Composición Química del DNA y estructura general de los

Ácidos Nucleicos

Colegio René Descartes BIOLOGÍA Vista Hermosa 19, Cº Castillo 4º Medio Plan Común Fono: 2663050 - Fax: 2628984 Mónica Navarro León Viña del Mar

Experimento de Frederick Griffith (medico y genetista británico): Desarrolló experimentos para encontrar una vacuna en contra del

Streptococcus neumoniae, inoculó inyecciones con neumococcus virulentos muertos por calor que no causaban la enfermedad para inmunizar a los ratones.

Simultáneamente inoculó a ratones con bacterias virulentas muertas por calor mas bacterias no virulentas vivas, ambas inofensivas por separado. Sin embargo los ratones murieron, cuando realizó la autopsia encontró Bacterias encapsulas vivas (VIRULENTAS).

A este fenómeno le denominó TRANSFORMACION, a lo que la causaba FACTOR TRANSFORMANTE.

En 1943 Oswald Avery (médico canadiense) demostró que el Factor transformante era DNA. Experimentos posteriores demostraron que factores genéticos podían transmitirse de una cepa bacteriana a otra por DNA aislado (plasmidios).

El ADN y el experimento de Griffith.wmv

El DNA fue aislado por primera vez en 1869 por Johan Friedrich Miescher (Biólogo y médico suizo) en la misma década en al que Darwin publicó El origen de las Especies (Evolución) y Mendel publicaba los resultados de sus experimentos sobre arvejas (Genética).

La sustancia que Miescher aisló era blanca, azucarada, ligeramente ácida y contenía fósforo. Como la encontró solo en núcleo la llamó “Nucleína” , luego se transformó en Ácido Nucleico y finalmente en Ácido Desoxirribunucleico (ADN) para distinguirlo del Ácido Ribonucleico (ARN)

Experimento de J. F. Miescher:

_C_mo se descubri_ el ADN_.wmv

Por más de 50 años no hubo ningún interés por el DNA, puesto que nos e le atribuía ningún papel en el metabolismo celular. Hasta que a principio de 1920 Phoebus Levene (bioquímico ruso - norteamericano) demostró que el DNA podía degradarse en:

1 azúcar de 5 carbonos (desoxirribosa)

1 grupo fosfato

4 bases nitrogenadas (Adeninas = Timinas)

(Guaninas Ξ Citosinas)

El DNA es por lo tanto un polímero de nucleótidos y cada nucleótido contiene 1 molécula de azúcar,1 grupo fosfato y 1 base nitrogenada.

Mas adelante en la década de los 50 James Watson (norteamericano) y Francis Crick (Inglaterra) analizaron todos los datos existentes sobre el DNA (no hicieron ningún experimento), los unieron y postularon el Modelo de Doble Hélice.

Este modelo establece que los dos lados de la molécula están formados por azúcares y fosfatos alternados. Los peldaños están formados por las bases nitrogenadas (Adenina – Timina - Guanina - Citosina). Cada nucleótido se encuentra unidos por un enlace Fosfodiester y las hebras por enlaces Puente de Hidrógeno.

La cadena o hebra tiene dirección de 5’ a 3’, es decir, cada fosfato se encuentra unido a un carbono en la posición n°5 (5° carbono en el anillo del azúcar). Además la Adenina se aparea con la Timina formando 2 enlaces puente de hidrógeno y la Citosina con la Guanina a través de 3 enlaces puente de hidrógeno.

Ambas cadenas corren en direcciones opuestas, se dice que son Antiparalelas.

Modelo de Watson y Crick:

Watson & Crick y la doble hélice del ADN.wmv

James Watson y Francis Crick

PIRIMIDINAS

PURINAS

BASES NITROGENADAS

GRUPO FOSFATO

AZUCAR pentosa (5 Carbonos )

RNA

DNA

UN NUCLEÓTIDO COMPLETO

UNIÓN DE NUCLEÓTIDOS

AZUCAR ADENINA TIMINA AZUCAR

PP

P

AZUCAR CITOSINA GUANINA AZUCAR

P

El DNA

REPLICACION DEL DNA

Replicación: hacer copias de si mismo, esta es una propiedad esencial del DNA.

De acuerdo a Watson y Crick (1953) durante la división celular, la molécula de DNA se abre por el medio, separándose las bases producto de la ruptura de los enlaces puente de Hidrógeno.

A medida que se separan, cada una de las hebras sirve de molde para que se sintetice una nueva cadena complementaria, a este mecanismo de replicación propuesto por Watson y Crick se le conoce como Replicación Semiconservadora, dado que conserva la mitad de la molécula.

La mecánica de la replicación ocurre durante la fase S del ciclo celular, para que ocurra se requiere un numero de enzimas que catalizan cada paso de este proceso.

El inicio de la replicación comienza con una secuencia especifica de nucleótidos conocida como origen de la replicación, acá se requiere de enzimas que rompen los enlaces puente de hidrógeno, se denominan Helicasas. Una vez separadas ambas cadenas actúan proteínas de unión a cadena simple denominadas Topoisomerasas, que se unen a cada hebra para impedir que se vuelvan a unir o se enrollen. Así comienza realmente la síntesis de las nuevas hebras, catalizado por la enzimas DNA polimerasa.

Al observar en el microscopio la síntesis se observa con la forma de ¨Y”, la que se conoce como Horquilla de Replicación. Como la replicación es bidireccional, las horquillas se mueven en direcciones opuestas.