I Transcripción j Transformación






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ACTIVIDADES:
1.- Describe a través de esquemas las experiencias de:

- Frederick Griffith

- Alfred Hershey y Martha Chase

(Compàralos)
2.- ¿Cuáles fueron los aciertos y desaciertos de las investigaciones de Robert Feulgen?

3.- ¿Cuál fue la importancia de Erwin Chargaff?

4.- ¿A tu juicio cuál fue la importancia de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins?

5.- Describe brevemente el modelo de la “doble hélice “de Watson y Crick.

6.- Establece al menos 6 diferencias entre la molécula de ADN y la de ARN.

7.- ¿Qué organelos celulares poseen su propio ADN?

8.- ¿En qué se diferencia el ADN procarionte del ADN eucarionte?

9.- Define los siguientes conceptos:


a) Monómero

b) Polímero

c) Nucleósido

d) Nucleótido

e) Base nitrogenada

f) Ácido nucleico

g) Proteína

h) Replicación

i) Transcripción

j) Transformación

k) Traducción

l) Gen

m) Cromosoma

n) Histona

ñ) Bacteriófago

o) Código genético


10.- ¿En qué consisten las uniones fosfodièster?

11.- Averigua los aportes en relación al ADN de M. Meselson y F. Stahl (1958).

12.- Explique brevemente en qué consiste el aporte hecho por Watson y Crick al concepto de ADN y en qué consiste la capacidad del ADN de duplicarse y con qué fin lo hace.

13.- Dé explicaciones a la siguiente afirmación:

    • “El modelo de la doble hélice de Watson y Crick se considera un hito en la historia de la biología”.

14.-Si una molécula de ADN tuviera mil pares de bases de longitud, de los cuales el 20% corresponden a los nucleótidos de citosina, ¿cuántos nucleótidos de adenina estarán presentes?

15.-La siguiente secuencia de 45 nucleótidos hace parte de una cadena molde de ADN (se aprecian solo los símbolos de sus bases nitrogenadas). Analícelas y conteste:

...ATTGCGAGCGCATACATACCTTACAAGGGCCTAACCTGGAATCCG...

    1. ¿Qué bases nitrogenadas se representan con las letras A, T, G y C?

    2. Teniendo en cuenta la complementariedad entre bases, escriba la secuencia completa de los 45 nucleótidos después de su replicación.

    3. ¿Qué relación tiene la secuencia de bases con la especificidad del mensaje genético que porta?

    4. ¿Con qué fin las cadenas de ADN se abren y replican copias exactas del mensaje que llevan?

    5. ¿Qué ocurrirá con el mensaje genético si la ADN polimerasa comete un error de copia en el nucleótido 10 señalado con rojo?

GENÉTICA MOLECULAR

1.- El ADN como depositario de la información genética: Experimentos de Griffith (1928)

sobre transformación bacteriana.

En 1928 F. Griffith, trabajó con dos cepas de neumococos productoras de la neumonía humana:

Bacterias no capsuladas formando colonias rugosas R (no virulenta: no mueren los ratones).

Los que presentan un aspecto de superficie áspera (rugosa) R (Rough), eran inofensivos

cuando se inyectaban en ratones. Esto se debe a que la cápsula previene que los

neumococos sean atrapadas por fagocitos y destruidos por células neutrófilas y macrófagos

del cuerpo.

Bacterias capsuladas formando colonias lisas S (virulenta: mueren los ratones). Una

inyección de neumococos del tipo S (Smooth) liso, mata a un ratón en 24 horas. Después

de un cultivo prolongado en un medio artificial, algunas células pierden la capacidad de

formar la cápsula y la superficie de las colonias muestran un aspecto rugoso y áspero R

(Rough).Con la pérdida de esta cápsula, la bacteria también pierde su virulencia.

Griffith observó que si inyectaba a los ratones con neumococos de tipo R (no virulentos) a las 24 horas

seguían vivos mientras que si los inyectaba con neumococos S (virulentos) a las 24 horas los ratones

morían. Entonces decidió calentar los neumococos S (virulentos) para destruirlos y posteriormente

inyectarlos a los ratones, encontrando que los ratones seguían vivos después de 24 horas. Por consiguiente

el calor, destruía el poder infectivo de los neumococos S. Por último, inyectó a los ratones una mezcla de

neumococos R vivos (no virulentos) y de S (virulentos) previamente muertos por calor, encontrando que los

ratones morían a las 24 horas y extrayendo de su sangre neumococos S vivos.

Conclusiones de Griffith: puesto que los neumococos R (no virulentos) nunca mutan a S (virulentos), en el

último experimento se demuestra la existencia de una sustancia presente en los extractos de neumococos S

muertos por calor que es capaz de transformar a los neumocos R vivos en S vivos. Dicha sustancia fue

denominada por Griffith el Principio Transformante y el proceso Transformación bacteriana.

http://www.dnai.org/timeline/index.html En 1920-49 pinchar en Oswald Avery para observar los experimentos




Algo de las células muertas S había producido un

cambio permanente en las células de R. El proceso fue

llamado Transformación Bacteriana (intercambio

genético producido cuando una bacteria es capaz de

captar fragmentos de ADN de otra bacteria que se

encuentra disperso en el medio en el que vive)

Por el año 1944 Oswald Avery, MacLeod, y McCarty , sus

colegas en el instituto Rockefeller de New York City

repitieron los experimentos de Griffith y demostraron que

el "Principio transformante" que convertía a las bacterias

rugosas en lisas era el ADN, descubrimiento que marcó un

hito importante en la historia de la Genética.

enzima" Beadle y Tatum (1948). A principios de la década de 1940, los estadounidenses, George

W. Beadle y Edward L. Tatum estudiaron las consecuencias de las mutaciones. Comprobaron que

la alteración de un gen suponía una variación fenotípica que consistía en el fallo en el

funcionamiento de un enzima. Propusieron entonces la hipótesis UN GEN = UN ENZIMA. Se

demostró la relación entre la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos, se aceptó

que el gen podía dividirse en partes más pequeñas. Actualmente, reconocemos que la mínima

unidad de mutación y recombinación es un nucleótido, un par de bases en la doble cadena de

ADN. Por otra parte, muchos enzimas están compuestos por varias cadena polipeptídicas, cada una

determinada por un fragmento de ADN. Además, muchas proteínas no son enzimas y se modificó

la hipótesis para UN CISTRÓN -------- UN POLIPÉPTIDO en la que un cistrón es el equivalente

a un gen.

http://www.dnaftb.org/dnaftb/16/concept/index.html

En 1953, el bioquímico estadounidense James D. Watson y el británico Francis H. C. Crick aunaron sus

conocimientos químicos, utilizaron la información de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins obtenida

mediante difracción de rayos X, así como los trabajos de Chargaff sobre composición química del DNA y

elaboraron una hipótesis sobre la estructura del DNA: la DOBLE HÉLICE.

3.- Características de los genes en organismos procariotas y eucariotas.

1. La cantidad de ADN por célula es la misma para cada célula diploide de cada especie, pero las

variaciones entre las diferentes especies es enorme. Los seres humanos tienen 25 veces más pares

de bases que Drosophila, pero no existe una correlación estrecha entre la complejidad del

organismo y la cantidad de ADN. La mayor cantidad de ADN observada hasta el momento con una

cantidad de 40 veces más de ADN que la especie humana es un pez pulmonado.

2. La unidad funcional del ADN es el GEN (cistrón): segmento de ADN que codifica una cadena

polipeptídica o una proteína.

3. El ADN de las células está compuesto por:

Genes Estructurales: Codifican y se transcriben a cadena polipeptídicas, ARN R y ARN T

 Secuencias reguladoras: Son señales de inicio o final del gen y codifican proteínas que controlan

la actividad de los genes estructurales.


http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm Síntesis de

proteínas


LA TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN: EL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA



REPLICACIÓN DEL ADN:

Finalidad del proceso e importancia biológica. Etapa del ciclo celular donde tiene lugar

La replicación consiste en la síntesis de una copia de una molécula de ADN; es decir, a partir de una

molécula de ADN se obtendrán dos moléculas idénticas. Este proceso está relacionado con la reproducción

y ocurre en la fase S del ciclo celular. De esta forma, después de que ha tenido lugar la división celular,

cada célula hija posee la misma información genética. Se produce en el núcleo en eucariotas y en el

citoplasma en procariotas

Características del mecanismo de replicación. ADN-polimerasa.

Una vez descubierta la estructura del ADN, se plantearon tres hipótesis para tratar de explicar el mecanismo

de la replicación:

Conservativa. Según esta hipótesis, las dos cadenas de la doble hélice hija se sintetizan de nuevo a

partir del molde de la parental, que permanece.

Dispersiva. Según esta hipótesis, las dos cadenas tendrían fragmentos de la cadena antigua y

fragmentos recién sintetizados.

Semiconservativa. La molécula de ADN se separa en sus dos hebras y cada una de ellas sirve de

molde para la síntesis de su complementaria. De esta forma, las dobles hélices resultantes

contienen una hebra antigua o parental y una de nueva síntesis. La hipótesis semiconservativa es el

modelo de replicación confirmado, tanto en eucariontes como en procariontes. Propuesta por

Watson y Crick.

La replicación es:

SEMICONSERVATIVA

BIDIRECCIONAL: comienza por los puntos de origen (O) o locus Ori-C y avanza

bidireccionalmente hacia los puntos de terminación, formando “Burbujas de replicación”

ANTIPARALELA: los nucleótidos complementarios son seleccionados y fijados por la

ADN polimerasa

3’  5’

5´  3’

SEMIDISCONTINUA:Una hebra de crecimiento continuo (conductora) y otra de crcimiento discontinuo (retardada)

Las principales moléculas implicadas en la replicación del ADN en los procariontes son:

ADN polimerasas. Son los enzimas que se encargan de catalizar la formación de enlaces

fosfodiéster entre dos nucleótidos consecutivos. Los nucleótidos complementarios a los de la

cadena que actúa como molde se añaden solamente por el extremo 3´. Se lee la cadena en

dirección 3´ --- 5´ y se forma la nueva en la dirección 5´---3´

Para llevar a cabo la catálisis necesitan un extremo 3'–OH libre necesario para que la ADN- polimerasa

pueda añadir nucleótidos, por lo que requieren un cebador para iniciar la síntesis. Este cebador es un

fragmento de ARN llamado primer o iniciador.

En E. Coli (PROCARIOTAS) se conocen tres polimerasas:

ADN polimerasa I, que presenta también actividad exonucleasa y se encarga de rellenar

espacios polimerizando ADN

ADN polimerasa II, que interviene en la reparación del ADN

ADN polimerasa III, que sintetiza la mayor parte del ADN durante la replicación.

Helicasas. Separan las dos hebras de la molécula de ADN mediante la rotura de los puentes de

hidrógeno que las mantienen unidas; de este modo, cada hebra puede actuar de molde para la

síntesis de una nueva cadena.

Topoisomerasas. (Girasa) Son enzimas encargados de desenrollar la doble hélice de ADN a

medida que se va replicando, para permitir la acción del ADN polimerasa.

Primasa. Es un ARN polimerasa que sintetiza pequeños fragmentos de ARN llamados cebadores o

"primer".

Proteínas SSB. Son proteínas estabilizadoras de la cadena sencilla. Una vez que actúa la helicasa

se unen a las cadenas sencillas, estabilizándolas mientras se produce la replicación.

ADN ligasas. Se encargan de unir fragmentos adyacentes de ADN, que se encuentran

correctamente emparejados con la hebra complementaria.

ATP y GTP

MECANISMO DE REPLICACIÓN: Inicio de la replicación. Formación de las nuevas

hebras de ADN. Corrección de errores

http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm DNA

replication

1. Inicio: Desenrollamiento y apertura de la doble hélice.

La molécula de ADN se desenrolla por acción de los enzimas Girasas. Las helicasas rompen los puentes

de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas proporcionando la energía el ATP. Estas se separan y

se forma una horquilla de replicación.

Las hebras se mantienen separadas al unirse las Proteínas SSB que las estabilizan.

2. Síntesis de las nuevas hebras.

Simultáneamente a la separación de las dos hebras, se van sintetizando las nuevas hebras complementarias,

por acción de las ADN polimerasas.

El proceso es el siguiente:

El ARN polimerasa, denominada primasa, sintetiza una pequeña molécula de ARN que actúa de

cebador, ya que el ADN polimerasa III es capaz de alargar la cadena, pero no de iniciar la síntesis.

El cebador aporta un extremo 3´ OH necesario para que la ADN polimerasa III pueda añadir

nucleótidos.

El ADN polimerasa III, utilizando como cebador ("primer") el fragmento de ARN, va alargando

la cadena. Este enzima solo es capaz de unir nucleótidos en sentido 5’--- 3'. Como las dos cadenas

que forman el ADN son antiparalelas, las dos hebras se sintetizan de manera diferente:

Hebra continua: (a partir del origen de replicación de la cadena molde 3´---5´) se lee

la cadena en dirección 3´---5´ y la hebra hija que se sintetiza a partir de ella lo hace de

forma continua de 5´--3´.

Hebra retardada: (a partir del origen de replicación de la cadena molde 5´---3´ ) se

replica de forma discontinua y de forma retardada mediante la síntesis de pequeños

fragmentos (1 000 nucleótidos) que crecen en dirección 5'---3', llamados fragmentos de
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