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TEMA 5
NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS
NUCLÉICOS
Se llaman ácidos nucleicos porque se
encontraron por primera vez en el núcleo de las
células.
Los ácidos nucleicos son polímeros cuyas
unidades se llaman nucleótidos.
ADN formado por
largas cadenas
de nucleótidos
Los nucleótidos están formados a su vez por
sustancias de naturaleza muy distinta, que se
enlazan siempre de la misma form...
Los nucleótidos que forman parte de los ácidos
nucleicos (ADN y ARN) están constituidos por :
BASE
NITROGENADA + +PENTOSA
...
NUCLEÓSIDONUCLEÓTID
O
Adenosín monofosfato (AMP)
BASES NITROGENADAS
Bases púricas.
Derivadas de la purina.
Bases pirimidínicas.
Derivadas de la pirimidina.
BASES NITROGENADAS
Bases que pueden formar parte de los nucleótidos del
ARN: Ribonucleótidos.
ADENINA – A
GUANINA – G
CITOSINA – C
URACILO - ...
Bases que pueden formar parte de los nucleótidos del
ADN: Desoxirribonucleótidos.
ADENINA – A
GUANINA – G
CITOSINA – C
TIM...
Algunos ejemplos de bases nitrogenadas derivadas:
ÁCIDO FOSFÓRICO
PENTOSA
Ribosa
Desoxirribosa
Un ribonucleótido: Adenosín monofosfato (AMP)
ÁCIDO
FOSFÓRICO
PENTOSA
(Ribosa)
BASE NITROGENADA
(Adenina)
DIFERENCIAS ENTRE RIBONUCLEÓTIDOS Y
DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS
• Los ribonucleótidos (nucleótidos de ARN) tienen como
pentosa,...
Adenosín monofosfato (AMP)
Enlace fosfoéster
Enlace
N-glucosídico
RIBONUCLEÓTIDOS
DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS
ADN
ARN
Enlace fosfodiéster
Estructura general de los ribo
y desoxirribonucleótidos y su nomenclatura
Estructura general de los ribo
y desoxirribonucleótidos y su nomenclatura
POLINUCLEÓTIDOS
ÁCIDOS NUCLEICOS
Están formados por
nucleotidos unidos en
largas cadenas mediante
enlace fosfodieester 5’-3’.
ADN
ARN
DIFERENCIAS ENTRE EL ADN Y EL ARN
ARN
Diferencias entre el ADN y el ARN
ARN
Para que se lleve a cabo la traducción, han de intervenir
tres tipos diferentes de ARN:
– ARN mensajero.
– ARN transfe...
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
Ribosoma
Proteína
ARNm
ARNm
ADN
NÚCLEO
CITOPLASMA
Transporta la
copia
complementaria
de un fragme...
ARNm
• Se trata de una cadena corta y lineal de ARN (estructura
primaria) que se sintetiza en el núcleo y lleva la informa...
DIFERENCIAS ENTRE EL ARNm DE PROCARIOTAS Y
EUCARIOTAS
PROCARIOTAS
- Poseen en el extremo 5’ un grupo
trifosfato.
EUCARIOTA...
ARNm
ARNm inmaduro
Maduración
o procesado
del ARNm en
eucariotas.
Se eliminan
los intrones y
se unen los
exones
ARNm funcional
...
ARNt
• Se trata de moléculas pequeñas (de 70 a 90 nucleótidos)
• Una sola cadena de nucleótidos que adquiere una estructur...
ARNt
BRAZO ACEPTOR
DEL AMINOÁCIDO
ARNt
BRAZO ACEPTOR
DEL AMINOÁCIDO
ARNt
Adaptador: ARNt
Triplete de nucleótidos
que codifica un aminoácido
ARNt
ARNt
ARNt
ARNt
ARNt
Aminoácido
AMINOACIL-ARNt
ARNt
5’
ARNr
• El ARN-r se encuentra en los ribosomas constituyendo el
60% de dichos orgánulos
• Pueden presentarse como fragmento...
ARNr
Los ARNr son
moléculas de
diferentes tamaños
pero en general
muy largas, con
estructuras
secundaria y
terciaria en algunas...
Subunidad pequeña
Subunidad grande
Ribosoma completo
ARNr
Otras imágenes de un ribosoma
ARNr
ARNr
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
• Animación sobre síntesis de proteínas
http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/transcription/movie.htm
PÁGINAS INTERESANTE...
ADN
Diferencias entre el ADN y el ARN
En 1949, el bioquímico Erwin Chargaff analizó el
contenido molar de las bases de DNA procedente de
diversos organismos y d...
PURINAS PIRIMIDINAS
¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
Erwin Chargaff (1905-2002) nació en Austria y trabajó en Berlín y París hasta
que en 1935 emigró a Nueva York. Trabajó com...
En aquellos años Linus Pauling era científico en
Caltech, en EE.UU., y gozaba de excelente reputación
entre sus colegas, p...
ESTRUCTURA SECUNDARIA
Dr. Linus Pauling (1901-1994) premio nobel de química en 1954
y premio nóbel de la paz en 1962
Nacida en Inglaterra el 25
de julio de 1920, murió en
Londres el 16 de abril de 1958.
Rosalind Franklin se graduó en
la un...
Maurice Hugh Frederick Wilkins nació en Nueva Zelanda en 1916. Se
trasladó siendo niño a Inglaterra. Estudió física en la ...
En aquellos años Linus Pauling era científico en
Caltech, en EE.UU., y gozaba de excelente reputación
entre sus colegas, p...
DIFRACCIÓN POR RAYOS X
Filtro
polarizador
Fuente
de rayos X
Haz de rayos X
ADN
cristalizado
Placa fotográfica
¿CÓMO SE DES...
Una fotografía como esta suministró la información clave para que Watson
y Crick elucidaran el modelo de doble hélice del ...
Considerado como el logro médico más
importante del siglo XX, el modelo de la
doble hélice del ADN abrió el camino para
la...
James Watson y Francis Crick eran dos científicos
jóvenes y carecían de la experiencia de Linus Pauling, pero sí
disponían...
Watson y Crick con su modelo a escala de bolas y varillas metálicas. Con
él descubrieron la estructura del ADN.
¿CÓMO SE D...
Watson y Crick, en el año 2003, 50 años después de su descubrimiento
¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
Francis Crick murió
el 28 de julio de 2004
James Watson fotografiado el año 2000
Las características estructurales del modelo
establecido por Watson y Crick son:
1. Está constituido por dos cadenas de po...
1. Está constituido por dos cadenas de polinucleótidos
que forman una doble hélice. El arrollamiento es
dextrógiro y plect...
1. Está constituido por dos cadenas de polinucleótidos
que forman una doble hélice. El arrollamiento es
dextrógiro y plect...
2. Las dos cadenas son antiparalelas.
2. Las dos cadenas son antiparalelas.
3. Las bases nitrogenadas tienen los planos de sus
anillos colocados perpendicularmente al eje de la
hélice.
Eje imaginari...
4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena
a las de la cadena opuesta se realiza mediante
enlaces de hidrógeno si...
La complementariedad de esas bases, una púrica con
una pirimidínica (G-C y A-T) permite que el diámetro de
la doble hélice...
COMPLEMENTARIEDAD DE LAS BASES
NITROGENADAS DEL ADN
T A
C G
4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena
a las de l...
5. La longitud de la molécula varía pero en general es
enorme en relación con su diámetro.
La doble hélice
de ADN (forma B)
• Artículo sobre el 50 aniversario del ADN
http://cultura.terra.es/cac/articulo/html/cac1714.htm
PÁGINAS INTERESANTES DE I...
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN
CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA y
CROMOSOMAS
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS
EUCARIOTAS: CROMATINA Y CROMOSOMAS
• Es un complejo de sustancias que albergan el ADN e...
FASES DE LA VIDA DE UNA CÉLULA
ADN EMPAQUETADO
HASTA CROMATINA
ADN EMPAQUETADO
HASTA CROMOSOMA
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS
EUCARIOTAS: CROMATINA
• Se forma para resolver los problemas que plantea la
acumulación...
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS
EUCARIOTAS: CROMATINA
• Para resolver esto problemas se asocia a dos tipos de
proteínas...
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS
EUCARIOTAS: CROMATINA
• Las histonas forman paquetes de 8 histonas (octámeros)
formados...
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS
EUCARIOTAS: CROMATINA
• Entre cada dos nucleosomas hay un fragmento de
filamento de ADN...
Octámero de histonas
H2A, H2B, H3 Y H4
Histona H1
3 NUCLEOSOMAS
NUCLEOSOMA
NUCLEOSOMA
NUCLEOSOMA
• El conjunto forma un filamento en forma de collar de
perlas de 11 nm. de grosor.
11
nm
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULA...
• El conjunto forma un filamento en forma de collar de
perlas de 11 nm. de grosor.
11 nm
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULA...
COLLAR DE PERLAS (11 nm.)
11
nm
• La fibra cromatínica de 11 nm. se arrolla sobre sí misma
en forma de muelle o solenoide formando una fibra de
un g...
• La fibra cromatínica de 11 nm. Se arrolla sobre sí misma
en forma de muelle o solenoide formando una fibra de
un grosor ...
Sección transversal de la estructura en solenoide. Obsérvese la situación
de las histonas H1 en el núcleo del solenoide.
•...
ESTRUCTURA EN
SOLENOIDE (30 nm.)
• Esta fibra cromatínica es el nivel de empaquetamiento
que presenta el ADN cuando se encuentra en estado de
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Empaquetamiento ADN.MOV
PARA VER ANIMACIÓN BIOLOGÍA: EMPAQUETAMIENTO DEL ADN
HACER CLIK AQUÍ
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ESTRUCTURA
DE LA
CROMATINA
CROMATINA
CROMATINA
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FORMACIÓN DE LA
CROMATINA
FORMACIÓN DE UN
CROMOSOMA
FASES DE LA VIDA DE UNA CÉLULA
ADN EMPAQUETADO
HASTA CROMATINA
ADN EMPAQUETADO
HASTA CROMOSOMA
ADN en forma
de cromatina
ADN en forma
de cromosomas
• Cuando la célula entra en mitosis, el ADN se acaba de
replicar y la cromatina se organiza y se empaqueta aún
más, en for...
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FORMACIÓN DE LA
CROMATINA
FORMACIÓN DE UN
CROMOSOMA
La cromatina se
se muestra fuertemente
empaquetada en
los ...
ESTRUCTURA
DE LA
CROMATINA
ESTRUCTURA
DEL
CROMOSOMA
CROMATINA
CROMOSOMA
La cromatina se
se muestra fuertemente
empaquetada en
los cromosomas
de una célula en
división:
cromosomas mitóticos
La cromatina se
se muestra fuertemente
empaquetada en
los cromosomas
de una célula en
división:
cromosomas mitóticos
EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN
CÉLULAS PROCARIÓTICAS
• El ADN de bacterias y, en general, de todos los
procariotas, el de las mitocondrias y el de los
cloroplastos de las célu...
Superhélice
Hélic
e
Doble hélice
Superhélice
FUNCIONES BIOLÓGICAS
DE LOS ÁCIDOS
NUCLEICOS
Transcripción
PROTEÍNA
Replicación
Traducción
FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
REPLICACIÓN
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
Ribosoma
Proteína
ARNm
ARNm
ADN
NÚCLEO
CITOPLASMA
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
Formación de una proteína con estructura cuaternaria
FIN
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
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Tema 5. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

  1. 1. TEMA 5 NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS
  2. 2. Se llaman ácidos nucleicos porque se encontraron por primera vez en el núcleo de las células.
  3. 3. Los ácidos nucleicos son polímeros cuyas unidades se llaman nucleótidos.
  4. 4. ADN formado por largas cadenas de nucleótidos
  5. 5. Los nucleótidos están formados a su vez por sustancias de naturaleza muy distinta, que se enlazan siempre de la misma forma.
  6. 6. Los nucleótidos que forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) están constituidos por : BASE NITROGENADA + +PENTOSA ÁCIDO FOSFÓRICO NUCLEÓSIDO NUCLEÓTIDO
  7. 7. NUCLEÓSIDONUCLEÓTID O Adenosín monofosfato (AMP)
  8. 8. BASES NITROGENADAS
  9. 9. Bases púricas. Derivadas de la purina. Bases pirimidínicas. Derivadas de la pirimidina. BASES NITROGENADAS
  10. 10. Bases que pueden formar parte de los nucleótidos del ARN: Ribonucleótidos. ADENINA – A GUANINA – G CITOSINA – C URACILO - U BASES NITROGENADAS
  11. 11. Bases que pueden formar parte de los nucleótidos del ADN: Desoxirribonucleótidos. ADENINA – A GUANINA – G CITOSINA – C TIMINA - T BASES NITROGENADAS
  12. 12. Algunos ejemplos de bases nitrogenadas derivadas:
  13. 13. ÁCIDO FOSFÓRICO PENTOSA Ribosa Desoxirribosa
  14. 14. Un ribonucleótido: Adenosín monofosfato (AMP) ÁCIDO FOSFÓRICO PENTOSA (Ribosa) BASE NITROGENADA (Adenina)
  15. 15. DIFERENCIAS ENTRE RIBONUCLEÓTIDOS Y DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS • Los ribonucleótidos (nucleótidos de ARN) tienen como pentosa, la ribosa y no tienen timina como base nitrogenada. • Los desoxirribonucleótidos (nucleótidos de ADN) tienen como pentosa, la desoxirribosa y no tienen uracilo como base nitrogenada.
  16. 16. Adenosín monofosfato (AMP) Enlace fosfoéster Enlace N-glucosídico
  17. 17. RIBONUCLEÓTIDOS
  18. 18. DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS
  19. 19. ADN ARN Enlace fosfodiéster
  20. 20. Estructura general de los ribo y desoxirribonucleótidos y su nomenclatura
  21. 21. Estructura general de los ribo y desoxirribonucleótidos y su nomenclatura
  22. 22. POLINUCLEÓTIDOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  23. 23. Están formados por nucleotidos unidos en largas cadenas mediante enlace fosfodieester 5’-3’. ADN ARN
  24. 24. DIFERENCIAS ENTRE EL ADN Y EL ARN
  25. 25. ARN
  26. 26. Diferencias entre el ADN y el ARN
  27. 27. ARN Para que se lleve a cabo la traducción, han de intervenir tres tipos diferentes de ARN: – ARN mensajero. – ARN transferente. – ARN ribosómico.
  28. 28. TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN Ribosoma Proteína ARNm ARNm ADN NÚCLEO CITOPLASMA Transporta la copia complementaria de un fragmento de ADN con sentido biológico, un gen, desde el núcleo, donde está el ADN hasta el citoplasma para que el riboosma “lea” la información y se forme la cadena de la proteína correspondiente. ARNm
  29. 29. ARNm • Se trata de una cadena corta y lineal de ARN (estructura primaria) que se sintetiza en el núcleo y lleva la información de la secuencia de una proteína hasta el ribosoma • Cada grupo de tres nucleótidos de ARNm codifican para un aminoácido de la cadena de proteínas, a este triplete se le llama “codón”. • Los ARN-m tienen una vida muy corta, unos pocos minutos
  30. 30. DIFERENCIAS ENTRE EL ARNm DE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS PROCARIOTAS - Poseen en el extremo 5’ un grupo trifosfato. EUCARIOTAS -Tienen en el extremo 5’ una especie de “caperuza” compuesta por un residuo de metilguanosina unida al grupo trifosfato. -En el extremo 3’ presentan una “cola” formada por un fragmento de unos 150 a 200 nucleótidos de adenina denominada “cola” de poli A. - Intercalan secuencias que codifican la síntesis de proteínas (exones) con otras que no contienen información (intrones) y por eso necesitan un proceso de maduración para eliminar los intrones y convertirse en ARN funcionales. ARNm
  31. 31. ARNm
  32. 32. ARNm inmaduro Maduración o procesado del ARNm en eucariotas. Se eliminan los intrones y se unen los exones ARNm funcional ADNARNm
  33. 33. ARNt • Se trata de moléculas pequeñas (de 70 a 90 nucleótidos) • Una sola cadena de nucleótidos que adquiere una estructura secundaria por apareamiento entre bases complementarias en forma de trebol • Estructura terciaria tridimensional plegada con forma de L • Un extremo de esta L tendrá la función de capturar un determinado aminoácido y transportarlo a un ribosoma • El otro extremo tiene tres bases: anticodón que se unen al códon Encargados de transportar los aminoácidos del citoplasma a los ribosomas
  34. 34. ARNt BRAZO ACEPTOR DEL AMINOÁCIDO
  35. 35. ARNt BRAZO ACEPTOR DEL AMINOÁCIDO
  36. 36. ARNt Adaptador: ARNt Triplete de nucleótidos que codifica un aminoácido
  37. 37. ARNt
  38. 38. ARNt
  39. 39. ARNt
  40. 40. ARNt
  41. 41. ARNt Aminoácido AMINOACIL-ARNt ARNt 5’
  42. 42. ARNr • El ARN-r se encuentra en los ribosomas constituyendo el 60% de dichos orgánulos • Pueden presentarse como fragmentos lineales y como segmentos en doble hélice (por complementariedad de bases), así como en estructura terciaria al asociarse a proteínas ribosómicas • Forma parte de la subunidad grande (60 S) y pequeña (40 S) de los ribosomas, que tienen una forma adecuada para alojar a un ARN-m y a los diferentes aminoácidos
  43. 43. ARNr
  44. 44. Los ARNr son moléculas de diferentes tamaños pero en general muy largas, con estructuras secundaria y terciaria en algunas regiones de la molécula, que participan en la formación de las subunidades ribosómicas al unirse a más de setenta proteíans diferentes. ARNm ARNr + PROTEÍNAS ARNr
  45. 45. Subunidad pequeña Subunidad grande Ribosoma completo ARNr
  46. 46. Otras imágenes de un ribosoma
  47. 47. ARNr
  48. 48. ARNr
  49. 49. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
  50. 50. • Animación sobre síntesis de proteínas http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/transcription/movie.htm PÁGINAS INTERESANTES DE INTERNET:
  51. 51. ADN
  52. 52. Diferencias entre el ADN y el ARN
  53. 53. En 1949, el bioquímico Erwin Chargaff analizó el contenido molar de las bases de DNA procedente de diversos organismos y descubrió que en todos los casos [A]=[T] y que [G]=[C], o lo que es lo mismo, [A+G]=[T+C] ([purinas]=[pirimidinas]). Esta es la llamada ley de Chargaff. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  54. 54. PURINAS PIRIMIDINAS ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  55. 55. Erwin Chargaff (1905-2002) nació en Austria y trabajó en Berlín y París hasta que en 1935 emigró a Nueva York. Trabajó como profesor en la Universidad de Columbia. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  56. 56. En aquellos años Linus Pauling era científico en Caltech, en EE.UU., y gozaba de excelente reputación entre sus colegas, pues a él se debía el modelo de hélice α propuesto para la estructura secundaria de las proteínas. Pero no gozaba de tan buena reputación entre los miembros de su gobierno, ya que su ideología pacifista a principios de los años 50 fue considerada subversiva y se le negó el pasaporte para ir a Inglaterra donde se celebraban reuniones sobre las últimas investigaciones llevadas a cabo por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, sobre difracción por rayos X. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  57. 57. ESTRUCTURA SECUNDARIA Dr. Linus Pauling (1901-1994) premio nobel de química en 1954 y premio nóbel de la paz en 1962
  58. 58. Nacida en Inglaterra el 25 de julio de 1920, murió en Londres el 16 de abril de 1958. Rosalind Franklin se graduó en la universidad de Cambridge en 1941, no sin antes salvar la oposición paterna. Se doctoró en química-física también en la universidad de Cambridge. Después trabajó (1947- 1950) en París, en el Laboratoire de Services Chimiques de L'Etat. En 1951, volvió a Inglaterra como investigador asociado en el laboratorio del King's College en Cambridge. Allí cruzó su trayectoria con la de Maurice Wilkins.Rosalind Franklin ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  59. 59. Maurice Hugh Frederick Wilkins nació en Nueva Zelanda en 1916. Se trasladó siendo niño a Inglaterra. Estudió física en la Universidad de Cambridge y al comenzar la Segunda Gerra Mundial se trasladó a Estados Unidos. Se trasladó de nuevo a Inglaterra en 1946, al King's College de Cambridge, donde trabajó junto a Rosalind Franklin sobre la difracción de los rayos X. Wilkins, Watson y Crick recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1962. Murió el día 15 de octubre de 2004. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  60. 60. En aquellos años Linus Pauling era científico en Caltech, en EE.UU., y gozaba de excelente reputación entre sus colegas, pues a él se debía el modelo de hélice α propuesto para la estructura secundaria de las proteínas. Pero no gozaba de tan buena reputación entre los miembros de su gobierno, ya que su ideología pacifista a principios de los años 50 fue considerada subversiva y se le negó el pasaporte para ir a Inglaterra donde se celebraban reuniones sobre las últimas investigaciones llevadas a cabo por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, sobre difracción por rayos X. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  61. 61. DIFRACCIÓN POR RAYOS X Filtro polarizador Fuente de rayos X Haz de rayos X ADN cristalizado Placa fotográfica ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  62. 62. Una fotografía como esta suministró la información clave para que Watson y Crick elucidaran el modelo de doble hélice del ADN. Esta es la información de la que Linus Pauling no pudo disponer.
  63. 63. Considerado como el logro médico más importante del siglo XX, el modelo de la doble hélice del ADN abrió el camino para la comprensión de la biología molecular y las funciones genéticas; antecedentes que han permitido llegar al establecimiento, en estos días, de la secuencia "completa" del genoma humano. Rosalind Franklin obtuvo una fotografía de difracción de rayos X que reveló, de manera inconfundible, la estructura helicoidal de la molécula del ADN. Esa imagen, conocida hoy como la famosa fotografía 51, fue un respaldo experimental crucial para que el investigador estadounidense James Watson y el británico Francis Crick establecieran, en 1953, la célebre hipótesis de la "doble hélice" que es característica de la estructura molecular del ADN (ácido desoxirribonucleico), por la que en 1962, junto con Maurice Wilkins, se les concediera el Premio Nóbel en Fisiología y Medicina Patrón de difracción de los rayos X en el ADN ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  64. 64. James Watson y Francis Crick eran dos científicos jóvenes y carecían de la experiencia de Linus Pauling, pero sí disponían de las fotografías de R. Franklin y M. Wilkins. A partir de los datos obtenidos de esta fotografía, haciendo modelos a escala, dedujeron que la molécula de DNA es una cadena extendida con una estructura altamente ordenada, es helicoidal y tiene 20 Å de diámetro. La hélice del DNA está compuesta por dos hebras helicoidales y las bases de los nucleótidos están apiladas con los planos separados por una distancia de 3,4 Å. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  65. 65. Watson y Crick con su modelo a escala de bolas y varillas metálicas. Con él descubrieron la estructura del ADN. ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  66. 66. Watson y Crick, en el año 2003, 50 años después de su descubrimiento ¿CÓMO SE DESCUBRIÓ LA ESTRUCTURA DEL ADN?
  67. 67. Francis Crick murió el 28 de julio de 2004 James Watson fotografiado el año 2000
  68. 68. Las características estructurales del modelo establecido por Watson y Crick son: 1. Está constituido por dos cadenas de polinucleótidos que forman una doble hélice. El arrollamiento es dextrógiro y plectonémico. 2. Las dos cadenas son antiparalelas. 3. Las bases nitrogenadas tienen los planos de sus anillos colocados perpendicularmente al eje de la hélice. 4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena a las de la cadena opuesta se realiza mediante enlaces de hidrógeno entre la A-T (dos) y entre la G- C (tres). 5. La longitud de la molécula varía pero en general es enorme en relación con su diámetro.
  69. 69. 1. Está constituido por dos cadenas de polinucleótidos que forman una doble hélice. El arrollamiento es dextrógiro y plectonémico. Hélice de ADN
  70. 70. 1. Está constituido por dos cadenas de polinucleótidos que forman una doble hélice. El arrollamiento es dextrógiro y plectonémico. Dimensiones de la molécula de ADN
  71. 71. 2. Las dos cadenas son antiparalelas.
  72. 72. 2. Las dos cadenas son antiparalelas.
  73. 73. 3. Las bases nitrogenadas tienen los planos de sus anillos colocados perpendicularmente al eje de la hélice. Eje imaginario de la hélice Planos de los anillos de las bases perpendiculares al eje de la hélice Planos de los anillos de las bases perpendiculares al eje de la hélice.
  74. 74. 4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena a las de la cadena opuesta se realiza mediante enlaces de hidrógeno siempre entre la A-T (dos enlaces) y entre la G-C (tres enlaces).
  75. 75. La complementariedad de esas bases, una púrica con una pirimidínica (G-C y A-T) permite que el diámetro de la doble hélice permanezca y se mantenga en 2 nm. ADENINA TIMINA CITOSINA GUANINA 4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena a las de la cadena opuesta se realiza mediante enlaces de hidrógeno siempre entre la A-T (dos enlaces) y entre la G-C (tres enlaces). 2 nm
  76. 76. COMPLEMENTARIEDAD DE LAS BASES NITROGENADAS DEL ADN T A C G 4. La unión de las bases nitrogenadas de una cadena a las de la cadena opuesta se realiza mediante enlaces de hidrógeno siempre entre la A-T (dos enlaces) y entre la G-C (tres enlaces).
  77. 77. 5. La longitud de la molécula varía pero en general es enorme en relación con su diámetro.
  78. 78. La doble hélice de ADN (forma B)
  79. 79. • Artículo sobre el 50 aniversario del ADN http://cultura.terra.es/cac/articulo/html/cac1714.htm PÁGINAS INTERESANTES DE INTERNET:
  80. 80. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA y CROMOSOMAS
  81. 81. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA Y CROMOSOMAS • Es un complejo de sustancias que albergan el ADN en el núcleo en interfase, es decir, cuando la célula no está dividiéndose. • La cromatina está formada básicamente por ADN y proteínas.
  82. 82. FASES DE LA VIDA DE UNA CÉLULA ADN EMPAQUETADO HASTA CROMATINA ADN EMPAQUETADO HASTA CROMOSOMA
  83. 83. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA • Se forma para resolver los problemas que plantea la acumulación de DNA en un espacio tan pequeño como es el núcleo : – Mucha cantidad de ADN en un espacio reducido. – En Homo sapiens, 990.000* µm (2m.) en un núcleo de 5µm de diámetro. – Una elevada carga negativa por acumulación de grupos fosfato. – 2.900.000 millares de pares de bases en una célula humana, y por cada par de bases, un par de fosfatos. * Para una serie haploide de 23 cromosomas.
  84. 84. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA • Para resolver esto problemas se asocia a dos tipos de proteínas: – Histonas, proteínas con baja masa molecular y muy básicas. – Proteinas no histonas o no histónicas.
  85. 85. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA • Las histonas forman paquetes de 8 histonas (octámeros) formados por dos grupos de 4 histonas: H2A, H2B, H3 y H4. • La molécula de ADN envuelve los octámeros de histonas dando dos vueltas (146 nucleótidos). NUCLEOSOMA
  86. 86. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA • Entre cada dos nucleosomas hay un fragmento de filamento de ADN que recibe el nombre de ADN espaciador y que está unido a un quinto tipo de Histona, la H1.
  87. 87. Octámero de histonas H2A, H2B, H3 Y H4 Histona H1 3 NUCLEOSOMAS
  88. 88. NUCLEOSOMA
  89. 89. NUCLEOSOMA
  90. 90. NUCLEOSOMA
  91. 91. • El conjunto forma un filamento en forma de collar de perlas de 11 nm. de grosor. 11 nm EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA
  92. 92. • El conjunto forma un filamento en forma de collar de perlas de 11 nm. de grosor. 11 nm EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA Y CROMOSOMAS
  93. 93. COLLAR DE PERLAS (11 nm.)
  94. 94. 11 nm • La fibra cromatínica de 11 nm. se arrolla sobre sí misma en forma de muelle o solenoide formando una fibra de un grosor de 30 nm. 30 nm. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA
  95. 95. • La fibra cromatínica de 11 nm. Se arrolla sobre sí misma en forma de muelle o solenoide formando una fibra de un grosor de 30 nm. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA Y CROMOSOMAS
  96. 96. Sección transversal de la estructura en solenoide. Obsérvese la situación de las histonas H1 en el núcleo del solenoide. • La fibra cromatínica de 11 nm. se arrolla sobre sí misma en forma de muelle o solenoide formando una fibra de un grosor de 30 nm. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA
  97. 97. ESTRUCTURA EN SOLENOIDE (30 nm.)
  98. 98. • Esta fibra cromatínica es el nivel de empaquetamiento que presenta el ADN cuando se encuentra en estado de CROMATINA, es decir, cuando se encuentra empaquetado en el núcleo celular durante la interfase y, sus genes, resultan localizables y accesibles por el aparato enzimático encargado de la transcripción y la replicación. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMATINA
  99. 99. Empaquetamiento ADN.MOV PARA VER ANIMACIÓN BIOLOGÍA: EMPAQUETAMIENTO DEL ADN HACER CLIK AQUÍ C:Documents and SettingsAlfonso XEscritorioBIOLOGÍATEMA 5. LOS ÁCIDOS
  100. 100. ESTRUCTURA DE LA CROMATINA CROMATINA
  101. 101. CROMATINA
  102. 102. 1 2 3 4 5 6 FORMACIÓN DE LA CROMATINA FORMACIÓN DE UN CROMOSOMA
  103. 103. FASES DE LA VIDA DE UNA CÉLULA ADN EMPAQUETADO HASTA CROMATINA ADN EMPAQUETADO HASTA CROMOSOMA
  104. 104. ADN en forma de cromatina ADN en forma de cromosomas
  105. 105. • Cuando la célula entra en mitosis, el ADN se acaba de replicar y la cromatina se organiza y se empaqueta aún más, en forma de enrollamientos de enrollamientos de enrollamientos… • La fibra de 30 nm. se pliega en forma de grandes bucles radiales y éstos se compactan extraordinariamente y se enrollan para formar sucesivamente rosetones, espirales de rosetones y, por fin, las cromátidas de cada cromosoma. Con esto se logra un grado de compactación unas 10.000 veces mayor que en la fibra de ADN llegando a tener 1400nm (700 cada una de las dos cromátidas). EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS EUCARIOTAS: CROMOSOMAS
  106. 106. 1 2 3 4 5 6 FORMACIÓN DE LA CROMATINA FORMACIÓN DE UN CROMOSOMA La cromatina se se muestra fuertemente empaquetada en los cromosomas de una célula en división: cromosomas mitóticos
  107. 107. ESTRUCTURA DE LA CROMATINA ESTRUCTURA DEL CROMOSOMA CROMATINA CROMOSOMA
  108. 108. La cromatina se se muestra fuertemente empaquetada en los cromosomas de una célula en división: cromosomas mitóticos
  109. 109. La cromatina se se muestra fuertemente empaquetada en los cromosomas de una célula en división: cromosomas mitóticos
  110. 110. EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN CÉLULAS PROCARIÓTICAS
  111. 111. • El ADN de bacterias y, en general, de todos los procariotas, el de las mitocondrias y el de los cloroplastos de las células eucariotas, es una doble hélice circular (excepto en algunos grupos bacterianos que es lineal). • Asociado a un pequeño número de proteínas que le ayudan a plegarse como una superhélice en forma de ochos y da lugar a una serie de bucles que le permiten ocupar un espacio mínimo.
  112. 112. Superhélice Hélic e
  113. 113. Doble hélice Superhélice
  114. 114. FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  115. 115. Transcripción PROTEÍNA Replicación Traducción FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  116. 116. REPLICACIÓN
  117. 117. TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN Ribosoma Proteína ARNm ARNm ADN NÚCLEO CITOPLASMA
  118. 118. TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN Formación de una proteína con estructura cuaternaria
  119. 119. FIN

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