Dr. Igor Pardo ZapataDOCENTE TITULAR
BASES MOLECULARES
Y CELULARES
DE LA HERENCIA
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESFACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MORFOLÓGICAS
CÁTEDRA DE EMBRIOLOGÍA Y GENÉTICA
¿Qué es la vida?
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La vida depende de la capacidad de las células para almacenar, recuperar y traducir las instrucciones genéticas
necesarias para generar un organismo vivo.
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1871
Fridrich Miescher
Sustancia
Núcleos de los glóbulos blancos
Nucleína
Descubrimiento de ácidos nucleicos
Fósforo Naturaleza ácida
1899
Richard Altmann
Cambió nombre
Ácido Nucleico
1914
Robert Feulgen
Células del timo
Afinidad
Fucsina
Descubrió
Ácido Nucleico
Núcleos de las células
Vegetales Animales
1900
Levaduras
Ácidos Nucleicos
Características químicas distintas
Acido nucleico de la levadura
Descubrimiento de ácidos nucleicos
1920
Ácidos nucleicos
Bases nitrogenadas
Phoebus Levene
4 bases
Phoebus Levene Albercht Kossel
Timina (T)
Citosina (C)
Adenina (A)
Guanina (G)
contienen
Pentosas
desoxirribosa
Fosfato
Diferencia
Ácidos nucleico de la levadura
Base
Uracilo (U)
Pentosa ribosa
1930-1940
Cambio de nombre
Ácido nucleico del timo
Acido desoxirribonucleico (ADN)
Ácido nucleico de la levadura
Acido ribonucleico (ARN)
Naturaleza del material hereditario
Experimento de Griffith
1928
Cepas de bacteria (neumonía)
Bacterias patógenas
Aspecto liso (S)
Bacterias no patógenas
Aspecto rugoso (R)
Resultados Explicaciones
Bacterias (S)
No del todo muertas
“Algo”
Bacteria (S) muerta
Bacterias (R) vivas
Transformación
Principio transformante
Naturaleza del material hereditario
1944
Experimento de Avery, MacLeod y McCarty
Características químicas
“Principio transformante”
Purificado Aislado
Bacterias patógenas
(S)
Incubación
Bacterias no patógenas (R)
Inyección
Mezcla
Resultado
Los animales
Neumonía morían de
Conclusión: el ADN almacena información genética
1950
Experimento de Chargaff
Bases nitrogenadas
Diferentes especies
Postulados:
Composición de
de
Muestra de ADN de diferentes tejidos pero de una misma especie tienen la misma composición de bases nitrogenadas.
La composición de bases del ADN varia de especie a otra.
La composición de bases del ADN de un organismo no varia con la edad, con las condiciones nutricionales, ni con las variaciones del ambiente.
En el ADN de cualquier especie, el numero de bases nitrogenadas adeninas es equivalente al de timinas y el numero de citosinas es equivalente al de guaninas.
Naturaleza del material hereditario
1952
Experimento de Hershey y Chase
Análisis de bacteriófagos
Envoltura proteica ADN
Técnica
Marcar específicamente
Componentes
Proteínicos ADN viral
Responsable
Multiplicación viralResultados
Conclusiones: el ADN viral es el responsable de la producción de nuevas partículas virales.
Experimento de Franklin y Wilkins
¿Cuál es la estructura química tridimensional del
ADN?
Unidades básicas
Ácidos nucleicos
Rosalind Franklin y Maurice H. Wilkins
Utilizaron
Difracción de Rayos XObtener patrones de difracción
Analizados e interpretados
Proponer una determinada
Estructura tridimensional
ADN forma
Doble hélice
El Modelo de Watson y Crick
1953Usando datos
WilkinsComposición
química de ADNModelo de estructura
Tridimensional del ADN
ADN
Formado por
2 largas cadenas de polinucleótidos
Unidas entre si
Enlace
Puente de hidrógeno
Doble hélice
Modelo Watson-Crick-Franklin-Wilkins
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MATERIAL Hereditario
Material Hereditario
Ácidos nucleicos
ADN ARNPolímeros lineales, constituidos por eslabones (monómeros) llamados NUCLEÓTIDOS
Contiene mantiene y transmite la información genética.
BASE + AZÚCAR + FOSFATO = NUCLEÓTIDO
• Enlace éster: grupo carbonilo se combina con el hidroxilo del grupo fosfato.
Es un enlace covalente muy fuerte
• Enlace glicosídico: Enlace entre un carbohidrato y otro grupo. También es covalente
Nucleótidos
Composición química de los ácidos nucleicos
Formados por:
Carbono
HidrógenoOxígeno
NitrógenoFósforo
Constituyen las unidades básicas
Nucleótidos Unidos forman cadenas
Formados por
Base nitrogenada
Moléculas en forma de anillo
Purinas Pirimidinas
2 anillos de C, H y N 1 anillo de C, H, O y N
ADNA, G, C y T
ARN
A, G, C y U
Pentosa
Azúcar o carbohidrato
ADN
Desoxirribosa
ARN Ribosa
Grupo fosfato
H, O y P1 P unido a 2 OH con doble enlace con O
Nucleótidos unidos
Polinucleótidos
Estructura - ADN
AZUCAR
AZUCAR
AZUCAR
BASE
FOSFATO
BASE
BASE
FOSFATO
desoxirribosa
PURINASAdenina (A)Guanina (G)
PIRIMIDICASTimina (T)Citosina (C)
LADOS DE LA ESCALERA
TRAVESAÑOS
AG
TC
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Estructura - ADN
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Estructura - ADN
EXONESSecuencias codificantes
INTRONESno funcionales
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Los Genes
Segmento de DNA (exon) que determina o controla la secuencia de aminoácidos de un tipo particular de cadena polipeptidica, o de una determinada proteína.
unidad básica de la herencia.
Secuencia de ADN que contiene información para la síntesis de proteínas.
Secuencia de TRIPLETES que codifica todos los aminoácidos que estructuran una proteína.
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GenesSon segmentos de ADN que contienen la información que determina una característica genética.
21Ubicados a lo largo de los brazos de los cromosomas, en lugares específicos llamados Locus (Loci).
Genes
Funciones del ADN
1.Replicación o síntesis de ADN
2.Transcripción o síntesis de ARN
3.Síntesis de proteínas
LA TRANSCRIPCIÓN Y LA TRADUCCIÓN
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Replicación síntesis de ADN
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Transcripción o síntesis de ARN
LA TRANSCRIPCIÓN: Síntesis de una molécula de ARNm que es copia de un gen del ADN
• Ocurre en el núcleo• Se sigue la regla decomplementareidad debases• En lugar de T se coloca U• Cada TRIPLETEde bases del ARNm sellama CODÓN
LA TRADUCCIÓN: Síntesis de la proteína codificada en el gen que ha copiado el ARNm• Lugar en que ocurre: CITOPLASMA
• “Protagonistas”: ARNm (mensajero) ARNt (de transferencia) RIBOSOMAS AMINOÁCIDOS (están en el citoplasma)
• Resultado final: Síntesis de la proteína codificada en el gen del ADN
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Traducción
• El ARNm transcrito sale del nucleo al citoplasma
• Los ribosomas se unen al ARNm. Cada ribosoma incluye dos codones del ARNm
EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN
EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN
Cada ARNt se une a un aminoácido determinado y lo transporta hasta el ribosoma.Cada ARNt coloca el aminoácido en el codón que es complementario a su anticodón
EL PROCESO DE LA TRADUCCIÓN
• El ribosoma se va moviendo por el ARNm hasta que llega a un CODÓN DE FIN y se acaba la traducción. Al acabar la traducción, se separan todos los componentes: Las dos partes de los ribosomas -El ARNm -El ARNt -La proteína formada (polipéptido)
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Síntesis de Proteínas Función primaria de genes es dirigir la síntesis proteica
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Tipos de ARN
Transporta información que contiene el ADN a los ribosomas
Transportan los A.A. según secuencia determinada por el RNA m
Junto a proteínas constituye la estructura de ribosomas (donde se unen los A.A.)
RNA nucleolarPrecursor del RNA m
sn RNP sMoléculas de RNA unidas a
proteínas denominadas : RIBONUCLEOPROTEINAS
PEQUEÑAS NUCLEOLARES intervienen en síntesis de RNA m
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Código genéticoLos genes utilizan un CODIGO para transmitir la información a los ribosomas.
TRES BASES en el gen y en el RNA m codifican un AA.
Estos “tripletes” se conocen como CODONES
Hay cuatro clases de bases y 64 posibilidades de codones suficientes para los veinte tipos de AA
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MutaciónToda variación genética se origina a partir del proceso conocido como mutación
Alteración hereditaria de una secuencia de bases en una molécula de DNA.
Mutaciones
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Mutación
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Un solo gen, mutaciones puntiformes
Alteran la secuencia del DNA, hacen que se produzcan modificaciones en los tripletes que codifican los aminoácidos de las proteínas y, en consecuencia, originan la producción de proteínas anormales.
Número o de la estructura de los cromosomas de una célula.
Ello significa que una mutación cromosómica debe afectar a una cantidad relativamente importante de DNA.
Mutación
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Mosaicismo: Si una mutación ocurre tempranamente durante el desarrollo, los descendientes de la célula pueden representar una fracción significativa del individuo, el cual al estar compuesto de células de más de un genotipo es un mosaico genético.
Mutación De Novo
Poliposis adenomatosa familiarNeoplasia endocrinaRetinoblastoma
No existe historia familiar de cáncer
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Métodos de análisis de ADN
I. TECNOLOGÍA DE ADN RECOMBINANTEII. REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA.III. MANCHADO DE SOUTHERN
Enfermedades Genéticas
Transmitidos por Herencia Mendeliana
•Simple o monogénica, los cuales están determinados, primordialmente por un único gen mutante.
T. Multifactoriales
•Acción de múltiples genes y múltiples factores exógenos o ambientales.
T. Cromosómicos
•Los que la falta, el exceso o la estructuración anómala de uno o más cromosomas causa deficiencia o exceso de material hereditario.
T. Mitocondriales
•Un número relativamente escaso de enfermedades heredi-tarias son ocacionadas por alteraciones del pequeño cromosoma mitocondrial.
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Referencias
1. Dawkins, R. 1982. The extended phenotype. Freeman, San Francisco.
2. Lewin, B. 1997. Genes VI. Oxford University Press, Oxford.3. Lewontin, R. C. 1974. The genetic basis of evolutionary change.
Columbia University Press, Nueva York.4. Lewontin, R. C. 1992. Genotype and phenotype. En: Keywords in
evolutionary biology. Editado por E. V. Keller y E. A. Lloyd. Harvard Universtiy Press, Cambridge, MA.
5. Li, W.-H. y D. Graur. 1991. Fundamentals of Molecular Evolution. Sinuaer Associates, Sunderland, MA.
6. Mayr, E. 1982. The growth of biological thought. Harvard University Press, Cambridge, MA.
7. Schmalhausen, I. I. 1949. Factors of evolution. The theory of stabilizing selection. Blakiston, Philadelphia.
