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La información genética

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La información genética

  1. 1. La información genética
  2. 2. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Químicamente, los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la unión de unidades más sencillas, los NUCLEÓTIDOS. Nucleótido Grupo fosfato Glúcido Base nitrogenada Polinucleótido A G T C Bases nitrogenadas A – Adenina C – Citosina G – Guanina T – Timina U – Uracilo
  3. 3. TIPOS DE ÁCIDO NUCLEICO Hay dos tipos de ácido nucleico: ● el ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN, ● el ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN. Todas los organismos contienen en sus células los dos tipos de ácido nucleico. ADN ARN Tipo de cadena Cadena DOBLE, enrollada Cadena SIMPLE, no sobre sí misma en espiral. necesariamente enrollada en espiral. Azúcar DESOXIRRIBOSA. RIBOSA. Bases Adenina, Timina, Citosina y Adenina, Citosina, Guanina nitrogenadas Guanina. y la Timina se sustituye por URACILO.
  4. 4. Comparación DNA - RNA
  5. 5. ARN (Ácido ribonucleico) A G U C Ribosa A – Adenina G – Guanina C – Citosina U – Uracilo ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN El ARN participa en la expresión de la información contenida en el ADN mediante la síntesis de proteínas, que son las que regulan la mayoría de los procesos vitales de un organismo. En las célula eucariotas el ARN se localiza en el núcleo y en el citoplasma. Estructuralmente esta formado por una sola cadena de nucleótidos.
  6. 6. ARN mensajero Copia información del AND y la transporta hasta los ribosomas Tipos de ARN ARN ribosomico Se asocia a proteínas y forma los ribosomas ARN transferente Se une a aminoácidos para formar proteínas en los ribosomas ARNm ARNr ARNt
  7. 7. ADN (Ácido desoxirribonucleico) A G T C Desoxirribosa A – Adenina G – Guanina C – Citosina T – Timina ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN En el ADN está contenida toda la información genética necesaria para el funcionamiento y desarrollo de un ser vivo.
  8. 8. “Hemos encontrado el secreto de la vida”, se escuchó un 28 de Febrero de 1953 en el bar The Eagles, en Inglaterra.
  9. 9. El modelo de Watson y Crick • Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la doble hélice y el esqueleto de azucar-fosfato hacia el exterior. Bases nitrogenadas Esqueleto de azúcar-fosfato • El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos, enrolladas alrededor de un eje imaginario, formando una doble hélice de 2 nm de diámetro. 2 nm de diámetro Dos cadenas de Enrollamiento nucleótidos hacia la derecha • El enrollamiento de las cadenas es dextrógiro, es decir, hacia la derecha.
  10. 10. • La distancia entre cada pareja de nucleótidos es de 0,34 nm. Separación entre • Cada vuelta completa de la doble hélice está formada por diez pares de nucleótidos, por lo que la longitud de la vuelta es de 3,4 nm. Vuelta completa cada diez pares de nucleótidos. La longitud de la vuelta es de 3,4 nm Complementariedad entre cadenas • Existe complementariedad entre ambas cadenas. La adenina se une a la timina y la guanina a la citosina. bases de 0,34 nm • Las bases nitrogenadas están enfrentadas formando puentes de hidrógeno entre ellas. Enlaces por puentes de hidrógeno entre bases complementarias El modelo de Watson y Crick
  11. 11. EEll eessqquueemmaa ddee eessttee ““ddooggmmaa”” hhaa ssiiddoo eennccoonnttrraaddoo rreeppeettiiddaammeennttee yy ssee ccoonnssiiddeerraa uunnaa rreeggllaa ggeenneerraall ((ssaallvvoo eenn llooss rreettrroovviirruuss)) Proteína
  12. 12. La síntesis de proteínas 1.- Transcripción 2.- Traducción 3.- Código Genético codón aminoácido
  13. 13. TRANSCRIPCIÓN Formación de RNA mediante la unión de nucleótidos libres a la cadena molde del DNA formando una monohebra de RNA. Propiedades que hacen posible la síntesis del RNA 1. COMPLEMENTARIEDAD ENTRE BASES A-U, C-G, G-C, T-A 2. RNA Polimerasa y otras proteínas que actúan como factores de transcripción. La porción del ADN que contiene el código para la proteína que se necesita, se desdobla y se separa. El resultado es que se exponen las bases. Los nucleótidos de ARN libres que están en el núcleo, se aparean con las bases expuestas del ADN La molécula de ARNm se completa por la formación de enlaces entre los nucleótidos del ARN. La molécula de ARNm se separa de la molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, sale del núcleo, pasa por la membrana nuclear y va a los ribosomas.
  14. 14. EEll ccóóddiiggoo ggeennééttiiccoo eessttáá ccoommppuueessttoo ppoorr ccooddoonneess ((ccooddoonn== 33 bbaasseess nniittrrooggeennaaddaass)) qquuee ddeeffiinneenn eell pprroocceessoo ddee ttrraadduucccciióónn •6611 ccooddoonneess ppaarraa aammiinnooáácciiddooss ((eexxiisstteenn 2200 aammiinnooáácciiddooss ddiiffeerreenntteess)) •33 ccooddoonneess ddee tteerrmmiinnaacciióónn EEll ccóóddiiggoo ggeennééttiiccoo eess uunniivveerrssaall EEll ccóóddiiggoo ggeennééttiiccoo eess rreedduunnddaannttee ((vvaarriiooss ccooddoonneess ppaarraa uunn mmiissmmoo aammiinnooáácciiddoo)) EEjjeemmpplloo:: EEll aammiinnooáácciiddoo gglliicciinnaa eessttáá ccooddiiffiiccaaddoo ppoorr GGGGUU,, GGGGCC,, GGGGAA yy GGGGGG
  15. 15. Traducción • Es la síntesis de una molécula de proteína, de acuerdo con el código contenido en la molécula de ARNm. • Se llama traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos). • En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Los aminoácidos que se necesitan están dispersos por el citoplasma. Los aminoácidos correctos llegan al ARNm por el ARNt.
  16. 16. Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met). Met Subunidad menor del ribosoma Codón 1er aminoácido Anticodón ARNt ARNm AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C 5’ 3’ U G C U U A C G A U A G
  17. 17. Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A). G U U Met Subunidad menor del ribosoma AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C 5’ 3’ U G C U U A C G A U A G Gln (i)
  18. 18. Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln). ARNm AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C 5’ G U U U G C U U A C G A U A G Gln-Met 3’
  19. 19. Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ U A C G U U U G C U U A C G A U A G Gln-Met ARNm 3’
  20. 20. Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3 AAAAAAAAAAA P A 5’ 3’ A U G C A A G U U UU GG CC U U A C G A U A G Gln-Met ARNm
  21. 21. Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys). AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ G U U UU GG CC U U A C G A U A G Gln-Met ARNm 3’ A C G Cys
  22. 22. Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys). AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ G U U ARNm UU GG CC U U A C G A U A G 3’ A C G Cys-Gln-Met
  23. 23. Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu). AAAAAAAAAAA 3’ A C G G U U P A A U G C A A 5’ ARNm UU GG CC U U A C G A U A G Cys-Gln-Met (i)
  24. 24. Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys- Glu-Met en la región peptidil del ribosoma. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ ARNm UU GG CC U U A C G A U A G 3’ A C G Cys-Gln-Met
  25. 25. Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ ARNm UU GG CC U U A C G A U A G 3’ A C G Cys-Gln-Met A A U Leu
  26. 26. AAAAAAAAAAA Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A). P A A U G C A A 5’ ARNm UU GG CC U U A C G A U A G 3’ A C G A A U Leu Cys-Gln-Met
  27. 27. Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición ARNm 3’ AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ UU GG CC U U A C G A U A G A C G A A U Leu-Cys-Gln-Met
  28. 28. Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg). ARNm 3’ AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ UU GG CC U U A C G A U A G A A U Leu-Cys-Gln-Met G C U Arg
  29. 29. Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop. ARNm 3’ AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ U G C U U A C G A U A G A A U G C U Arg-Leu-Cys-Gln-Met
  30. 30. Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. ARNm 3’ AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ U G C U U A C G A U A G A A U G C U Arg-Leu-Cys-Gln-Met
  31. 31. Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma. AAAAAAAAAAA 5’ ARNm 3’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G
  32. 32. UNIDAD 7 U Así sucede la replicación del ADN 2 Se obtienen dos cadenas 1 Cada cadena El ADN se desenrolla. sirve de molde. iguales. 3
  33. 33. Esquema de la Replicación del DNA mediante fragmentos de Okazaki y cebadores de RNA
  34. 34. Watson y Crick
  35. 35. Las células procariotas tienen un mecanismo de división que se conoce como bipartición y consiste en la formación de un tabique que divide su citoplasma en dos. • El cromosoma de las células procariotas consta de una sola molécula de ADN circular dispersa por el citoplasma. Molécula de ADN Membrana plasmática Pared celular • Antes de la división celular se produce la replicación de la molécula de ADN. • La célula aumenta de tamaño y se forma un tabique transversal en cara interna de la membrana plasmática. Cada molécula de ADN se une a un punto distinto. Molécula de ADN Molécula de ADN formada por replicación
  36. 36. • Los tabiques de la membrana van arrastando y esparando las moléculas de ADN. • La membrana sigue creciendo hasta que se produce la separación completa, dando lugar a dos células hija. Células hija
  37. 37. Ciclo celular Aumenta el tamaño celular. 1 El ADN se duplica (replicación) y se originan dos copias de la información genética de la célula. 2 La cromatina se condensa y se forman los cromosomas. 3 Se divide el citoplasma (citocinesis), y se forman dos células hija con idéntica dotación cromosómica que la madre. El ADN se reparte entre las dos células que se están formando (mitosis). 4 5
  38. 38. El ciclo celular Interfase La célula aumenta su tamaño y la cantidad de orgánulos. El ADN se duplica. Fase M El ADN se reparte entre las dos células, se divide el citoplasma y se originan dos células hijas. La cromatina se organiza. Las fibras se condensan y enrollan y se forman los cromosomas.
  39. 39. Interfase Fibra de ADN unida a proteínas Cromosoma División celular • Un cromosoma tiene dos brazos separados por un centrómero. • Los extremos de los brazos se llaman telómeros. • Los brazos se encuentran divididos en dos, cada una de las partes se conoce como cromátida.
  40. 40. Cariotipo humano • El cariotipo es el conjunto de los cromosomas de un organismo • Los animales y las plantas son organismos DIPLOIDES que tienen dos copias equivalentes de cada cromosoma • Una de las copias proviene del padre y la otra de la madre • Los gametos (espermatozoides y óvulos en animales y polen y óvulos en las plantas) tienen sólo una copia de cada uno de los cromosomas del organismo • Cuando una célula se divide en el cuerpo, transmite a sus dos células descendientes una copia de todos los cromosomas . Este tipo de reparto se llama división por MITOSIS • Cuando se forman los gametos, se transmite a cada uno de ellos sólo una copia de cada uno de los cromosomas. A este reparto se le llama división por MEIOSIS
  41. 41. Las células diploides (2n) presentan dos juegos de cromosomas: un juego cromosómico es de origen paterno y el otro de origen materno. Estos cromosomas, idénticos desde el punto de vista morfológico, i genéticamente análogos, se denominan cromosomas homólogos. Los humanos tenemos 46 cromosomas (2n=46), es decir, 23 parejas: - 22 parejas són homólegas y se denominan autosomas. - Los otros dos son los cromosomas sexuales o heterocromosomas, XX para mujeres y XY para los hombres.
  42. 42. División del núcleo (mitosis) División del Citoplasma (citocinesis) Comprende Dividida en Profase Metafase Anafase Telofase
  43. 43. Mitosi s PROFASE METAFASE La cromatina se condensa. Los cromosomas se hacen visibles. La membrana desaparece. Los cromosomas muy condensados se disponen en el ecuador de la célula. ANAFASE TELOFASE Los cromosomas hijos se rodean de una nueva membrana nuclear y se forman nuevos núcleos. Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula.
  44. 44. • En la reproducción sexual no pueden intervenir células normales de 46 cromosomas, porque al fusionarse la célula resultante sumaría 92 cromosomas.
  45. 45. • Por eso los organismos con reproducción sexual tienen un tipo especial de células: los gametos. • Su principal característica es que tienen la mitad de cromosomas que las células normales. • Esto lo consiguen gracias a un tipo especial de división que se denomina meiosis
  46. 46. Las etapas de la meiosis • La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas, cada una de las cuales se divide en fases similares a las de la mitosis. • La primera división se llama Meiosis I y la segunda Meiosis II. A cada etapa de la primera división se le pone al final el número romano I y cada etapa de la segunda división va seguida por el número II.
  47. 47. La meiosis INTERFASE (duplicación del ADN) 1. PROFASE I (Condensación de los cromosomas) 2. METAFASE I (Los cromosomas se disponen en parejas) 3. ANAFASE I (Separación de los cromosomas) 7. ANAFASE II (Separación de cromátidas) 4. TELOFASE I y CITOCINESIS 5. PROFASE II (se vuelve a formar el huso) Células hijas 8. TELOFASE y MEIOSIS I CITOCINESIS (separación de cromosomas homólogos) MEIOSIS II (separación de cromátidas hermanas) SOBRECRUZAMIENTO (separación de cromosomas homólogos) 6. METAFASE II (Cromosomas eucuatoriales)
  48. 48. MEIOSIS I: • Profase • Metafase • Anafase • Telofase •Leptoteno. •Cigoteno. •Paquiteno. •Diploteno. •Diacinesis. MEIOSIS II: • Profase • Metafase • Anafase • Telofase “División Reduccional.” “No hay síntesis de ADN” División normal
  49. 49. PPRROOFFAASSEE II:: LLEEPPTTOOTTEENNOO •Los cromosomas se compactan y se tornan visibles como filamentos delgados. PPRROOFFAASSEE II:: CCIIGGOOTTEENNOO • Apareamiento de cromosomas homólogos: Sinapsis. PPRROOFFAASSEE II:: •CromosomaPPsAA sQQeUU hIITTacEEeNNn OOm..ás cortos y gruesos. Se completa la sinapsis PPRROOFFAASSEE II:: DDIIPPLLOOTTEENNOO.. •Separación de los cromosomas. Bivalentes ó Tétrada. •Los cromosomas quedan unidos sólo por los Quiasmas. PPRROOFFAASSEE II:: DDIIAACCIINNEESSIISS.. •Continúa la separación de los cromosomas. •Desaparecen los nucleolos y la membrana nuclear.
  50. 50. Metafase I Anafase I Metafase II Anafase II Profase I Recombinación cromosomas homólogos
  51. 51. MITOSIS Y MEIOSIS
  52. 52. Comparación entre mitosis y meiosis MITOSIS MEIOSIS Ocurre en la mayoría de las células Ocurre en la formación de gametos en eucarióticas. células eucarióticas. No hay apareamiento de cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos se parean en sinapsis y puede ocurrir entrecruzamiento. Se mantiene el número de cromosomas. El número de cromosomas se divide de diploide a monoploide. Una división. Dos divisiones. Se producen dos células hijas. Se producen cuatro células hijas. Las células hijas son idénticas entre sí y a la célula madre. Las células hijas tienen combinaciones variadas de cromosomas y no son idénticas a la célula madre.

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