Este documento describe los conceptos fundamentales de la ingeniería genética, incluyendo la estructura y función del ADN y ARN, la replicación y transcripción del ADN, y la traducción del ARN a proteínas. También explica los mecanismos de regulación génica como la represión y inducción en bacterias a través del modelo del operón.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MATAMOROS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA Y BIOQUIMICA
“Bases Moleculares de la Ingeniería Genética”
ALUMNA:
Karen Godinez
Norma Rivadeneira
Rosa Isela González Semestre: 1°
Fátima Rangel
Carolina Castillo
Alumna de la Carrera: Ingeniería Ambiental
Materia: Biología
Catedrático: M.C. Guillermo Raúl Villasana Velázquez
H. Matamoros, Tamps. Noviembre del 2011

2. 1. ¿Qué es un gen?
Gen, unidad de herencia, partícula de material
genético que determina la herencia de una
característica determinada, o de un grupo de ellas.
En términos moleculares puede definirse como la
secuencia lineal de nucleótidos considerada como
unidad de almacenamiento de información. Los
genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular y se disponen en
línea a lo largo de cada uno de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma una
posición, o locus.
2. La estructura de los ácidos nucleicos como base química del programa
genético
a) Estructura del ADN
Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas
formadas por un elevado número de compuestos químicos llamados
nucleótidos. Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida
que se llama doble hélice. Cada nucleótido está formado por tres
unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un grupo
fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados
bases: adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y
citosina (C).La siguiente figura ilustra las tres unidades, en el dibujo

3. que está a la izquierda, la bolita roja es oxigeno, la violeta es fosforo,
la verde es carbono, la blanca es hidrogeno y la azul es nitrógeno.
La molécula de desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y está
entre un grupo fosfato de un lado y una base
al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a
la desoxirribosa del nucleótido adyacente de
la cadena.
Estas subunidades enlazadas
desoxirribosa-fosfato forman los lados de
la escalera; las bases están unidas por
parejas, mirando hacia el interior y forman
los travesaños.
Los nucleótidos de cada una de las dos
cadenas que forman el ADN establecen una

4. asociación específica con los correspondientes de la otra cadena.
Debido a la afinidad química entre las bases, los nucleótidos que
contienen adenina se acoplan siempre con los que contienen timina,
y los que contienen citosina con los que contienen guanina. Las bases
complementarias se unen entre sí por enlaces químicos débiles
llamados puentes de hidrógeno.
b) Estructura del ARN.
A diferencia del ADN todos los tipos de ARN, son
de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de
moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras
estables que les permite tener estructuras
tridimensionales.
En el ARN los pares de bases son generalmente
Adenina - Uracilo y Guanina - Citocina aunque
eventualmente existen pares GU. En algunos existe
complementariedad inteARN que hace que tengan
estructuras específicas y estructura terciaria.
3. La información genética
a) La replicación del ADN
El ADN se duplica, cada una de sus cadenas pasa a las células hijas sin
cambiar y actúan de molde o patrón para formar una segunda hebra y

5. completar así las dos doble cadenas. Para que esto ocurra, la célula debe
“abrir” la doble cadena de ADN en una secuencia específica
denominada origen de replicación(en bacterias) o secuencia de replicación
autónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena.
En la replicación participan varias enzimas. Las polimerasas sintetizan
una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y
un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos. La
polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.
b) Transcripción
Una vez que se conforman las dos cadenas nuevas de ADN, lo que sigue
es pasar la información contenida en estas cadenas a una cadena de ARN,
proceso que se conoce como transcripción. Aquí la enzima responsable es

6. la ARN polimerasa, la cual se une a una secuencia específica en el ADN
denominada promotor y sintetiza ARN a partir de ADN.
En la transcripción, la información codificada en un polímero formado por la
combinación de 4 nucleótidos (ADN) se convierte en otro polímero cuyas
unidades también son 4 nucleótidos (ARN). El ácido ribonucleico es similar al
ADN (por eso el proceso se denomina transcripción).
La transcripción de genes puede dar lugar a ARN mensajero (ARNm,
molécula que sirve como molde de la traducción), ARN ribosomal (ARNr, que
forma parte de los ribosomas, un complejo compuesto por proteínas y ARNr
donde se realiza el proceso de traducción) o ARN de transferencia (ARNt,
moléculas que funcionan como adaptadores en el proceso de traducción).
c) Traducción.
La traducción es el paso de la
información transportada por el ARN-m a

7. proteína. La funcion de los polipéptidos reside en su secuencia lineal de
aminoácidos que determina su estructura primaria, secundaria y terciaria. De
manera, que los aminoácidos libres que hay en el citoplasma tienen que unirse
para formar los polipéptidos y la secuencia lineal de aminoácidos de un
polipéptido depende de la secuencia lineal de ribonucleótidos en el ARN que a
su vez está determinada por la secuencia lineal de bases nitrogenadas en el
ADN.
Los elementos que intervienen en el proceso de traducción son
fundamentalmente: los aminoácidos, los ARN-t (ARN transferentes), los
ribosomas, ARN-r (ARN ribosómico y proteínas ribosomales), el ARN-m (ARN
mensajero), enzimas, factores proteicos y nucleótidos trifosfato (ATP, GTP).
El primer paso que tiene que producirse es la activación de los aminoácidos y
formación de los complejos de transferencia. Los aminoácidos por sí solos no
son capaces de reconocer los tripletes del ARN-m de manera que necesitan
unirse a un ARN de pequeño tamaño, llamado ARN adaptador, ARN
soluble o ARN transferente.
4. La regulación de la expresión génica
Todas las células presentan mecanismos para regular la expresión de los
genes. De esta manera, las células procariotas y eucariotas, sintetizan en cada
momento solamente aquellos elementos que necesitan.

8. A principios de los años sesenta, Jacob y Monod, propusieron un modelo
denominado operón para la regulación de la expresión génica en las bacterias.
En cada operón se diferencian dos clases de genes:
• Los genes estructurales ( E1, E2, E3...), que codifican proteínas,
participantes en un determinado proceso bioquímico.
• Un gen regulador (R), que codifica a una proteína represora (PR) que
puede encontrarse en la forma activa o inactiva y es el agente que
controla materialmente la expresión.
Existen además dos regiones que intervienen en la regulación:
• El promotor (P),es una zona donde se une la ARN-polimerasa y decide el
inicio de la transcripción.
• El operador (O), que posee una secuencia reconocida por la proteina
represora activa: cuando se bloquea el operador con la proteína
represora, impide el avance de la ARN-polimerasa y la transcripción se
interrumpe, con lo que se origina el proceso conocido como represión
génica.

9. Cuando la bacteria necesita sintetizar proteínas debe separar el operador del
represor y utiliza para ello dos tácticas:
1. La inducción enzimática. Como en el caso del operón lactosa, que regula
la síntesis de las enzimas encargadas de metabolizar la lactosa.
2. Como puede verse en el esquema, cuando aparece la lactosa (molécula
inductora), se une a la proteína represora inactivándola; entonces el
complejo inductor-represor se separa del operador, permitiendo el
funcionamiento del operón.
3. La represión enzimática. El ejemplo es el operón histidina, que regula la
síntesis de las enzimas que intervienen en la síntesis de la histidina.

10. Bibliografía
http://www.uned.es/091279/ingenieria_genetica/tema1/bases_de_la_genetica_molecular.htm