Ciencias Biológicas 2

© 2006

Teresa Audesirk

Gerald Audesirk

Bruce E. Byres

El ADN: La molécula de la herencia

Capítulo 1: Material genético

I. ¿Qué significa cuando decimos que el ADN es la "molécula de la

herencia"?

A. El ADN es la molécula que contiene el diseño de todas las formas de vida en la tierra.

B. Las unidades de información genética se llaman genes

• 1. Gen — segmento de ADN que contiene la información necesaria para epecificar la secuencia de aminoácidos de las proteínas.

II. ¿Cómo sabemos que el ADN es el material genético?

A. Descubrimiento de los ácidos nucléicos• 1. 1870s—Friedrich Miescher

B. Durante la primera mitad del siglo XX, la mayoría de los científicos pensaban que los genes estarían compuestos por las proteínas presentes en los cromosomas.

C. Transformación Bacteriana • 1. En 1928 Frederick Griffith en sus

experimentos con bacterias transformadas, descubrió que los genes están compuestos por ADN

• 2. 1933 — J. L. Alloway

D. El ADN es el material que se transforma en la bacteria

• 1. En 1944 los científicos Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty continuaron los experimentos de Griffith y confirmaron que el ADN es la molécula que transformó las bacterias.

E. El ADN es la molécula de la herenciaen los bacteriófagos

• 1. 1952—Alfred Hershey y Martha Chase

II. ¿Cómo sabemos que el ADN es el material genético?

Cepa(s) bacteriana(s) inyectadas al ratón

Resultados Conclusiones

La cepa R no produce neumonía

La cepa S produce neumonía

La cepa S muerta por calor no produce neumonía

Una sustancia de la cepa S muerta por calor transforma la cepa R inocua en una cepa S mortífera

Bacteria Transformada

III. Estructura del ADN

A.A. Se compone de 4 nucleótidosSe compone de 4 nucleótidos

B.B. Un esqueleto de azúcares y Un esqueleto de azúcares y fosfatos alternados y unidos por fosfatos alternados y unidos por enlaces covalentesenlaces covalentes

C. La regla de Chargaff: Adenina C. La regla de Chargaff: Adenina forma puente de hidrógeno sólo forma puente de hidrógeno sólo con Timina (A=T) y Citosina forma con Timina (A=T) y Citosina forma puente de hidrógeno sólo con puente de hidrógeno sólo con Guanina (C=G)Guanina (C=G)

III. Estructura del ADN

D. Estructura helicoidal• 1. En 1952 los científicos Maurice Wilkins y Rosalind Franklin estudiaron la estructura del ADN mediante difracción de rayos X

E. El ADN es una doble hélice de dos cadenas complementarias de nucleótidos

• 1. En 1953 James Watson y Francis Crick proponen un nuevo modelo para el ADN

III. Estructura del ADN

F. Diferencias del ADN

• 1. Procariotas: El ADN procarótico forma comúnmente una estructura circular cerrada

• 2. Eucariotas: El cromosoma eucariótico se compone de una doble hélice lineal de ADN ligada a proteína

Los cuatro nucleótidos del ADN

TiminaTimina CitosinaCitosina

AdeninaAdenina GuaninaGuanina

Difracción de rayos X del ADN

Se forman puentes de hidrógeno entre las bases complementariasLos pares de

bases complementarias mantienen unidas las dos cadenas de ADN

El ADN es una doble hélice de dos cadenas de nucleótidos

El modelo de Watson-Crick de la estructura del ADN

IV. Replicación del ADN

A. Para la reproducción celular es necesaria la replicación

B. Este proceso requiere de energía y la participación de varias enzimas:

• 1. ADN helicasa

• 2. ADN polimerasa

• 3. ADN ligasa

IV. Replicación del ADN

C. La Replicación es semiconservativa

D. Velocidad de replicación: 50 – 500 nucleótidos por segundo

El modelo de replicación semiconservativa

Una doblehélice de ADN

Cro

mosom

aD

up

licad

o

Cro

mosom

aC

rom

osom

a

Cromosomas hijos

mitad antiguo,

mitad nuevo

Ambas hebras del

ADN original

sirven como molde

Cromátidas hermanas

Doble hélice de ADN parental

Doble hélice nueva conuna cadena antigua y una nueva

Replicación

del ADN

Nucleótidos libres

Las horquillas de replicaciónse desplazan en sentidos opuestos

ParentalHija Horquillas de replicación

Comienza la replica-ción del ADN Burbuja de replicación

La replica-ción del ADN avanza

La replica-ción del ADN ha terminado

Burbuja Burbuja de de replicacióreplicaciónn

Detalles de la replicación (1)

Una de las cadenas se sintetiza en forma de cadena larga y continua

La otra cadena de ADN debe sintetizarse como una serie de segmentos cortos que la ADN ligasa une después

desenrrollándosePP

PP PP

PPSS

SSSS SS

C o n t i n u a

S e g m e n t a d aS e g m e n t a d a

Horquilla de

replicación

Detalles de la replicación (2)

La helicasa desenrrolla el ADNLas ADN polimerasas agregan nucleótidos para hacer

crecer las cadenasLa ADN ligasa une segmentos cortos adyacentes

Detalles de la replicación (3)

A. Errores en la replicación del ADN• 1. Un error por cada 10.000 pares de bases se ha reducido a un error por cada un billón de pares de bases

B. Varias enzimas reparadoras utilizan una cadena de ADN complementaria para corregir el daño

V. Reparación en el ADN

A. Cambios en la molécula de ADNA. Cambios en la molécula de ADN• 1. Substitutión de nucleótido1. Substitutión de nucleótido• 2. Deleción de nucleótido2. Deleción de nucleótido• 3. Inserción de nucleótido3. Inserción de nucleótido

B.B. Los errores en la replicación que Los errores en la replicación que no son reparados son una fuente no son reparados son una fuente de variabilidad genéticade variabilidad genética

C. Las mutaciones que resultan de C. Las mutaciones que resultan de los errores de la replicación los errores de la replicación pueden causar serias pueden causar serias consecuencias para la salud.consecuencias para la salud.

VI. Errores en la replicación pueden producir mutaciones del ADN

FinFin