ESTRUCTURA DEL ADN
Esta formado por nucleótidos y estos a su vez esta formado por la unión de 3 elementos:
Azúcar desoxirribosa Fosfato Base nitrogenada
S: Azúcar
A: Adenina
C: Citosina
P: Fosfato
T: Timina
G: Guanina
S: Azúcar
A: Adenina
C: Citosina
P: Fosfato
T: Timina
G: Guanina
Los carbonos del azúcar se identifican por medio de los números del 0 al 5, lo cual resulta muy útil para señalar los puntos de unión del carbono con otras moléculas. En el ADN los nucleótidos nucleó tidos se unen al formarse un enlace entre el fosfato de uno con el azúcar del siguiente. La unión se realiza en el carbono3 del azúcar ; y de esta manera se forma la estructura primaria de un acido nucleico, que cosiste en la secuencia de nucleótidos.
El ADN esta formado por dos cadenas de nucleótidos unidas por puentes de hidrogeno entre sus bases nitrogenadas: 2 entre la Adenina y la Timina 3 entre la Guanina y la Citosina Al unirse las dos cadenas toman la forma de una doble hélice y se forma la estructura secundaria C
G
A
T
Todos los seres vivos que conocemos contienen ADN: desde una bacteria hasta un elefante. La diferencia entre ellos se debe a la secuencia y el tamaño de la cadena del ADN que contiene cada especie. Por ejemplo, el numero de pares de bases del virus mas simple es de 5000, mientras que el del ser humano hay unos 5000 millones de pares de bases en los 46 cromosomas.
El ADN de las células procariontas tienen algunas diferencias con las células eucariontas; en las dos esta asociada a las proteínas con las que toma una conformación diferentes en cada célula específicamente, en el caso de las eucariontas el ADN forma una estructura llamada nucleosoma la cual se observa como un collar de cuentas, en el que las proteínas, denominadas histonas están envueltas por la molécula del ADN. El cromosoma procarionte (bacterias) suele ser circular.
En el ADN podemos encontrar tres tipos de estructura secundaria, que responden a las siguientes características: TIPO DE ADN
GIRO DE HELICE
nm por Vuelta
Plano entre bases
nº de nucleotidos por vuelta
A
Dextrógiro
2.8
inclinado
11
B
Dextrógiro
3.4
perpendicular
10
Z
Levogiro
4.5
zig-zag
12
CONCEPTO DE GEN. MECANISMOS RESPONSABLES DE SU TRANSMISIÓN Y VARIACIÓN Un GEN se define como la unidad mínima de información genética. Dicho de otro modo, Un GEN es el fragmento más pequeño de una molécula de DNA que posee información completa para un carácter determinado
A veces el gen está formado por una secuencia de bases, pero en eucariotas es frecuente que un gen esté constituido por varios fragmentos de DNA separados por secuencias sin sentido que no codifican ninguna proteína. A las partes con sentido que sirven para fabricar la proteína se les llama EXONES, y a las partes sin sentido intercaladas en el gen INTRONES, que deben ser eliminados tras la transcripción
Los genes se encuentran en los cromosomas, y estos pueden ser definidos como un conjunto de genes unidos o GENES LIGADOS, que son aquellos que se heredan juntos (si no se da recombinación genética). En esencia, un gen es una secuencia de nucleótidos que codifica para una proteína determinada, Para que los genes se puedan transmitir de padres a hijos, deben poder copiarse antes de la reproducción, de manera que los padres mantienen su información a la vez que se la pasan a sus hijos a través de los gametos, durante la reproducción sexual.
Los procesos de formación de gametos (gametogénesis) y de unión de gametos de individuos diferentes en la reproducción (fecundación) se convierten así en procesos fundamentales para el mantenimiento de la especie. Estos procesos son posibles gracias a la información de los genes, y son necesarios para aumentar la variabilidad de las poblaciones, mediante la recombinación genética y el propio proceso aleatorio de fecundación, variabilidad que, junto con las mutaciones, constituirá la base de la evolución.
Para que los genes se puedan transmitir de padres a hijos, deben poder copiarse antes de la reproducción, de manera que los padres mantienen su información a la vez que se la pasan a sus hijos a través de los gametos, durante la reproducción sexual. Los procesos de formación de gametos (gametogénesis) y de unión de gametos de individuos diferentes en la reproducción (fecundación) se convierten así en procesos fundamentales para el mantenimiento de la especie. Estos procesos son posibles gracias a la información de los genes, y son necesarios para aumentar la variabilidad de las poblaciones, mediante la recombinación genética y el propio proceso aleatorio de fecundación, variabilidad que, junto con las mutaciones, constituirá la base de la evolución.
El primer proceso necesario para la transmisión de la información genética es su duplicación o replicación, es decir, la realización de una copia que pueda ser transportada por los gametos hasta la fecundación y luego pueda ser utilizada por el nuevo individuo La replicación del ADN es el proceso por el cual el DNA se copia para poder ser transmitido a nuevos individuos. Meselson y Stahl demostraron en 1958 que el modelo válido era el semiconservativo. Para ello utilizaron nucleótidos marcados con nitrógeno pesado.
Mecanismo El ADN se desenrolla y se separan las dos hebras de la doble hélice, deshaciéndose los puentes de hidrógeno entre bases complementarias, por la acción de helicasas para que cada una sirva como molde para formar 2 nuevas cadenas de ADN. En el ADN eucariota se producen muchos desembrollamientos a lo largo de la molécula, formándose zonas de DNA abierto. Estas zonas reciben el nombre de HORQUILLAS O BURBUJAS DE REPLICACIÓN, que es donde comenzará la síntesis. La RNA-polimerasa fabrica pequeños fragmentos de RNA complementarios del DNA original. Son los llamados cebadores de unos 10 nucleótidos, a los cuáles se añadirán desoxirribonucleótidos, ya que la DNA-polimerasa sólo puede añadir nucleótidos a un extremo 3· libre, no puede empezar una síntesis por sí misma.
La DNA-polimerasa III añade los desoxirribonucleótidos al extremo 3' (sentido 5'-3'), tomando como molde la cadena de DNA preexistente, alargándose la hebra es decir coloca los nucleótidos que correspondan a la secuencia de la cadena del ADN y revisa que no haya errores. La DNA-ligasa va uniendo todos los fragmentos de DNA a la vez que elimina los ribonucleótidos de los cebadores de esta manera se va formando una cadena nueva de ADN y se va uniendo a la cadena vieja. A medida que se van sintetizando las hebras y uniendo los fragmentos los nucleótidos de cada cadena van formando puentes de hidrogeno y se origina la doble hélice, de forma que al finalizar el proceso se liberan dos moléculas idénticas de DNA, con una hebra antigua y otra nueva es por eso el nombre de semiconservativa
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ARN
El ADN es como una enciclopedia en la que se guarda información para todo lo que ocurre en nuestro organismo una de ellas es la información genética que se utiliza para elaborar las proteínas de cada organismo, que como se sabe es especifico. Para que se lleve a cabo se requiere de la participación del ARN (Ac. Ribonucleico) que al igual que el ADN esta formado por varios nucleótidos A G C U y es un Ac. Nucleico.
Diferencias entre el ADN y ARN. ADN Formado por doble cadena Contiene azúcar dexosirribosa Bases nitrogenadas adenina guanina citosina timina
ARN Formado por una sola cadena Contiene azúcar Ribosa
Siempre esta en el núcleo
Se produce en el nucléolo y sale al citoplasma Hay 3 tipos ribosomal, mensajero, y de transferencia .
Es de un solo tipo para un mismo organismo .
Bases nitrogenadas adenina guanina citosina uracilo
El ARN lleva a cabo su función en dos etapas: TRANSCRIPCION El ARN mensajero obtiene la información contenida en el ADN. TRADUCCION Se interpreta dicha información y se construye una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas y transcritas.
TRANSCRIPCION DEL ADN El ADN contiene información para producir unas tres mil o mas proteínas diferentes. Al formarse una proteína en particular se produce una copia del segmento del ADN o Gen que codifica para esa proteína . La TRANSCRIPCIÓN es el proceso de copia de un gen o fragmento de DNA utilizando ribonucleótidos y originándose diferentes tipos de RNA. Cuando es necesario formar una proteína en particular se produce una copia del segmento de ADN, donde este se abre y la enzima polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar la molécula de ARN mensajero asi que donde hay una timina se coloca una adenina y guanina con citosina pero don hay una adenina un uracilo, una vez copiado el ARNm se desprende sale del núcleo y comienza su función en el citoplasma
Elementos que intervienen Para que se lleve a cabo la transcripción del DNA en las células se requieren los siguientes elementos: DNA original que servirá de molde para ser copiado. RNA-polimerasa: sintetiza el RNA a partir del molde del DNA. Ribonucleótidos trifosfato para llevar a cabo la copia. Poli-A polimerasa, RNA-ligasa.
Mecanismo El primer paso para la transcripción consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado
Iniciación: La RNA-polimerasa se une a una zona del DNA previa al DNA que se quiere transcribir. A continuación se corta la hebra de DNA y se separan las dos cadenas, iniciándose el proceso de copia del DNA a transcribir; el RNA-polimerasa se une a una zona de control denominada PROMOTOR, que regula la actividad de la RNA-polimerasa y, por tanto, regula la expresión del gen. Elongación: La enzima ARN polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN MENSAJERO que sea complementaria a la secuencia de ADN que se esta copiando .
Terminación: Una vez copiado el segmento el ARNm se desprende, y se le añade una cola de unos 200 nucleótidos de adenina, la cola de poli-A, agregada por la enzima poli-A polimerasa, que sirve para que el RNA no sea destruido por las nucleasas celulares. sale del núcleo y comienza sus funciones en el citoplasma. La molécula de ADN se cierra de nuevo y permanece en el núcleo.
LA TRADUCCIÓN Es
el proceso de síntesis de proteínas llevado a cabo en los ribosomas, a partir de la información aportada por el RNA mensajero que es, a su vez, una copia de un gen.
Las proteínas de los seres vivos se fabrican en los RIBOSOMAS, orgánulos celulares que se encuentran en el citoplasma de los eucariotas, asociados al retículo endoplasmático.
TRADUCCIÓN DEL ADN (INTERPRETACIÓN DEL MENSAJE DEL ADN ) En el proceso de traducción intervienen de forma fundamental los tres tipos más frecuentes de RNAs , cada uno con una función complementaria para llevar a cabo de forma conjunta el proceso: RNA-mensajero (RNA-m): es el encargado de transportar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas con el fin de que pueda ser expresada en forma de proteínas. RNA-ribosómico (RNA-r): forma parte esencial de las dos subunidades que constituyen los ribosomas. RNA-transferente (RNA-t): juega un papel fundamental transportando a los aminoácidos hasta los ribosomas en el orden correcto en que deben unirse para formar una proteína determinada, según la información genética.
En el proceso de traducción intervienen de forma fundamental los tres tipos más frecuentes de RNAs, cada uno con una función complementaria para llevar a cabo de forma conjunta el proceso:
RNA-mensajero (RNA-m): es el encargado de transportar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas con el fin de que pueda ser expresada en forma de proteínas. RNA-ribosómico (RNA-r): forma parte esencial de las dos subunidades que constituyen los ribosomas. RNA-transferente (RNA-t): juega un papel fundamental transportando a los aminoácidos hasta los ribosomas en el orden correcto en que deben unirse para formar una proteína determinada, según la información genética
Mecanismo Activación de aminoácidos: Cada RNA-t busca a su aminoácido específico según el triplete de su anticodón y se une a él por la enzima aminoacil, que une al aminoácido con su RNA-t en el brazo aceptor. Iniciación: El RNA-m llega hasta el ribosoma, donde existen dos lugares en los que pueden caber transferentes, el llamado LUGAR P (= peptidil) y el LUGAR A (= aminoacil). El RNA-m se une de tal forma que el primer codón se coloca en el lugar P. Este primer codón es el AUG leído desde el extremo 5', que codifica para el aminoácido Metionina, con el que se inician todos los procesos de traducción celular. A continuación llega hasta ese lugar P un RNA-t con el aminoácido Metionina, y al lugar A llega otro RNA-t con el siguiente aminoácido que corresponda, según las bases del segundo triplete. En ese momento una enzima une ambos aminoácidos mediante un enlace peptídico y todo el complejo se desplaza hacia el primer codón, de tal manera que ahora el dipéptido se coloca en el lugar P (peptidil) y queda libre el lugar A (aminoacil).
Elongación: Al quedar libre el lugar aminoacil se acerca un nuevo RNA-t, según la secuencia de su anticodón, trayendo un nuevo aminoácido, volviendo a crearse un enlace peptídico y repitiéndose el desplazamiento del complejo. Estos procesos se repiten
Terminación de la cadena polipeptídica: En un momento determinado puede aparecer en el lugar A uno de los codones sin sentido o de terminación, con lo que no entrará ningún nuevo RNA-t y el péptido estará acabado, desprendiéndose del anterior RNA-t y liberándose al citoplasma al tiempo que los ribosomas quedan preparados para iniciar una nueva traducción.
Ver presentación 3
CÓDIGO GENÉTICO (EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN) La célula tiene su propia clave o código para determinar que aminoácidos deben colocarse para armar una proteína determinada. Esta clave esta en el mensaje del ADN con los tripletes que se van leyendo se van colocando los aminoácidos correspondientes .
Interpretar el código genético consiste en saber que aminoácidos se colocan en una proteína a partir de una secuencia determinada de ADN Gracias a los trabajos primero del equipo de Ochoa y Kornberg, desarrollando la maquinaria metabólica necesaria para fabricar ácidos nucleicos en laboratorio, y luego del equipo de Holley, Khorana y Nirenberg se fue estableciendo la correspondencia entre las bases del RNA mensajero (que es copia del DNA) y los aminoácidos de las proteínas, correspondencia a la que se le dio el nombre de CÓDIGO GENÉTICO. Estos investigadores demostraron que la relación se establecía entre grupos de tres bases nitrogenadas del RNA mensajero (tripletes) y un aminoácido.
El CÓDIGO GENÉTICO Es la relación que existe entre los tripletes de bases del RNA mensajero y los aminoácidos proteinogenésicos.
Este código tiene las siguientes características: Consiste en 64 tripletes que corresponden a los 20 aminoácidos, por lo tanto algunos de estos tienen 2 o mas codones que los codifican. Cada codón codifica para un aminoácido determinado, lo que significa que el código no es ambiguo. Existen un codón de inicio y tres codones de terminación. Estos últimos no codifican para ningún aminoácido. El código es universal por que todos los seres vivos que hay en nuestro planeta responden de la misma manera a las instrucciones del ADN.
¿Cómo
se interpreta el código genético? Imaginemos que las primeras bases de una cadena de ADN contienen el siguiente mensaje TTC CCG al transcribirse esa información en el ARNm se colocarían las bases complementarias, AAG GGC y posteriormente podemos buscar en el código genético a que aminoácido corresponde cada triplete. ADN TTC CCG ACA ARNm PROTEINA
AAG GGC UGU Lisina-Glicina-Cisteína
Leer copia mapa genético de los mexicanos
ANIMACION DE ADENINA APUNTES DE INTERNETR FIG 1