2. 1- La duplicación del ADN. Necesidad
• Si lleva la información genética es necesario que se
duplique para poder repartirla a las células hijas.
• Desde principios del S. XX, se sabe que los
cromosomas llevan la información genética, ¿cómo se
sabe?:
– El espermatozoide sólo pasa su núcleo al óvulo, en
el núcleo están los cromosomas.
– Si los cromosomas están formados por proteínas y
ADN , ¿quién de los dos lleva la información
genética?
• Una experiencia que ayudó a resolver esta
incógnita, fue la experiencia realizada por
Griffith (1928) y explicada por Avery, MacLeod
y McCarthy en 1952:

3. Explicación:
Las bacterias R, se transforman en S y producen la
muerte del ratón. ¿Cómo?
Al calentar se destruyen las proteínas pero no el ADN
por lo que fragmentos de ADN de las S pueden
entrar en las R y las transforman en S el ADN
lleva la información genética.

4. 2- Primeras hipótesis sobre la duplicación del ADN
• Semiconservativa
• Conservativa
• Dispersiva

5. 3- Experimento de Meselson y Sthal
Para demostrar la hipótesis correcta, Meselson y Sthal
en 1957, trabajaron con bacterias Escherichia coli (E.
coli).
- Cultivaron las bacterias en un medio con N15 o
pesado durante un tiempo por lo que las bacterias que se
van obteniendo tendrán ADN pesado; al hacer la
centrifugación se obtendría lo siguiente:

6. - Pasaron unas bacterias
del medio pesado a Se obtuvieron
medio ligero (con N14), ADNs semiligeros;
durante media hora con este resultado
(tiempo de una se descarta la
duplicación), hicieron la hipótesis
centrifugación y conservativa.
obtuvieron lo siguiente
- Repitieronla Se obtuvieron ADNs
experiencia, pero semiligeros y ligeros;
durante una hora con este resultado
(tiempo de dos se descarta la
duplicaciones) hipótesis dispersiva.
obtuvieron la
siguiente imagen

8. 2-SENTIDO DEL CRECIMIENTO DE LAS NUEVAS HEBRAS
1- La síntesis del ADN in vitro
Kornberg (discípulo de Ochoa), en 1956,
aisló la enzima ADN-polimerasa (enzima
capaz de unir nucleótidos de ADN in
vitro), realizó la siguiente experiencia:
- ADN polimerasa + Mg +2 + nucleótidos
trifosfato + hebra patrón
no se unían nucleótidos
complementarios.
- ADN polimerasa + Mg +2 +
nucleótidos trifosfato + hebra
patrón + un cebador (fragmento
complementario) se unían
nucleótidos complementarios a la
hebra patrón, pero siempre
siguiendo la dirección de
crecimiento 5’ 3’.

9. Conclusión:
La ADN polimerasa:
- necesita un cebador para continuar la copia
complementaria.
- siempre une nucleótidos siguiendo el
crecimiento de la hebra en dirección 5’ 3’.
2. Problema de la dirección en la duplicación del ADN in vivo
Cairns en 1963:
E. coli en un medio con timina marcada con tritio (H 3),
que emite partículas β que son captadas por película
fotográfica.

10. – Cada 2’ ó 3’ depositaba el cultivo sobre la placa
fotográfica.
– Observándose las siguientes imágenes:
• Las imágenes que se ven son las hebras complementarias
que se están formando.

11. - Confirma la hipótesis semiconservativa sobre la
duplicación.
- La duplicación empieza en un punto y se dirige hacia los
extremos (es bidireccional)
Existen dos problemas:
- La ADN polimerasa necesita cebador.
- No hay ninguna ADNp, que produzca el crecimiento
de la hebra en dirección 3’ 5’.

12. • Okazaki en 1968 descubrió unos fragmentos de ácido
nucleico formados por unos 50 nucleótidos de ARN
seguidos de unos 1000 ó 2000 nucleótidos de ADN
(Fragmentos de OKazaki).
Primero actuaría una ARNp que no necesita cebador, uniendo
los nucleótidos de ARN, que servirán de cebador para que
pueda continuar la ADNp. (siempre en dirección 5’ 3’).
Por detrás, irá ocurriendo lo mismo pero a fragmentos. Cada
fragmento crece de 5’ 3’).

13. 3-Mecanismo de la duplicación del ADN
• El proceso es distinto en procariotas (bacterias) y
eucariotas.
• En bacterias:
– Empieza en una señal de inicio (secuencia determinada de
nucleótidos).
– Actúan enzimas, que abren, sujetan la hélice y producen
cortes en ella para evitar superespiralizaciones
(helicasas, girasas……).

14. • En ambas hebras, a partir del pº de inicio y en dirección
5’ 3’, se van uniendo, por la acción de la ARNp, unos
40 nucleótidos de ARN (cebador), uniéndose a continuación
nucleótidos de ADN por la acción de la ADNp, formándose
la hebra continua o conductora.

15. • Por detrás de cada hebra continua y a una distancia
de 1000 ó 2000 nucleótidos, se irán uniendo unos 50
nucleótidos de ARN complementarios por la acción de
la ARNp, después actuará una ADNp, que irá uniendo
desoxirribonucleótidos (fragmentos de Okazaki). Este
proceso se irá repitiendo formándose así la hebra
discontinua o retardada.
• La ADNp corta los segmentos de ARN, y une
nucleótidos cubriendo los huecos.

16. • En eucariotas:
– ADN más largo y unido a histonas, el proceso sería muy
lento.
– Varios ojos o burbujas de replicación o replicones.

17. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
1-Teoría un gen un enzima:
• Garrod en 1901, estudió la alcaptonuria
(ennegrecimiento de cartílagos y de la orina),
producida por la falta de un enzima.
– Se transmitía dentro de una familia
(enfermedad hereditaria), por lo tanto era
debida a la información genética.
– En esa época se empiezan a conocer los
genes, y más adelante ya se sabía que los
genes son ADN.
– Se deduce: La síntesis de los enzimas
(proteínas) depende del ADN.

18. • Beadle y Tatum en 1948, realizaron unas experiencias
irradiando con UV un hongo.
– UV proteínas, no las altera
– UV ADN lo altera
Al irradiar con UV el hongo, no sintetiza
determinados enzimas (proteínas)
– Se deduce:
si los UV no destruyen a las proteínas, pero
alteran al ADN y al alterarlo no se han
sintetizado las proteínas, está clara la relación
entre ADN y proteínas .
(gen enzima)

19. 2- La expresión del mensaje genético
• Beadle y Tatum: paralelismo gen-enzima.
• Watson y Crick “teoría colinearidad” :
hay una correspondencia entre el orden de los nucleótidos
de un gen y la secuencia de los aas de la proteína que
codifica ese gen.
• El proceso se realiza en dos etapas:
– Transcripción: paso del mensaje del ADN, formándose
un ARNm complementario al ADN (en el núcleo en las
eucariotas).
– Traducción: formación de la proteína siguiendo el
mensaje del ARNm (en los ribosomas).
transcripción traducción
ADN ARNm proteínas

20. 1- El mecanismo de la transcripción
• Proceso de obtención de cualquier ARN con la
información del ADN.
• En la síntesis de proteínas se obtiene el ARNm.
• Intervienen:
– ADN
– Ribonucleótidos tri-P de A, G, C, y U
– ARN polimerasas
– cofactores
• El proceso es distinto en procariotas y eucariotas.

22. Proceso en procariotas:
• Iniciación:
– Marcada por unas determinadas secuencias
( secuencia de consenso)
– La ARNp se une a la hebra de ADN
– Se coloca el primer ribonucleótido
complementario al ADN.

23. • Elongación:
– Sigue creciendo la cadena en dirección
5’ 3’ con la actuación de la ARNp. (40
nucleótidos por seg.)
ADN 3’……… TACGCTACGGCCACT…… 5’
ARNm 5’ …… AUGCGAUGCCGGUGA … 3’
• Finalización:
– Marcada por determinadas secuencias, el
ARNm y la ARNp se desprenden del ADN.

24. Proceso en eucariotas:
• Iniciación.
– Igual que en procariotas
• Alargamiento o elongación.
– Cuando se han unido unos
30 nucleótidos, en el
extremo 5’ se añade la
metil guanosín trifosfato
(caperuza)
• Finalización.
– Marcada por una secuencia,
a continuación en el
extremo 3’ se añaden unos
200 nucleótidos de Adenina
(cola poliA); se ha formado
un pre-ARNm.
• Maduración.

25. Maduración:
– Como el ADN de
eucariotas, tiene
segmentos sin
información, estos
también se han copiado,
distinguiéndose en el
pre-ARNm fragmentos
con información (exones)
y fragmentos sin
información (intrones).
–En la maduración hay enzimas que cortan y separan los
intrones, y otros (ARNligasas) que unen los exones.
- Una vez que se tiene la información en el ARNm, se
tiene que producir la traducción, pero para ello es necesario
conocer la relación existente entre nucleótidos y aminoácidos,
es la CLAVE GENÉTICA o CÓDIGO GENÉTICO

26. 3.La Clave Genética Código que establece la relación
entre nucleótidos y aminoácidos
• Se consiguió encontrar gracias a los siguientes
descubrimientos:
– Severo Ochoa y otros (1955) aislaron la polinucleótido
fosforilasa (enzima capaz de unir nucleótidos sin hebra
patrón): formaron un poliU (UUUUUUUU……).
– Niremberg (1961), utilizando moléculas de poliU, realizó la
siguiente experiencia:
Dedujo: hay colinearidad
entre Uracilo y Fenilalanina.
- Si repetía la experiencia
con poliC, sólo se unían los
aminoácidos en el tubo de la
Prolina, por lo tanto hay
colinearidad Citosina y
Prolina.

27. Si la colinearidad fuera:
cada nucleótido codifica a un aminoácido ¿Problema?
Sólo se podrían codificar 4 aa, y son 20.
• Si la clave genética fuera
de pares de nucleótidos: 42,
sólo se podrían codificar 16
aas.
• Si la clave fuera de trios
(tripletes) 43=64, por lo
tanto es nº suficiente.
• Características del código o
clave genética:
– Es de tripletes: cada aa
es codificado por
tripletes de nucleótidos.
-Es universal: el mismo para todos los seres vivos.
-Es degenerado: varios tripletes codifican a un mismo aa.
-Hay tripletes que no codifican a ningún aa (tripletes sin
sentido)

28. 4.La traducción o biosíntesis de las proteínas
En la biosíntesis de proteínas se distinguen tres etapas:
• Activación de los aas.
– Unión de los aa específico a su ARNt (dependerá del
triplete anticodón del ARNt), por la acción de la
enzima aminoacil-ARNtsintetasa
• Traducción:
– Iniciación de la síntesis
– Alargamiento
– Finalización

29. Proceso de la traducción o biosíntesis de las proteínas.

30. • Traducción:
– Iniciación de la síntesis:
• se une el ARNm a la
subunidad menor del
ribosoma.
• se desplaza allí el 1er
aminoacil-ARNt
complementario al 1er
triplete codón del
mensajero, que siempre es
AUG, uniéndose a
continuación la subunidad
mayor del ribosoma (el
primer aminoacil-ARNt
queda colocado en el centro
P del ribosoma)

31. – Elongación o alargamiento:
• A continuación se coloca el
2º aminoacil-ARNt enfrente
del 2º codón del mensajero,
quedando colocado en el
centro A del ribosoma
• Entre los dos aas se
establece el enlace peptídico
• Se libera el 1er ARNt
• Se produce la translocación
ribosomal, el ribosoma se
desplaza un codón sobre el
mensajero, con lo que el
dipeptidil-ARNt queda
situado en el centro P
(peptidil), quedando libre el
centro A (aceptor)

32. • A continuación llegará al
centro A el siguiente
aminoacil-ARNt
complementario al 3er codón.
• Se establecerá el enlace
peptídico entre el dipeptidil-
ARNt y el aminoacil-ARNt
• Se liberará el 2º ARNt,
siguiente translocación…, y
seguirá el proceso hasta
– Finalización:
• Se producirá cuando aparezca
un triplete sin sentido. Se
liberarán la cadena peptídica,
las subunidades del ribosoma y
el ARNm

33. - Asociación de varias cadenas:
•Al tiempo que se van uniendo los aas, la cadena
peptídica va adoptando su estructura: 2aria, 3aria, o
4aria (en algunos casos se unirán varias cadenas).
Como la mayoría de los ARNm son muy largos, en su
traducción pueden intervenir varios ribosomas al
tiempo, el conjunto de esos recibe el nombre de
POLISOMAS O POLIRRIBOSOMAS.

34. 5.Regulación de la expresión génica
• Necesaria una regulación.
• En bacterias: regulación por operón y AMPc
• Modelo del operón:
– Monod 1947:
• E. coli con lactosa, si se añade glucosa baja
el nivel de galactosidasa.
– Jacob y Monod, años más tarde:
• comprueban que bajan los niveles no sólo de
galactosidasa sino de todos los enzimas que
intervienen en la degradación de la lactosa.

35. – En 1961 propusieron el modelo del operón:
• Supone que el ADN que codifica la formación de los
enzimas necesarios para la degradación de la galactosa
contiene:
dos tipos de genes:
– Estructurales (z, y, a):
» Codifican proteínas estructurales y enzimáticas
– Reguladores (i):
» Codifican proteínas que regulan a los genes
estructurales
zona promotor (p): lugar al que se une la ARNp.
zona operador (o): debe estar libre para que pueda
actuar la ARNp

36. •En condiciones normales,
el gen i sintetiza un ARNm
que codifica la síntesis de
una proteína reguladora o
represor que se fija al
operador e impide la
acción de la ARNp.
•Al añadir lactosa, esta se
une al represor, lo
desprende del operador y
la ARNp será capaz de
avanzar, produciéndose la
transcripción y después la
traducción de los genes
estructurales, formándose
los enzimas
correspondientes.

37. • ¿Por qué al añadir glucosa
dejan de sintetizarse los
enzimas?
– Se ha comprobado que para
que la ARNp se fije, es
necesaria la presencia del
AMPc.
– Se ha demostrado que al
añadir glucosa o al obtener
suficiente, la cantidad de
AMPc va bajando, como
consecuencia la ARNp se
desprenderá del ADN y se
cortará la transcripción y
traducción, por lo que se
acaba la síntesis de los
enzimas (galactosidasa).
Realizado por Reme Rufino, utilizando como base el texto
de Santillana para 2º de Bachillerato