Bases Químicas para Herencia
HISTORIA DEL ADN
Hasta 1944 no se sospechaba que el ácido
disoxirribonucleico, ADN, fuera la molécula capaz de
asegurar la transmisión de los caracteres hereditarios de
célula a célula, generación tras generación.
Su limitada variedad química no permitía suponer que
poseyera la versatilidad y ductilidad necesarias para
almacenar la información genética de los seres vivos.
No fue entonces sin asombro que a partir de ese año el
ADN se convirtió en centro de interés de la biología.
Hoy sabemos que esta molécula, capaz de
autoduplicarse y transmitir así su información.
Han pasado más de treinta años desde que J.D. Watson y F.H. Crick, eligiendo
los datos más relevantes de un cúmulo de información y jugando con recortes
de cartón y modelos de alambre y metal, fueron capaces de develar la
estructura de la doble hélice de la molécula del ácido desoxirribonucleico,
ADN, y formularon los principios de almacenamiento y transmisión de la
información hereditaria. Este hallazgo les valió el premio Nobel, que
compartieron con M.H.F. Wilkins.
Estructura del ADN
Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La
mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas
antiparalelas unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por
medio de puentes de hidrógeno.
El ADN lo forman cuatro tipos de nucleótidos, diferenciados por sus
bases nitrogenadas divididas en dos grupos: dos purínicas (o
púricas) denominadas adenina (A) y guanina (G) y dos pirimidínicas
(o pirimídicas) denominadas citosina (C) y timina (T).
La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno,
mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de
hidrógeno.
El ADN es el portador de la informacion genética, se puede decir por tanto,
que los genes están compuestos por ADN.
ESTRUCTURA PRIMARIA DEL
ADN
Se
trata
de
la
secuencia
de
desoxirribonucleótidos de una de las
cadenas. La información genética está
contenida en el orden exacto de los
nucleótidos.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
DEL ADN
Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la
información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fué postulada por
Watson y Crick,basandose en:
La difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins
La equivalencia de bases de Chargaff,que dice que la suma de adeninas más
guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas.
Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas
son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la
guanina de una a la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el
extremo 3´de una se enfrenta al extremo 5´de la otra.
Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el
descubierto por Watson y Crick.
Funcion del ADN
La información genética almacenada en la secuencia de
nucleótidos de ADN sirve para dos propósitos:
Es la fuente de información para la síntesis de todas las
moléculas de proteínas de la célula y el organismo.
Provee la información heredada por las células hijas de
la progenie.
Ambas funciones requieren que las células del ADN sirva
como molde, en el primero de los casos para la
transcripción de información al ARN y en el segundo,
para la replicación de la información en las moléculas
hijas de ADN.
Importancia del ADN
El ADN contiene la información hereditaria correspondiente a la especie. Y el ARN
requiere para la síntesis de proteínas la presencia de los ribosomas en las células ya
que en el momento de la duplicación de los cromosomas la moléculas de ADN de
abre gradualmente por los puentes de hidrógeno. El papel de las moléculas de ADN
en la transmisión del código genético rompiendo células de Escherichia Coli, una
bacteria de la flora intestinal, separando sus componentes en varias fracciones.
Pero si el ADN es el responsable de la transmisión de la información genética debe
ser capaz, no solo de reproducirse, con lo cual se consigue conservar esta
información de padre a hijos sino también debe poder transmitirlo.
Mutación Genética
Es el cambio en el ADN de un
determinado locus de un organismo,
los
cuales
pueden
generar
alteraciones en la secuencia de las
proteínas que codifican, y por ende
en las funciones de los organismos.
Las mutaciones pueden generarse en el
ADN de forma natural o pueden ser
inducidas por algún agente externo.
RNA
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un
ácido nucleico, que forma una linea de
nucleótidos, formando una larga cadena.
Como el ADN, el ARN está formado por una
cadena de compuestos químicos llamados
nucleótidos. Cada uno está formado por una
molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo
fosfato y uno de cuatro posibles compuestos
nitrogenados llamados bases: adenina, guanina,
uracilo y citosina.
Tipos de RNA
ARN codificantes:
– ARN mensajero (mRNA o ARNm)
ARN no codificantes (ncRNA o ARNnc):
– intrones (que representan el 30% del genoma)
– ARN que se expresan de forma autónoma (50-70%
de la transcripción total en los eucariotas superiores):
básicos:
– ARN de transferencia (tRNA o ARNt)
– ARN ribosómico (rRNA o ARNr)
– ARN nucleolar (snoRNA)
reguladores:
– ARN de interferencia
– micro ARN
Tipos de RNA
ARN mensajero
El ARNm que sirve como molde o templado para la
síntesis de proteínas.
ARN de transferencia
El ARNt sirve para unirse a los aminoácidos y transferirlos
a los ribosomas, donde se ensamblan las proteínas
según el código genético del ARNm.
ARN polimerasa
Enzima que cataliza la síntesis de ácidos nucleicos a partir
de un molde o templado de ácido nucleico ya existente,
ensamblando los ribonucleótidos del ARN o los
desoxiribonucleótidos del ADN.
Proteinas y ADN
Aminoácidos
Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos. Los aminoácidos
son los elementos de construcción de los péptidos y de
las proteínas.
ADN complementario
El ADN sintetizado, a partir de un modelo de ARN, por una
enzima transcriptasa reversa.
Papel del ARN en la síntesis
de proteínas.
Las proteínas que han de construirse,
están especificadas en el mRNA y se
sintetizan en los ribosomas.
Este proceso ocurre como consecuencia
de la regulación de la síntesis de mRNA
por proteínas que se unen específicamente
a los moldes para el mRNA en el ADN.
La Replicación del ADN
Descripción: Capacidad del material genético de
hacer copias exactas de sí mismo (ocurre
durante la INTERFASE)
1º paso - Enzimas helicasas que rompen los
puentes de hidrógeno abriendo la hélice,
formándose las horquillas de replicación.
2º paso - ADN polimerasa catalizan añaden
nucleótidos sobre el molde, cuando éstas se
encuentran y se fusionan todo el cromosoma ha
quedado replicado longitudinalmente.
La Replicacion del ADN
3º paso – Para el ADN polimerasa comience su
tarea debe estar presente un cebador -molécula
formada por nucleótidos de RNA catalizados por
ARN primasas- que determina el punto por
donde el ADN polimerasa comienza a añadir
nucleótidos
4º paso - un ADN polimerasa encuentra con el
fragmento Okazaki, el cebador es eliminado y el
ADN ligasa, conecta los segmentos de ADN,
uniendo los grupos fosfato y azúcar de los
nucleótidos contiguos.
Transcripción
Existen 3 clases principales de ARN, todas
ellas participan en la síntesis de proteínas:
ARN ribosomal (rRNA),
ARN de transferencia (tRNA)
ARN mensajero (mRNA)
Transcripción
Es transcrita bajo la forma de una pequeña
cadena de ácido ribonucléico: el ARN
mensajero (ARNm) utilizando a la ARN
polimerasa como catalizador.
El ARNm deberá ser traducida en el citoplasma
por una fábrica de proteínas: el ribosoma (ARN
ribosómico).
Asido el ARNm en el ribosoma, el tercer tipo de
ARN -ARN de transferencia (ARNt)- entra en
acción.
El dogma central de la Biología
Molecular según Crick
Las líneas continuas indican los procesos que
ocurren en todas las células; las líneas punteadas,
señalan casos especiales
1.- ARN polimerasa ARN dirigida, ocurre en ciertos virus y ciertas plantas
2.- ADN polimerasa ARN dirigida (transcriptasa reversa), ocurre en virus de ARN
3.- El codificar proteínas directamente de ADN
Replicación
Transcripción
1
ARN
ADN
3
2
Proteína
Traducción
"el ADN dirige su propia replicación y su transcripción a ARN, el cual a su vez dirige su traducción a proteínas“ FRANCIS. Crick
Diferencias entre el ADN y el ARN
El ARN tiene una sola cadena, en cambio
en ADN es de doble hélice.
El ARN contiene ribosa, en cambio el
ADN contiene desoxirribosa
El ARN contiene uracilo en cambio el
ADN contiene timina
Las moléculas de ARN son más cortas
que las de ADN.
Composición química y
estructura del material genético
La hidrólisis completa de los ácidos nucleicos ponen de
manifiesto tres componentes principales: un azúcar,
bases nitrogenadas y ácido fosfórico.
El azúcar es una pentosa llamada desoxirribosa, en
el ADN (de ahí su nombre desoxirribonucleico) y
la Ribosa en el ARN (ácido ribonucleico).
Bases nitrogenadas se clasifican en dos grupos: las
purinas y las pirimidinas.
El grupo fosfato se une a los azucares por medio de un
enlace fosfodiester.
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