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La información genética
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Lectura inicial
Una mañana de marzo, dos jóvenes científicos, el físico Francis
Crick y el biólogo James Watson anunciaron que habían
conseguido revelar la estructura del ADN. Este descubrimiento,
que revolucionó el mundo de la biología, fue anunciado en 1953,
pero había empezado unos años antes.
En 1951 Watson, se instaló en Cambridge para compartir con
Crick, la aventura de determinar la estructura del ADN. En este
momento, la única tecnología disponible para visualizar la
estructura de grandes moléculas era la difracción de rayos X,
que consistía en algo parecido a radiografiar una molécula.
Paralelamente, la fisicoquímica Rosalind Franklin y el biofísico
Maurice Wilkins realizaban estudios cristalográficos de difracción
de rayos X sobre moléculas de ADN. En 1952 Rosalind Franklin
obtuvo una fotografía de difracción por rayos X que reveló la
estructura helicoidal de la molécula de ADN.
Wilkins, sin el consentimiento de Franklin, hizo llegar la fotografía
a Watson y Crick. Esa imagen constituyó uno de los datos
definitivos que les llevó a pensar que la estructura del ADN
estaba formada por una doble hélice, y no triple como se
pensaba.
Rosalind Franklin murió en 1958, a los 37 años de edad, víctima
de un cáncer. Cuatro años después, Watson, Crick y Wilkins
recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología por sus
aportaciones al descubrimiento de la estructura del ADN.
La inestimable aportación de R. Franklin a este descubrimiento no
fue reconocida ni en vida ni de manera póstuma, aunque poco a
poco la historia comienza a reconocer su labor.
Watson y Crick
Molecula de ADN
Rosalind Franklin
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Esquema de contenidos
La información genética
Los ácidos nucleicos
Características
Tipos
El ADN
Características
Replicación
Experimentos
ARN
Características
Tipos
Gen
La expresión de la información genética
Características
Estructura
Características
La traducción de la información
El código genético
Las mutaciones
La ingeniería genética
Tipos
Biotecnología
Usos
Características
Proyectos
Aplicaciones
Alimentos transgénicos
La clonación
Las implicaciones
El proyecto genoma
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Recursos para la explicación de la unidad
Los ácidos
nucleicos
Tipos de ácidos
nucleicos
Características
del ADN
Características
del ARN
Tipos de ARN
La replicación
del ADN
El ADN como
portador de
información
genética
El concepto
de gen
Estructura del
genoma
Tipos de
mutaciones
La expresión de
la información
genética
La traducción de
la información
genética
El código
genético
Usos de la
biotecnología
Características
de la ingeniería
genética
Etapas de un
proyecto de
ingeniería
genética
Aplicaciones de
la ingeniería
genética
Los alimentos
transgénicos
La clonación
Implicaciones de
los
avances en
biotecnología
El proyecto
genoma
humano
Enlaces
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Los ácidos nucleicos
T
Nucleótido
Base
nitrogenada
A
Grupo
fosfato
Glúcido
C
Bases nitrogenadas
A – Adenina
C – Citosina
G – Guanina
T – Timina
U – Uracilo
G
Polinucleótido
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Tipos de ácidos nucleicos
ARN
(Ácido ribonucleico)
A
U
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
U – Uracilo
G
C
Ribosa
ADN
(Ácido desoxirribonucleico)
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
T – Timina
A
T
G
C
Desoxirribosa
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Características del ADN
Polinucleótidos
Doble hélice
Puentes de
hidrogeno
Cadenas antiparalelas
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Características del ARN
Una sola cadena
de nucleótidos
Ribosa
El ARN participa en la
formación de proteínas
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Tipos de ARN
ARN transferente
ARN mensajero
Se une a aminoácidos
para formar proteínas
en los ribosomas
Copia información del
AND y la transporta
hasta los ribosomas
ARNm
ARNt
ARN ribosomico
Se asocia a proteínas
y forma los ribosomas
ARNr
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La replicación del ADN
Burbuja de replicación
ADN
VER EL PROCESO DE
REPLICACIÓN DEL ADN
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La replicación del ADN
Burbuja de replicación
ADN
Se forman nuevos
Rotura de
Síntesis
deenlaces
nuevas
enlaces de hidrogeno y
cadenas
de
hidrogeno
complementarias
las hebras se enrollan
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El ADN como portador de información genética
Streptococcus
pneumoniae
Interfase
“Collar de
perlas”
PULSA AQUI PARA VER EL
EXPERIMENTO DE GRIFFITH
Fibra de ADN
unida a proteínas
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El ADN como portador de información genética. Experimento de Griffith
Bacterias de la cepa
S de Streptococcus
pneumoniae
Provocan la muerte
del ratón
Bacterias muertas
de la cepa S
de Streptococcus
pneumoniae
Son inofensivas
Bacterias de la Cepa
R de Streptococcus
pneumoniae
No son virulentas
Bacterias
muertas
de la cepa S
y bacterias
de la cepa R
Provocan la
muerte
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El concepto de gen
Un gen contiene información
para un determinado carácter
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La estructura del genoma
Organismos procariotas
Organismos eucariotas
Cromatina
Cromosoma
Plásmido
Secuencia especifica
de nucleótidos (gen)
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Los tipos de mutaciones
Según el efecto
sobre el individuo
Según el tipo de
células afectadas
Según la extensión del
material genético afectado
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Los tipos de mutaciones
Según el efecto sobre el individuo
• Perjudiciales
Confieren una desventaja para
la supervivencia
• Beneficiosas
Drosophila melanogaster (mosca del vinagre)
Aumentan la probabilidad
de supervivencia
• Neutras
No afectan a la supervivencia
ni positiva ni negativamente
Pérdida
de las alas
Mutación perjudicial
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Los tipos de mutaciones
Orejas curvadas
Según el tipo de células afectadas
• Somáticas
Pueden originar lesiones
o enfermedades graves.
No son heredables
• Germinales
Afectan a los gametos.
Son heredables.
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Mutación en células germinales
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Los tipos de mutaciones
Mutación genómica
Según la extensión del
material genético afectado
• Génicas
Provocan cambios
en la secuencia de nucleótidos
de un gen determinado.
• Genómicas
Producen variación en el número
de cromosomas de una especie.
• Cromosómicas
Síndrome de Down
Ocasionan cambios que
afectan a la estructura
de los cromosomas.
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La expresión de la información genética
Proteínas
ARNt
ARNr
Síntesis de
proteínas
ARNm
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La traducción de la información genética
Tripletes
Primera fase.
Transcripción del
mensaje
codón
ARNm
Segunda fase.
Traducción del
mensaje
aminoácido
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El código genético
VER QUÉ ES EL
CÓDIGO GENÉTICO
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El código genético
aminoácido
ARNt
La correspondencia entre
los codones del ARNm y los
aminoácidos que forman las
proteínas recibe el nombre
de código genético
ARNm
codón
anticodón
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RECURSOS
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Usos actuales de la biotecnología
Producción de
sustancias
terapéuticas
Insulina
Producción de energía
Eliminación de
metales pesados
Biorremediación
Producción
de alimentos
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Características de la ingeniería genética
Herramientas necesarias
para la manipulación de genes
Síntesis de ADN de forma artificial
• Enzimas de restricción
• Vector de transferencia
Plásmidos de
Escherrichia coli
• ADN ligasas
ADN recombinante
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RECURSOS
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Etapas de un proyecto de ingeniería genética
1. Localización y aislamiento
del gen que se desea transferir
3. Unión del ADN elegido
al ADN del vector.
4. Inserción del vector con
el gen transferido en la
célula hospedadora.
2. Selección del vector
5. Multiplicación del
organismo transgénico.
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Aplicaciones de la ingeniería genética
Obtención de fármacos
Mejora en la producción
agrícola y animal.
Carpas y salmones portadores del
gen de la hormona del crecimiento
• Insulina
• Proteínas de
coagulación del
suero sanguíneo.
• Vacunas
Tratamiento de
enfermedades humanas:
Terapia génica
• Diabetes
• Hemofilia
• Parkinson
Maíz resistente al frío
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Los alimentos transgénicos
Transgen
Organismo
transgénico
APLICACIONES DE LA INGENIERÍA
GENÉTICA EN LA AGRICULTURA
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Los alimentos transgénicos
Soja resistente a
herbicidas
Café más
aromático y con
menos cafeína
Maíz resistente
a insectos
Resistencia a
herbicidas e insectos
Mejora de la
calidad
Patatas que inmunizan
contra enfermedades
Arroz que produce
provitamina A
Tomate Flavr Svr
Retraso en la
maduración
Producción de
sustancias
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La clonación
Clonación reproductiva
Tiene como objetivo conseguir
individuos nuevos idénticos entre sí
y al original.
transferencia
nuclear
Clonación terapeútica
Tiene como objetivo tratar
enfermedades y regenerar tejidos.
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Implicaciones de los avances en biotecnología
Implicaciones
ecológicas
Extinción de
especies naturales
Implicaciones
sanitarias
Aparición de nuevos virus
o bacterias que provoquen
enfermedades desconocidas
Implicaciones
sociales
Vulneración del
derecho a la intimidad
Implicaciones
éticas
La manipulación de material
genético de nuestra especie
Implicaciones
legales
La posibilidad de patentar plantas
y animales transgénicos, así como
secuencias del genoma humano
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El proyecto genoma humano
El genoma del
chimpancé es
igual al humano en
más de un 98,5 %.
Haemophilus
inluenzae En 1995 se publicó por
primera vez la secuencia
completa de su genoma
Algunos resultados obtenidos:
• Nuestro genoma tiene unos 25 000 genes
• Su tamaño es de 2 900 millones de pares
de bases
• El 99,99 % de los datos genéticos son
comunes a todas las personas
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Enlaces de interés
Ácidos nucleicos
El genoma humano
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