Prueba c2 biología
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El DNA: la molécula de la Herencia
1. ¿Cómo descubrieron los científicos que los genes están
compuestos de DNA?
Las “instrucciones” moleculares del DNA dirigen la vida de todas las
células de un organismo y confieren a cada uno sus características
especiales, también permite transmitir información con precisión de
una generación a la siguiente. La información que se hereda existe
en unidades discretas que se llaman genes.
Los genes se encuentran dentro de las
células en ciertas estructuras semejantes
a hilos, llamadas cromosomas. Los
cromosomas contienen ADN y proteína.
La transformación bacteriana pone de manifiesto el vínculo entre los genes y el DNA
2 ¿Cuál es la estructura del DNA?
El DNA se compone de 4 nucleótidos
El ADN se compone de 4 pequeñas unidades llamadas nucleótidos.
Cada nucleótido del ADN consta de 3 partes: (1) grupo fosfato, (2) un
azúcar llamado desoxirribosa, y una de 4 bases nitrogenadas
posibles que son: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).
El ADN de cualquier especie contiene cantidades iguales de adenina
y timina, así como cantidades iguales de citosina y guanina.
La molécula de ADN:
Es de forma helicoidal.
Tiene un diámetro de 2 nanómetros
Se compone de subunidades que se repiten.
Regla de Chargaff: El DNA de cualquier especie contiene cantidades
iguales de adenina y timina,así como cantidades iguales de citosina y
guanina.
Por ejemplo:
A = 20% = T = 20% C = 30% = G = 30%
Si adenina vale 20%, timina
valdrá lo mismo.
Si citosina vale
30%, guanina valdrá lo
mismo.
A = T
C = G 100%
El ADN es una doble hélice de dos cadenas de nucleótidos
James Watson y Francis Crick sugirieron que la molécula de ADN se
compone de 2 cadenas de ADN, o “polímeros”, de nucleótidos unidos.
Dentro de cada cadena de ADN, el grupo fosfato de un nucleótido se
enlaza con el azúcar del siguiente nucleótido de la cadena. Esta
modalidad de enlazamiento produce un “esqueleto” de azúcares y
fosfatos alternados y unidos por enlaces covalentes. Las bases
nucleotídicas sobresalen del esqueleto de azúcar-fosfato.
Los puentes de hidrógeno entre bases complementarias mantienen
unidas las 2 cadenas de DNA
Watson y Crick propusieron que las dos cadenas de DNA se
mantuvieron unidas, en virtud de los puentes de hidrógeno que se
forman entre las bases sobresalientes de dos cadenas individuales de
DNA. Las cadenas de DNA están enrolladas formando una doble hélice.
La adenina forma puentes de hidrogeno sólo con la timina y la guanina
forma puentes de hidrogeno solo con la citosina. Los pares de A-T y G-C
reciben el nombre de pares de bases complementarias.
No es el número de subunidades diferentes lo que es importante, si no su orden.
DNA Célula
procarionte
Célula eucarionte
Lugar de
ubicación
Citoplasma Núcleo
organizado con
carioteca
Forma Circular cerrada Helicoidal abierto
(hélice)
Cantidad de
filamentos
1 o 2 23 en gametos
46 en células
Proteínas histonas No tienen Sí, formando los
nucleosomas
Reinos u
organismos que
la contienen
Mónera Protista, plantae,
animalia.
3. ¿Cómo la replicación del ADN asegura la constancia genética?
DNA helicasa: separa las dos cadenas de DNA (rompiendo los
puentes de hidrógeno) y *desenrolla la doble hélice de DNA parental
y forma una “burbuja de replicación”.
Proteínas de unión: impiden que las hebras separadas se unan
nuevamente.
DNA polimerasa: sintetiza dos nuevas cadenas de DNA que son
complementarias respecto a las dos cadenas parentales. Durante
este proceso la DNA polimerasa reconoce una base nucleotídica no
apareada (sola, sin pareja) de la cadena parental y la combina con
un nucleótido libre que posee la base complementaria correcta. La
DNA polimerasa debe sintetizar la cadena hija en segmentos
pequeños.
DNA ligasa: Encargada de unir los segmentos pequeños sintetizados
por la DNA polimerasa. (une entre sí los fragmentos de Okazaki).
Enzimas correctoras o reparadoras: corrigen los errores en la
replicación del DNA.
Continuidad de la vida: Reproducción celular
1. ¿Cuáles son las funciones de la reproducción celular?
La reproducción permite a la célula progenitora distribuir con
exactitud, tanto genes como componentes celulares a sus células
hijas mediante un proceso denominado división celular.
Células procariotas: fisión binaria
Células eucariotas: mitosis o meiosis
El DNA de los procariotas es una
sola doble hélice circulas sin
extremos libres.
Fisión binaria
Proceso de división de las
células procariotas. Produce
dos células genéticamente
idénticas.
1-. La doble hélice de DNA circular
se fija a la membrana plasmática
en un punto.
2-. El DNA se replica y las dos
dobles hélices de DA se fijan a la
membrana plasmática
en puntos cercanos.
3-. A medida que la célula crece, se
agrega nueva membrana
plasmática entre los
puntos de fijación,
separando estos
aún más.
4-. La membrana plasmática crece
hacia adentro en la parte media de
la célula (proceso de constricción)
5-. La célula progenitora se ha
dividido en dos células hijas.Después cada fisión binaria, cada
célula hija contiene una doble
hélice de DNA y alrededor de la
mitad del citoplasma de la célula
original
La división celular mitótica hace posible el desarrollo, crecimiento, mantenimiento y reparación de los tejidos corporales de las eucariotas
La división celular comprende un proceso de división nuclear llamado mitosis, seguido de una división celular única. El resultado son dos células hijas genéticamente idénticas a la célula original. El proceso permite que un huevo fecundado produzca las células que constituyen un organismo recién nacido. La división celular mitótica hace posible que el organismo crezca hasta convertirse en un adulto con tal vez millones de células individuales. La división celular mitótica permite al organismo:
- Dar mantenimiento a sus tejidos
- Repararse a si mismo e incluso regenerarse luego de sufrir una lesión.
La división celular mitótica constituye la base de la
reproducción asexual en las eucariotas
En este proceso pequeñas replicas del progenitor crecen por medio
de división celular mitótica. Puesto que la mitosis produce células
genéticamente idénticas, estas descendientes son genéticamente
idénticas a sus progenitoras y se les llama clones.
La división celular meiótica constituye la base de la
reproducción sexual en las eucariotas
La reproducción sexual es posible merced a un proceso de división
conocido como división celular meiótica. Este proceso comprende la
meiosis y 2 divisiones celulares para producir células hijas capaces
de convertirse en gametos especializados. Estos gametos contienen
la mitad del material genético progenitor. La fusión de los 2
gametos, uno de cada progenitor, restablece un complemento total
de material genético y forma un hijo genéticamente nuevo que es
similar a ambos progenitores.
2. ¿Cómo se organiza en cromosomas el DNA de las células eucarióticas?
La división celular hace posible la transmisión precisa de los cromosomas de una generación a la siguiente.
Histonas: proteínas que organizan y compactan el DNA para que quepa en el núcleo.
Durante la replicación del DNA, el DNA se presenta con su dispersión máxima y está fácilmente disponible para las enzimas que son necesarias para la transcripción y replicación. En cambio, durante la división celular, los cromosomas deben ser ordenados y trasladados al interior de dos núcleos hijos.
Al momento de condensarse, el DNA de cada cromosoma ya se ha replicado para formar dos dobles hélices de DNA que permanecen unidas una a la otra por una región especializada del DNA denominada centrómero. En tanto los dos cromosomas permanecen unidos por sus centrómeros, nos referimos a CADA CROMOSOMA como una cromátidahermana.
Cromátidas
hermanas
Cromosoma
duplicado
Durante la división celular mitótica, las dos cromátidas hermanas se
separan y cada una se transforma en un cromosoma independiente
que es entregado a una de las dos células hijas.
Los cromosomas eucarióticos se presentan habitualmente en pares
homólogos con información genética similar.
Cromosomas homólogos: cromosomas que contienen los mismos
genes, dispuestos en idéntico orden.
Células diploides: células que contienen pares homólogos. “de
forma doble”.• Cinetocoro:
estructura proteica que
se forma en la región
del centrómero de los
cromosomas; une los
cromosomas al huso.
3. ¿Qué eventos comprende el ciclo celular eucariótico?
Se divide en 2 fases: interfase y división celular mitótica.
a) Interfase: La célula eucariótica aumenta su tamaño y replica su DNA.
Durante la interfase, la célula toma nutrimentos de su ambiente, crece y duplica sus cromosomas. Durante la división celular mitótica, se distribuye una copia de cada cromosoma alrededor de la mitad del citoplasma, a cada una de las células hijas.
La interfase contiene 3 fases:
1. G1 (primera fase de intervalo o crecimiento 1): “decidir” si debe dividirse o no, se toma la decisión y recorre todo el ciclo celular; adquiere o sintetiza los materiales necesarios para la división celular.
2. S (síntesis de ADN).
3. G2 (segunda fase de intervalo o crecimiento 2).
b. La división celular mitótica comprende una división nuclear y
una división citoplasmática
Tiene 2 partes principales: la mitosis (división nuclear) y citocinesis
(división citoplasmática). La mitosis produce 2 núcleos. La citocinesis
(movimiento celular) proporciona a las 2 células hijas todos los
organelos, nutrimentos, enzimas y demás moléculas que necesita
para continuar viva.
La diferenciación es el proceso por el cual las células asumen sus
estructuras y funciones especializadas.
4. Fases de la mitosis
5. ¿Qué eventos comprende la citocinesis?
En las células animales unos micro filamentos fijos en la membrana
plasmática forman un anillo entorno al ecuador de la célula.
Durante la citocinesis, se contrae y constriñe el ecuador de la célula.
Después de la citocinesis la célula entra en la G1 de la interfase, con
cual completa el ciclo celular.
6. ¿Qué ventajas ofrece la reproducción sexual?
La mitosis produce únicamente clones, es decir, hijosgenéticamente idénticos. En cambio la reproducción sexual permiteredistribuir los genes entre los individuos para generardescendientes genéticamente únicos.
La mutación del DNA son la fuente última de la variabilidadgenética. La replicación del ADN perpetúa las mutaciones. A menosque sean letales, las mutaciones se transmiten a la descendencia yse integran a la estructura genética de cada especie. Estasmutaciones forman alelos.
Gen de la hemoglobina humana
Alelo normal: tggtggtctacccttggacccag…
Alelo Chicago norte: tggtggtctactcttggacccag…
La redistribución de los genes puede combinar diferentes alelos
en formas provechosas. La mayoria de los organismos eucarióticos
son diploides. Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes
pero cada homólogo puede tener diferentes alelos de estos genes.
La división celular meiótica produce células haploides capaces
de fusionarse para combinar el material genético de 2
progenitores.
7. ¿Qué eventos comprende la meiosis?
• La meiosis separa los cromosomas homólogos de un núcleo
diploide y produce núcleos hijos haploides.
- La meiosis:
es la producción de núcleos haploides con cromosomas apareados.
Reduce el número de cromosomas a la mitad.
En ella, cada célula recibe un miembro de cada par de cromosomas
homólogos.
Consta de 2 grandes etapas: meiosis I y meiosis II.
Meiosis : “DISMINUIR”
Meiosis I En la meiosis I, los cromosomas homólogos se aparean e intercambian
ADN, y la cromátidas hermanas permanecen unidas entre sí.
La meiosis I separa los cromosomas homólogos en 2 núcleos hijos.
Profase I, los cromosomas homólogos se aparean e intercambian DNA. Algunas proteínas enlazan los homólogos maternos y paternos. Por lo regular se une el DNA materno con el paterno y viceversa, para formar cruces o quiasmas, donde los cromosomas se entrelazan. La formación de quiasmas da como resultado entrecruzamiento, y este a su vez da como resultado la recombinación.
Metafase I, los cromosomas homólogos apareados se alinean en el ecuador de la célula.
Anafase I, los cromosomas homólogos se separan.
Telofase I, se forman 2 grupos haploides de cromosomas duplicados
Meiosis II En la meiosis II se observa un comportamiento un comportamiento de
los cromosomas que es idéntico al de la mitosis: las cromátidas hermanas se separan y cada una es atraída hacia el polo opuesto del huso.
La meiosis II separa las cromátidas hermanas en 4 núcleos hijos.
Profase II, se forman de nuevo los microtúbulos del huso.
Metafase II, los cromosomas duplicados se alinean en el ecuador de la línea.
Anafase II, las cromátidas hermanas se separan y son remolcadas hacia los polos opuestos.
Con la telofase II y la citocinesis concluye la meiosis II: se forman de nuevo las envolturas nucleares, los cromosomas se relajan y adoptan su estado desplegado y el citoplasma se divide.
Meiosis I
Meiosis II
El ciclo vital de los organismos terrestres incluye habitualmente la meiosis y la mitosis
8. ¿De qué forma la meiosis y la reproducción sexual dan origen a
la variabilidad genética?
La redistribución de homólogos crea combinaciones nuevas de
cromosomas.
El entrecruzamiento crea cromosomas con combinaciones nuevas de
genes.
La fusión de gametos aporta más variabilidad genética a la
descendencia.
Reproducción animal1. ¿Cómo se reproducen los animales?
De forma sexual o asexual.
R. sexual, el animal produce gametos haploides mediante meiosis.
R. asexual, solo interviene un animal que produce descendientes
mediante una mitosis repetida de células y los descendientes son
genéticamente idénticos al progenitor.
La reproducción asexual no implica la fusión de espermatozoide
y óvulo.
La gemación produce una versión miniatura del adulto.
La fisión seguida de regeneración puede producir un nuevo
individuo(Regeneración: crecimiento de partes del cuerpo que se
habían perdido). Algunas especies que usan la regeneración para
reproducirse, se reproducen por fisión.
En la partenogénesis, los óvulos se desarrollan sin fecundación. Las
hembras de algunas especies se pueden reproducir por
partenogénesis, en el que óvulos haploides se desarrollan y producen
adultos sin ser fecundados. La fecundación es la unión de gametos
haploides para formar un cigoto diploide.
