Post on 07-Jul-2020
2.1.-Los ácidos nucleicos
• Los ácidos nucleicos almacenan y transmiten la información
genética.
• LOS NUCLEÓTIDOS: Son los monómeros (unidades) que los
forman. Cada nucleótido está formado por:
– Un grupo fosfato: Con fósforo y oxígeno
– Un glúcido: Llamado pentosa, puede ser la ribosa o la
desoxirribosa
– Una base nitrogenada: Que puede ser la adenina (A), la
guanina (G), la citosina (C), la timina (T) o el uracilo (U).
• Los nucleótidos se unen formando una cadena, las diferentes bases
nitrogenadas forman secuencias que pueden ser casi ilimitadas.
2.1.-Los ácidos nucleicos
• Tipo de ácidos nucleicos:
• ADN: O ácido desoxirribonucleico. Su función es contener la
información genética necesaria para que un ser vivo funcione y se
desarrolle. Contiene desoxirribosa y como bases nitrogenadas A, C, G y
T. Suele estar formado por dos cadenas unidas, pero puede ser también
puede tener sólo una. Cuando tiene dos cadenas las bases se unen con
las de la otra cadena por enlaces llamados puentes de hidrógeno, según
un patrón: A se une con T y C se une con G. Esto se llama
complementariedad de bases.
• MODELO DE LA DOBLE HÉLICE de Watson y Crick: Con estos datos
Watson y Crick construyeron un modelo donde el ADN adopta el aspecto
de una doble hélice, uniéndose cada base con su complementaria a la otra
cadena (A-T, C-G). Por lo tanto las dos cadenas son complementarias y
además las dos cadenas son antiparalelas, esto quiere decir que siguen
sentidos opuestos.
2.1.-Los ácidos nucleicos • ARN: O ácido ribonucleico. Su función es participar en la
expresión de la información que contiene el ADN para sintetizar proteínas que son las que regulan la mayoría de procesos vital.
• Contiene ribosa y como bases nitrogenadas A, C, G y U. Suele estar formada por una cadena y según la función hay varios tipos de ARN:
• Tipo de ARN • ARN mensajero o ARNm: Copia la información del ADN nuclear y la
transporta a los ribosomas. Contiene el mensaje para fabricar proteínas
• ARN de transferencia o ARNt: Sirve para llevar a los ribosomas los aminoácidos (unidades de las proteínas) para colocarlos según la secuencia del ARNm
• ARN ribosómico: o ARNr: Forma las unidades que constituyen los ribosomas encargados de fabricar las proteínas.
Actividades
• 1.-Qué es un nucleótido?
• 2.-En qué se parecen y en qué se diferencian el ADN y
el ARN?
• 3.-En qué se diferencian las moléculas de ADN de dos
personas diferentes?
• 4.-Qué significa que las dos cadenas de ADN son
antiparalelas y complementarias?
• 5.-Qué tipo de enlace une las bases nitrogenadas en las
cadenas complementarias del ADN?
• 6.-Cuál es la función principal del ADN de la célula?
2.2.-La replicación del ADN • El ADN tiene la capacidad de replicarse, es decir, hacer copias
de sí mismo. El ADN se replica al final de la interfase, así al entrar en la fase M, le deja una copia a cada célula hija cuando se divide. Tienen lugar los siguientes pasos:
– Se separan las dos cadenas de la doble hélice: Se desarrollan las cadenas y se rompen los enlaces de hidrógeno que unen las dos cadenas.
– Se colocan los nucleótidos complementarios: Cada cadena sirve de molde para que se colocan los nucleótidos complementarios gracias a unas enzimas específicos que los unen.
– Se forman los puentes de hidrógeno: Las bases de cada cadena molde se unen a los de la nueva cadena complementaria creada.
• Así quedan dos dobles cadenas idénticas, cada una con una cadena nueva y una cadena original que lo ha servido de molde.
2.2.-La replicación del ADN
• IMPORTANTE !!!: La replicación del ADN decimos
que es semiconservativa, porque las cadenas
resultantes tienen una cadena nueva y conservan
una original.
• A pesar de ser muy eficaces, las enzimas que
forman las nuevas cadenas pueden cometer algún
error, por eso existen otras enzimas de reparación
que detectan los nucleótidos mal emparejados, los
levantan y colocan los correctos. Así se minimiza
la posibilidad de copias erróneas.
Actividades
• 7.-Indica la secuencia de ADN
complementaria al fragmento
... AATGCCTGACGATTACC ...
• 8.-En qué momento del ciclo celular tiene
lugar la replicación del ADN.
• 9.-Explica paso a paso el proceso de
replicación.
• 10.-¿Qué quiere decir que la replicacion del
ADN es semiconservativa?
2.3.-El ADN portador de
información genética • A principios del siglo XX se creía que el material portador de la
herencia se encontraba en las proteínas. Los científicos Griffith y
Avery diseñaron un experimento en 1928 para comprobar que eran los
ácidos nucleicos los verdaderos portadores de la herencia. Trabajaron
con bacterias de Streptococcus pnumoniae, causantes de la
neumonía, sobre ratones.
– Trabajaron con dos cepas: una llamada S causaba la enfermedad,
y tenía una cápsula resistente a las defensas, la otra, llamada R no
causaba la enfermedad y no tenía cápsula. Si introducían bacterias
S muertos a los ratones éstos no morían, pero si introducían una
mezcla de bacterias S muertos y R vivos, los ratones morían.
– Griffith dedujo que en las bacterias S había alguna molécula que se
transmitía de las bacterias S a R, y lo denominó factor
transformante. Avery comprobó que el factor transformante era el
ADN.
Activitades
• 11.-¿Por qué crees que Griffith en las
conclusiones de su experimento utilizó la
expresión factor transformando?
• 12.-¿Cómo es posible que el ADN sea
responsable de la producción de la
cápsula?
• Act. Adicional: ¿Qué pasaría si no hubiera
sistemas de reparación del ADN?
2.4.-El concepto de gen
• Cada individuo presenta rasgos (anatómicos, fisiológicos, etc)
que los diferencia de los demás. Cada uno de esos rasgos se
llama carácter.
• Un gen, desde el punto de vista estructural, es un fragmento de
ADN que contiene la información para un carácter determinado.
• Beadle y Tatum enunciaron una teoría que decía que cada gen
contenía la información de un enzima determinado y este
determinaba un carácter concreto. Después se reformuló la
teoría "un gen-una proteína" dado que cada gen tiene la
información de una proteína.
• Así que, desde el punto de vista funcional, un gen es un
fragmento de ADN que lleva la información para sintetizar
una proteína necesaria para expresar un carácter
determinado.
2.4.-El concepto de gen
• LA ESTRUCTURA DEL GENOMA
– Se denomina genoma al conjunto de genes
presentes en un organismo.
– En los organismos procariotas el genoma lo forma un
cromosoma circular, además pueden tener otras
moléculas de ADN circular llamadas plásmidos que
se replican independientemente del cromosoma.
– En los organismos eucariotas el genoma lo forman
los cromosomas procedentes de la cromatina, pero
también hay una molécula de ADN circular en las
mitocondrias y cloroplastos.
Activitades
• 13.-Cuántas moléculas de ADN hay en
una célula somática humana? Y en un
espermatozoide?
• 14.-Qué relación hay entre un gen y un
carácter determinado?
• 15.-Explica la hipótesis un gen - una
proteína.
2.5.-Las mutaciones • Las mutaciones son cambios aleatorios que
tienen lugar en el ADN de un organismo.
Constituyen una fuente de variabilidad
genética y un motor para la evolución de las
especies.
• La mayoría de las mutaciones ocurren al azar y
de forma natural. Serían mutaciones
espontáneas. Si se provocan mediante
determinados agentes físicos o químicos serán
mutaciones inducidas. Los factores causantes
de mutaciones se denominan agentes
mutágenos.
2.5.-Las mutaciones • TIPO DE MUTACIONES:
• Según el efecto sobre el individuo: Pueden ser
beneficiosas, perjudiciales o neutras.
• Según las células afectadas: Pueden ser
somáticas o germinales (estas últimas se
pueden transmitir a la descendencia)
• Según la estructura afectada: Si afectan a la
secuencia de un gen, son génicas, si afectan la
estructura de un cromosoma, son
cromosómicas, y si afectan al número o conjunto
de cromosomas son genómicas.
Activitades
• 17.-Por qué las mutaciones son la base de
la evolución de las especies?
• 18.-Todas las mutaciones son
hereditarias? ¿Qué condiciones deben
darse?
• 19.-De qué manera crees que está
relacionada la disminución de la capa de
ozono con el aumento de mutaciones?
2.6.-La expresión génica • Las proteínas son el resultado de la expresión de
los genes contenidos en el ADN. Están formados
por unidades llamadas aminoácidos.
• Hasta 100 aminoácidos polipéptidos
• + De 100 aminoácidos proteínas
• Hay 20 aminoácidos diferentes. La información
para colocar los aminoácidos se encuentra en el
ADN en forma de tripletes. Cada triplete codifica un
aminoácido.
• Cada triplete son 3 nucleótidos con una de las
posibles combinaciones. Ejemplo: ATT CGG ATC ...
LA TRANSCRIPCIÓN DEL MENSAJE:
-Consiste en copiar el mensaje o secuencia de un gen del ADN a una
molécula de ARNm. En los eucariotas tiene lugar en el núcleo y en
los procariotas al citoplasma.
-El ADN se utiliza de molde y se transcribe la cadena
complementaria como ARN mensajero. En esta cadena de ARN, la
complementaria de la adenina (A) es el uracilo (U), en lugar de la
timina (T).
2.6.-La expresión de la información
genética
• LA TRADUCCIÓN DEL MENSAJE: Consiste en traducir
el mensaje que contiene el ARNm a proteínas. Cada
triplete de bases en el ARNm se llama codón y se
traducirá en un aminoácido que es aportado por los
ARN de transferencia (ARNt). El ARNm el traducen los
ribosomas que uniendo los aminoácidos aportados por
los ARNt para formar la cadena de la proteína.
• Cada codón se traduce en un aminoácido concreto
siguiendo un código llamado código genético. Este
código es universal, por lo tanto, es el mismo para
todos los seres vivos.
El código genético es un código "degenerado".
Esto significa que, para cada aminoácido, hay más
de un codón que se traduce: Ejemplo: Alanina:
GCG, GCA, GCC, GCU Los codones del ARNm
son detectados por los ARNt concretos que tienen
una zona con una secuencia de 3 bases
complementaria al codón y llamada anticodón.
Actividades • 19.-Qué es un triplete? Cómo se llaman los tripletes en el
ARNm?
• 20.-En qué consiste el proceso de transcripción? En qué lugar de la célula tiene lugar este proceso? Qué orgánulos celulares intervienen?
• 21.-Si la secuencia de nucleótidos de un ARNm es AUGGUGUCUUCACCAUGA, cuál será la secuencia del polipéptido? ¿Cuál será la secuencia de nucleótidos del filamento de ADN del que se ha transcrito la información?
• 22.-Si todas las proteínas están formadas por la combinación de 20 aminoácidos, ¿que hace que una proteína sea diferente de otra?
+Actividades
• 23.-Transcribe el siguiente segmento de
ADN a ARNm, separa los tripletes y
codones respectivamente y haz la
traducción del ARNm para construir el
polipéptido que corresponda:
AGAACAGGCTGCTCATTGCCTCTAATC
• 24.-Escribe la cadena complementaria y
repite el ejercicio. ¿Da el mismo
polipéptido?
2.7.-La biotecnología
• La biotecnología es la utilización de seres vivos, o de una parte,
para obtener productos de interés para las personas.
• USOS ACTUALES DE LA BIOTECNOLOGÍA:
– Producción de sustancias terapéuticas: vacunas, antibióticos
y otros medicamentos
– Producción de alimentos: Fabricación de alimentos como pan,
bebidas alcohólicas o yogur con microorganismos. Alimentos
modificados o con mejoras, en su producción o con otras
características.
– Eliminación de metales pesados y Biorremediación:
Podemos desarrollar bacterias que eliminan esos metales, así
como contaminantes como el petróleo.
– Producción de energía: Podemos obtener combustibles de
algunos organismos.
Activitats
• 25.-Qué es la biotecnología?
• 26.-Explica la contribución de la
biotecnología a la conservación del medio
ambiente.
• 27.-Qué tipo de organismos se utilizan en
la fabricación de bebidas alcohólicas, pan,
o yogur?
2.8.-La ingeniería genética
• La ingeniería genética es la modificación del ADN de un organismo para conseguir un objetivo práctico.
• Los organismos con su genoma modificado denominan organismos transgénicos. El ADN modificado se denomina ADN recombinante.
• Para modificar o introducir genes en un organismos necesitamos las siguientes herramientas: – Enzimas de restricción: Cortan el ADN en diferentes puntos
para poder introducir el segmento que nos interesa.
– Vectores de transferencia: son moléculas pequeñas de ADN, normalmente plásmidos, que se abren con enzimas de transcripción y se introduce el segmento de ADN de interés.
– Ligasas de ADN:, unen los segmentos de ADN
Como trabaja la ingeniería
genética • 1.-Se localiza y se aísla el gen que se quiere transferir,
cortándolo de la fuente con enzimas de restricción.
• 2.-Seleccionamos el vector: quizás un plásmido si el
destinatario es una bacteria o un virus, por ejemplo.
• 3.-Unimos el gen de interés con el vector, con enzimas
de restricción y ligasas.
• 4.-Insertamos el vector con el gen de interés en la célula
huésped.
• 5.-La célula huésped se multiplica con el gen de interés.
Así origina muchas células con el gen deseado. El ADN
que insertamos en una célula huésped artificialmente
denomina ADN recombinante.
Actividades
• 30.-Qué es un vector en ingeniería
genética?
• 31.-Qué función tienen los enzimas de
restricción en ingeniería genética?
• 32.-Qué es el ADN recombinante?
2.9.-Aplicaciones de la ingeniería
genética
• Obtención de fármacos: Podemos obtener
fármacos como hormonas (como la insulina),
factores de coagulación (para la
coagulación sanguínea), vacunas, o
antibióticos (para eliminar bacterias
patógenas). Todos los genes responsables de
estas sustancias se pueden insertar en
huéspedes como bacterias que los producirán
en cantidad más elevada que de forma
natural.
2.9.-Aplicaciones de la ingeniería
genética
• Mejora de producción agrícola o animal: Modificamos
plantas o animales con genes que les pueden dar
características nuevas, como más valor nutritivo, o
resistencia a ciertas plagas, o posibilidad de crecer en
otras condiciones. Los alimentos que contienen genes
ajenos o de otro organismos se denominan alimentos
transgénicos y el gen que se introduce llama transgen.
• Ejemplos: Café con menos cafeína, tomates que maduran
más tarde, patatas que inmunizan contra el cólera o
resistencia a herbicidas e insectos.
• La OMS (Organización Mundial de la Salud) obliga a
etiquetar los productos indicando si contienen ingredientes
transgénicos.
2.9.- Aplicaciones de la ingeniería
genética
• Terapia génica: Consiste en tratar
enfermedades de origen genético. Si se deben a
un gen defectuoso, se puede insertar el gen
sano en las células del paciente. Hay dos tipos:
– In vivo: Se introducen los vectores con el gen
directamente en el paciente.
– Ex vivo: Se extraen las células, se modifican
y se vuelven a introducir en el paciente.
– Ejemplos: Cáncer, diabetes, Parkinson, ...
Actividades • 33.-Qué es la terapia génica?
• 34.-Indica algunas enfermedades a las que en un futuro se podría aplicar la terapia génica.
• 35.-Qué es un alimento transgénico?
• 36-.Qué desventajas puede conllevar el cultivo de alimentos transgénicos?
2.10.-La clonación
• Clonar un organismo, célula o molécula significa hacer una o varias copias idénticas al original.
• Clonación reproductiva: Tiene como objetivo obtener individuos nuevos idénticos al original. Se hace por transferencia nuclear.
• Clonación terapéutica: Sirve para tratar enfermedades y regenerar órganos o tejidos. La clonación de órganos tendría importancia a los transplantes. Un órgano clonado sería idéntico al original y por lo tanto el paciente no tendría reacciones de rechazo. Se hace con células madre.
Actividades
• 37.-Busca en internet el significado de
diferenciación celular.
• 38.-Qué es un clon de genes? Y un clon
de células?
• 39.-Cuál es la diferencia entre clonación
reproductiva y clonación terapéutica?
2.11.-Proyecto genoma humano
• Empezó en la década de 1980, persigue los siguientes
objetivos:
– Conocer el número de genes que hay en el ser humano.
– Conocer la secuencia de nucleótidos de cada gen.
– Conocer la función de cada gen.
Actualmente se sabe que hay entre 25000 y 30000
genes. Hay 2.900 millones de pares de bases en el ADN
humano. Algunos genes pueden estar implicados en la
síntesis de más de una proteína. Entre los genes hay
secuencias de ADN que no codifican nada o aún no se sabe
la función. Actualmente se trabaja en el proyecto proteoma
que pretende conocer la proteína correspondiente a cada
gen.