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LAS BASES DE LA
HERENCIA
4ºESO. Colegio Mª Inmaculada. Zafra.
OBJETIVOS DIDÁCTICOS
•
•
•
•
•
•
1. Diferenciar los dos tipos de ácidos
nucleicos y explicar la síntesis de proteínas.
2. Comprender el significado biológico del
código genético y describir la replicación del
ADN.
3. Conocer cómo se transmite la
información genética.
4. Explicar la mitosis y la citocinesis.
5. Comprender el mecanismo de la meiosis.
6. Describir los ciclos de vida de los seres
vivos.
EL ADN Y LA INFORMACIÓN GENÉTICA
• Los ÁCIDOS NUCLÉICOS son moléculas
formadas por largas cadenas de C, H, O, N y P.
• Se forman por la unión de otras unidades más
pequeñas denominadas NUCLEÓTIDOS:
BASE NITROGENADA: Hay 5
diferentes; Adenina (A), Timina (T),
Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo
(U).
PENTOSA: Azúcar de 5 átomos de
carbono, intervienen 2 diferentes;
Ribosa o Desoxirribosa.
GRUPO FOSFATO: una variante
del Ácido fosfórico (H3PO4 ).
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
• ARN (ÁCIDO RIBONUCLÉICO):
presente en el citoplasma y en el núcleo
celular, como azúcar contiene ribosa y
presenta las bases nitrogenadas (A, C,
G y U).
• ADN (ÁCIDO
DESOXIRRIBONUCLÉICO): sólo
presente en el núcleo celular en forma
de largas cadenas de cromatina, que
cuando la célula se divide se condensa
y forma los cromosomas. Contiene la
información genética de la célula
haciendo posible su control y el
desarrollo del individuo. Como azúcar
presenta desoxirribosa y como bases
nitrogenadas (A, C, G y T).
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
ADN
ARN
CADENAS DOBLES,
CADENAS LINEALES,
COMPLEMENTARIAS Y SÓLO
ANTIPARALELAS.
COMPLEMENTARIED
AD EN ALGUNOS
BUCLES.
Doble hélice, formada
por cadenas orientadas
en direcciones opuestas
(antiparalelas).
La estructura se mantiene gracias
a enlaces de hidrógeno entre las
bases nitrogenadas que se
encuentran orientadas hacia el
interior de las cadenas
ACTIVIDADES 1
• ACTIVIDADES 1, 2 y 3 página 31.
• ACTIVIDADES 1 Y 2 PÁGINA 31
“Estructura de ARN/ADN”.
EL ADN CONTROLA LA INFORMACIÓN
GENÉTICA
RIBOSOMAS
SINTESIS DE PROTEINAS
Proteína
+
+
ARNm (mensajero)
aminoácidos
ARNt
SINTESIS DE PROTEINAS
• TRANSCRIPCIÓN:
+
ARNm
RIBOSOMA
• TRADUCCIÓN:
+
PROTEÍNA
ARNt
AMINOÁCIDO
TRANSCRIPCIÓN
ADN
ARNpolimerasa
T
A
A
U
C
G
G C
A
U
A
U
C
G
C
G
G C
T
A
T
A
G
C
C
G
A
U
ARNm
C
A
G
T
C
TRADUCCIÓN
Subunidad menor del ribosoma
5’
P
A
AAAAAAAAAAA 3’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
UAC
Anticodón
Codón
ARNt
ARNm
1er aminoácido
TRADUCCIÓN
Subunidad menor del ribosoma
P
A
AAAAAAAAAAA 3’
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
UAC GUU
Subunidad mayor del ribosoma
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
UAC GUU
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GUU
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
AAAAAAAAAAA
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GUU
3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GUU ACG
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GUU ACG
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
ACG
(i)
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
ACG
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
AAAAAAAAAAA 3’
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
ACG
AAU
Leu
TRADUCCIÓN
P
A
ARNm
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
AC G AAU
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
ARNm
P
A
5’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
AAU
AAAAAAAAAAA 3’
TRADUCCIÓN
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
AAU
GCU
TRADUCCIÓN
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GCU
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
TRADUCCIÓN
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G CAA U G C U UA C GA UAG
GCU
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
EL CÓDIGO GENÉTICO
TRASCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
EL CÓDIGO GENÉTICO
• Las proteínas están formadas por 20
aminoácidos distintos.
• Pero los ácidos nucleicos sólo contienen 4
tipos de bases (A, G, C y T/U).
• Estos 4 nucleótidos conforman un código
para con los aminoácidos, teniendo en
cuenta que las bases en el ADN o ARN se
leen de 3 en 3 (codones o tripletes),
entonces 43 = 64 aminoácidos posibles.
EL CÓDIGO GENÉTICO
1. ¿EXISTEN MÁS AMINOÁCIDOS QUÉ DESCONOZCAMOS?
2. ¿LOS AMINOÁCIDOS ESTÁN CODIFICADOS POR MÁS DE UN
TRIPLETE?
Ej) El aminoácido GLICINA (Gly) está codificado por 4 tripletes distintos
[GGT/GGC/GGA/GGG].
Ej) El aminoácido METIONINA (Met) está codificado por tan solo un triplete
[ATG].
Se dice entonces, que el CÓDIGO GENÉTICO está DEGENERADO
Hay tripletes que indican el comienzo de la traducción (Codones de
iniciación) y los que señalan el fin de la misma (Codones de finalización,
STOP o End)
EL CÓDIGO GENÉTICO
ACTIVIDADES 2
1. Actividades 1 y 2 “Aprende a trabajar
en ciencias” página 33.
2. Dada la siguiente secuencia de ADN:
5'-ATCCCTAGTATTATG-3'
 Escribe la cadena complementaria.
 Escribe el ARNm correspondiente de
la cadena complementaria.
 Escribe la cadena polipeptídica que
se origina. ¿De cuántos aminoácidos
dispone?
¿CÓMO SE TRANSMITE LA
INFORMACIÓN GENÉTICA? (I)
• El ADN contiene toda la información
necesaria de una especie y de un individuo,
además de controlar todas las funciones
celulares. Por este motivo es importante que
el ADN se transfiera de forma exacta de una
célula a otra y de un ser vivo a sus
descendientes.
• Durante la reproducción celular
el ADN se duplica, en la
denominada: REPLICACIÓN
DEL ADN
Posibles modelos de replicación
Replicación del DNA
SEMICONSERVATIVA
Etapas de la Replicación del ADN
1. Desenrollamiento y separación de las
dos cadenas de la doble hélice del
ADN a modo de cremallera
2. Duplicación independiente de cada
una de las cadenas y de modo
semiconservativo, de tal manera que a
cada nucleótido le corresponda su
homólogo.
3. Finalmente obtenemos 2 copias de
ADN formadas por una hebra nueva y
otra vieja.
APRENDE A TRABAJAR EN
CIENCIAS (I)
APRENDE A TRABAJAR EN
CIENCIAS (II)

El número de cromosomas varía de unas especies a
otras.
1
500
23

Muchas especies tienen su material cromosómico
duplicado (DIPLOIDES) [2n]. Ej. Hombre.

Otras especies tienen una sola copia cromosómica
(HAPLOIDES) [n]. Ej. Escherichia coli.

Otras tienen un número elevado de repeticiones
cromosómicas (POLIPLOIDES) [3n, 4n, 5n,…].
Ej. Plantas.
APRENDE A TRABAJAR EN
CIENCIAS (II)

CARIOTIPO: forma, tamaño, posición del centrómero y
número de cromosomas de una especie. Ej. Hombre.
Autosomas
XX
XY
Cromosomas
sexuales
ACTIVIDADES 3
1. Actividades 1, 2 y 3 página 34.
2. Actividades 1, 2, 3 y 4 “Aprende a trabajar
en ciencias” página 35.
3. Actividad 13 página 46.
¿CÓMO SE TRANSMITE LA
INFORMACIÓN GENÉTICA? (II)
• Una vez duplicado el ADN se lleva a cabo la
transmisión de la información de 2 formas distintas:
 Multiplicación celular: cuando una célula se
divide y da lugar a dos células hijas. En
organismos pluricelulares se usa para crecer o
regenerar un tejido dañado, mientras que en los
seres unicelulares se realiza para crear un
nuevo individuo.
 Reproducción sexual: unión de gametos
(haploides) para formar un zigoto (diploide) que
dará lugar a un nuevo ser vivo con
características de los dos progenitores.
MULTIPLICACIÓN CELULAR
División de la célula repartiendo todo el contenido celular:
copia cromosomal, mitocondrias, ribosomas, citoplasma, etc,
siendo distinta en organismos procariotas y eucariotas.
• PROCARIOTAS: primero se
replica el ADN circular y
posteriormente se divide
toda la célula por Fisión
binaria, gracias a la
formación de un tabique
transversal.
MULTIPLICACIÓN CELULAR
• EUCARIOTAS: se
lleva a cabo
siguiendo un
proceso cíclico y
repetitivo conocido
como Ciclo celular.
Duplicación del ADN
Crecimiento Preparación a la división
División
Mitosis
Citocinesis
REPRODUCCIÓN SEXUAL
• Consiste en la unión de dos gametos, uno
masculino y otro femenino, para dar lugar a una
célula huevo o zigoto que tras numerosas
divisiones dará lugar a un nuevo individuo con
caracteres de ambos progenitores.
• Para que el material cromosómico no se duplique
se lleva a cabo una división especial del material
genético conocida como MEIOSIS, que da 4
células hijas con la mitad de los cromosomas.
Como veremos en la Meiosis tienen lugar dos
divisiones consecutivas denominadas Meiosis I y
Meiosis II.
REPRODUCCIÓN SEXUAL (GAMETOGÉNESIS)
[2n]
[2n]
[n]
X
X
X
X
Y
Y
Y
Y
Espermatozoides
• ESPERMATOGÉNESIS:
formación de
espermatozoides a partir
de células germinales.
[n]
XX
XY
XY
YY
Meiosis (I)
Meiosis (II)
X
• OVOGÉNESIS: formación
de óvulos a partir de
células germinales.
Maduración
Óvulo
XX
X
XX
XX
[2n]
X
XX
[2n]
Meiosis (I)
X
[n]
Meiosis (II)
Corpúsculos polares
ACTIVIDADES 4
1. Actividades 1 y 3 página 37.
MITOSIS
Proceso de multiplicación del material genético de un individuo. Fases:
1)
2)
3)
4)
PROFASE:
 Formación de los cromosomas por condensación de la
cromatina.
 Duplicación de centriolos, migración a los polos celulares y
visualización del huso mitótico.
 Comienza a disolverse la envoltura nuclear.
METAFASE:
 Desaparece la envoltura nuclear.
 Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
celular gracias a las fibras del huso mitótico.
ANAFASE:
 Separación de cromátidas hermanas
por acortamiento de las fibras del huso.
 Las cromátidas adquieren forma de
“V” y cada hermana se desplaza a un
polo celular, conformando el
cromosoma de cada futura célula hija.
TELOFASE:
 Se vuelve a formar la envoltura nuclear.
 Desaparecen las fibras del huso mitótico.
 Los cromosomas se desenrollan y constituyen
cromatina.
MITOSIS (PROFASE)
S
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Formación de los cromosomas por condensación de la cromatina.
Duplicación de centriolos.
Comienza a disolverse la envoltura nuclear.
Migración a los polos celulares de centrosomas.
Visualización del huso mitótico.
Unión de los centrómeros de los cromosomas a las fibras del huso.
MITOSIS (METAFASE)
1.Desaparece la envoltura nuclear.
2.Los cromosomas se desplazan hacia el
ecuador celular gracias a las fibras del
huso mitótico.
MITOSIS (ANAFASE)
1. Separación de cromátidas
hermanas por acortamiento de las
fibras del huso.
2. Las cromátidas adquieren forma
de “V” y cada hermana se
desplaza a un polo celular,
conformando el cromosoma de
cada futura célula hija.
2
1
MITOSIS (TELOFASE)
1. Se vuelve a formar la envoltura
nuclear.
2. Los cromosomas se desenrollan
y constituyen cromatina.
3. Desaparecen las fibras del huso
mitótico.
3
CITOCINESIS
Proceso de división del citoplasma que comienza a visualizarse al término
de la Telofase y da como resultado las dos células hijas finales. Este
proceso es distinto en células animales y vegetales.
1)
2)
ANIMALES: no tienen pared celular, llevando se a cabo
la división del citoplasma mediante un estrangulamiento
progresivo de la membrana plasmática en torno a la
línea ecuatorial celular, gracias al anillo contráctil donde
contribuye el citoesqueleto.
VEGETALES: si tienen pared celular (rígida), lo que
impide el estrangulamiento de la célula, por lo que tiene
que formarse un tabique a nivel ecuatorial (fragmoplasto)
que dará lugar a la pared celular de las dos células hijas.
•
CITOCINESIS
No es una fase de la mitosis. Es la
división del citoplasma en dos partes, con
la repartición aproximada de los orgánulos
celulares. En las células animales se hace
por estrangulación, desde fuera hacia
adentro, y en las vegetales se hace por
crecimiento de la pared celular desde
dentro hacia afuera. El resultado final es
que la célula madre se ha transformado en
dos células hijas idénticas genéticamente.
ACTIVIDADES 5
1. Actividades 1 y 2 página 37.
2. Actividades 1, 2 , 3 y 4 página 39.
3. Actividad 3, 5 y 7 página 45.
4. Actividad 14 página 46.
MEIOSIS
Proceso en el cual se pueden obtener cuatro células hijas con la mitad
del número de cronmosomas de la especie, es decir, se ha producido
la reducción del material hereditario. Sólo se lleva a cabo en las células
que se convertirán en gametos, ya que forma células para la
reproducción.
La meiosis garantiza que las cuatro células haploides (n) sean genéticamente diferentes
entre sí y respecto de la célula progenitora, gracias a dos sucesos que ocurren durante esta
división:
Recombinación Génica. Durante la primera profase meiótica existe una unión entre
cromosomas homólogos a modo de cremallera, lo que conocemos con el nombre de sinápsis,
entre ellos se lleva a cabo intercambio de porciones de ADN, lo que físicamente denominamos
“entrecruzamiento”, y que da lugar a la recombinación de genes.
Separación de los cromosomas al azar. Los cromosomas migran hacia los polos, esta
migración es completamente al azar, lo que asegura que todas las células hijas tengan
diferente constitución genética o combinación cromosómica, lo que se conoce como
permutación cromosómica.
MEIOSIS
Para conseguir las cuatro células hijas con la mitad de la dotación
cromosómica de la especie, se deben de llevar a cabo dos divisiones
sucesivas que se conocen con el nombre de MEIOSIS I Y MEIOSIS II.
MEIOSIS I
MEIOSIS II
PROFASE (I)
METAFASE (I)
ANAFASE (I)
TELOFASE (I)
PROFASE (II)
METAFASE (II)
ANAFASE (II)
TELOFASE (II)
Igual que una Profase
mitótica normal
PROFASE (I):
MEIOSIS (I)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Formación de los cromosomas por condensación de la cromatina.
Duplicación de centriolos.
Comienza a disolverse la envoltura nuclear.
Migración a los polos celulares de centrosomas.
Visualización del huso mitótico.
Unión de los centrómeros de los cromosomas a las fibras del huso.
RECOMBINACIÓN
Igual que una metafase
mitótica normal
MEIOSIS (I)
1.
METAFASE (I):
Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
celular gracias a las fibras del huso mitótico.
Igual que una anafase
mitótica normal
MEIOSIS (I)
1.
ANAFASE (I):
2
2.
Separación de cromosomas
homólogos por acortamiento
de las fibras del huso.
Los cromosomas adquieren
forma de “V” y cada homólogo
migra a un polo celular,
portando fragmentos de ADN
de la cromátida no hermana.
1
Igual que una telofase
mitótica normal
TELOFASE (I):
MEIOSIS (I)
1. Se vuelve a formar la envoltura
nuclear. Los cromosomas se
desenrollan y constituyen
cromatina. Desaparecen las fibras
del huso mitótico.
MEIOSIS
Para conseguir las cuatro células hijas con la mitad de la dotación
cromosómica de la especie, se deben de llevar a cabo dos divisiones
sucesivas que se conocen con el nombre de MEIOSIS I Y MEIOSIS II.
MEIOSIS I
MEIOSIS II
PROFASE (I)
METAFASE (I)
ANAFASE (I)
TELOFASE (I)
PROFASE (II)
METAFASE (II)
ANAFASE (II)
TELOFASE (II)
MEIOSIS (II)
Es como una mitosis normal que se da simultáneamente en las dos
células hijas tras la meiosis (I). Las cuales solo tienen una copia de cada
cromosoma (2n), separándose las cromátidas hermanas y quedando con
dotación cromosómica haploide (n).
PROFASE (II): duplicación de centriolos, migración a los polos
celulares de centrosomas, visualización del huso mitótico
y unión de los centrómeros de los cromosomas a las
fibras del huso.
METAFASE (II): los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
celular gracias a las fibras del huso mitótico.
ANAFASE (II): Separación de las cromátidas hermanas por
acortamiento de las fibras del huso.
TELOFASE (II): Se vuelve a formar la envoltura nuclear. Los
cromosomas se desenrollan y constituyen cromatina.
Desaparecen las fibras del huso mitótico.
CITOCINESIS: división del citoplasma en dos partes, con la
repartición aproximada de los orgánulos celulares.
ACTIVIDADES 6
1.
2.
3.
Actividad 6, 9 y 11 página 45.
Actividad 15 página 46.
Completa la siguiente tabla para una especie que sea 2n=30:
Células que la sufren
MITOSIS
MEIOSIS
Todas
Solo los ………………
Núm. de divisiones
celulares
Material genético de las
células hijas
2
2n=30
4
Núm. de células hijas
Material durante la
profase/profase (I)
30 Cromosomas
…. pares de cromosomas
homólogos
Material durante la
anafase/anafase (I)
30 …………….. en cada
polo
15 …………….. en cada
polo
LOS CICLOS DE VIDA Y LA MEIOSIS
• En los seres vivos distinguimos tres ciclos de
vida, dependiendo de la dotación cromosómica
del organismo (Haploide o Diploide) y del
momento en que tiene lugar la meiosis dentro
del su ciclo vital.
 CICLO HAPLONTE.
 CICLO DIPLONTE.
 CICLO HAPLODIPLONTE.
Dominio de la fase (n).
Dominio de la fase (2n).
No existe
dominio de
ninguna fase,
ambas 50% apx.
CICLO HAPLONTE
•
•
•
•
TÍPICO DE ORGANISMOS SENCILLOS (HONGOS Y PROTOCTISTAS).
LA MAYORÍA DEL TIEMPO PERMANECEN ES ESTADO HAPLOIDE (n)
Y SE REPRODUCEN DE FORMA ASEXUAL POR MITOSIS.
ESTOS ORGANISMOS PUEDEN COMPORTARSE COMO GAMETOS Y
UNIRSE DANDO LUGAR A UN ZIGOTO (2n), QUE ES LA ÚNICA FASE
DILOIDE DE ESTOS SERES.
EL ZIGOTO (2n) SE DIVIDE POR MEIOSIS GENERANDO NUERVOS
INDIVIDUOS HAPLOIDES (n).
CICLO DIPLONTE
•
•
•
•
TÍPICO DE ORGANISMOS MÁS
COMPLEJOS COMO LOS ANIMALES
ENTRE LOS QUE SE ENCUENTRAN LOS
SERES HUMANOS.
LA MAYORÍA DEL TIEMPO
PERMANECEN ES ESTADO DIPLOIDE
(2n) Y LAS CÉLULAS DE SU CUERPO SE
DIVIDEN POR MITOSIS DANDO LUGAR A
NUEVAS CÉLULAS (2n).
LA FASE HAPLOIDE SE CORRESPONDE
CON LA FORMACIÓN DE LOS GAMETOS
(n) POR MEIOSIS, A PARTIR DE
CÉLULAS GERMINALES (2n).
LA FECUNDACIÓN DE LOS GAMETOS
DARÁ LUGAR A LA FORMACIÓN DE UN
ZIGOTO (2n) QUE POR SUCESIVAS
MITOSIS DARÁ LUGAR A NUEVO
INDIVÍDUO ADULTO (2n).
CICLO HAPLODIPLONTE
•
•
CICLO MÁS COMPLEJO QUE SE DA EN PLANTAS Y EN ALGUNOS ANIMALES.
SE CARACTERIZA PORQUE LA MEIOSIS Y LA FECUNDACIÓN SE
ENCUENTRAN SEPARADAS EN EL TIEMPO, DANDO LUGAR A UNA
ALTERNANCIA DE GENERACIONES, EN LA QUE SE DISTINGUEN DOS FASES:
GAMETOFITO (n)
•
•
Comienza con una espora (n) originada por meiosis.
Esta célula se divide por mitosis y da lugar a un
gametofito joven (n) que seguirá creciendo hasta dar
lugar a un gametofito adulto (n).
El gametofito adulto produce gametos (n) por mitosis.
•
•
ESPOROFITO (2n)
•
•
•
Los gametos (n) procedentes del gametofito adulto (n)
se unen y dan lugar a un zigoto (2n) que crece por
mitosis y genera un esporofito joven (2n).
El esporofito joven sigue creciendo hasta formar un
esporofito adulto (2n).
Ciertas células del esporofito adulto (2n) se
especializan en la formación de esporas (n) a través de
la meiosis.
Las esporas (n) podrán formar un gametofito y así
iniciar de nuevo el ciclo.
CICLO HAPLODIPLONTE
RESUMEN DE LOS CICLOS
BIOLÓGICOS
CICLOS
BIOLÓGICOS
FASE
DOMINANTE
MEIOSIS
HAPLONTE
(n)
CIGÓTICA
DIPLONTE
(2n)
GAMETOGÉNICA
HAPLODIPLONTE
½ (n) + ½ (2n)
ESPOROGÉNICA
ACTIVIDADES 6
1. Todas las actividades de la página 43.
2. Actividad 14 y 18 página 46.