El documento describe los principales eventos del ciclo celular y la organización del genoma en eucariontes. En cuanto al ciclo celular, señala sus etapas (G1, S, G2, M), las moléculas que se sintetizan en cada una, y los complejos ciclina-Cdk que regulan la progresión entre etapas. Respecto a la organización del genoma eucariota, destaca su naturaleza duplicada, la presencia de ADN codificante y no codificante, y la estructura de los genes

1. Universidad de Ciencias Médicas de Villa
Clara.
Facultad de Medicina de Sagua.
Disciplina: Bases Biológicas de la
Medicina.
Asignatura: Biología Molecular.
Tema 5: Genética Molecular.
Conferencia No. 12: Ciclo celular.
Organización del genoma en eucariontes.
Dr. Alejandro Pérez Ramírez. Especialista de Primer Grado
en Bioquímica Clínica. Profesor Instructor.
Dra. Ivet Rodríguez Alonso. Especialista de Primer Grado
en Bioquímica Clínica. Profesor Instructor.

2. Enlace con la conferencia anterior
Complejos proteínas proteínas
Complejos Lípidos proteínas
Complejos Ácidos Desoxirribonucleicos Proteínas
Complejos Acidos ribonucleicos proteínas

3. Objetivos:
Describir los principales eventos que ocurren en
las diferentes etapas del ciclo celular, así como su
regulación, teniendo en cuenta su relación con los
mecanismos de conservación, transmisión y
expresión de la información genética.
Describir la organización del material genético en
eucariontes a partir de sus características
estructurales generales, haciendo referencia a las
interacciones de los genes con el entorno.

4. Sumario
El ciclo celular.
Concepto. Las etapas del ciclo celular y la
transferencia de información genética. Mecanismos
moleculares que regulan la progresión del ciclo celular.
Organización del genoma en eucariontes
Carácter duplicado de la información genética. ADN
codificante y no codificante. Concepto de gen. Genes
altamente repetitivos. Genes moderadamente
repetitivos. Genes de copia única. Alelos. Genotipo y
fenotipo. Estados homocigóticos y heterocigóticos.
Estructura fina del gen: intrones y exones.

5. CICLO CELULAR
G2
G1
S M

6. Fase de síntesis (S): La célula duplica su material genético
para proporcionarle una copia completa del genoma a cada
una de sus células hijas.
Fase G1 y G2 (intervalos): Entre la fase S y M de cada ciclo.
En estas fases la célula esta metabólicamente muy activa y
ello le permite incrementar su tamaño (aumentando el
número de proteínas y organelos).
FASES O ETAPAS DEL CICLO CELULAR
INTERFASE
Mitosis y citocinesis (M): Es un estado en
el que la célula se divide y queda repartido,
en las células hijas, el material genético
duplicado a través de la segregación de
los cromosomas.
MITOSIS

7. S: Ocurre la
replicación del
ADN y proteínas
asociadas como
las histonas
G2: Comienza la
preparación para
la división. Los
cromosomas
comienzan a
condensarse
M: Se preparan los 2
juegos cromosómicos
Go: La
célula
cesa de
dividirse
G1: La célula
duplica su
tamaño y
aumenta el
número de
organelos,
enzimas
y otras
moléculas
FASES O ETAPAS DEL CICLO CELULAR

8. G1
M
S
G0

9. • Sintesis del ADN, discontinua; etapa S.
• ARN, continua, excepto en M.
• Proteínas: Continua, decrece en M.
– Las histonas sólo en S junto al ADN
• Lípidos, glúcidos y otros componentes se
sintetizan de forma continua en todo el ciclo.
Actividad biosintética: Resumen

10. Tarea No. 1. Mencione que
moléculas se obtienen como
resultado de la actividad
biosintética que ocurre en el
ciclo celular durante cada una de
sus etapas.
Para responder consulte
Bioquímica Molecular Capítulo 18, pág. 194
Bioquímica Médica de Cardella- Hernández, Tomo II,
Capítulo 24, pág. 431 a 433.

11. Regulación del ciclo celular
• Estímulos positivos: Externos a la célula,
factores de crecimiento que activan
determinadas proteínas quinasas.
• Negativos: Se evidencian por el efecto de la
inhibición por contacto de células en
crecimiento.
• Dos sistemas multiproteínicos regulan la
progresión del ciclo celular:
 Las ciclinas y las proteínas quinasas
dependientes de ciclinas.
 Ubiquitina y proteasoma.

12. REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

13. 1. Genes que codifican proteínas para el ciclo: enzimas
y precursores de la síntesis de ADN, enzimas para
la síntesis y ensamblaje de tubulina, etc.
2. Genes que codifican proteínas que regulan (+) el
ciclo (proto-oncogenes): Activan la proliferación
celular para que células pasen a la fase S. Ej. las
proteínas del sistema de ciclinas y quinasas
dependientes de ciclinas (Cdks).
3. Genes supresores de tumores o antioncogenes:
Codifican proteínas que regulan (-) el ciclo. Evitan
que la mitosis continúe si se ha producido una
alteración del proceso normal. Ej. p53.
El sistema de control intracelular depende de ciertos
grupos de genes y de los productos que codifican.

14. Ciclinas:
proteínas reguladoras,
de vida corta, cuya
concentración fluctúa,
según el momento del
ciclo en el que actúan.
Quinasas dependientes
de las ciclinas (Cdks):
enzimas de concentración
constante (constitutivas),
que activan o inactivan
otras proteínas
fosforilándolas.
Las ciclinas y las Cdks se asocian formando el
COMPLEJO ciclina-Cdk y determinan la ocurrencia
de las distintas etapas del ciclo. La actividad de las
Cdks depende de su interacción con las ciclinas.
Este complejo incluye además, los inhibidores de las
quinasas y las fosfoproteína fosfatasas.
Son 4 ciclinas: D, E,
A y B.

15. Activación de las ciclinas
• Las Cdk, catalizan la
unión de grupos
fosfatos a residuos de
serina o treonina de
sus proteínas
sustratos.
• Las quinasas,
además de activar,
determina la
especificidad de la
ciclina
correspondiente.
Las Cdk2 poseen 3 sitios de fosforilación; T14 y
T15 (efecto inhibitorio) y T161 (efecto activante).
Inactiva
Totalmente activa

16. Tarea No. 2. Explique que
papel juegan los procesos de
fosforilación y desfosforilación
en relación a la actividad de
los complejos Ciclina-Cdks.
Para auxiliarse en su respuesta consulte
Bioquímica Molecular Capítulo 18 pág. 194a 195.
Bioquímica Médica de Cardella-Hernández, Tomo
II, Capítulo 24, pág. 434 a 436.

17. ESTRUCTURA DE UN CROMOSOMA (DUPLICADO)

18. CARÁCTER DUPLICADO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
Cromosoma
homólogo duplicado
diploide
Célula eucariota
46 cromosomas

19. GEN

20. Genoma Humano

21. ORGANIZACIÓN DEL GENOMA EUCARIONTE
Características generales del ADN en eucariontes.
1. Se asocia a proteínas (histonas) y se empaqueta en
cromosomas durante la mitosis.
2. Cada cromosoma contiene un número determinado
de genes ordenados de forma lineal a lo largo de su
estructura.
3. Al conjunto de formas alternativas del mismo gen
que pueden ocupar el mismo sitio en el cromosoma
(locus) se le da el nombre de alelos.
4. Aproximadamente el 10 % del mismo contiene
información para la síntesis de moléculas específicas
(proteínas, ARNr y ARNt).
5. Presenta ADN satélite y varios tipos de secuencias.
6. Los genes presentan exones e intrones.

22. Constituye la mayor parte del genoma
- 100 % en procariotas
- 80 % en eucariotas inferiores
- 50 – 70 % en animales superiores
ADN DE COPIA ÚNICA, SIMPLE O
NO REPETITIVO

23. ADN REPETITIVO
Una parte del ADN repetitivo es codificante, pero para gran
parte del mismo no se conoce una función clara.
En procariotas, casi todos los genes están como copias
únicas , excepto algunos genes para los RNAr que se
repiten varias veces. En eucariotas hay secuencias de
bases que se repiten millones de veces en una célula. Se
denominan genes altamente repetitivos. Otros segmentos
tienen unos pocos cientos de pb y se repiten unas 1 000
veces; se denominan segmentos moderadamente
repetitivos.

24. ADN NO CODIFICANTE Y CODIFICANTE
ADN fraccionado en gradiente de densidad

25. Tarea No. 3. ¿Cuál es el
fundamento molecular del
hallazgo de bandas de ADN
satélite al someter al ADN
eucarionte a un proceso de
centrifugación en gradiente
de densidad?
Para auxiliarse consulte el libro de texto
Bioquímica Médica de Cardella-Hernández, Tomo
II, Capítulo 26, pág. 465 a 466.

26. DIFERENCIAS ENTRE EL GENOMA
PROCARIONTE Y EUCARIONTE
1. El contenido de ADN en los organismos procariontes
es menor que en eucariontes.
2. En procariontes el ADN ocupa un lugar central en la
célula sin estar separado físicamente del resto del
organismo. En eucariontes el ADN se encuentra
separado físicamente del resto de la célula por una
envoltura constituida de una doble membrana.
3. El ADN en procariotas es único y circular, en
eucariota el ADN nuclear es lineal.
4. Forma de organización del material genético en los
genes y familias génicas en eucariontes, difieren de
los procariontes.
5. En procariotas todo el ADN se transcribe, en
eucariotas no.

27. Genes alelos
(AA) alelos
(Bb) alelos

28. ESTADOS HOMOCIGOTICOS Y HETEROCIGOTICOS

29. Tarea No. 4. Un gen A tiene un alelo A´.
Si el genotipo femenino es AA y el
masculino es A´A´. ¿Cual serán los
posibles genotipos de los
descendientes?
¿Cuál sería el resultado de la pregunta
anterior si los genotipos masculino y
femenino hubieran sido AA´?
Para responder consulte el libro de texto
Bioquímica Médica de Cardella-Hernández, Tomo
II, Capítulo 26, pág. 461 a 464.

30. El par de genes que determina un carácter particular
recibe el nombre de genotipo. La manifestación
externa del genotipo recibe el nombre de fenotipo.
Conjunto de
genes de un
organismo
Conjunto de
rasgos de un
organismo

31. FENOTIPO
GENOTIPO

32. Cada exón codifica una
porción específica de la
proteína completa, de
manera que el conjunto de
exones forma la región
codificante del gen.
Un intrón es una
región del ADN
que no forma
parte de la
transcripción
primaria de ARN,
a diferencia de
los exones que
son regiones que
codifican para
una determinada
proteína.
El exón es la
región de un gen
que no es
separada durante
el proceso de corte
y empalme y, por
tanto, se
mantienen en el
ARN mensajero
maduro. Los
exones contienen
la información para
producir la
proteína codificada
en el gen.
Estructura generalizada de un gen eucarionte

33. 1. Realice un esquema sobre el ciclo celular en el que
se resuman:
- Sus etapas.
- Moléculas que se sintetizan en estas.
- Complejos ciclina-cdk correspondientes.
- Puntos de regulación.
- Función específica de cada uno de estos puntos.
2. Realice un cuadro comparativo, en relación a la
organización del genoma procarionte y eucarionte,
que incluya no menos de 5 diferencias.

34. - Cuando una célula no es necesaria o es posible amenaza
ésta puede morir por apoptosis ya sea por señales
intracelulares o extracelulares.
- Solo una pequeña parte el ADN eucariota codifica para
proteínas. El ADN no codificante suele tener secuencias
que se repiten en mayor o menor grado y tiene otras
funciones.
- El genoma eucarionte difiere del procarionte en
múltiples aspectos que le confieren mayor complejidad.
- La diversidad de alelos presentes en los genes se puede
reflejar de manera externa en el fenotipo.
CONCLUSIONES

35. BIBLIOGRAFÍA
Bioquímica Médica de
Cardellá - Hernández, Tomo II.
- Capítulo 23 pag. 416 a 420
- Capítulo 24 pag. 427 a 436
- Capítulo 26 pag. 462 a 473.
Bioquímica Molecular
Capítulo 18 pag. 194 a 199