Identificación del Material Genético

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¿ Qué es un Gen?
Unidad fundamental, física y funcional, de la
herencia, que transmite la información de una
generación a la siguiente.
Porción de ADN, compuesto por una región que
se transcribe y una secuencia reguladora que hace
posible la transcripción
1897 F. Meischer
Descubrió los ácidos 
nucleicos
Significación biológica 
fue 50 años después
Experimentos que determinaron que 
el ADN era el material hereditario
Frederick Griffith(1928)
Streptococcus
pnumoniae
Principio de la 
transformación
http://www.esacademic.com/pictures/eswiki/70/Fred_Griffith_and_"Bobby"_1936.jpg
Avery, Macleod y Carty (1944)
Primera demostración de que los genes se componen de ADN
http://2.bp.blogspot.com/_pO6_LWzFSx4/S8Ue8GD6eqI/AAAAAAAADdk/Z5oeslojyAc/s1600/Diapositiva14.jpg
Hershey y Chase(1952)
Conclusión: El ADN es el material hereditario; las proteínas fágicas
son sólo empaquetadores estructurales.
Experimentos que determinaron la 
estructura del ADN
 El ADN estaba compuesto por 4 moléculas llamadas
nucléotidos, idénticas entre si, excepto por 1 base
nitrogenada
 Cada nucléotido contiene:
1 fosfato, 1 base y 1 desoxiribosa
 1ros Datos de difracción de
rayos X sobre la estructura de
ADN (Rosalind Franklin y
Maurice Wilkins)
ADN: largo, muy fino y consta de 2 pares 
similares paralelos y de forma helicoidal
2do Datos (Chargaff y Davidson, 1955)
(T+C) = (A+G)T = A y C = G A + T ≠ G + C
Organismo Tejido A T G C A + T
G + C
E. coli -- 26.0 23.9 24.9 25.2 1.00
D. Pneumoniae -- 29.8 31.6 20.5 18.0 1.59
M. tuberculosis -- 15.1 14.6 34.9 35.4 0.42
Levadura -- 31.3 32.9 18.7 17.1 1.79
P. lividus Esperma 32.8 32.1 17.7 18.8 1.85
Arenque Esperma 27.8 27.5 22.2 22.6 1.23
Rata Médula 28.6 28.4 21.4 21.5 1.33
Hombre Timo 30.9 29.4 19.9 19.8 1.52
Hombre Hígado 30.3 30.3 19.5 19.9 1.53
Hombre Esperma 30.7 31.2 19.3 18.8 1.62
Fuente: The Nucleic Acids, 1955.
 3ero Datos, Wilkins, Franklin y otros mediante
difracción de rayos X sobre la estructura de
ADN evidenciaron:
 La molécula es helicoidal
 Posee 2 o 3 bandas
 Tiene un diámetro de 22
angstroms (Å)
 Presenta grupos espaciados
cada 3.4 Å
 Tiene una rotación completa
de 34 Å
Emparejamiento de las bases nitrogenadas
ADN muy fino ADN muy grueso
ADN con grosor 
compatible con 
rayos X
Estructura y Función del ADN
Estructura de Watson y Crick
enlaces
fosfodiéster
puentes de 
hidrógeno G ≡ CA = T
Antiparalelas
Implicaciones de la estructura del ADN
Capacidad de duplicarse
Potencialidad para llevar gran cantidad de información 
Complementariedad de bases
 La secuencia de nucleótidos determina la
secuencia de aac´s en la proteína
 Millones de alternativas de secuencia de
bases nitrogenada
 La unión específica A - T y C - G garantiza la
estabilidad de la información
Replicación ADN Transcripción ARN Traducción Proteínas
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA 
Núcleo
Citoplasma
Duplicación del 
ADN
Ciclo Celular
2. Semiconservativa.- Cada hélice doble hija
contiene una cadena parental y otra recién
sintetizada
1. Conservativa.- Una hélice doble hija tiene
las dos cadenas recién sintetizada y se
conserva la hélice doble parental
3. Dispersiva.- Las dos moléculas hijas
poseen cadena que contienen ciertos
segmentos de ADN parental y otros recién
sintetizados
HIPÓTESIS DE LA DUPLICACIÓN
FORMAS DE DUPLICACIÓN DEL ADN
SemiconservativaConservativa Dispersiva
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1957 síntesis de ADN in vitro
ADN PRIMARIO + 4 TIPOS DE NUCLEÓTIDOS + ADN POLIMERASA
(A + T)/(G + C) = ADN primario 
ADN SINTETIZADO
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1958 Experimentos de Meselson y Stahl
N15 N14
Conservativa Semiconservativa Dispersiva
1ra Replicación
2da Replicación
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1958 Experimentos de Meselson y Stahl
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1958 Experimentos de Meselson y Stahl
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1958 Experimentos de Taylor
Marcaje con isótopo radioactivo, de células de
raíces, que luego de varias divisiones mitóticas, se
lavaron y se colocaron en un medio No radioactivo
1ra mitosis
2da mitosis
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
Observación de Cromosomas en Arlequín
Replicación en presencia de Bromodeoxiuridina
(BUdR), con posterior tinción con Giemsa
Las cadenas de 
ADN nueves se 
tiñen de manera 
diferente a las 
cadenas originales
Soportes a la hipótesis de replicación 
Semiconservativa
1963 Experimento de Cairns
Enzimas de la Replicación
Topoisomerasas
ADN Polimerasas
Ligasa
Primasa (ARN polimerasa)
Helicasa
Proteína de unión de ADN de cadena simple
DUPLICACIÓN DEL ADN
DUPLICACIÓN
Separación de las dos cadenas de ADN por ruptura de los
enlaces de hidrógeno
Apareamientos específicos de las base púricas y
pirimidinicas (A – T y G – C)
Identificación del “primer” por parte de la ADN polimerasa
Avance de la síntesis de la cadena nueva en sentido 5´ a 3´
Dos tipos de síntesis: Continua y Discontinua
(Fragmentos Okasaki)
RESUMEN DUPLICACIÓN
Tema 2-3. ARN. Transcripción del Código Genético
1- ¿Portador de la Información Genética?
Tema 2-3. ARN. Transcripción del Código Genético
2- ¿Diferencia entre Procariotas y Eucariotas ?
Replicación ADN Transcripción ARN Traducción Proteínas
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA 
Núcleo
Citoplasma
T.I.
ARN ProteínasReplicación ADN
Año 1990= Transcriptasa Inversa
Cuestionamiento del Dogma
-Macromolécula de cadena larga y sencilla
- Azúcar (pentosa) = Ribosa
- Ácido fosfórico
-Bases nitrogenadas: Purinas (2 anillos) = adenina y guanina
Pirimidinas (1 anillo) = uracilo y citosina
- Localización= Núcleo: sintetizado a partir de 1 cadena de
ADN
Citoplasma: síntesis de proteínas
ARN (Ácido ribonucleico)
Propiedades:
ADN VS ARN
Síntesis de
Proteínas
Información
Genética
Papel en la célula
Núcleo y 
Citoplama
Principalmente Núcleo Localización
A, G, U y CA, G, T y CBases nitrogenadas
RibosaDesoxirribosaAzúcar
SencillaDobleTipo de Cadena
ARNADNCaracterística
Tipos de ARN
 ARN mensajero (ARNm) 5%
 ARN de transferencia (ARNt) 15%
 ARN ribosómico (ARNr) 80%
 ARN nucleares pequeños (ARNsn)
 ARN citoplasmáticos pequeños (ARNsc)
ARNm
Existe un ARNm específico 
para cada gen que se este 
expresando en un momento 
determinado
¿ Qué es ? ¿ Donde se encuentra?
¿ Cual es su función ?
Tipo de ARN que 
porta la información 
codificada en el ADN
Núcleo y Citoplasma
Ribosoma
Eucariotas 2 tipos 
de ARNm:
Heterogéneo
Homogéneo
Actúa como mensajero 
durante la síntesis de 
proteínas
¿ A donde lleva el mensaje ?
Experimentos de Pulso y Caza
Después de la caza
Caza con precursores 
NO radioactivos
Después del pulso
Citoplasma
Núcleo
Tipos de ARNm en Eucariotas
Heterogéneo
Homogéneo
ARNt
¿ Qué es ?
¿ Donde se encuentra ?
¿Función?
Citoplasma
Adherirse a los aminoácidos y 
colocarlo en las posiciones 
apropiadas durante las síntesis 
de proteínas 
Usa el complejo ARNm-ribosoma 
Tipo de ARN que lleva 
los aminoácidos.
Forma hoja de trébol
aac: Leucina
CUU
ARNm
ARNr
¿ Qué es ?
¿ Donde se encuentra ?
¿ Cuál es su función ?
Síntesis de proteínas 
Tipo de ARN que 
conforma los 
Ribosomas
Citoplasma (R.E.R.)
FASES
1. Iniciación 
2. Elongación
3. Terminación
Síntesis de ARNm
(Transcripción)
ARN polimerasa
’


+
’



FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
1. Iniciación: 
- Reconocimiento del ARN polimerasa a Regiones promotoras en 
el ADN (Factor Sigma) 
- Desenrollamiento del ADN 
2. Elongación: 
- Separación del Factor Sigma del ARN polimerasa 
- Fabricación del ARN en sentido 5´ - 3´
3. Terminación 
- ARN polimerasa reconoce señales de terminación
- Reconocimiento directo o indirecto (Rho) 
Señales de terminaciónTRANSCRIPCIÓN
Fuente: 
http://recursos.cnice.mec.es
T C C A A T G G C T T A T T T C C C T A
A G G T T A C C G A A T A A A G G G A T
3´
3´5´
5´
ADN
U C C A A U G G C U U A U U
5´ 3´
Crecimiento 
del ARN
Hebra sin sentido
Hebra molde
Generalidades de la Biosíntesis de ARN
Si hayNo hayProcesamiento del ARNm
Polimerasa I: ARNr
Polimerasa II: ARNm
Polimerasa III: ARNt y ARNr 5S
ARN polimerasa
Síntesis de los 
ARNs
MonocistrónicoPolicistrónicoTipo de ARNm
Corta (1/2 hora a días)Muy corta (min)Vida media del ARNm
EucariotasProcariotas
CÓDIGO GENÉTICO
1. Modelo de Watson-Crick para el ADN.
2. Mecanismo de transcripción de ARNm.
3. Síntesis de proteínas en los ribosomas.
Los nucleótidos correspondían con 
aminoácidos en una disposición lineal 
- La secuencia lineal de aminoácidos en 
una proteína era especificada por una 
secuencia lineal de nucleótidos en un gen
El código genético es un conjunto de
normas por las que la información codificada en
el material genético (secuencias de ADN o ARN)
se traduce en proteínas (secuencias de
aminoácidos) en las células vivas.
CÓDIGO GENÉTICO
Define la relación entre secuencias de tres
nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos.
Un codón se corresponde con un aminoácido
específico.
CÓDIGO
GENÉTICO
EspecíficoMensaje Continuo 
y de 3 letras
Universal
No Solapado
Degenerado
AUU GCU CAG GCU GACCodón
Código 
Solapado
Código No 
Solapado
AUU UUG UGC …
aa1 aa2 aa3
AUU GCU CAG …
aa1 aa2 aa3
Características del Código Genético 
Características del Código Genético 
- El código es Degenerado
20 aminoácidos y 4 bases
Código de 1 letra = 4 combinaciones posibles
de 2 letras = 16 combinaciones
de 3 letras = 64 combinaciones 
64 palabras para 20 aminoácidos 
Conclusión: Existen aac´s que pueden ser 
codificados por más de un codón
Características del Código Genético 
- El código es Universal
Codifica para los mismos aac´s en todos los 
organismos
Ningún codón codifica más de un aminoácido, ya 
que, de no ser así, conllevaría problemas 
considerables para la síntesis de proteínas 
específicas para cada gen. 
- El código es Específico
CÓDIGO GENÉTICO