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Bases moleculares de la herencia
Flujo de informació
información en la cé
célula
1. Que moléculas son las
portadoras de la información
hereditaria?
2. Como se preserva y trasmite la
información hereditaria?
3. Como se expresa esta
información transformándose
en fenotipos?
4. En que consiste el dogma
central de la biología molecular
5. Como se genera la variación ?
1
2
La localizació
localización celular de la herencia
Estructura de los ácidos nucleicos
1839 Theodor Schwann.
Schwann. Identifica los núcleos al microscopio
18841884-1888 Oscar Hertwig Eduard Strasburger Rudolph Von Kollliker August
Weissman.
Weissman. Proponen independientemente que el núcleo es el portador de la
información hereditaria en las células.
Estructura de los nucleótidos
Diferencias entre ARN y ADN
Base
nitrogenada
Enlaces entre nucleótidos
18881888-1890 Theodor Boveri Walter Sutton.
Sutton. Plantean la teoría cromosómica de
la herencia.
La composició
composición del nú
núcleo
1869 Friedrich Miescher.
Miescher. Aisla de núcleos una sustancia rica en fósforo a la
que denomina nucleina. También presenta H, C, N y O.
1881 Albrecht Kossel
Fosfato
Azúcar
• la nucleína contiene proteínas y porciones no
proteicas (ácidos nucleicos).
• Los ácidos nucleicos se pueden descomponer en
azúcares y compuestos ricos en nitrógeno (purinas
y pirimidinas).
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4
Nucleó
Nucleósidos y Nucleó
Nucleótidos
Enlace N-glicosídico
C1 de pentosa-N1 de pirimidina
N9 de purina
Enlace fosfoéster
Fosfato-C5 de pentosa
ARN
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ADN
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1
Estructura primaria de los ácidos nucleicos
Propiedades de las molé
moléculas informativas
Formación de cadenas lineales de
nucleótidos
Enlace fosfo-di-ester con C3
1. Formada por un número limitado de
subunidades
2. Contener información biológica útil y legible
Orientación y sentido de la hebra
3. Debe ser estable y reproducible
(CONSERVACION)
Extremos 5´y 3´
4. Capacidad de trasmitir de un modo preciso la
información (EXPRESION)
Crecimiento direccional 5´Æ3´
5. Capacidad de cambiar (generar VARIACION)
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Las claves de la estructura del ADN
El modelo del ADN de Watson y Crick
1949 Erwin Chargaff analiza la proporción de bases en el ADN
1953
James Watson y Francis Crick
Las cantidades de A=T
G=C
El ADN es una estructura helicoidal con
regularidades características de 0.34
nm & 3.4 nm.
1953 Datos cristalográficos de Rosalind Flanklin y Maurice Wilkins
1. Doble hélice de
2. cadenas antiparalelas unidas por
3. apareamiento de bases
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Estructura secundaria del ADN
Pares de bases
Dos cadenas polinucleotídicas enrolladas
en una doble hélice dextrógira
Las hebras son antiparalelas
Los esqueletos azucar-fosfato en el
exterior de la doble hélice
Pares de base planares a través de
puentes de hidrógeno, en el centro de la
estructura
AT (2 H)
GC (3H)
Pares de base separados 0,34 nm. Una
vuelta de hebra (3.4 nm) tiene aprox. 10
pares de base
La posición de los esqueletos azucarfosfato definen surco mayor y menor.
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2
ADN como depositario de la
informació
información gené
genética
Bases
estructurales del
ADN como
molé
molécula
informativa
1.
2.
ESTABILIDAD
3.
TRASMISIBLE
A la progenie celular y a la
siguiente generación
Esqueleto azúcar-fosfato
Hidrofílico al exterior de la molécula
Repulsión electrostática de las cadenas
Enlaces covalentes de alta energía
La reacción de disociación debe ser catalizada
Pares de base
Core hidrofóbico al interior de la molécula
Asociación de cadenas por puentes de H (enlaces
débiles)
Apilamiento de bases (van Der Walls)
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CONTENIDO INFORMATIVO
La información contenida en
secuencia de bases
Información duplicada
Replicado con fidelidad
4.
VARIABLE
Errores en el proceso de
replicación
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Base de la variabilidad y sustrato
de la evolución
Replicació
ón del ADN
Replicaci
Replicación
... y se asocia a proteí
proteínas para formar la cromatina
Como se preserva y trasmite la informació
información hereditaria?
Todas las células de un organismo tienen la misma
información genética
La replicación del ADN es un requisito imprescindible
para el desarrollo y diferenciación celular.
La estructura del ADN da una pista del posible
proceso de replicación
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La importancia de la replicació
replicación del ADN
en la medicina
Tres posibles modelos de replicació
replicación
La replicación del material genético es
esencial a la vida
mitosis
Errores en la replicación son el origen de las
enfermedades hereditarias
meiosis
Errores en la replicación son causa primaria
de canceres
Existen patologías por incapacidad de
reparar errores cometidos en la replicación
mitosis
Los patógenos tambien replican. Entender
estos procesos permite establecer terapias
especificas
Muchos antibioticos inhiben la replicación
de microorganismos
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3
Origenes,
Origenes, burbujas y horquillas de replicació
replicación
Semiconservativa
Bidireccional
Semidiscontinua
• La replicación se inicia en sitios
particulares (orígenes de replicación)
• Cada origen define un replicón (unidad
de replicación independiente)
• A partir de cada origen la replicación
avanza bidireccionalmente
• Se forma una burbuja de replicación
formada por dos horquillas que avanzan
en direcciones opuestas
horquilla 1
horquilla 2
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La maquinaria enzimá
enzimática de la replicació
replicación
FIDELIDAD DE LA REPLICACIÓ
REPLICACIÓN
1956
Arthur Kornberg
•Esta dada por la actividad exonucleasa 3´-´5´
• Requerimiento de oligonucleótidos.
• Imposibilidad de la polimerasa de agregar nucleótidos si no hay
apareamiento exacto en los nucleótidos previos
• Implica la imposibilidad de replicación en dirección 3´-5´.
Descubre una enzima responsable de la
síntesis de ADN (DNA Polimerasa I)
Requiere un molde de ADN, dNTPs
Agrega nucleótidos direccionalmente
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La duplicación es un proceso complejo que
se basa en la complementariedad de bases
Depende de interacciones entre el ADN y varias
proteínas
esta finamente regulado
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Como se expresa la informació
información hereditaria?
Como se genera la diversidad de células y
tejidos?
Los efectores celulares son las proteínas
Como pasa la información del ADN a las
proteínas
Del genotipo al fenotipo
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