GENÉTICA MOLECULAR

GENÉTICA MOLECULAR

1. EL ADN, EL CÓDIGO GENÉTICO Y SU TRADUCCIÓN

   • el estudio de los mecanismos de la herencia supuso un gran descubrimiento que trataría de explicar cómo aquellos descubrimientos de Mendel tenían una ubicación especifica en las células de los seres vivos. Es así como el ADN constituye la molécula portadores de la información que secuenciará la formación de nucleótidos, aminoácidos y posteriormente proteínas con la capacidad de instruir la formación estructural de los organismos vivos. En tales estudios se destaca el modelo propuesto en 1953 por Watson y Crick
   • La pregunta por la química de la herencia: ¿ADN o proteínas?
     • Los cromosomas
       • estudios establecieron que los cromosomas están formados por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteínas en cantidades aproximadamente iguales. En un principio los científicos no comprendían como de unos compuestos químicos “sin vida” se encontraban las instrucciones para la “célula viva”
     • Los aminoácidos
       • están compuestos por un grupo amino y uno carboxilo unidos a un átomo de carbono central. Veinte aminoácidos pueden constituir una proteína
   • El ácido desoxirribonucleico (ADN): el material hereditario
     • Estudios de Griffith
       • su descubrimiento del ADN partió de los estudios de Frederick Griffith, basados en bacterias (streptococcus pneumonidaes- causante de cierto tipo de neumonía) el cual consistió en inocular ratones con cepas virulentas (con cubierta protectora) y no virulentas (sin cubierta protectora). En ello se observó que cuando los ratones eran inoculados tanto con la cepa con capsula muestra con calor y sin capsula no se desarrollaba la enfermedad, pero cuando se mezclaba la cepa muestra con aquella no virulenta se desarrollaba la enfermedad por lo que suponía que había trasmisión de características
     • Estudios de Delbrück y Salvador
       • se basaron el estudio de bacteriófagos (virus “comedores de bacterias”) en los que se observaron que 25 minutos luego de infectar a la célula bacteriana, esta estallaba liberando centenares de virus nuevos con copias exactamente iguales al que infecto
     • Estudios de Hershey y Chase
       • descubrieron que el ADN del bacteriófago penetra en la célula y lleva el mensaje hereditario por completo de la partícula viral
   • El modelo de Whatson y Crick
     • contaron con un gran cumulo de información como lo fue lo grande, larga y delgada que era la molécula del ADN, así como que sus principales componentes son los nucleótidos (quienes a su vez estaban conformados por las cuatro bases nitrogenadas Adenina, Timina, Citosina y Guanina, así como de fosfatos y azúcar), dispuestos a manera de peldaños de escalera enfrentados paralelamente las bases nitrogenadas con posibilidad de miles de combinaciones diversas en la secuenciación de la información hereditaria
   • Código genético
     • Corresponde al conjunto de tripletes de nucleótidos  en el ARN (copiado a partir de ADN) que específica el orden de los aminoácidos en una proteína. En tal sentido consiste en 64 combinaciones de tripletes (codones) y sus aminoácidos correspondientes
   • Del ADN a la proteína: el papel del ARN
     • El papel importante de la cadena de ARN, inicialmente el mensajero (ARNm), al ser una cadena extensa de alrededor de 500 a 100 nucleótidos, con secuencias de ADN, son cadenas únicas que copia o transcribe la información a partir de la cadena molde según el principio de apareamiento
     • Transcripción
       • en este proceso se sintetiza una nueva cadena complementaria de nucleótidos, de tal manera que la cadena es antiparalela a la del molde de ADN de la cual fue transcrita
     • En procariotas
       • hay un único tipo de ARN polimerasa, es un gran complejo multienzimático asociado con varias proteínas que participan en diferentes momentos de la trascripción
     • En eucariotas
       • al igual que con los procariotas la transcripción es similar, pero con algunas variaciones, como: se da un procesamiento posterior llamado “splicing del ARN” antes de dejar el núcleo e ingresar al citoplasma
     • En cuanto a estructura
       • las diferencias más notorias entre el ARN y el ARN es el azúcar que los componen, Ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN; las bases nitrogenadas, en el ADN la timina es reemplazada por el uracilo en el ARN
     • Dogma central de la genética molecular
       • establece que la información fluye del ADN al ARN y de este a las proteínas. La replicación del ADN ocurre solo una vez en cada ciclo celular
   • Genes y Proteínas
     • en un principio Beadle y Tatum determinaron que la relación entre ambas era tan derivada que expresó que un solo gen especifica solo una encima, no obstante, se debió modificar el termino enzima por proteína, aun cuando no toda proteína es una enzima. Sin embargo, aunque se sabe en la actualidad que los genes son los precursores en la formación de proteínas, no se puede decir que actúa uno solo sino muchos de ellos
   • La replicación de ADN
     • comienza con la secuenciación de nucleótidos en la que actúan enzimas como:
     • Helicasa
       • desarrollan la doble hélice en cada horquilla de replicación
     • Topoisomerasa
       • relajan el super enrollamiento y cortan las cadenas por delante de las horquillas
     • Primasa
       • da inicio a la replicación a partir de un cebador de ARN
     • ADN Polimerasa
       • comienza la adición de nucleótidos a partir de la síntesis de una nueva cadena
     • ADN ligasa
       • une los fragmentos de Okazaki contiguos
     • Telomerasa
       • actúa en los casos en los que se da perdida de nucleótidos
   • El ADN como portador de la información
     • La información contenida en el ADN esta dispuesta, de tal manera que una hebra extendida mediría alrededor de 2 metros de largo son información equivalente a 600.000 páginas impresas de 500 palabras cada una, o una biblioteca con 1.000 libros aproximadamente.  También la estructura del ADN y su secuenciación supone la gran diversidad de seres vivos, por ejemplo, en un virus (el más sencillo) tiene 5.000 pares base a los 5.000 millones que posee el ser humano
   • La síntesis de proteínas o traducción
     • la síntesis de proteínas se da en una estructura u organelo celular conocido como ribosoma, que a su vez consisten en dos subunidades, una grande y una pequeña cada una formada por ARNr y proteínas específicas. De igual forma, se requiere de moléculas de ARNt
     • En procariotas
       • en estos organismos el ARN se transcribe a partir de una molécula de ADN circular y, a medida que ocurre la transcripción, se produce la traducción en el mismo compartimiento
     • En eucariotas
       • la trascripción ocurre en el núcleo y el ARN, luego de sufrir un procesamiento, se dirige al citoplasma donde se produce la síntesis de proteínas
     • Etapas de la síntesis de proteínas
       • Iniciación
         • la subunidad ribosómica más pequeña se une al extremo 5´ de una molécula de ARNm. La primera molécula de ARNt, que lleva el aminoácido modificado Met, se acopla con el codón iniciador AUG de la molécula de ARNm
       • Elongación
         • un segundo ARNt, con su aminoácido unido, se coloca en el sitio A y su anticodón se acopla con el ARNm. Se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma
       • Terminación
         • Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación, el polipéptido se esciende del último ARNt
   • Redefinición de las Mutaciones
     • Corresponde a los cambios en la secuencia o en el número de nucleótidos en el ácido nucleico de una célula o de un organismo. Las mutaciones pueden ocurrir en forma de sustituciones de un nucleótido por otro, delecciones o adiciones de nucleótidos
     • La delección o adición de nucleótidos
       • este cambio dentro de un gen lleva a cambios en la proteína producida

Images and files in the map