codigo genetico humano y la sintesis de proteinas q nos yaudfan a ent5ende la genetica y la logiaçca humana en cuanto a la produccion de proteinas

2. Código genético y síntesis de proteínas:
1. Concepto de gen
2. Estructura del ADN
3. La replicación del ADN
4. La transcripción
5. La traducción

3. 
El gen o gene es un segmento de ADN
que da la clave para una proteína en
particular.


Los genes son las unidades de herencia
y controlan las características del
individuo: color del pelo, tipo de sangre,
color de la piel y color de los ojos.
Los genes
cromosomas.
son
parte
de
los

Debido a que los genes son segmentos
de ADN, controlan el desarrollo de las
características y las actividades
celulares.

4. 


Saber que el ADN es el
material
hereditario
llevó
muchos años de estudio.
En 1953, James Watson,
biólogo
estadounidense
y
Francis
Crick,
biofísico
británico,
propusieron
un
modelo para la estructura del
ADN.
El ADN es una molécula muy
grande pero compuesta solo
de pocas sustancias químicas
diferentes.



Una molécula de ADN esta
formada
por
unidades
llamadas nucleótidos.
Cada nucleótido contiene un
grupo fosfato, un azúcar de
cinco
carbonos
llamada
desoxirribosa y una base
nitrogenada.
Los
nucleótidos
están
unidos por enlaces entre el
grupo fosfato de
un
nucleótido y el azúcar del
siguiente nucleótido.

5.  El fosfato del Segundo nucleótico
se une al azúcar del tercero y asi
sucesivamente.

 Se
forma
una
cadena
de
nucleótidos enlazados del fosfato
al azúcar.
1.
2.
3.
4.

Las bases nitrogenadas se
extienden hacia afuera desde
la cadena azúcar-fosfato. En
el ADN hay cuatro bases:
adenina
citosina
guanina
timina
La molécula de ADN se
compone de dos cadenas de
nucleótidos
unidas
por
puentes débiles de hidrógeno
entre las bases nitrogenadas.

6. 





Las cadenas de nucleótidos
forman un espiral alrededor de
un centro común.
La forma espiral de la molécula
es una doble hélice.
Los enlaces entre las bases
nitrogenadas solo se forman
entre pares específicos:
la adenina (A) con la timina (T)
la citosina (C) con la guanina
(G)
Debido a que solo se parean
bases específicas, la sucesión
de bases de una cadena de
nucleótidos,
determina
la
sucesión de bases en la otra
cadena.

7. 


El proceso mediante el cual la
molécula de ADN hace copias
de sí misma (cromosomas) se
llama replicación del ADN.
Los cromosomas se duplican
durante la interfase, antes de
que empiece la división
celular (mitosis).

Como
resultado
de
la
mitosis, las células hijas
reciben copias idénticas del
material hereditario de la
célula madre.
Pasos de la replicación del ADN:
1.
La doble hélice se desdobla de
manera que las dos cadenas
de
nucleótidos
quedan
paralelas.
Se rompen los
enlaces entre las bases de las
moléculas de ADN. Las dos
cadenas de nucleótidos se
separan, empezando en un
extremo y abriéndose hasta el
otro.
Las células hijas formadas
durante la meiosis, recibirán
la
mitad
del
material
hereditario de la célula
parental.

8. 2.
3.
Cada mitad de ADN sirve
como
patrón
para
la
formación de una nueva
mitad de la molécula de
ADN. Las bases de los
nucleótidos libres se unen
con
las
bases
correspondientes en las dos
cadenas
expuestas
de
nucleótidos:
adeninatimina,
citosina-guanina.
Este pareo asegura que las
copias nuevas de ADN sean
copias exactas del ADN
original.
Se forman enlaces entre los
fosfatos y las azúcares de
los nucleótidos que se han
pareado con las cadenas de
ADN.
4.
Las dos muevas moléculas
de ADN se enroscan y de
nuevo toman forma de una
doble hélice.

9. 
Las
enzimas
controlan
todas
las
reacciones químicas de los organismos
vivos.

Todas las enzimas son proteínas.

Las células están formadas parcialmente
de proteínas.



La información para fabricar todas las
proteínas está almacenada en las
moléculas de ADN de los cromosomas.
La sucesión de bases en las moléculas de
ADN es un código químico para la
sucesión de aminoácidos en las proteínas.
Un segmento que codifica para
proteína en particular se llama gene.
una

10. 
Al igual que las miles de
combinaciones de palabras
para expresar ideas en un
alfabeto, las combinaciones de
las
bases
nitrogenadas
componen el “alfabeto” del
ADN.




Una molécula de ADN puede
estar formada de miles de
nucleótidos, cada uno de ellos
con una de las bases.
El
código
genético
lo
componen “palabras” de tres
letras formadas por las bases.
(AGC, CGT, sucesivamente)
obteniendo 64 grupos o
“palabras” diferentes.


Las 64 combinaciones son
suficiente para codificar los 20
aminoácidos diferentes.
Las sucesiones de tres bases de
nucleótidos se llaman “tripletas”.
Cada tripleta del ADN codifica
solo para un tipo de aminoácido.
La disposición de las bases de la
molécula de ADN codifica para la
sucesión de aminoácidos que
forman
una
proteína
en
particular.

11. 


El ARN es un ácido nucleico
que se compone de una sola
cadena de nucleótidos, a
diferencia del ADN que se
compone de dos.
El azúcar en el ARN es la
ribosa, que es ligeramente
distinta a la desoxirribosa del
ADN.
La diferencia entre el ARN y
ADN es el tipo de bases en
los nucleótidos. En vez de la
base timina en el ADN, el
ARN tiene la base uracilo (U),
que forma enlaces solo con
la adenina.

1.
En las céulas encontramos
tres tipos de ARN:
El ARN mensajero o ARNm
lleva las instrucciones para
hacer una proteína en
particular, desde el ADN en
el
núcleo
hasta
los
ribosomas. Las moléculas
de ARNm se disponen
según el código contenido
en el ADN.

12. 2.
3.

El ARN de transferencia o
ARNt.lleva
los
aminoácidos
a
los
ribosomas.
El ARNt se
encuentra en el citoplasma
de las células.
El ARN ribosomal o ARNr,
es una de las sustancias
químicas de las que están
compuestos los ribosomas.
El ADN en el núcleo
contiene instrucciones para
hacer miles de proteínas
diferentes.
El ADN no
puede salir del núcleo.


Cuando se necesita cierta
proteína , se forma el ARNm,
de la información que hay en
el ADN.
El proceso de producir ARNm,
a partir de las instrucciones
del
ADN,
se
llama
transcripción.

13. PASOS PARA LA
TRANSCRIPCIÓN
1.
2.

La porción de ADN que contiene
el código para la proteína que se
necesita se desdobla y se separa,
exponiendo las bases. Proceso
similar a la replicación del ADN.
Los nucleótidos de ARN libres
que están en el núcleo, se parean
con las bases expuestas del ADN.
El uracilo se parea con la adenina
. Como resultado de las tripletas
del ADN, se forman tripletas
complementarias en la molécula
de ARNm.
La sucesión de tres nucleótidos
en una molécula de ARNm se
llama codón.
3.
La molécula de ARNm se completa
por la formación de enlaces entre
los nucleótidos del ARN.
La
molécula de ARNm se separa de las
molécula de ADN.
La molécula
completa de ARNm, que lleva un
código para hacer un solo tipo de
proteína, sale del núcleo, pasa por
la membrana nuclear y se dirige a
los ribosomas del citoplasma.

15. 



El ensamblaje de una molécula de proteína de acuerdo con el
código de una molécula de ARNm, se conoce como traducción.
Se denomina traducción porque comprende el cambio del
“lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al “lenguaje” de
las proteínas (sucesión de aminoácidos).
En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para
que se pueda sintetizar una molécula de proteína deben llegar los
aminoácidos a los ribosomas.
Los aminoácidos que se necesitan están dispersos en el
citoplasma. Se encuentran los aminoácidos correctos y llegan al
ARNm por el ARN de transferencia (ARNt)

16. 



Las moléculas ARNt son más
cortas que las de ARNm y
tienen forma de trébol.
En uno de los extremos de la
molécula
ARNt,
hay
un
conjunto de bases llamada
anticodón.
El lado opuesto del ARNt
transporta un aminoácido.
Las bases de los anticodones
del
ARNt
son
complementarias a las bases
de los codones del ARNm.

17. PASOS PARA LA
TRADUCCIÓN
1.
2.
3.
Un extremo del ARNm se pega
al ribosoma.
Las moléculas de ARN de
transferencia que están en el
citoplasma recogen ciertos
aminoácidos.
Con
los
aminoácidos
pegados,
las
moléculas de ARNt se mueven
hacia el punto donde el ARNm
está pegado al ribosoma.
Una molécula de ARNt con el
anticodón correcto, se enlaza
con el codón complementario
den el ARNm.
4.
5.
A medida que el ARNm se mueve
a lo largo del ribosoma, el
siguiente codón hace contacto
con el ribosoma. El siguiente
ARNt se mueve a su posición con
su
aminoácido.
Los aminoácidos adyacentes se
enlazan por medio de un enlace
peptídico.
Se
desprende
la
primera
molécula de ARNt . El siguiente
codón se mueve a su posición y
el siguiente aminoácido se
coloca en su posición.

19. 

Los pasos 3 al 5 se repiten
hasta que se ha traducido el
mensaje
completo.
De esta manera se forma una
cadena de aminoácidos.
Como una proteína es una
cadena de aminoácidos, se
construye
entonces
una
proteína.

En resumen, el ADN codifica
para ARN mensajero, el ARN
mensajero
lleva
la
información necesaria para la
síntesis de la proteína a los
ribosomas, donde se hace la
proteína.
Ecuación:
trasncripción
ADN
traducción
ARNm
proteína

22. ¿Qué es la Enfermedad de Chagas?
Chagas es una enfermedad causada
por el parásito Trypanosoma cruzi, que
ocasiona la mayoría de problemas
cardíacos en América Central y del Sur.
Hay 10 millones de personas con el
Mal de Chagas en el Continente
Americano.
No tiene vacuna ni cura efectiva en su
fase
crónica.
Es una enfermedad muy grave pero
desconocida por la mayoría de la
población.
¿Cómo se transmite?
Por las heces de insectos triatominos,
conocidos en el Ecuador como
chinchorros, chinche caballo o guaros.
Por las transfusiones sanguíneas y
transplantes de órganos
De la madre al feto durante el
embarazo

26. BT743
22 noviembre 2010

27. Metagenómica
•Extracción de DNA
ambiental
•Construcción de
genotecas de DNA (o
cDNA)
•Screening
•Por secuencia
•Por función
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28. BT743
22 noviembre 2010

29. 





Examen de la diversidad filogenética usando análisis de secuencia
de rDNA 16s de los microorganismos, que se usa para monitorear y
predecir condiciones y cambios ambientales.
Examen de genes/operones en búsqueda de enzimas de aplicación
biotecnológica (Ej. celulasas, quitinasas, lipasas, antibióticos, y otros
prod. naturales); aplicaciones industriales o médicas.
Dentro de una familia de proteínas interesantes, examen de
variaciones puede ayudar a l identificar o diseñar catalizadores
óptimos.
Examen de mecanismos de secretoras, reguladoras, transducción de
señales, asociadas con genes de interés. El conocimiento de cómo
estos genes son organizados y regulados puede ayudar a mejorar la
expresión y la actividad de las enzimas.
Examen de sistemas de transporte: con este conocimiento y el de los
componentes nutritivos y sustratos que hay en el ambiente es
posible describir la biodiversidad presente
Examen de bacteriófagos o plasmidios. Estos potencialmente
influencian la diversidad y estructura de las comunidades
microbianas.
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30. 



Examen de eventos de transferencia lateral de genes. El
conocimiento de cómo el genoma cambia (plasticidad del
genoma) puede dar una idea de las presiones selectivas para
captura y evolución de genes dentro de un hábitat.
Examen de genes/operones para metabolización de
nutrientes, auto-inductores (para “sensar” la comunidad),
metabolismo intermediario central, etc. Esto puede entregar
información acerca de relaciones sintrópicas entre m.o.s.
Examen de vías metabólicas. La compresión de éstas y su
funcionamiento puede ayudar al diseño de medios de cultivo
de m.o.s no cultivables.
Examen de genes que predominan en un ambiente dado,
comparado con otros. El conocimiento de genes “marcadores”
de un ambiente ayuda al desarrollo de métodos para
comprender las respuestas de la comunidad a ciertas señales
y las interacciones que se desarrollan.
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32. 

Estrategias de enriquecimiento de genomas
se usan para dirigir la búsqueda hacia
determinados componentes activos de
poblaciones microbianas.
Aumenta la probabilidad de éxito del
screening de una genoteca metagenómica
para un gen particular, cuando la
proporción de éste es pequeña en relación
al total de la muestra de ácidos nucleicos.
◦ Stable isotope probing (SIP)
y 5-Bromo-2deoxyuridine labeling de DNA o RNA,
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33. Fortalezas
En contraste a muchos técnicas basadas en análisis “single gene”, (p.ej.
16S rRNA,T-RFLP o DGGE), la metagenómica da mucho más información.
Análisis de la fisiología de los microorganismos es posible y se puede
estudiar la biodiversidad en mas detalle.
La metagenómica es menos “tendenciosa” que el PCR y da información
sobre la abundancia relativa de diferentes m.o. y la estructura de la
comunidad.
La metagenómica captura polimorfismos presentes en la comunidades
naturales, lo que hace el ensamble de secuencias mas complejo, pero
entrega mas información.
Debilidades
Proyectos de secuenciación masivos son aún muy caros.
El análisis de datos es complejo
Ensamble de secuencias es imposible para medios con alta diversidad de
comunidades, se producen secuencias quiméricas
Ensamble de genomas depende de la existencia de información de
genomas disponibles.
Se requieren marcadores taxonómicos para establecer los grupos de una
comunidad (16S rRNA) presentes en los mismos fragmentos de DNA.
Estudiar a miembros de la comunidad en baja abundancia es imposible.

34. La meta genómica es el estudio del conjunto de
genomas
de
un
determinado
entorno
(metagenoma) directamente a partir de muestras
de ese ambiente, sin necesidad de aislar y
cultivar esas especies.1
La meta genómica es una de las nuevas
aplicaciones que han sido posibles con la
aparición de las tecnologías para secuenciar el
ADN a bajo costo.2 Estas nuevas tecnologías
permiten reducir el costo de secuenciar el ADN a
costos mucho menores que aquellos usando la
tecnología basada en secuenciamiento Sanger

35. La recuperación de secuencias de ADN
mayores de unas pocas miles de pares de
bases era muy difícil hasta la reciente
llegada de avanzadas técnicas de Biología
Molecular que permiten la construcción de
genotecas de cromosomas artificiales
bacterianos (BACs), que poseen numerosas
ventajas como vectores, no presentes en
los vectores de clonación disponibles hasta
su aparición

37. Los avances en Bioinformática, las mejoras en la amplificación del DNA, y el aumento
de la capacidad de cómputo de los sistemas informáticos actuales han ayudado, en
conjunto, al análisis de las secuencias de ADN obtenidas a partir de muestras
ambientales, permitiendo la aplicación de la secuenciación balística a muestras
metagenómicas. El abordaje balísitco sigue una serie de pasos básicos:
fragmentación del ADN al azar en secuencias muy pequeñas, y ensamblaje por
mapeo contra una secuencia consenso.
La metagenómica basada en balística permite la secuenciación directa de genomas
microbianos casi completos, a partir de muestras ambientales. En cada muestra
ambiental existen una gran variedad de microorganismos en unas proporciones
determinadas. Los organismos más abundantes estarán más representados en la
información de secuencia obtenida. Se suelen requerir grandes muestras para
asegurar una cobertura suficiente para resolver por completo los genomas de
especies poco representadas en la comunidad.
Por otra parte, la naturaleza aleatoria de la secuenciación por balística asegura que
muchos de estos organismos, que pasarían desapercibidos si se usaran técnicas
culturales clásicas, estarán representados al menos por pequeños fragmentos de
secuencia.