Este documento resume los principales conceptos sobre los ácidos nucleicos ADN y ARN. Explica que el ADN almacena y transmite la información genética a través de nucleótidos unidos que forman cadenas de polinucleótidos enrolladas en una doble hélice. El ARN participa en la expresión de los genes al copiar información del ADN y transportarla a los ribosomas durante la síntesis de proteínas. La ingeniería genética permite manipular genes mediante técnicas como la transferencia de genes entre organismos.

1. LA INFORMACIÓN GENÉTICA
(GENÉTICA MOLECULAR)
Tema 2

2. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
F(x)= Almacenar y transmitir la información genética
Son macromoléculas (unión de units + sencillas= NUCLEOÓTIDOS=nt)
Nt= Grupo PO4
= + Pentosa (Glúcido) + Base Nitrogenada (BN)
Ribosa Desaxirribosa Púricas Pirimidínicas
Adenina (A) Citosina (C)
Guanina (G) Timina (T)
Uracilo (U)
nt+nt+nt+........ntn= POLINUCELÓTIDO
Unen → ENLACE FOSFODIÉSTER (E. PDE)

3. Grupo
fosfato
Glúcido
Base
nitrogenada
Polinucleótido
A
G
T
C
A – Adenina
C – Citosina
G – Guanina
T – Timina
U – Uracilo
Bases nitrogenadas
Nucleótido
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

4. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

5. UNIÓN DE NUCLEÓTIDOS

6. ARN
(Ácido ribonucleico)
ADN
(Ácido
desoxirribonucleico)
A
G
A
G
U
C
T
C
Ribosa
Desoxirribosa
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
U – Uracilo
A – Adenina
G – Guanina
C – Citosina
T – Timina
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

7. DNA
Contiene toda la inf.genética necesaria para el f(x) y desarrollo de S.V
Eucariotas → Núcleo Cromatina/Cromosoma
→ Mitocondrias
→ Cloroplastos
ETRUCTURA DEL DNA
J.WATSON Y F.CRICK (1953) → Nobel 1967
Características
2 cadenas de polint enrolladas alrededor de 1 eje imaginario → DOBLE HÉLICE
Pentosas + Grupo PO4
= → Exterior
BN → Interior
Cadenas antiparalelas = 5´→ 3´ (paralelas pero con sentidos opuestos)
3´→ 5´
Cadenas unidas por ptes de H entre BN complementarias → A=T y CΞG

8. Doble hélice
Cadenas antiparalelas
Puentes de
hidrogeno
Polinucleótidos
DNA

9. DNA

10. RNA
Participa en la expresión de la inf. contenida en el DNA mediante la síntesis de
ptnas, que son las que regulan la mayoría de los procesos vitales de un organismo.
Eucariotas → Núcleo
→ Citoplasma
Estructura → 1 cadena poliribosómica
Tipos
RNAm → Copia la inf. del DNA → Ribosomas
RNAr + ptnas =Ribosomas → Sintetizan ptnas
RNAt → + aa y los transporta → ribosomas

11. RNA

12. Una sola
cadena de
nucleótidos
El ARN participa en la
formación de proteínas
Ribosa
RNA

13. Copia información
del AND y la
transporta hasta los
ribosomas
ARN mensajero
Se asocia a proteínas
y forma los ribosomas
ARN ribosomico
Se une a aminoácidos
para formar
proteínas en los
ribosomas
ARN transferente
ARNm
ARNr
ARNt
TIPOS DE RNA

14. RNA RIBOSÓMICO

15. RNA TRANSFERENTE

16. LA REPLICACIÓN DEL DNA
Permita que las cél. hijas tengan la =IG que la cél. madre.
Tiene lugar en la iterfase (S)
Es necesario → Enzimas (controlar y dirigir)
→ Nt
Fases
Se rompen los ptes de H (↑Tª) → la doble hélice se desenrolla y las cadenas se separan
Cada cadena actúa como molde para formar las news cadenas (enzima → nt+nt)
Se unen las BN por ptes de H
2 moléculas de DNA =
Es una replicación SEMICONSERVATIVA (1 original + 1 nueva)
Enzimas de reparación

17. Burbuja de replicación
ADN
LA REPLICACIÓN DEL DNA

18. Se forman nuevos
enlaces de hidrogeno y
las hebras se enrollan
Síntesis de nuevas
cadenas
complementarias
Rotura de enlaces
de hidrogeno
Burbuja de replicación
ADN
LA REPLICACIÓN DEL DNA

19. LA REPLICACIÓN DEL DNA

20. EL DNA, PORTADOR DE LA IG
Primeros análisis qcos de los cromosomas→ DNA + ptnas
Ppio → Ptnas contenían la IG, ya que el DNA presentaba una comp. qca.
muy simple
Experimento de Griffith1928 y Avery McLeod y McCarthy 1944
Prueba definitiva: DNA portador de la IG

21. “Collar
de
perlas”
Interfase
Fibra de ADN
unida a proteínas
Streptococcus
pneumoniae
EL DNA, PORTADOR DE LA IG

22. EXPERIMENTO DE GRIFFITH
Bacterias
muertas
de la cepa S
y bacterias
de la cepa R
Provocan la
muerte
Bacterias muertas
de la cepa S
de Streptococcus
pneumoniae
Son inofensivas
Bacterias de la Cepa
R de Streptococcus
pneumoniae
No son virulentas
Bacterias de la cepa
S de Streptococcus
pneumoniae
Provocan la
muerte del ratón

23. Un gen contiene información
para un determinado
carácter
EL CONCEPTO DE GEN

24. EL CONCEPTO DE GEN
Cada SV tiene unos rasgos distintivos que diferencian a un ind. de otro → Carácter
Caracteres → Heredados (h *Alimentación)
→ Influencia amb.
GEN= fragmento de DNA que contiene la IG para un det. carácter.

25. BEADLE Y TAMTUM
UN GEN-UNA ENZIMA
En 1958 → Hipótesis un gen-una enzima (Premio Nobel)
Gen tenía la inf. para sintetizar una enzima, y esta
determina el carácter.
Post./ se extendió a ptnas. Un gen-una ptna
Gen= frag. de DNA que lleva la inf. para sintetizar 1 ptna,
necesaria para que se exprese un det. carácter en 1 ind.

26. Organismos procariotas
Organismos
eucariotas
Secuencia especifica
de nucleótidos (gen)
Cromosoma
Cromatina
Plásmido
LA ESTRUCTURA DEL
GENOMA

27. LA ESTRUCTURA DEL
GENOMA
No todo el DNA codifica ptnas
Hay genes que regulan la actividad de otros
Fragm. con f(x) desconocida
Genoma= conj. completo de genes de 1 org.
En org. procariotas
→ Genoma = 1 cromosoma circular.
→ Plásmidos = moléc. de DNA que se replican de manera indep. al
bacteriano.
En org. eucariotas
→ Genoma = Cromatina (núcleo).
→ Mitocondrias y cloroplastos (≈cromos. bacteriano).

28. GENOMA PROCARIOTAS

29. GENOMA EUCARIOTAS

30. EXPRESIÓN GENÉTICA

31. EXPRESIÓN GENÉTICA
Proteínas → Unión de monómeros = aa ; 20aa ≠ → aa esenciales
DNA tenemos TRIPLETES =CODÓGENOS= 3 nt
Un gen NO sintetiza un polipéptido directamente del DNA, necesita de un
intermediario= RNAm.
La información del DNA tiene que ser codificada → 2 procesos.

32. ARNm
ARNr
ARNt
Proteína
s
Síntesis de
proteínas
EXPRESIÓN GENÉTICA

33. Tripletes
Primera fase.
Transcripción
del mensaje
Segunda fase.
Traducción del
mensaje
ARNm
codón
aminoácido
EXPRESIÓN GENÉTICA

34. EXPRESIÓN GENÉTICA

35. TRANSCRIPCIÓN
Copiar la IG del DNA a una molécula de RNAm
Núcleo
1. La doble hélice se abre.
2. Se unen los nt correspondientes 3´→ 5´.
3. Obtengo un RNAm.

36. TRANSCRIPCIÓN

37. TRADUCCIÓN
Traducir el mensaje del RNAM al lenguaje de las ptnas.
1. RNAm sale del núcleo → citoplasma.
2. RNAM+ribosomas. Ribosoma lee tripletes del RNAm (CODONES).
3. El RNAt transporta aa → ribosomas (RNAt es específico para cada aa).
4. Los rib. recorren el RNAm .
5. Para cada ptna existe un RNAm ≠.

38. TRADUCCIÓN

39. ARNm
codón anticodón
aminoácido
La correspondencia entre
los codones del ARNm y los
aminoácidos que forman
las proteínas recibe el
nombre de código
genético
ARNt
EXPRESIÓN GENÉTICA

41. CÓDIGO GENÉTICO
Es la relación entre la sec. de BN del DNA (RNAm) y la secuencia de aa de
1ptna.
El RNAt tiene un triplete = ANTICODÓN, complementario con un CODÓN
del RNAm.
Universal (=SV)
Rib. pueden leer cq RNAm.
Un =aa puede ser codificado por + de 1 codón.
Señal de iniciación =AUG=Metionina

42. INGENIERÍA GENÉTICA
Conj. de técnicas que permiten manipular el MG, para conseguir un objetivo práctico.
Eliminar, introducir, modificar, copiar,... → GENES
Se lleva a cabo → Transferencia de genes de 1 org. a otro (= o ≠ sp)
Para manipular DNA se necesitan:
Enzimas de restricción → ptnas bacterianas que cortan DNA por sitios concretos
Vector de transferencia → Agente que transfiere un seg. de DNA de un org. a otro.
Plásmidos o virus.
DNA ligasas → Enzimas que unen frag. de DNA
GRACIAS

43. INGENIERÍA GENÉTICA
1. Se localiza y aísla el gen de interés.
2. Selección del vector.(= enz. de restricción)
3. Unir DNA +vector=DNA RECOMBINANTE.
4. Inserción del vector con el gen en una cél.
hospedadora.
5. Multiplicación del gen deseado.

44. DNA RECOMBINANTE

45. ADN recombinante
Herramientas necesarias
para la manipulación de genes
• Vector de transferencia
Plásmidos de
Escherrichia
coli
• Enzimas de
restricción
• ADN ligasas
Síntesis de ADN de forma
artificial
INGENIERÍA GENÉTICA

46. 1. Localización y aislamiento
del gen que se desea transferir
2. Selección del vector
3. Unión del ADN
elegido
al ADN del vector.
4. Inserción del vector con
el gen transferido en la
célula hospedadora.
5. Multiplicación del
organismo transgénico.
INGENIERÍA GENÉTICA

47. INGENIERÍA GENÉTICA

48. APLICACIONES DE LA
INGENIERÍA GENÉTICA
En investigación bgca → Investigar enfermedades.
En investigación policial y medicina forense → Identificación de
sospechosos.
En pruebas de paternidad
En estudios históricos y arqueológicos

49. BIOTECNOLOGÍA
Campo de la aplicación de la bgía que utiliza organismos vivos en
beneficio humano.

50. Terapia génica
Obtención de fármacos
Mejora en la producción
agrícola y animal.
• Insulina
• Proteínas de
coagulación del
suero sanguíneo.
• Vacunas
Carpas y salmones portadores del
gen de la hormona del crecimiento
Maíz resistente al
frío
Tratamiento de
enfermedades humanas:
• Diabetes
• Hemofilia
• Parkinson
BIOTECNOLOGÍA

51. Eliminación de
metales pesados
Producción de
sustancias
terapéuticas
Insulina
Biorremediación
Producción de energía
Producción
de alimentos
BIOTECNOLOGÍA

52. BIOTECNOLOGÍA
BT TRADICIONAL
Utilizar µorg. para obtener productos útiles
Industrias alimentarias
Pan → Saccharomyces cerevisiae Productos lácteos → Leche+bacterias
Bebidas alcohólicas → Fermentación por Saccharomyces cerevisiae
Industrias farmaceúticas
Vacunas → µorg. no virulentos Ab → µorg Productos qcos industriales
Conservación del ½ amb.
Descomposición de MO de basuras
Plantas de H2O residuales
Bacterias almacenan bioplásticos → biodegradables

53. BIOTECNOLOGÍA
BT ACTUAL
Basada en IG
Aplicaciones agrícolas y ganaderas
Modificación de plantas y animales para mejorar la producción de alimentos.
Clonación (génica o de organismos)
Obtención de plantas y animales transgénicos
Utilización de transgénicos
Terapia génica
Prevención de enfermedades

54. CLONACIÓN

55. Clonación reproductiva
Tiene como objetivo conseguir
individuos nuevos idénticos entre sí
y al original.
transferencia
nuclear
Clonación terapeútica
Tiene como objetivo tratar
enfermedades y regenerar tejidos.
CLONACIÓN

56. EXTRACCIÓN DEL
NÚCLEO

57. OVEJA DOLLY

58. CLONACIÓN

59. CLONACIÓN HUMANA

60. OBTENCIÓN DE ANIMALES Y
PLANTAS TRANSGÉNICOS

61. Transgen
Organismo
transgénico
OBTENCIÓN DE ANIMALES Y
PLANTAS TRANSGÉNICOS

62. BIOTECNOLOGÍA
BT ACTUAL
Basada en IG
Aplicaciones biosanitarias
Obtención de insulina humana
Prevención de enfermedades
Terapia génica
Utilización de transgénicos

63. OBTENCIÓN INSULINA
HUMANA

64. PREVENCIÓN DE
ENFERMEDADES

65. PREVENCIÓN DE
ENFERMEDADES

66. TERAPIA GÉNICA

67. UTILIZACIÓN DE
TRANSGÉNICOS

68. Retraso en la
maduración
Producción de
sustancias
Mejora de la
calidad
Tomate Flavr
Svr
Café más
aromático y con
menos cafeína
Resistencia a
herbicidas e insectos
Maíz
resistente a
insectos
Arroz que
produce
provitamina A
Soja resistente a
herbicidas
Patatas que inmunizan
contra enfermedades
ALIMENTOS TRANSGÉNICOS

69. Implicaciones
ecológicas
Implicaciones
sanitarias
Implicaciones
sociales
Implicaciones
éticas
Implicaciones
legales
Extinción de
especies naturales
Aparición de nuevos virus
o bacterias que provoquen
enfermedades desconocidas
Vulneración del derecho a
la intimidad
La manipulación de material
genético de nuestra especie
La posibilidad de patentar plantas
y animales transgénicos, así como
secuencias del genoma humano
IMPLICACIONES DE LA
BIOTECNOLOGÍA

70. Haemophilu
s inluenzae En 1995 se publicó por
primera vez la secuencia
completa de su genoma
El genoma del
chimpancé es
igual al humano
en más de un 98,5
%.
Algunos resultados obtenidos:
• Nuestro genoma tiene unos 25 000
genes
• Su tamaño es de 2 900 millones de pares
de bases
• El 99,99 % de los datos genéticos son
comunes a todas las personas
PROYECTO GENOMA
HUMANO