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Genética molecular

Frederick Griffith experimentó con cepas de la bacteria Streptococcus pneumoniae, cuando trataba de encontrar una vacuna contra la neumonía. Estudio:

Cepa R: La bacteria R desarrolló colonias con una superficie rugosa. Las bacterias R no eran virulentas, lo que significa que cuando se inyectaron en un ratón, no indujeron enfermedad.

Cepa S: Las colonias de bacterias S eran lisas. La bacteria desarrolló un recubrimiento a base de polisacárido o azúcar que permitió que los ratones prosperaran. Inyectar ratones con bacterias S vivas causó neumonía y muerte.

Griffith, como parte de sus ensayos, intentó inyectar a los ratones bacterias S muertas (por calor). Como era de esperar, los ratones no fueron infectados.

Cuando las bacterias R inocuas se combinaron con bacterias S inofensivas muertas por calor y se inyectaron en un ratón, el ratón no solo desarrolló neumonía y murió, encontrándose restos de bacterias S.

La conclusión a la que llegó fue que debía existir algo en las bacterias muertas que, al ser captado por las bacterias vivas inoculadas, inofensivas, las transformaba en infectivas. Lo llamó principio transformante.

En 1949, Linus Pauling pudo explicar por qué una proteína pierde su función biológica cuando el gen que codifica para ella sufre un cambio en su secuencia, es decir, una mutación.

HISTORIA

En 1952, los experimentos de Hershey y Chase utilizando el bacteriófago(PROTEÍNA +ACIDO NUCLÉICO) T2, utilizaron 2 cultivos con fagos marcadores con 32P y 35S constataron que el ADN es la molécula responsable de contener la información del individuo.

En 1953, James Watson y Francis Crick propusieron el modelo de doble hélice: -Replicación abriendo la doble hélice como una cremallera.-Almacenar info con un código de 4 letras(A,T,U,C)

Genética: parte de la Biologia que estudia la herencia biológica, el flujo de Información genética (ADN proteinas) y la regulación de genes. Gen: fragmento de ADN que almacena y expresa la Información necesaria para que los organismos desarrollen sus caracteres y transmitan esa Información de una generación a la siguiente. ADN→ requisitos: Quimicamente estable: no sufre alteraciones Capacidad de originar coplas de si misma: transmisión a la descendencia Capacidad de pasar la Información de una generación a otra Admite pequeños cambios: permite la variabilidad (evolución).

ESTRUCTURA

Organismos procarlotas: único cromosoma circular + plasmidos (moléculas de ADN circular pequeñas y con capacidad de autorreplicarse). Genes continuos

Organismos eucariotas: ADN en núcleo celular (genoma nuclear) + ADN circular (mitocondrias y cloroplastos: moléculas pequeñas, sin histonas) ADN repetitivo: más del 50% del genoma humano: no codifican proteinas➡ señales de regulación génica • Intrones y exones: genes no continuos: Intrones se transcriben, pero no se traducen (no codificantes) y exones se transcriben y traducen (codificantes). ADN asociado a histonas (cromosomas)

DOGMA

MODELO CONSERVATIVO: en las células hijas una de ellas conserva en su ADN las dos cadenas originales, mientras que la otra contiene las dos hebras copiadas en el proceso.

MODELO SEMICONSERVATIVO: por el que las células hijas contienen cada una hebra original y una hebra copia sintetizada a partir de ella. Fue el propuesto por Watson y Crick en 1953.

MODELO DISPERSIVO: cada célula hija contiene mezclados fragmentos de la hebra original y de la hebra copiada.

Meselson y Franklin Stahl(PROCARIOTAS) Taylor(EUCARIOTAS) demostraron = semiconservativo. Bacterias cultivadas con el isótopo pesado del nitrógeno fueron cambiadas a un medio de N14 y se les dio el tiempo justo para que solo pudiesen replicarse una única vez. Al centrifugar, a banda que apareció era un punto intermedio. Este hecho permitió descartar la teoría conservativa, ya que según los supuestos de esta teoría se habrían obtenido dos bandas: N14 y N15 . Con tal de descartar una de las dos últimas teorías restantes, se extrajo el DNA de bacterias que también habían crecido durante varias generaciones en un medio de N15 pero que habían tenido ocasión de replicarse dos veces en un medio con N14. Al centrifugar este DNA se observaron dos bandas: una que se correspondía con la medición de las bacterias que solo se habían replicado una vez y la otra que equivalía al DNA creado únicamente a partir de N14= SEMICONSERVATIVA

CÓDIGO GENÉTICO

Francis Crick propuso en 1958, y publicó en 1970, el Dogma Central de la Biología Molecular.Es decir, el ADN para expresarse realiza una copia de su molécula en forma de ARN mediante un proceso llamado transcripción. Una vez formado este ARN es traducido por los ribosomas para dar lugar a una proteína, mediante el proceso llamado traducción. El ADN además es capaz de originar una copia idéntica de sí misma para repartirla entre las células hijas tras la división celular, mediante el proceso llamado replicación.

PERO: virus con ARN=ARN replicasa= copiasa de ARN; Retrovirus con ARN= Transcriptasa inversa

Es el código que relaciona la secuencia de bases del ARNm con la secuencia de aminoácidos en las proteinas 1 aminoácido = 3 tres bases nitrogenadas consecutivas en el ARNm: triplete o codon . 4 bases distintas (A, G, C, U)=64 codones distintos→ 20 aminoacidos = varios tripletes para un mismo aminoácido. Caracteristicas: 1. Universal: usado por todos los seres vivos (excepciones como las mitocondrias) 2. Degenerado: varios tripletes codifican para un mismo aminoácido 3. No presenta imperfección: lo que significa que ningún codón codifica para más de un aminoácido. 4.Carece de solapamiento: ya que los tripletes se localizan sobre el ARNm como una secuencia lineal. Tripletes sin sentido: de paro o stop (UAA, UAG, UGA)➡ marcan el fin de la región a traducir (fin de la proteina) 4. AUG: principio de la región que se va a traducir (Met) todas las proteinas comienzan por Met: después se elimina

Hay genes que aparecerán desactivados, impidiéndose su expresión en forma de heterocromatina (insulina en célula muscular), mientras que otros aparecerán activados para poder expresarse, en forma de eucromatina (insulina en pancreas). La regulación de la expresión génica se produce de forma diferente en procariontes y eucariontes:

Procariontes: Francçois Jacob y Jacques Monod propusieron el modelo del operón. Este modelo propone la existencia de unas determinadas proteínas reguladoras que controlan a su vez la transcripción de los genes que codifican para las enzimas que actúan en una determinada ruta metabólica. Eucariontes: El proceso es hormonal, es decir son hormonas las que actúan como factores activadores del proceso de transcripción.

Existen básicamente dos tipos de hormonas con una forma de actuación diferente: Hormonas esteroideas: de naturaleza lipídica y desencadenando directamente la activación. Hormonas proteicas: de naturaleza peptídica, proceso de tranducción de señales que acaban por actuar sobre la enzima polimerasa a través de segundos mensajeros como el AMPc.