Capítulo Trece: ADN

La estructura de ADN

Contribuyentes importantes al código genético

Replicación de ADN

​

Activación del conocimiento previo

1. Listar ocho características de los seres vivos.
2. Listar cinco elementos encontrados en los ácidos nucleicos.
3. Nombrar el monómero de ácidos nucleicos.
4. Identificar las tres partes de un monómero mencionadas en la pregunta tres.
5. Nombrar dos ejemplos de ácidos nucleicos.
6. ¿Cuáles son los enlaces entre los nucleótidos?
7. Identificar tres diferencias entre las células procariotas y eucariotas.
8. ¿Qué orgánulo sirve como el sitio de la síntesis proteica?
9. ¿Qué orgánulo modifica, ordena y empaqueta proteínas?
10. ¿Qué orgánulo sirve como una carretera intracelular?
11. Nombrar el monómero de las proteínas.

​

Ocho Características de Los Seres Vivos.

​

​

1. Los seres vivos se basan en un código genético universal (ADN).
2. Los seres vivos crecen y se desarrollan.
3. Los seres vivos responden a sus entornos (estímulo).
4. Los seres vivos se reproducen.
5. Los seres vivos mantienen un ambiente interno estable (homeostasis).
6. Los seres vivos obtienen y utilizan material y energía (metabolismo).
7. Los seres vivos están hechas de células.
8. Como grupo, los seres vivos evolucionan con el tiempo.

​

Ácidos Nucleicos

• Compuestos orgánicos grandes y complejos que almacenan información en las células, utilizando un sistema de cuatro compuestos para almacenar información hereditaria, dispuestos en un determinado orden como un código para las instrucciones genéticas de la célula.
• Elementos: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo
• Monómero: Nucleótido
• 1. Grupo fosfato (ácido fosfórico)
• 2. Azúcar de 5 carbono (pentosa)
• (desoxirribosa o ribosa)
• 3. Base de nitrógeno

​

(Grupo fosfato)

• (Azúcar)

(Base de nitrógeno)

Ácidos Nucleicos

​

• Los nucleótidos se combinan, en El ADN para formar una doble hélice, y en ARN una sola hélice.
• Los lados de la escalera están formados por el grupo fosfato y el azúcar y los peldaños de la escalera son bases de nitrógeno.
• Ejemplos de ácidos nucleicos:
1. Ácido desoxirribonucleico (ADN)
2. Ácido ribonucleico (ARN)

​

Ácidos Nucleicos y Síntesis de Deshidratación

Ácidos Nucleicos

​

Dos Categorías de Células

Procariotas

Eucariotas

​

• Núcleo

-No Núcleo

-Menos complejo

(plantas y bacterias)

-Más pequeñas y -Membrana

celular

• ADN

-Citoplasma

​

-Ribosomas

-Orgánulos unidos a membrana

-Multicelular

- Ribosomas más grandes y complejos

​

_{- Seres vivos}-ADN es en forma de X

- Unicelulares _{- Complejo}

menos complejo ribosomas

-

10-100µm

El ADN es circular 0.1-10µm

​

-Paredes celulares

Las Proteínas

• Elementos: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno
• Monómero: Aminoácido (20 tipos diferentes)

Cada aminoácido tiene un átomo de carbono central unido a 4 otros átomos o grupos funcionales.

• ​

(grupo amino)

(grupo carboxilo)

(grupo amino)

(grupo carboxilo)

Los Organúlos

​

El orgánulo que sirve como el sitio de la síntesis proteica:

Ribosomas (ER áspero)

El orgánulo que modifica, ordena y empaqueta proteínas:

Golgi

El orgánulo que sirve como una carretera intracelular:

Retículo endoplasmático (ER)

La estructura del ADN

Sección 13.2: La estructura del ADN

El Video: Descubrimiento del ADN doble hélice (17:08)

Viaje NOVA a un humano (Interactivo)

​

Aprender Tutorial de Genética

Cada monómero de nucleótidos está hecho de tres partes:

El ácido desoxirribonucleico es un polímero formado a partir de unidades llamadas nucleótidos.

1. Azúcar de 5 carbono (desoxirribosa)
2. Grupo fosfato
3. Base de nitrógeno

b.

a.

c.

Hay 4 bases nitrogenadas encontradas en el ADN:

Purines (2 anillos)

1. Guanina (G)
2. Adenina (A)

Pirimidinas (1 anillo)

1. Timina (T)
2. Citosina (C)

Nucleótidos

(Desoxirribosa)

(Grupo de fosfato)

(Base)

(Adenina)

(Guanina)

(Citosina)

(Timina)

Erwin Chargaff

• Erwin Chargaff descubrió que los porcentajes de bases de adenina [A] y timina [T] son casi iguales en cualquier muestra de ADN.
• Lo mismo es cierto para los otros dos nucleótidos, guanina [G] y citosina [C].
• La observación de que [A] -[T] y [G] - [C] se hizo conocido como uno de "Reglas de Chargaff."

​

​

​

Hydrogen bonds- Enlaces de Hidrogeno

Rosalind Franklin

• En la década de 1950, el científico británico Rosalind Franklin utilizó una técnica llamada rayos X difracción para obtener información sobre la estructura de la molécula de ADN.
• La difracción de rayos X reveló un patrón en forma de X que muestra que las hebras en el ADN se tuercen entre sí como las bobinas de un resorte.
• El ángulo del patrón en forma de X sugirió que hay dos hebras en la estructura.
• Otras pistas sugieren que las bases nitrogenados están cerca del centro del ADN molécula.

Watson & Crick

• Al mismo tiempo, James Watson, un biólogo estadounidense, y Francis Crick, un físico británico, también estaban tratando de entender la estructura de ADN.
• A principios de 1953, Watson recibió una copia del patrón de rayos X de Franklin. Las pistas del patrón de rayos X de Franklin permitieron a Watson y Crick crear un modelo que explicara la estructura y las propiedades específicas del ADN.
• Construyeron el primer modelo 3D correcto de la molécula de ADN.

Watson & Crick

​

• En el modelo de doble hélice del ADN, de dos hebras se tuercen entre sí como escaleras de caracol.
• La doble hélice dio cuenta del patrón de rayos X de Franklin y explica la regla de Chargaff emparejamiento base y cómo las dos escuelas de ADN se mantienen unidas.
• Lo que sabian…
• El ADN está hecho de dos hebras.
• Cada hebra tiene un -fosfato de azúcar.
• Las bases están en el medio conectado a través de enlaces de hidrógeno

Acido Desossiribonucleico

• El polímero de ADN se ve como una escalera retorcida, con el grupo de azúcar de 5 carbonos y fosfato haciendo los lados de la escalera y las bases de nitrógeno es los escalones / peldaños.

Las bases de nitrógeno se emparejan de acuerdo con algunas reglas

​

​

• Los purinas se emparejan con pirimidinas
• Acina parejas con Citosina
• Adenina parejas con Timina

Las bases de nitrógeno se mantienen unidas por enlaces del HIDRÓGENO..

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Acido Nucleico

La Estructura del ADN

Las hebras de ADN son ANTIPARALELAS

• Corren en direcciones opuestas.
• Una hebra está dispuesta 5' a 3' mientras que la otra hebra es 3' a 5'
• 5' y 3' se refieren a los átomos de carbono en el azúcar desoxirribosa.

​

Comprueba tu comprensión...

El ADN es una molécula larga formada por unidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido se compone de tres partes básicas desoxirribosa (5 C azucar), grupo fosfato, y base nitrogenada.

• Hay cuatro tipos de base nitrogenada en el ADN
• Se emparejan de acuerdo con dos reglas:
• purinas siempre se emparejan con pirimidinas y
• Las parejas de guanina con pares de citosina y timina con adenina.

​

​

Pregunta de Comprensión

Si la citosina constituye el 22% de los nucleótidos en una muestra de ADN de un organismo, entonces la adenina ¿sería el porcentaje de las bases?

​

​

​

​

1. 22
2. 44
3. 28
4. 56
5. No se proporciona suficiente información para determinar la respuesta a esta pregunta

Respuesta es la C:

​

• C se empareja con G para un total de 44%
• 100-44 a 56% (para A y T)
• Dividido en 2 para el % de A

Capítulo 13: ADN

​

La estructura del ADN

Contribuyentes importantes a la replicación del ADN del código genético

​

​

​

ADN Replicación

ADN Replicación

Debido a que cada una de las dos hebras de la doble hélice de ADN tiene toda la información para reconstruir la otra mitad, se dice que las hebras son complementarias.

Cada hebra de la doble hélice sirve como plantilla para hacer la otra hebra.

Replicación semiconservativa = las dos copias de ADN resultantes tienen cada una una hebra de ADN parental y una hebra recién construida.

​

Práctica de replicación de ADN

A

G

G

C

T

A

C

T

A

A

​

Ilustración de la replicación del ADN

​

​

nuevas bases

​

nuevas

antiguo

​

Replicación de ADN

​

​

ADN polimerasa

​

​

hebras de plantilla

​

ADN polimerasa

​

hebra principal

​

​

hebra rezagada

fragmentos

de Okazaki

ADN

Replicación

Replicación de ADN

​

La replicación del ADN se lleva a cabo mediante una serie de enzimas.

1. Helicasa separa (descomprime) las dos hebras de la doble hélice.
2. Primase crea cebadores de ARN.
3. La ADN polimerasa agrega nuevos nucleótidos.

​

​

Replicación de ADN

¿Cómo se replica?

1. Helicasa - es una enzima que separa las dos cadenas de ADN rompiendo los enlaces de hidrógeno del medio.

​

Replicación de ADN

​

​

¿Cómo se replica?

2. Primasa - es una enzima que crea cebadores de ARN donde comienza la replicación del ADN.

​

Replicación de ADN

3. ADN polimerasa: agrega nucleótidos al ADN monocatenario de acuerdo con las reglas de emparejamiento de bases. No se puede empezar desde cero: la primasa sintetiza cebadores de ARN.

​

La ADN polimerasa sólo se mueve en una dirección, de 5' a 3' para la nueva formación de hebras.

​

​

Replicación de ADN

• Hebra principal: la hebra de 5 'a 3', la ADN polimerasa puede agregar
• nucleótidos para formar una hebra continua.
• Hebra retrasada: la hebra de 3 'a 5', la ADN polimerasa se mueve
• la dirección opuesta.
• ​
• La ADN polimerasa forma segmentos cortos de ADN
• llamados Fragmentos de Okazaki.
• ​

​

4. Ligasa: utiliza enlaces covalentes para conectar fragmentos de Okazaki en la hebra rezagada.

​

Replicación de ADN

Replicación de ADN Resumen

​

1. La doble hélice se abre con la helicasa por la mitad mientras los pares de bases se separan. Los cebadores de ARN se agregan donde comienza la replicación del ADN.
2. La ADN polimerasa agrega el nucleótido complementario correcto a cada hebra expuesta. Ligase conecta todos los fragmentos.
3. Se crea una hebra complementaria para cada hebra original en la doble hélice.

​

​

Procariota vs. Eucariota

Replicación del ADN

• La replicación en la mayoría de las células procariotas comienza desde un solo punto y avanza en dos direcciones hasta que se copia todo el cromosoma.
• En las células eucariotas, la replicación puede tener lugar en docenas o cientos de lugares de la molécula de ADN. Luego, se procede en ambas direcciones hasta que cada cromosoma se copia por completo.

​

Importantes contribuyentes al Código genético

Sección 13.1: Identificación de la sustancia de los genes

Episodio 1 de 5 - ADN el secreto de la vida

(54 min)

El Secreto de Vida - El Descubrimiento de ADN (9 min)

El Código Genético:

Para entender realmente la genética, los científicos realizaron que tuvieron que descubr

la naturaleza química del gene.

​

• Si la molécula que lleva información genética podría ser identificada, podría ser posible entender cómo los genes controlan las características heredadas de los seres vivos.

Experimentos de Griffith:

• El descubrimiento de la naturaleza química del gen comenzó en 1928 con el científico británico Frederick Griffith, quien estaba tratando de averiguar cómo ciertos tipos de bacterias producen neumonía.
• Griffith aisló dos cepas diferentes de la misma especie bacteriana.

Ambas cepas crecieron muy bien en placas de cultivo en el laboratorio de Griffith, pero sólo una de ellas causó neumonía.

Experimentos de Griffith:

​

 Las bacterias causantes de enfermedades (tensión S) se convirtieron en colonias lisas en placas de cultivo, mientras que las bacterias inofensivas

(tensión R) produjeron colonias con bordes ásperos.

Experimentos de Griffith:

​

• Cuando Griffith inyectó ratones con bacterias que causan la enfermedad, los ratones desarrollaron la pulmonía y murieron.
• Cuando inyectó ratones con bacterias inocuas, los ratones se quedó sano.
• Quizás las bacterias de S-tensión produjeron una toxina que hizo los ratones enfermos? Para averiguar, Griffith dirigió una serie de experimentos.

Experimentos de Griffith:

​

Primero, Griffith tomó un cultivo de la cepa S, calentó las células para matarlas, y luego inyectó las bacterias asesinadas por calor en ratones de laboratorio.

Los ratones sobrevivieron, lo que sugiere que la causa de la neumonía fue no una toxina de estas bacterias causantes de enfermedades.

Experimentos de Griffith:

​

• En el siguiente experimento de Griffith, mezcló el matado por el calor, bacterias de S-tensión con bacterias vivas, inocuas de la tensión de R e inyectó la mezcla en ratones de laboratorio.
• Los ratones inyectados desarrollaron la pulmonía, y muchos murieron.

Experimentos de Griffith:

​

• Los pulmones de estos ratones estuvieron llenos del causar la enfermedad bacterias. ¿Cómo podría esto pasar si las células de tensión de S estuvieran muertas?
• Griffith del razonó que algún factor químico que podría cambiar bacterias inocuas en bacterias que causan la enfermedad fue transferido de las células matadas por el calor de la tensión de S en las células vivas de la tensión de R.

Experimentos de Griffith:

​

Llamó a este proceso la transformación, porque un tipo de bacterias se habían cambiado permanentemente en otro.

• Debido a que la capacidad de causar enfermedad fue heredada por la descendencia de la bacteria transformada, Griffith concluyó que el factor transformador tenía que ser un gen.

Avery, McCarty, y MacLeod:

• Un grupo de científicos del Instituto Rockefeller en Nueva York, dirigido por el biólogo canadiense Oswald Avery, quería determinar qué molécula de la bacteria asesinada por calor era más importante para la transformación.
• Avery y su equipo extrajeron una mezcla de varias moléculas de las bacterias muerte por calor y trataron esta mezcla con enzimas que destruyeron proteínas, lípidos, carbohidratos y algunas otras moléculas, incluyendo el ARN ácido nucleico.
• La transformación todavía ocurría.

Avery, McCarty, y MacLeod:

• El equipo de Avery repitió el experimento usando enzimas que descompondrían el ADN.
• Cuando destruyeron el ADN en la mezcla, la transformación no ocurrió.
• Por lo tanto, el ADN era el factor transformador.

Hershey y Chase

• Hershey y Chase estudiaron virus—partículas no vivas que pueden infectar células vivas
• El tipo de virus que infecta a las bacterias se conoce como
• bacteriófago, que significa
• "Comedor de bacterias".

Hershey and Chase Experiment (1:48)

Bacteriófago T4

Cabeza

Vaina de cola

ADN

Fibra de cola

Hershey y Chase

• Cuando un bacteriófago ingresa a una bacteria, se adhiere a la superficie de la célula bacteriana e inyecta su información genética en ella.
• Los genes virales actúan para producir muchos bacteriófagos nuevos, que gradualmente destruyen las bacterias.
• Cuando la célula se abre, cientos de nuevos virus estallan

Asamblea

Lanzamiento

Replicación

Contracción de la cápside

Entrada

Ácido nucleico

Adsorción

Hershey y Chase:

• Los científicos estadounidenses Alfred Hershey y Martha Chase estudiaron un bacteriófago que estaba compuesto por un núcleo de ADN y una capa de proteína.
• Querían determinar qué parte del virus – la capa proteína o el núcleo del ADN – entró en la célula bacteriana.

El centro

ADN

La capa de la proteína

La pared celular

La Vaina

Hershey y Chase

 Hershey y Chase crecieron virus en cultivos que contienen isótopos radiactivos de fósforo-32 (F-32) azufre-35 (A-35)

El bacteriófago con fósforo-32 en el ADN

El bacteriófago con azufre-35 en una capa de proteína

Hershey y Chase

 Dado que las proteínas casi no contienen fósforo y el ADN no contiene azufre, estas sustancias radiactivas podrían usarse como marcadores, lo que permite a los científicos saber qué moléculas ingresaron realmente a las bacterias y transportaron la información genética del virus.

El bacteriófago con fósforo-32 en el ADN

El bacteriófago con azufre-35 en una capa de proteína

Hershey y Chase

• Si encontraran radiactividad de S-35 en las bacterias, significa que la capa proteína del virus se había inyectado en las bacterias.
• Si encontraron F-32, entonces el núcleo de ADN había sido inyectado.

El bacteriófago con fósforo-32 en el ADN

El bacteriófago con azufre-35 en una capa de proteína

Hershey y Chase

 Los dos científicos mezclaron los virus marcados con células bacterianas, esperaron unos minutos a que los virus inyectan su material genético y luego analizaron la radioactividad de las bacterias.

El bacteriófago con fósforo-32 en el ADN

El fago infecta la bacteria

Radiactividad dentro de la bacteria

El bacteriófago con azufre-35 en una capa de proteína

El fago infecta la bacteria

​

Sin radiactividad dentro de la bacteria

Hershey y Chase

• Casi toda la radiactividad de las bacterias procedía del fósforo F-32, el marcador que se encuentra en el ADN.
• Hershey y Chase concluyeron que el material genético del bacteriófago era ADN, no proteína.
• El experimento de Hershey y Chase con bacteriófagos confirmó los resultados de Avery, convenciendo a muchos científicos de que el ADN era el material genético que se encuentra en los genes, no solo en virus y bacterias, sino en todas las células vivas.

Discovery Education Greatest Discoveries - start at 16:55

El bacteriófago con fósforo-32 en el ADN

El fago infecta la bacteria

​

Radiactividad dentro de la bacteria

​

El bacteriófago con azufre-35 en una capa de proteína

El fago infecta la bacteria

Sin radiactividad dentro de la bacteria

Capítulo 13:

Síntesis de ARN y Proteínas

Transcripción y Traducción

Protein Synthesis in the Cellular Factory 3:55

The RNA Origin of Life 3:09 The RNA Enigma 3:33

Síntesis de proteínas en la fábrica celular

El origen de la vida del ARN

El enigma del ADN

ARN: ácido ribonucleico

Sección 13.1: ARN

Greatest Discoveries - mRNA

(start at 24:00-29:30)

(Empiece a las 24:00-29:30)

Grandes descubrimientos: ARNm

CÓMO SE UTILIZA EL ADN PARA FABRICAR PROTEÍNAS

Código genético (genes)

​

​

Intermedios

Moléculas que expresan nuestros genes

ADN

TRANSCRIPCIÓN

ARNm (mensajero)

ARNm (ribosómico)

ARNt (transferencia)

TRADUCCIÓN

​

PROTEÍNA

Ribosoma

ARN = ácido ribonucleico

Consiste en una larga cadena de macromoléculas formada por nucleótidos.

1. Azúcar de 5 carbonos (ribosa)
2. grupo fosfato
3. base de nitrógeno

Las bases nitrogenadas

Purinas frente a pirimidinas

Purinas

Pirimidinas

Adenina

Guanina

Citosina

Timina (solo ADN)

Uracilo (solo ARN)

Replicación de DNA

Transcripción de RNA

- Uracilo (U) reemplaza Timina (T)

1. RNA es monocatenario

DNA es doble hebra

3 Diferencias entre DNA y RNA:

2. RNA contiene uracilo en lugar de timino
3. 5 azúcares de carbono es ribosa en RNA y deoxyribose en DNA

Amoeba Sisters: DNA vs. RNA (6:30)

3 tipos principales de RNA:

1. Mensajera (mRNA)

-Instrucciones para hacer proteínas

2. Ribosomal (rRNA)

-Encontrado en los ribosomas (donde se fabrican las proteínas)

3. Transferir (tRNA)

-transfiere aminoácidos a los ribosomas

mRNA

rRNA

tRNA

Síntesis de RNA: Transcripcion

 El proceso cual una molécula de DNA se copia en una hebra complementaria de RNA

Síntesis de RNA: Transcripción

• Los tres tipos de RNA son sintetizado de DNA en el núcleo

y utilizado para sintetizar proteínas en la ribosoma.

• Síntesis de proteínas es un proceso de dos pasos
1. Transcripción: DNA → mRNA (nucleo)
2. Traslación: mRNA → aminoácidos → proteínas (ribosoma)

DNA Transcription and Protein Assembly (3:01)

Síntesis de RNA: Transcripción

• mRNA debe llevar la información genética del DNA en el núcleo al ribosoma en el citoplasma
• Una enzima, RNA polimerasa, se adhiere a la molécula del DNA y separa el doble helice.
• RNA polimerasa se liga solo a promotoras - regiones de DNA que tienen secuencia de bases específica
• La enzima se mueve a lo largo de la molécula DNA y sintetiza una hebra complementaria de mRNA.

Síntesis de RNA: Transcripción

• Transcribir la secuencia de DNA en un mRNA complementario:

A T G C A A G T C A T T C C A G C T

Síntesis de RNA: Transcripción

Creando mRNA

1. DNA de doble hebra –una hebra actúa como una plantillas para producir RNA complementario
2. RNA polimerasa se une a una región promotora en DNA y ensambla una sola hebra de RNA
• Las promotoras son señales que muestran RNA polimerasa exactamente donde comienza a producir RNA
3. RNA monocatenario

Edición de RNA

• El proceso de transcripción ocurre en el núcleo.
• El mRNA debe ser procesado antes de saliendo el núcleo.
1. Los intrones y exones se transcriben a partir del DNA
2. Los intrones están cortados del RNA y los exones se vuelven a unir.
3. Una gorra y una cola se agregan al RNA

NOVA El RNA Enigma (3:33)

Edición de RNA

• Los intrones: Secuencias intermedias – piezas de mRNA se cortan y descartan
• Se queda EN el núcleo
• Los Exones: secuencias expresadas– las piezas restantes se vuelven a empalmar para el mRNA final que sale el núcleo
• ​

• Algunas intrones son participan en la regulación de la actividad genética
• El empalme es necesario para la exportación de mRNA desde el núcleo
• El empalme de RNA alternativo permite que algunos genes producen polipéptidos diferentes ya que algunos pueden codificar más de un tipo de polipéptido, dependiendo de qué segmentos se tratan como exones durante el empalme del RNA.

​

Mayores descubrimientos - mRNA (start at 32:20)

• Los intrones pueden facilitar la recombinación de electrones entre diferentes alelos o entre diferentes genes
• La mezcla de exones puede resultar en nuevas proteínas o la evolución de nuevas proteínas.
• Puede permitir más cruces entre exones de alelos o para mezclar y emparejar exones entre genes no alélicos.

Síntesis de Proteínas

Sección 13.2: Ribosomas y Sínthesis de proteínas

​

NOVA Protein Synthesis in the Cellular Factory (3:55)

Har Gobind Khorana descifró DNA y escribe el diccionario para nuestra lengua de genéticao

Síntesis de Proteínas:

• El información que DNA transfiere a mRNA es en la forma de un código, que es determinada por la forma que las bases nitrogenadas están dispuestas en DNA.
• DNA directa la formación de proteínas.
• Los monómeros de proteínas son aminoácidos.
• Hay 20 aminoácidos differentes.
• Un vínculo péptido unido los dos aminoácidos.

​

Una molécula de agua se quita cuándo un vínculo péptide se forma

• síntesis de deshidratación!

Síntesis de Proteínas:

• El mRNA (producir en el núcleo durante trancripción) viaje al ribosoma para empezar el proceso de traducción.
• En el ribosoma, el mRNA se lee 3 nucleótidos a la vez.

Un codón es una combinación de tres nucleótidos secuenciales en mRNA.

Síntesis de Proteínas :

• Hay 64 codóns differentes.
• Cada codón especifica una aminoácido particular que es para ser colcado en la cadena polypéptido.
• AUG es el codón iniciador”.
• Hay 3 codónes de “parada”.

Síntesis de Proteínas :

• Traducción implica mRNA, rRNA, y tRNA.
• RNA Transferir (tRNA) lleva los aminoácidos a el ribosoma – tRNA differente para cada aminoácidos
• RNA ribosomal (rRNA) constituye el mayor parte del ribosoma.
• Tres nucleótidos secuenciales en una molécula tRNA se llama un anticodón.
• El anticodón en el tRNA es complementario al mRNA codón

Síntesis de Proteínas

Codón de inicio

Síntesis de Proteínas :

UAC AAG UUU CGC UUA GUC CUA

tRNA

anticodón

AUG UUC AAA GCG AAU CAG GAU

mRA

codón

Síntesis de Proteínas :

• Cada codón y anticodón bind together (H bonds)

 Un enlace peptídico se forma entre los dos aminoácidos.

• La cadena de polipéptidos sigue crecer hasta el ribosoma alcanza un codon de parada.

Primer nucleótido

Segundo nucleótido

Tercer nucleótido

Síntesis de Proteínas :

• Un codón de parada es un codón de que NO existe una molécula tRNA .
• La ribosoma libera el polipéptido recién formado.

Síntesis de Proteínas :

Desde DNA a Proteína 3D (2:41)

CENTRAL DOGMA – proceso de transcripción de DNA a RNA, y después el traducción de mRNA en proteína

The Central Dogma of Biology (2:51)

SÍNTESIS DE PROTEÍNA EN EUKARIOTAS

Ribosomas en el ER sintetizan proteínas

Ribosomas en el citoplasma sintetizan proteínas

ER modifica las proteínas y encerrarlos en una vesícula

La vesícula moves through the

cell to the Golgi apparatus

El aparato de golgi modifica aún más la proteína y encerrarla en una otra vesícula

La vesícula se mueve fuera del aparato de golgi a la membrana plasmática

La proteína se mueve a través de la membrana plasmática a fuera de la célula - exocitosis

Proteínas están encerrados en la vesícula y moverse fuera del aparato de golgi

Proteínas se envían al aparato de golgi para su modificacion y embalaje

Proteínas están usando dentro la célula

mRNA trancripción sale del núcleo

Central Dogma

Flujo de información genética desde DNA a RNA a Proteína

DNA

Transcription

mRNA

Translation (Ribosome)

Nucleus

Cytoplasm

Protein

Made of Amino Acids

​

​

Animación del transcripción y traduccioón de DNA(7:17)

Transcripción

Traducción (ribosoma)

Núcleo

Citoplasmama

Proteína

Heco de aminoácidos

Mutaciones

Sección 13.3

Mutaciones

• Mutaciones son cambios hereditarios en la información genética.
• Una mutación es el resultado de un error al duplicar información genética durante la replicación de DNA

El cuerpo siempre está copiando DAN y produciendo nuevas células

Pares de bases

Cromosoma

Célula

Tejido

Tipos de Células Afectadas

• Mutación de Germen - afecta una célula reproductiva (gameto o esperma/ovulo)
• No afecta a organismo
• Pasado a la descendencia

​

• Mutación Somática – Afecta las células del cuerpo

(todos except los gametos)

• No pasa a la descendencia

Tipos de Mutaciones

• Todas las mutaciones se dividen en dos categorías básicas:
• Aquellos que producen cambios en un solo gen se conocen como mutaciones genéticas.
• Aquellos que producen cambios en una parte de un cromosoma, cromosomas completos o conjuntos de cromosomas se conocen como mutaciones cromosómicas.

Ameoba Sisters – Mutations (7 min)

Mutacion Missense

Código de DNA original para una secuencia de aminoácido

Aminoácido

Bases de DNA

Reemplazo de un solo nucleótido

Aminoácido incorrecto, que puede producir una proteína defectuosa

Mutágenos

• Las mutaciones pueden ser causadas por agentes químicos o físicos - mutágenos
• Química – pesticidas, humo de tabaco, contaminantes ambientales
• Físico – Rayos-X y rayos ultravioleta

Animated Intro to Cancer (12:07)

Luz visible

​

Infrarrojo

​

Ondas de radio

Rayos cósmicos

​

Rayos gamma

​

Rayos-X

ULTRAVIOLETA

Mutaciones Genéticas

• Las mutaciones que implican cambios en uno o algunos nucleótidos se conocen como mutaciones puntuales porque ocurren en un solo punto de la secuencia de DNA. Generalmente ocurren durante la replicación.
• Si se altera un gen en una célula, la alteración se puede transmitir a cada célula que se desarrolle a partir de la original.

Mutaciones Genéticas

 Las mutaciones puntuales incluyen sustituciones, inserciones, y deleciones.

Antes de mutaciones (normal)

Sustitución

Inserción

Deleción

Sustituciones

• En una sustitución, una base se cambia a una base diferente.
• Generalmente, las sustituciones no afectan más que un solo amino ácida y a veces no tiene ningún efecto.

Sustitución - Mutaciones Silenciosas

• Un cambio en un par de bases no tiene efecto sobre la proteína producida por el gen .
• Esto está permitido por la redundancia en el código genético.
• Ejemplo (como se muestra en la imagen):
• Ambos códigos GGC y GGU para el aminoácido glicina .

Por lo tanto, la mutación es “silenciosa” - no cuas cambios en el producto proteína

Tipo Salvaje

Proteína de mRNA

Sustitución de Pares de Bases

Sin efecto sobre la secuencia de aminoácidos

U en lugar de C

Sustitución - Mutaciones Silenciosas

• Un cambio en un par de bases hace que un solo aminoácido cambie en la proteína resultante.
• El resultado se llama “missense” ya que el código es diferente.
• El efecto de una mutación missense en la proteína es impredecible.
• En en ejemplo, GGC se ha cambiado a AGC, lo que resulta en un aminoácido diferente.

Missense

A en lugar de G

Sustitución - Missense (Ejemplo)

 En este ejemplo, la base citosina se reemplaza por la base timina, lo que resulta en un cambio en el codón del mRNA de CGU (arginina) a CAU (histidina).

Anemia Falciforme

• Mutaciones missense es la causa de la enfermedad, anemia de células falciformes .
• Un cambio en un par de bases altera un aminoácido
• Afecta a la proteína de hemoglobina que hace que los glóbulos rojos tomen una form extraña

Hemoglobina normal Hemoglobina de células

falciformes

DNA de hemoglobina de tipo salvaje DNA de hemoglobina mutante

Anemia Falciforme

Glóbulos rojos normales y estructura primaria de la hemoglobina norma

Glóbulos rojos falciformes y la estructura primaria de la hemoglobina de células falciformes

Dos copias del alelo de células falciformes

​

Toda la hemoglobina es la variedad falciforme (anormal)

​

La hemoglobina anormal se cristaliza cuando el contenido de oxígeno de la sangre bajo, lo que hace que los glóbulos rojos adquieran forma de hoz

Células normales Celulos falciformes

Desglose de glóbulos rojos

Agrupamiento de células y obstrucción de vasos sanguíneos

Acumulacion de células falciformes en el bazo

Debilidad física

Anemia

Insuficiencia cardiaca

Dolor y fiebre

Daño cerebral

Daño a otros órganos

Daño del bazo

​

Función mental deteriorada

Parálisis

Neumonía y otras infecciones

Reumatismo

Insuficiencia renal

Sustitución - Mutación sin Sentido

• Un cambio en un par de bases individuales hace un codón de terminación.
• Ya que este tipo de mutación hace un señal de terminación en el medio de un gene que funciona normalmente, la proteína resultante es casi siempre no functional
• Por eso se usa el término mutación “sin sentido”.

Sustitución

Mutacion

Silenciosa

Mutación Sin Sentido

Mutacion

Con Cambio De Sentido

Inserciones y Eliminaciones

• Las inserciones y eliminaciones son mutaciones en las cuales una base es insertada o eliminada de la secuencia de ADN
• Si un nucleótido es agregado o eliminado, las bases todavía son leídas en grupos de tres, pero ahora esos agrupamientos cambian en cada codón que sigue la mutación.

Error de Marco

• Inserciones y eliminaciones son conocidas como error de marcos porque cambian el “marco de lectura” del mensaje genético.
• Errores de marco pueden cambiar cada aminoácido que sigue el punto de la mutación y pueden modificar una proteína tanto que no puede completar sus funciones.

Error de Marco

• Ejemplo:
• Eliminacion:
• THE FAT CAT ATE THE RAT
• THE FAT ATA TET HER AT
• Insercion:
• THE FAT CAT ATE THE RAT
• THE FAT CAR TAT ETH ERA T

Inserciones

Tipo Salvaje

Mutante de cambio de fotograma

Tipos de Mutaciones

Cambio de Fotograma

Eliminaciones

Distrofia Muscular

• Ambos distrofia muscular de Duchenne y distrofia muscular de Becker resultan de mutaciones de un gen en el cromosoma X que cifra para la proteína dystrophin en las celulas musculares; esta proteína ayuda estabilizar la membrana de plasma durante los estreses mecánicos de contracción muscular.
• Aproximadamente 2/3 de casos son causados por mutaciones de eliminación.
• Si el número de nucleótidos eliminados en el mARN no es un múltiplo de tres, este tipo de error de marco resulta en una versión muy defectuosa o que no existe de la proteína, resultando en un rompimiento rápido de células musculares y la grave distrofia muscular de DUCHENNE.
• Si el número de nucleótidos eliminado en el mARN es un múltiplo de tres, la mutación no causa un cambio de fotograma y normalmente resulta en una versión menos defectuosa de la proteína, un rompimiento menos rápido de células musculares, y la grave menos distrofia muscular de Becker.
• Casi 20% de casos de distrofia muscular de Duchenne son causados por una mutación sin sentido (una mutación que resulta en un codón de terminación).

Distrofia Muscular

• Ya que el gen de la distrofina está en el cromosoma X y porque los alelos para la distrofina defectuosa son recesivos, ambos de estos tipos de distrofia muscular ocurren mas frecuentemente en los chicos que en las chicas. La distrofia muscular de Duchenne afecta uno en cada 3500 bebes varones.

Mutaciones Geneticas

ADN Original

Mutacion sin sentido

Error de marco

Sustitución

Sin Mutacion

Silenciosa

Sin sentido

Con cambio de sentido

Mutación de cambio de fotograma

Insercion

Eliminacion

Silencioso

Sin sentido

Cambio de sentido

Cambio de Fotograma

insercion +1

Insercion +1

Eliminacion +1

Cambio de Fotograma

Eliminacion +1

13.4 Gene Regulation

• Procariotas – proteínas que se enlazan con el ADN regulan genes por controlar la transcripción
• Operones – grupo de genes que son regulados juntos; tienen funciones relacionadas
• Los genes en un operón usualmente tienen funciones relacionadas
• Lac operon – 3 genes de lactosa en E.coli; encendido o apagado dependiente si la lactosa está presente/ausente
• Tiene que ser encendido junto ante la bacteria puede usar la lactosa de azúcar como comida.

Amoeba Sisters Gene Expression (6:15)

Promotores Y Operadores

• Promotor (P) – lugar donde ARN

polimerasa puede enlazarse para comenzar la transcripción

• Operador (O) – lugar donde ADN proteína de fijación conocida como el lac repressor puede enlazarse al ADN
• Lac repressor bloquea transcripción cuando se enlaza a la región O.
• Cambia operón OFF por prevenir ARN polimerasa

to transcribe lac genes

• Lactose turns Operon ON by attaching to the lac repressor, changing its shape and falling off the operator
• Repressor no longer bound to O site, RNA polymerase can bind to the promoter and transcribe the genes of the operon.

13.4 Regulación de los Genes

• Eucariotas – Por enlazar secuencias de ADN en las regiones regulatorias del gen, los factores de transcripción controlan los genes de expresión
• Importante para Diferenciación – células son especializadas en

estructura y función

• Genes de control maestro son como interruptores que provocan diseños particulares of desarrollo y diferenciación en células y tejidos
• Regulated Transcription (3:37)