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FCO. JAVIER RUBIO RODRÍGUEZ 2011



El Proyecto Genoma Humano ha sido una asombrosa
aventura hacia nosotros mismos, para comprender el libro
de instrucciones de nuestro propio ADN, la herencia de
toda la humanidad. EL término “libro de instrucciones”
apenas empieza a definir lo que el esfuerzo ha descubierto.
Es también un libro de historia que explica cómo los
humanos han evolucionado a lo largo del tiempo. Es un
manual que describe con increíble precisión cómo construir
cada una de las células del cuerpo humano y , lo más
importante, es un libro de medicina que contiene ideas
que ayudarán a los médicos a predecir y, con el tiempo,
curar enfermedades

    Francis Collins (Director del Proyecto Genoma Humano)
1.   HISTORIA DE LA GENÉTICA
2.   BIOLOGIA MOLECULAR
3.   INGENIERÍA GENÉTICA
4.   GENOMA HUMANO
5.   BIOTECNOLOGÍA
6.   REPRODUCCIÓN ASISTIDA
7.   CLONACIÓN
8.   BIOETICA
La BIOLOGÍA MOLECULAR Ciencia nace a partir del descubrimiento de
           la estructura del ADN (1953, Watson y Crick)

La BIOLOGÍA MOLECULAR es la disciplina
 científica que se encarga del estudio de
 la estructura, función y composición de
       las moléculas biológicamente
 importantes. Esta área está relacionada
   con otros campos de la Biología y la
   Química, particularmente Genética y
     Bioquímica. La biología molecular
        concierne principalmente al
  entendimiento de las interacciones de
  los diferentes sistemas de la célula, lo
que incluye muchísimas relaciones, entre
 ellas las del ADN con el ARN, la síntesis
de proteínas, el metabolismo, y el cómo
 todas esas interacciones son reguladas
         para conseguir un correcto
        funcionamiento de la célula.
El ADN está formado por dos cadenas antiparalelas de
nucleótidos. Los puentes de hidrógeno que unen ambas
cadenas dan estabilidad a la estructura . La combinación
de las secuencias de bases nitrogenadas (A, T, G y C)
forma los distintos ADN’s.

Esta enorme variabilidad
origina todas las diferentes
proteínas que podemos
encontrar en los seres
vivos.

Las uniones siempre son:

 (ADENINA)   A-T (TIMINA)

(CITOCINA)   C-G (GUANINA)
El ADN (más concretamente, los genes que contiene y que se definen como
segmentos de ADN que codifican una proteína) contiene la información con las
características de los seres vivos. Esta información se expresa en forma de
proteínas.

Las proteínas son las que finalmente definen al ser vivo, junto con la influencia
que puede ejercer el medio ambiente.




                                                          La relación entre genes
                                                          y proteínas se expresa a
                                                          través    del    dogma
                                                          central de la Biología
                                                          Molecular (1970, Crick)
El gen es una unidad de información que se copiará a sí mismo para transmitirse
a la descendencia.

Además, un gen se transcribirá y traducirá a otro tipo de molécula, la proteína,
que será la que manifieste un carácter.

El código genético es un conjunto de instrucciones que sirven para fabricar las
proteínas a partir del orden o secuencia de los nucleótidos que constituyen el
ADN. Este código determina que cada grupo de tres nucleótidos codifica un
aminoácido (la unidad estructural de las proteínas).
Este esquema central de flujo de la información pronto fue modificado, ya que en algunos
virus cuyo material hereditario es ARN, la información se conserva o mantiene mediante
replicación del ARN. Además, también se comprobó que la información no va siempre del
ADN hacia el ARN (ADN→ARN), en algunos casos la información puede fluir del ARN hacia
el ADN (ARN→ADN), es decir sintetizar ADN tomando como molde ARN , teniendo lugar el
fenómeno de la transcripción inversa. H. Temin recibió el Premio Nobel en 1975 por sus
descubrimientos en relación con la interacción entre los virus tumorales y el material
genético en la célula, en particular por el descubrimiento de la transcripción inversa en
virus ARN-ADN.




 Howard Martin Temin
    (1934-1994)
A raíz de la modificación del
Dogma Central de la Biología
      Molecular se han
 cuestionado los conceptos
 de gen y ADN basura (ADN
que no codifica información
       para proteínas).

Actualmente se cree que este
 ADN basura puede tener un
papel regulador importante,
 así como que un gen puede
 dar lugar a varias proteínas
   (hasta hace muy poco, el
  concepto fundamental era
    “un gen, una proteína”).
1. La replicación es el proceso en que se sintetizan dos copias idénticas de ADN tomando
   como molde otra cadena de ADN. Es una replicación semiconservativa.
2. Tiene lugar en el núcleo de la célula
3. Se basa en la complementariedad de las bases nitrogenadas (al igual que en los procesos
   de reparación de secuencias dañadas y transcripción del ARN)
4. Se realiza antes de cada división celular para que las células hijas lleven la misma
   información que la célula madre.
En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales, y por eso se
dice que la replicación del ADN es semiconservadora. Hasta que finalmente se pudo
demostrar que la replicación es semiconservadora, se consideraron tres posibles modelos
para el mecanismo de la replicación:

Semiconservadora (modelo correcto). En cada una de las moléculas hijas se conserva una
de las cadenas originales.

Conservadora. Se sintetiza una molécula totalmente nueva, copia de la original.

Dispersora, o dispersante. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y
fragmentos de la nueva.



El experimento de Meselson y
    Stahl en 1958 permitió
demostrar que el mecanismo
 real se ajusta a la hipótesis
        de replicación
      semiconservadora.                  Matthew S. Meselson         Franklin W. Stahl
                                               (1930-)                   (1929-)
1. Se basa en el mismo mecanismo
   (complementariedad de bases)
   que     la    replicación,  pero
   intervienen enzimas diferentes y
   se sustituye la base nitrogenada
   Timina (T) por Uracilo (U).

2. Tiene lugar en el núcleo celular.

3. El ARN resultante sufre un
   proceso de maduración, y el ARN
   maduro    sale  al   citoplasma
   celular.

4. El ARNm lleva la información a los
   ribosomas donde se producirá la
   síntesis de proteínas
1. Es la formación de
   proteínas a partir de la
   información que lleva el
   ARNm

2. Tiene lugar en los
   ribosomas (citoplasma)

3. Son necesarias otras
   moléculas como:
    • ARNt
    • Aminoácidos
    • Enzimas diversos

4. El proceso de traducción
   se hace según el Código
   Genético
1. Las proteínas están
   formadas por aminoácidos.

2. El orden de colocación de
   los aminoácidos viene dado
   por la secuencia de bases
   del ARNm. Cada tres bases
   de ARNm (triplete o codón)
   indica la colocación de un
   aminoácido.

3. Con las 4 bases
   nitrogenadas (A, U, G, C) se
   pueden formar 64 tripletes
   diferentes, que llevan la
   información para los 20
   aminoácidos que forman
   todas las proteínas de los
   seres vivos
1. Es un código universal. Todos los seres vivos conocidos lo utilizan (hay una excepción,
   las mitocondrias, un orgánulo del interior de las células eucariotas).

2. Es un código redundante o degenerado. Hay más tripletes de bases que aminoácidos.

3. Es un código sin superposición o sin solapamientos: dos aminoácidos sucesivos no
   comparten nucleótidos de sus tripletes.

4. La lectura del ARN mensajero es continua, sin interrupciones. Cualquier pérdida o
   ganancia de un sólo ribonucleótido produce a partir de ese punto una modificación de
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  • 1. FCO. JAVIER RUBIO RODRÍGUEZ 2011 El Proyecto Genoma Humano ha sido una asombrosa aventura hacia nosotros mismos, para comprender el libro de instrucciones de nuestro propio ADN, la herencia de toda la humanidad. EL término “libro de instrucciones” apenas empieza a definir lo que el esfuerzo ha descubierto. Es también un libro de historia que explica cómo los humanos han evolucionado a lo largo del tiempo. Es un manual que describe con increíble precisión cómo construir cada una de las células del cuerpo humano y , lo más importante, es un libro de medicina que contiene ideas que ayudarán a los médicos a predecir y, con el tiempo, curar enfermedades Francis Collins (Director del Proyecto Genoma Humano)
  • 2. 1. HISTORIA DE LA GENÉTICA 2. BIOLOGIA MOLECULAR 3. INGENIERÍA GENÉTICA 4. GENOMA HUMANO 5. BIOTECNOLOGÍA 6. REPRODUCCIÓN ASISTIDA 7. CLONACIÓN 8. BIOETICA
  • 3.
  • 4. La BIOLOGÍA MOLECULAR Ciencia nace a partir del descubrimiento de la estructura del ADN (1953, Watson y Crick) La BIOLOGÍA MOLECULAR es la disciplina científica que se encarga del estudio de la estructura, función y composición de las moléculas biológicamente importantes. Esta área está relacionada con otros campos de la Biología y la Química, particularmente Genética y Bioquímica. La biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un correcto funcionamiento de la célula.
  • 5. El ADN está formado por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos. Los puentes de hidrógeno que unen ambas cadenas dan estabilidad a la estructura . La combinación de las secuencias de bases nitrogenadas (A, T, G y C) forma los distintos ADN’s. Esta enorme variabilidad origina todas las diferentes proteínas que podemos encontrar en los seres vivos. Las uniones siempre son: (ADENINA) A-T (TIMINA) (CITOCINA) C-G (GUANINA)
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12. El ADN (más concretamente, los genes que contiene y que se definen como segmentos de ADN que codifican una proteína) contiene la información con las características de los seres vivos. Esta información se expresa en forma de proteínas. Las proteínas son las que finalmente definen al ser vivo, junto con la influencia que puede ejercer el medio ambiente. La relación entre genes y proteínas se expresa a través del dogma central de la Biología Molecular (1970, Crick)
  • 13. El gen es una unidad de información que se copiará a sí mismo para transmitirse a la descendencia. Además, un gen se transcribirá y traducirá a otro tipo de molécula, la proteína, que será la que manifieste un carácter. El código genético es un conjunto de instrucciones que sirven para fabricar las proteínas a partir del orden o secuencia de los nucleótidos que constituyen el ADN. Este código determina que cada grupo de tres nucleótidos codifica un aminoácido (la unidad estructural de las proteínas).
  • 14. Este esquema central de flujo de la información pronto fue modificado, ya que en algunos virus cuyo material hereditario es ARN, la información se conserva o mantiene mediante replicación del ARN. Además, también se comprobó que la información no va siempre del ADN hacia el ARN (ADN→ARN), en algunos casos la información puede fluir del ARN hacia el ADN (ARN→ADN), es decir sintetizar ADN tomando como molde ARN , teniendo lugar el fenómeno de la transcripción inversa. H. Temin recibió el Premio Nobel en 1975 por sus descubrimientos en relación con la interacción entre los virus tumorales y el material genético en la célula, en particular por el descubrimiento de la transcripción inversa en virus ARN-ADN. Howard Martin Temin (1934-1994)
  • 15. A raíz de la modificación del Dogma Central de la Biología Molecular se han cuestionado los conceptos de gen y ADN basura (ADN que no codifica información para proteínas). Actualmente se cree que este ADN basura puede tener un papel regulador importante, así como que un gen puede dar lugar a varias proteínas (hasta hace muy poco, el concepto fundamental era “un gen, una proteína”).
  • 16. 1. La replicación es el proceso en que se sintetizan dos copias idénticas de ADN tomando como molde otra cadena de ADN. Es una replicación semiconservativa. 2. Tiene lugar en el núcleo de la célula 3. Se basa en la complementariedad de las bases nitrogenadas (al igual que en los procesos de reparación de secuencias dañadas y transcripción del ARN) 4. Se realiza antes de cada división celular para que las células hijas lleven la misma información que la célula madre.
  • 17. En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales, y por eso se dice que la replicación del ADN es semiconservadora. Hasta que finalmente se pudo demostrar que la replicación es semiconservadora, se consideraron tres posibles modelos para el mecanismo de la replicación: Semiconservadora (modelo correcto). En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales. Conservadora. Se sintetiza una molécula totalmente nueva, copia de la original. Dispersora, o dispersante. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva. El experimento de Meselson y Stahl en 1958 permitió demostrar que el mecanismo real se ajusta a la hipótesis de replicación semiconservadora. Matthew S. Meselson Franklin W. Stahl (1930-) (1929-)
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  • 20. 1. Se basa en el mismo mecanismo (complementariedad de bases) que la replicación, pero intervienen enzimas diferentes y se sustituye la base nitrogenada Timina (T) por Uracilo (U). 2. Tiene lugar en el núcleo celular. 3. El ARN resultante sufre un proceso de maduración, y el ARN maduro sale al citoplasma celular. 4. El ARNm lleva la información a los ribosomas donde se producirá la síntesis de proteínas
  • 21. 1. Es la formación de proteínas a partir de la información que lleva el ARNm 2. Tiene lugar en los ribosomas (citoplasma) 3. Son necesarias otras moléculas como: • ARNt • Aminoácidos • Enzimas diversos 4. El proceso de traducción se hace según el Código Genético
  • 22. 1. Las proteínas están formadas por aminoácidos. 2. El orden de colocación de los aminoácidos viene dado por la secuencia de bases del ARNm. Cada tres bases de ARNm (triplete o codón) indica la colocación de un aminoácido. 3. Con las 4 bases nitrogenadas (A, U, G, C) se pueden formar 64 tripletes diferentes, que llevan la información para los 20 aminoácidos que forman todas las proteínas de los seres vivos
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  • 27. 1. Es un código universal. Todos los seres vivos conocidos lo utilizan (hay una excepción, las mitocondrias, un orgánulo del interior de las células eucariotas). 2. Es un código redundante o degenerado. Hay más tripletes de bases que aminoácidos. 3. Es un código sin superposición o sin solapamientos: dos aminoácidos sucesivos no comparten nucleótidos de sus tripletes. 4. La lectura del ARN mensajero es continua, sin interrupciones. Cualquier pérdida o ganancia de un sólo ribonucleótido produce a partir de ese punto una modificación de la pauta de lectura, cambiando todos los aminoácidos desde el lugar de la alteración.