Khorana,
Premio Nobel in Fisiologia 1968
Traducción
Tecnología del ADN recombinante
(Ingeniería genética)
• Los genes se pueden:
–
–
–
–
–
Aislar y amplificar (obtener múltiples copias)
Secuenciar
Expresar con intensidad
Desactivar
Detectar con sensibilidad y especificidad