GENÉTICA desgrabado por: Keivich Gómez

Bases moleculares de la herencia

Gen es un fragmento de una molécula del ADN, que se transcribe y se traduce para determinar una característica.

Carácter recesivo: un individuo que exprese un carácter recesivo deben de poseer genotipo homocigoto recesivo.

Carácter dominante: un individuo que exprese un carácter dominante deben de poseergenotipo homocigoto dominante y/o genotipo heterocigoto predominantemente dominante.

Genotipo: son aquellos genes que determinan un carácter.

Estas fueron las definiciones que se dijo al inicio de la clase; ahora se empieza con la clase en sí.

Entonces se había dicho que los factores mendelianos o gen eran segmentos de una de las moléculas más importantes que existe, que es el ácido desoxirribonucleico (ADN). Los ácidos desoxirribonucleicos fueron descubiertos en la mitad del siglo XIX por el químico Friedrich Miescher. En 1944 Avery y colaboradores determinaron que el ADN era el material hereditario. En 1953 Watson y Crick propusieron su modelo de la estructura del ADN.

El ADN es un polímero.

Un polímero es una sustancia que está formada por unidades que se repiten cientos de miles de veces.

Estas unidades o monómeros se denominan en el ADN: nucleótido. Un nucleótido es un compuesto orgánico formado por tres componentes fundamentales:

1. Una base nitrogenada2. Una molécula de azúcar (una pentosa)3. Un ácido fosfórico

Si eliminamos el ácido fosfórico vamos a tener: Un Nucleósido.

Este nucleótido que se repite, vamos a ver su constitución, dado por sus elementos por separado:

1. Las bases nitrogenadas son las letras del alfabeto que se van a transcribir y a traducir de igual moléculas determinadas por las fases, y se clasifica en: purinas y pirimidinas, de acuerdo al número de anillos por la que están formadas.

a. Purinas: están constituidas por dos anillos cíclicos. Las purinas son:i. Adenina

ii. Guanina b. Pirimidinas: están constituidas por un solo anillo cíclico. Las pirimidinas son:

i. Citosina ii. Timina

iii. Uracilo

En el ADN las bases nitrogenadas están constituidas por adenina+ guanina+ citosina+ timina.

En el ARN las bases nitrogenadas están constituidas por adenina+ guanina+ citosina+ uracilo. (Esta es una diferencia del ADN con el ARN).

Otra diferencia entre ella es que el ADN está constituida por una doble hélice, mientras que el ARN por una sola hélice.

2. La pentosa se le llama así porque está constituido de una estructura cíclica de 5 carbonos; los carbonos se le denominan 1’, 2’, 3’, 4’ y 5’. El carbono 5’ queda externo (hacia arriba) de la estructura cíclica. Los que juegan una función importante son los carbono 3’ y 5’. la pentosa son la ribosa y la desoxirribosa. se le llama a la pentosa ribosa cuando esta la presencia de un oxidrilo (oh) en el 2’. Se le denomina a la pentosa desoxirribosa cuando está ausente el oxidrilo en el 2’.Aquí viene la otra diferencia del ADN con el ARN, que la pentosa del ADN es una desoxirribosa, y la del ARN es una ribosa.

3. El ácido fosfórico o fosfato se une al carbono 5’ y 3’ por un enlace fosfodiester para formar la hélice. En fin todos estos componentes forman las unidades monoméricas del ADN que es el nucleótido.Esto es solo una cadena de la molécula del ADN porque tiene que a ver otra

cadena idéntica complementaria formando en su estructura espacial lo que es la doble hélice, en la cual en la parte externa de la molécula que simula una escalera de caracol, en donde los pasa manos o barandas de la escalera son el azúcar (pentosa) y el ácido fosfórico; los peldaños de la escalera constituyen las bases nitrogenadas.

Estructura del ADN

Los nucleótidos se van colocando en fila y sigue en el espacio un trayecto de hélice derecha, las dos cadenas de hélice son derechas. Las dos hélices son complementarias y adoptan una forma en espiral (caracol), debe ser una molécula estable, es decir, si hay una modificación de una base por otra, se va a producir generalmente una enfermedad monogénica. Las bases nitrogenadas se unen en el centro (una purina con una pirimidina) por medio de puentes de hidrogeno, por lo que la estabilidad la dan estos puentes de hidrógenos que unen a las bases nitrogenadas. Las dos hélices para ser complementarias deben caminar en sentidos opuestos, son antiparalelas, una desoxirribosa avanza en sentido 5’ 3’, y la otra desoxirribosa avanza en sentido 3’ 5’.

Complementariedad:adenina (A) - timina (T): están unidas por 2 puentes de hidrógenos (A = T)

Guanina (G) – citosina (C): están unidas por 3 puentes de hidrógenos (G = C)

Esto es de manera tal de que el ADN cuando se va a dividir, si es una molécula muy estable a la ves tiene que ser muy lábil, ¿Por qué lábil? es lábil porque para dividirse, para que de una célula se forme un organismo pluricelular tiene que haber mitosis; y para que se conserve el número de cromosomas en la especie tiene que haber meiosis, cada vez que hay una división celular el material genético (ADN) tiene que replicarse, y se replica antes de que la célula entren en división en el ciclo de vida celular, se replica por pequeños segmentos, de manera tal que esa doble hélice se separa por pequeños segmentos y copia una hélice similar complementaria para que cada célula hija quede con la misma información, porque esta información se tiene que mantener estable, idéntica en todas las células del organismo de la misma especie.

Entonces estos puentes de hidrógenos le permiten la estabilidad y le permite a su vez que se puedan separar los segmentos, que pueda haber replicación y que cuando se produce la transcripción del mensaje genético sea posible que se copie esa hélice. Esta propiedad que tiene ADN de desnaturalizarse con naturalizarse e ir enlazando, es la base fundamental de las técnicas de la biología molecular.

Los objetos importantes de la estructura de ADN son:

Es una estructura regular que tiene una capacidad de crecer o alargarse indefinidamente. Si yo estiro el ADN cada cromosoma es una sola fibra de ADN.

Cada molécula está formada por hélices exactamente complementarias donde cada segmento es un gen.

Las que están unidas por tres enlaces (3puentes de hidrógenos) son la Guanina (g)- Citosina (c), por lo tanto una zona del ADN que sea G-C es más estable que una zona con adenina (a) - Timina (t) que solo tienen dos enlaces.

Esta doble hélice que es una sola molécula, esta compactada de manera que se puede observar en microscopio solo cuando la célula está en división. Hoy esta estructura del ADN cada filamento que aquí estamos simplificando constituye a cada cromosoma. Si yo estiro el ADN de cada uno de los 46 cromosomas voy a tener un filamento de más de 2 metros; imagínense si expandimos los cromosomas de todas las células de un organismo vamos a tener kilómetros de filamentos, aunque no me acuerdo exactamente la cantidad.

Estructura de los Cromosomas

¿Dónde se encuentran situados los cromosomas? En el núcleo del ADN. En el núcleo del ADN los cromosomas se encuentran empaquetados en cromátida, 2 cromátidas hermanas constituyen un cromosoma metafásico, es decir, los cromosomas están constituidos por 2 cromátidas hermanas cuando la célula se va a dividir, ¿en que parte de la división? En la metafase; Cuando la célula está en interfase cada cromosoma tiene un solo filamento de ADN. Cuando se vea al microscopio una célula en profase la cromatina esta condensada, cuando se hable de cromatina y cromosoma esto va a ser lo mismo; cuando se habla de cromosoma es cuando la cromatina esta compactada, y cuando la cromatina esta laxa o condensada se le llama cromatina, por lo que cromatina y cromosoma es lo mismo. En profase uno observa la célula en división aquí uno encuentra cromatina, mientras que en la metafase ya la cromatina esta compactada, es decir, que aquí vemos los cromosomas

Empaquetamiento del ADN

Cada juego de cromosomas que son llamados cromosomas homólogos, uno de origen materno y otro de origen paterno, y cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas. Las proteínas tanto las básicas que son las histonas como las acidas, son las responsables de que se logre el empaquetamiento del ADN durante la división y el desenrollamiento durante la interfase. Las proteínas básicas que juegan un rol importante son las histonas, forman un núcleo central formado por un octamero (8) de proteínas que son las histonas. Hay cuatro tipo de histonas que se denominan con la letra H: H1, H2 (sub dividida en H2A y H2B), H3 y H4. Se forma excepto la H1, las demás se agrupan y forman un núcleo central (un octamero) con 8 histonas y alrededor de ese núcleo el ADN le da 2 vueltas y media que comprenden 147 pares de bases, esta estructura se llama nucleosoma, el nucleosoma es la estructura fundamental de la cromatina, así como el nucleótido es la unidad estructural del ADN.

El octamero de histonas: 2 moléculas de H4+ 2 moléculas de H3+ 2 moléculas de H2A que es la central+ 2 moléculas de H2B. En la cromatina la subunidad que se repite es el nucleosoma.

La H1 es la que permite que el ADN se vaya empaquetando, cada vez que 6 nucleosomas den un giro, las H1 quedan en el centro.

Fibras de cromatina (selenoide) 30nm

Las largas cadenas de nucleosomas se compactan en una estructura secundaria helicoidal llamada selenoide, y cada giro del selenoide contiene 6 nucleosomas y se observa al microscopio electrónico como una fibra de 30nm de diámetro. Cada uno de esos filamentos de selenoide forman a su vez unos bucles, y esos bucles se fijan a otra estructura en formas de selenoide también, que están constituidas por proteínas acidas, de manera tal que este selenoide de estructura gruesa de proteínas acidas, sobre la cual se van a fijar cada uno de los bucles de las bases, y esto a su vez va a volver a enrollarse de manera helicoidal formando un segmento de cromosoma.

Entonces la estructuración del material genético: doble hélice nucleosoma selenoide enrollamiento del selenoide segmento de cromosoma cromosoma.

Las histonas tienen unas terminaciones amino terminales izquierdas al nucleosoma de las cuales se acetilan o se metilan. Cuando se acetilan el ADN que esta enrollado se separa. Cuando se metilan sucede lo contrario. La acetilación y metilación son también mecanismos importantes que hay que tomar en cuenta.

Organización del genoma humano (esta parte la mando a estudiar para la siguiente clase, solo hablo un poco de ella)

El ADN puede ser:

1. copia única: quiere decir que esa secuencia que tiene es capaz de transcribirse con RNA mensajero natural a una proteína, esos son los genes propiamente dichos, son genes estructurales que dan lugar a unas proteínas, que son genes codificantes, representa el 10% de todo el ADN que tenemos acumulado.

2. Repetitivo: porque repiten secuencias altamente repetitivos, medianamente repetitivo y poca repetición. Representan el 90%. Y de acuerdo a la función se clasifican en codificante y no codificantes.

Estudien esta parte del libroThomson de genética médica la edición anterior, que aparece en internet.

La estructura de un gen

El gen es un segmento del ADN que tiene una porción reguladora (región anterior)donde hay secuencias de bases especificas que son las que determinan la sintesis de esa secuencia, y la procion estructural del gen esta constituidas por secuencias que codifican las secuencias que no codifican; las secuencias que codifican se llaman exones, y las secuencias que no codifican se llaman intrones, por lo tanto si estan los exones 1,2 y 3 son las secuencias que codifican, lo que va a traducirse en el citoplasma tienen que ser exon 1,2 y 3, ¿y que va a pasar con el RNA mensajero? El RNA mensajero transcribe toda esa información, y cuando se transcribe esa informacion se llama transcrito de transcriptor primario pero se tiene que transcribir en el nucleo antes de ir al citoplasma; y la amplificacion consiste en eliminar los intrones por un mecanismo que se llama ruptura de infarto (no se escucha bien esta parte) que es una maquinaria que rompe los exones por el punto de union con los intrones, de manera tal que queda la secuencia completa que se va a traducir en el citoplasma.

Efercicio de la clase: ordenamiento en jerarquizacion. (el dibujo de secuenciacion que coloque en la pag. anterior lo explica bien). Aquí esta en orde de todas maneras.

cromosoma cromatina cromatide nucleosoma selenoide exon

intron ADN