ESTRUCTURA Y DUPLICACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO

Estructura del y Duplicación del Material Genético Los Ácidos Nucléicos: • • • •

Experiencia de Griffith. Composición química y estructura. Esquema de Watson y Crick. Duplicación del ADN.

Breve reseña histórica • Los ácidos nucleicos fueron descubiertos en 1868 por Johann Friedrich Miescher. Este médico suizo encontró una sustancia siempre presente en el núcleo de las células y a la que llamó “Nucleina” • En 1928, Fred Griffith (Médico inglés y bacteriólogo) realizó una importante experiencia de donde surge el llamado Efecto Tansformador o Efecto Griffith

Efecto Tansformador o Efecto Griffith

• En 1944, Avery, Mac Lead y Mc Carty, realizaron otra importante experiencia que consistía en repetir lo ya hecho por Griffith pero agregando distintas enzimas. Cuando a la mezcla se le introducía ADNasa, los resultados se modificaron: los ratones no mueren. • LLegaron a una importantísima conclusión: el compuesto responsable del efecto transformador es el ADN, por lo tanto, es el ADN el responsable de la herencia.

El ADN es el material hereditario

• Desde la aceptación del ADN como material hereditario, gran cantidad de investigadores se dedicaron a estudiarlo. • Se conocía su composición química, pero no su estructura. Es decir que se sabía que eran macromoléculas, polímeros de subunidades llamadas nucleótidos, pero se desconocía como “encajaban” unos con otros. • Esto es lo que, en 1953, develan Watson y Crick al publicar: La estructura tridimensional del ADN. Con este descubrimiento se logra, casi inmediatamente, comprender su funcionamiento y modo de replicación

Los Ácidos Nucleicos : • 1- Ácido RiboNucleico (ARN) • 2- Ácido DesoxiriboNucleico (ADN)

Sus Funciones son: Almacenar Reproducir y Transmitir

la Información Genética

Composición Química Son Macromoléculas de elevado peso molecular, polímeros de subunidades llamadas Nucleótidos. Los Nucleótidos están compuestos por: ● Un Grupo Fosfato ● Un Azúcar y ● Una Base Nitrogenada

ADN - ARN: cuadros comparativos

Diferencias entre ARN y ADN: ARN: • • •

es monocatenario posee Ribosa en lugar de Desoxiribosa y Uracilo en lugar de Timina

ADN: • • •

es bicatenario posee Desoxiribosa posee Timina en lugar de Uracilo

ARN: • Se conocen tres tipos de ARN: 1- ARN mensajero 2- ARN de transferencia 3- ARN ribosomal Se sintetizan en el núcleo a partir del ADN y se dirigen al citoplasma. El ARN m tiene una vida corta. El ARN t y el ARN r tienen vida estable. En algunos virus el ARN sirve como material genético, no poseen ADN.

Estructura del ADN: Postulados de Watson y Crick. • • • • • • •

Doble cadena (unidas por puentes Hidrógeno) Helicoidal Dextrógira 20 Å de diámetro Distancia entre azúcar y azúcar: 11 Å Distancia entre giro y giro: 34 Å Distancia entre bases apiladas: 3,4 Å = entre giro y giro → 10 pares de bases La información genetica se asienta en la secuencia de las bases nitrogenadas

La complementariedad de las cadenas se da por: 1. Por la distancia entre los azúcares (11 Å) y el tamaño de las bases nitrogenadas, Bases Púricas:7Å ( Adenina y Guanina); Bases Pirimidinas: 4 Å (Timina y Citosina) 2. Por el número de puentes Hidrógenos que hay entre las bases nitrogenadas: CΞG

A=T

Acido Desoxi RiboNucleico:

Duplicación del ADN Antiguamente se hablaba de 3 teorías: 1- Teoría conservativa. 2- Teoría dispersiva. 3- Teoría semiconservativa (es la que se acepta actualmente) propuesta por Watson y Crick.

Esquema semiconservativo de duplicación del ADN

Replicación del ADN: •

La síntesis de ADN se produce siempre en el sentido 5’→3’. Significa que los nuevos nucleótidos se agregan en el extremo 3’ de la cadena que crece. • Una cadena crece en forma continua: cadena lider o adelantada; mientras la otra se sintetiza de a fragmentos cortos: cadena retrasada o discontinua. • Todas las polimerasas conocidas añaden nucleótidos en la dirección 5’→3’.

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El mecanismo de la replicación puede sintetizarse en 4 fases: 1. Inicio. 2. Desenrrollamiento. 3. Elongación. 4. Terminación. Se trata de un proceso muy complejo regulado por numerosas enzimas. Comienza con la ruptura de los puentes hidrógenos, por acción de enzimas llamadas “deshidrogenasas”.

• A continuación se produce el desenrrollamiento de la molécula de ADN, realizado por enzimas llamada “helicasas”. • Encontrándose disponibles los nucleótidos necesarios, y por medio de la ADN polimerasa, estos se van uniendo por complementariedad de bases sobre el molde de la cadena original, • En la cadena de replicación discontinua, por acción de las ligasas se unen pequeños segmentos de nucleótidos que se conocen como Fragmentos de Okasaki (en honor a su descubridor).

Bibliografía • • • • • •

PIERCE, B. Genética. Un enfoque conceptual. 2005. Ed. Médica Panamericana. SÁNCHEZ-MONGE, E. Y N. JOUVE. 1989. Genética. Ed. Omega. Barcelona. SINNOTT, W. E. L. C. DUNN Y T. DOBZHANSKY. 1977. Principios de Genética. Ed. Omega. Barcelona. SNYDER, L. H. 1952. Los Principios de la Herencia. Ed. Acma. Buenos Aires. SRB, A. M.; R. Q. OWEN Y R. S. EDGAR. Genética general. 1968. Omega. TAMARIN, R. Principios de Genética. 1996. Reverté S. A.