UNIDAD 3: GENES Y MANIPULACIÓN

GENÉTICA

OBJETIVO DE LA CLASE

• Comprender el concepto de material genético, su ubicación y características a través de la explicación de experimento.

Tema 1: Localizando el material genético

Tema 2: Caracterizando el ADN

Objetivo de la clase

• Comprender qué es la información genética, su composición, estructura y características.

Fotografía 51 obtenida por Rosalind Franklin.

ADN: modelo de doble hélice

James

Watson

Francis

Crick

Material genético

Composición química del DNA

Características de la molécula de ADN

Fosfatos van unidos al azúcar en el C-5’ y el

C-3’

Hebras antiparalelas

Punta 3’ libre Punta 5’ libre

ACIDOS NUCLEICOS

Objetivos de la clase

• Comprender el proceso de empaquetamiento del ADN (desde ADN hasta cromosoma)

• Identificar los tipos, características y ordenamiento de los cromosomas.

• Histonas (1)

• Nucleosomas (2)

• Cromatina (3)

• Cromosomas (4)

Empaquetamiento del DNA

Elementos característicos del cromosoma (metafásico)

Tipos de Cromosomas

Los cromosomas humanos

• La característica más importante de los cromosomas homólogos es que ambos portan información para los mismos rasgos. Sin embargo, esto NO significa que posean la misma información genética.

Dotación cromosómica en las células

• Las células somáticas contienen el complemento diploide (2n) constituido por 23 pares de cromosomas.

• Las células reproductivas (gametos) contienen el complemento haploide (n) constituido por 23 cromosomas, un representante de cada pareja.

¿Qué es un cariotipo? • Es el juego completo de cromosomas de una célula,

ordenados por tamaño, forma y número.

• En él se distinguen dos tipos de cromosomas: los cromosomas sexuales y los cromosomas autosómicos.

Tema Nº3: División celular en células

eucariontes

• Relacionar la división de las células del organismo y su crecimiento con procesos de la vida.

Objetivo de la clase

Importancia de la división celular

Organismos unicelulares

Organismos pluricelulares

Reproducción asexual

Desarrollo y crecimiento

Regeneración

Ciclo celular y sus etapas

INTERFASE: Crecimiento.

• Durante la interfase la célula duplica:

• Su ADN

• Todos los componentes celulares

DIVISIÓN: Se producen dos células hijas.

• División del núcleo (mitosis)

• División del citoplasma (citodiéresis o citocinesis)

Etapas de la interfase

Durante este período, la célula aumenta de tamaño y se sintetizan enzimas y otras proteínas. Los organelos celulares comienzan a duplicarse.

Se replica el material genético y los cromosomas de las células que han iniciado el ciclo celular cuentan solo con una cromátida, pero al finalizar la replicación del ADN cada cromosoma tendrá dos cromátidas.

Estado de quiescencia o reposo en el que las células interrumpen su ciclo proliferativo. Durante este estado, la célula es metabólicamente activa, pero no realiza actividades de crecimiento, replicación del ADN o división.

Ocurre la división del núcleo denominada mitosis, proceso en el cual se reparte en forma equitativa el material genético en las dos células hijas. Una vez que el núcleo se ha dividido, el citoplasma también lo hace, proceso denominado citocinesis.

Se reparan errores que ocurren en la duplicación del ADN, los cromosomas comienzan a condensarse, y se generan estructuras relacionadas con la división del núcleo y del citoplasma.

Duplicación-ADN (Fase S)

Duplicación-ADN (Fase S)

Detección de la síntesis de ADN, midiendo su contenido.

Donde sí se produce

una variación numérica

a lo largo del ciclo

celular, es en la

cantidad de ADN, que

se representa por la

letra c minúscula (c),

que corresponde a la

cantidad de hebras

lineales o «copias» de

ADN que hay.

En la interfase de una

célula diploide normal, la

cantidad de ADN es 2c,

mientras que después

de la síntesis cambia a

4c.

División celular (M): características

“Mitosis” ocurre en células somáticas y células germinales. En esta fase ocurre la división nuclear (mitosis). Después de la mitosis, ocurre la división citoplasmática (citocinesis) Sus etapas son: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Se forma un aparato mitótico.

Centríolos: Son estructuras compuestas por nueve tripletes de microtúbulos acomodados en forma circular que se originan de los centros organizadores o centrosoma.

Huso: Es el conjunto de microtúbulos que nacen de los centríolos.

Etapas de la mitosis: Profase

Profase temprana: al inicio de la profase o profase temprana

la cromatina se condensa y acorta, y se empiezan a formar

fibras de microtúbulos (huso mitótico) entre los pares de

centriolos, separándolos hacia ambos extremos de la célula.

Profase tardía: El nucléolo y la envoltura nuclear

desaparecen; las fibras de microtúbulos se unen al

cinetocoro (estructura de anclaje entre cromosoma y fibra

del huso) de cada cromátida hermana, empezando a formar

el huso; los cromosomas ya se ven condensados.

Metafase Anafase

Los cinetocoros del centrómero interactúan con las fibras del huso alineando los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula o plano metafásico.

Las cromátidas hermanas de cada cromosoma son arrastradas hacia los polos de la célula por las fibras del huso unidas al cinetocoro. Las fibras libres, mantienen los centriolos en ambos extremos.

Telofase

Cada set de cromosomas en su respectivo polo se

descondensa, la carioteca se restituye y el huso mitótico

desaparece.

Identificando las etapas de la mitosis

Citocinesis

Regulación del ciclo celular

En este punto, la célula regula el correcto alineamiento de los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula para asegurar una distribución equitativa del material genético a las células hijas.

La célula debe cumplir algunos requisitos, como tamaño adecuado, disponibilidad de alimento, señales de crecimiento, y que el ADN no presente daños ni alteraciones.

En este punto se controlan el tamaño de la célula, la calidad de la replicación del ADN y las condiciones que presenta el entorno para la división.

Tipos de regulación

Regulación positiva

Protooncogenes Activan la proliferación

celular

Regulación negativa

Genes supresores de tumores

Inhiben la división celular o producen

apoptosis.

Proteínas ciclinas

Proteínas quinasas dependientes de ciclinas (Cdk)

Importantes en la promoción de las etapas de G1 a S y de G2 a mitosis.

p53

Cáncer, descontrol de la división celular

Descontrol del proceso de división celular

• Las células sufren mutaciones.

• Si la mutación se produce en los genes implicados en la regulación del ciclo celular, el individuo puede desarrollar un cáncer.