Post on 11-Apr-2015
1
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Biología molecular Biología molecular del Gendel Gen
Biología 4º MedioBiología 4º Medio
2
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Mapa ConceptualMapa Conceptual
3
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
4
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
En esta clase:En esta clase:
• ADN como molécula
• Replicación del ADN
• Mecanismos de reparación del ADN
• Recombinación del material genético
5
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
I. ¿Qué significa cuando decimos que el ADN es la "molécula de la
herencia"?A. El ADN es la molécula que contiene el diseño
de todas las formas de vida en la tierra.
B. Las unidades de información genética se llaman genes
1. Gen — segmento de ADN que contiene la información necesaria para especificar la secuencia de aminoácidos de las proteínas.
6
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
II. ¿Cómo sabemos que el ADN es el material genético?
A. Descubrimiento de los ácidos nucleicos1. 1870s—Friedrich Miescher (Nucleina)
B. Durante la primera mitad del siglo XX, la mayoría de los científicos pensaban que los genes estarían compuestos por las proteínas presentes en los cromosomas.
C. Transformación Bacteriana 1. En 1928 Frederick Griffith en sus
experimentos con bacterias transformadas, descubrió que los genes están compuestos por ADN
2. 1933 — J. L. Alloway
7
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Cepa(s) bacteriana(s) inyectadas al ratón
Resultados Conclusiones
La cepa R no produce neumonía
La cepa S produce neumonía
La cepa S muerta por calor no produce neumonía
Una sustancia de la cepa S muerta por calor transforma la cepa R inocua en una cepa S mortífera
Bacteria Transformada
8
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
D. El ADN es el material que se transforma en la bacteria
1. En 1944 los científicos Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty continuaron los experimentos de Griffith y confirmaron que el ADN es la molécula que transformó las bacterias.
E. El ADN es la molécula de la herencia en los bacteriófagos
1. 1952—Alfred Hershey y Martha Chase
II. ¿Cómo sabemos que el ADN es el material genético?
9
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
III. Estructura del ADN
A. Se compone de 4 nucleótidos
B. Un esqueleto de azúcares y fosfatos alternados y unidos por enlaces covalentes
C. La regla de Chargaff: Adenina forma puente de hidrógeno sólo con Timina (A = T) y Citosina forma puente de hidrógeno sólo con Guanina (C G)
10
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
III. Estructura del ADN D. Estructura helicoidal
1. En 1952 los científicos Maurice Wilkins y Rosalind Franklin estudiaron la estructura del ADN mediante difracción de rayos X
E. El ADN es una doble hélice de dos cadenas complementarias de nucleótidos
1. En 1953 James Watson y Francis Crick proponen un nuevo modelo para el ADN
11
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Difracción de rayos X del ADN
12
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Modelo de Watson & Crick
13
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
III. Estructura del ADN
F. Diferencias del ADN
1. Procariotas: El ADN procariótico forma comúnmente una estructura circular cerrada
2. Eucariotas: El cromosoma eucariótico se compone de una doble hélice lineal de ADN ligada a proteína
14
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
ADN antiparalelo y polaridad
15
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Material Genético
• ADN• Polímero bicatenario• Antiparalelo• Complementario A=T;
C G.• Asociado a histonas
(cromatina)• Informacional
• ARN• Polímero
monocatanario• Sin histonas• Uracilo reemplaza a
Timina• Asociado a la síntesis
proteica
16
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Los cuatro nucleótidos del ADN
TiminaTimina CitosinaCitosina
AdeninaAdenina GuaninaGuanina
17
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
18
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Cromatina
19
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Replicación del Replicación del ADNADN
Procesos genéticos IProcesos genéticos I
20
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
21
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Ciclo celular
Interfase• Fase G1• Fase S *• Fase G2
Mitosis• Profase• Metafase• Anafase• Telofase
Citocinesis
22
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Fase S
• Consiste en el proceso de duplicación o Replicación del ADN, proceso que se realiza en todos los seres vivos al momento de su proliferación celular.
• Se debe copiar en forma idéntica el ADN dentro del núcleo o en la zona nuclear según sea el caso.
23
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
24
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Características de la Replicación
Requisitos• Templado
dependiente• 3’OH libre• Enzimas: polimerasa,
primasa, helicasa, girasa, endonucleasa, ligasa, exonucleasa
Características• Bidireccional• Complejo• Autoreparativo• Discontinuo• Semiconservativo
25
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
La replicación del La replicación del DNA ocurre una DNA ocurre una
vez por cada ciclo vez por cada ciclo de división celularde división celular
26
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Modelos propuestos originalmente Modelos propuestos originalmente para la replicación del DNApara la replicación del DNA
27
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Experimento de Experimento de Meselson y StahlMeselson y Stahl
28
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
29
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Generación 0
Generación 1
Generación 2
Interpretación de Interpretación de los resultados de los resultados de Meselson y StahlMeselson y Stahl
30
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
31
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Replicación Replicación del ADNdel ADN
Hebra vieja
Hebra nueva
32
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Replicación Replicación del DNA por del DNA por
la DNA la DNA polimerasapolimerasa
•Incorporación de desoxirribonucleótidos al extremo 3´OH de la hebra en crecimiento
•Dirección de la replicación es 5´a 3´
33
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
REQUISITOS:
•Molde o templado
•Nucleótidos trifosfatados (ADN y ARN)
•Energía
Enzimas: Girasa, Helicasa, Primasa, ADN polimerasa ARN dependiente, Proteínas SSB.
CARACTERÍSTICAS
•Polaridad 5’ 3’
•Bidireccional
•Discontinuo
•Semiconservativo
Autoreparativo: Las enzimas que participan son Endonucleasa, exonucleasa, polimerasa y ligasa.
34
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Otras enzimas y proteínas que Otras enzimas y proteínas que participan en la replicaciónparticipan en la replicación
Horquilla de replicación
•DNA polimerasa: cataliza la formación del enlace fosfodiéster
•Primasa: sintetiza el RNApartidor (primer)
•Helicasa: ayuda en la separación de las dos hebras del DNA
•SSB (Single Strand Binding): mantienen las hebras separadas
35
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Replicación semidiscontínua y Replicación semidiscontínua y bidireccionalbidireccional
36
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Los grandes DNAs de eucariontes tienen muchos orígenes de replicación
37
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
38
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
La DNA La DNA polimerasa tiene polimerasa tiene
actividad actividad autocorrectoraautocorrectora
39
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Mutaciones y Mutaciones y mecanismos de mecanismos de
reparaciónreparación
40
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
¿Qué son las mutaciones ?¿Qué son las mutaciones ?
Cambios que ocurren a nivel de los genes, que son heredables .
41
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Mutaciones a nivel molecularMutaciones a nivel molecular
GCTATGCTCGATACGA
Mutaciones (espontáneas o inducidas) se pueden considerar procesos en dos etapas:
GCTATGCTCGATCCGA1
Primero, un error se introduce en una hebra del DNA de doble hebra.
GCTAGGCTCGATCCGA
GCTATGCTCGATACGA
2
Segundo, ese error es “ratificado” durante la síntesis de DNA (replicación).
42
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Y si un daño en el DNA no es reparado Y si un daño en el DNA no es reparado
a tiempo ?a tiempo ?
43
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
¿Cómo afecta a la secuencia de una ¿Cómo afecta a la secuencia de una proteínaproteína
una mutación en el DNA?una mutación en el DNA?
44
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Tipos de daños Tipos de daños producidos en el DNAproducidos en el DNA
Se clasifican en:– De acuerdo a la extensión
• Puntuales• Extensos, producidos por rearreglos en el DNA
– De acuerdo al origen• Espontáneos• Inducidos
– De acuerdo a la naturaleza química del daño• Desaminaciones• Despurinaciones• Alquilaciones• dimerizaciones
45
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Una sola célula pierde >10,000 purinas/día!, pero la mayor parte de los sitios son reparados.
Ya que timina no es reconocida por sistemas de reparación, este mecanismo es una causa común de mutación.
Lesiones Espontáneas Lesiones Espontáneas Depurinación Desaminación
46
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Dímeros de timina formados Dímeros de timina formados por luz UV por luz UV
47
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Transcripción y Transcripción y traducción del Material traducción del Material
GenéticoGenéticoProcesos genéticosProcesos genéticos
Parte IIParte II
La transcripción es un proceso vital en la célula
48
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Dogma genéticoDogma genético
49
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Transcripción
• Consiste en el proceso de síntesis de ARN, proceso que se realiza en todos los seres vivos al momento del crecimiento.
• Se debe copiar un fragmento del ADN dentro del núcleo o en la zona nuclear según sea el caso, el cual será exportado hacia el citoplasma para su traducción.
50
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Características de la Transcripción
Requisitos.• Templado
dependiente.• 3’OH libre.• Enzimas: polimerasa,
helicasa, girasa.
Características• Unidireccional• Polaridad 5’3’• Posee sitio promotor
y sitio de término• Factor sigma y
factor rho
51
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
52
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
53
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
54
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
55
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Traducción del Traducción del ARNARN
Proteínas celularesProteínas celulares
56
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
U aa C aa A aa G aa
U UUUUUCUUAUUG
PhePheLeuLeu
UCUUCCUCAUCG
SerSerSerSer
UAUUACUAAUAG
TyrTyrStopStop
UGUUGCUGAUGG
CysCysStopTrp
UCAG
C CUUCUCCUACUG
LeuLeuLeuLeu
CCUCCCCCACCG
ProProProPro
CAUCACCAACAG
HisHisGlnGln
CGUCGCCGACGG
ArgArgArgArg
UCAG
A AUUAUCAUAAUG
IleIleIleMet*
ACUACCACAACG
ThrThrThrThr
AAUAACAAAAAG
AsnAsnLysLys
AGUAGCAGAAGG
SerSerArgArg
UCAG
G GUUGUCGUAGUG
ValValValVal
GCUGCCGCAGCG
AlaAlaAlaAla
GAUCACGAAGAG
AspAspGluGlu
GGUGGCGGAGGG
GlyGlyGlyGly
UCAG
Código Genético
57
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Código GenéticoAsp Aspártico Lys Lisina Ile Isoleucina Cys Cisteína
Glu Glutámico Phe Fenilalanina Thr Treonina Pro Prolina
Gly Glicina Leu Leucina Asn Asparagina His Histidina
Met Metionina Ser Serina Val Valina Gln Glutamina
Trp Triptófano Tyr Tirosina Ala Alanina Arg Arginina
58
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
59
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
60
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
61
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
62
BB
II
OO
LL
OO
GG
II
AA
Hasta aquí es Hasta aquí es la Clasela Clase
Han Aprendido:Han Aprendido:
REPLICACIÓNREPLICACIÓN
MUTACIÓNMUTACIÓN
TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN