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GENÉTICA MOLECULAR
Concepto de gen
 El gen o gene es un segmento de ADN que da la clave para una
proteína en particular.
 Los genes son las unidades de herencia y controlan las
características del individuo: color del pelo, tipo de sangre, color
de la piel y color de los ojos.
 Los genes son parte de los cromosomas.
 Debido a que los genes son segmentos de ADN, controlan el
desarrollo de las características y las actividades celulares.
Estructura del ADN
 En 1953, James Watson, biólogo estadounidense y Francis
Crick, biofísico británico, propusieron un modelo para la
estructura del ADN.
 Una molécula de ADN esta formada por unidades llamadas
nucleótidos.
 Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar de cinco
carbonos llamada desoxirribosa y una base nitrogenada.
 Los nucleótidos están unidos por enlaces entre el grupo fosfato
de un nucleótido y el azúcar del siguiente nucleótido.
 El fosfato del segundo nucleótico se
une al azúcar del tercero y asi
sucesivamente.Se forma una
cadena de nucleótidos enlazados
del fosfato al azúcar.
 Las bases nitrogenadas se
extienden hacia afuera desde
la cadena azúcar-fosfato. En
el ADN hay cuatro bases:
1. adenina
2. citosina
3. guanina
4. timina
 La molécula de ADN se
compone de dos cadenas de
nucleótidos unidas por
puentes débiles de hidrógeno
entre las bases nitrogenadas.
 Las cadenas de nucleótidos
forman un espiral alrededor de un
centro común.
 La forma espiral de la molécula es
una doble hélice.
 Los enlaces entre las bases
nitrogenadas solo se forman entre
pares específicos:
 la adenina (A) con la timina (T)
 la citosina (C) con la guanina (G)
La replicación del ADN
 Los cromosomas se duplican durante la interfase, antes de
que empiece la división celular (mitosis).
 Como resultado de la mitosis, las células hijas reciben copias
idénticas del material hereditario de la célula madre.
 Las células hijas formadas durante la meiosis, recibirán la
mitad del material hereditario de la célula parental.
 El proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias
de sí misma (cromosomas) se llama replicación del ADN.
La replicación del ADN
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/dn
areplicacion/menu.swf
La transcripción
 Las enzimas controlan todas las reacciones químicas de los organismos
vivos.
 Todas las enzimas son proteínas.
 Las células están formadas parcialmente de proteínas.
 La información para fabricar todas las proteínas está almacenada en las
moléculas de ADN de los cromosomas.
 La sucesión de bases en las moléculas de ADN es un código químico
para la sucesión de aminoácidos en las proteínas.
 Un segmento que codifica para una proteína en particular se llama gene.
 Al igual que las miles de
combinaciones de palabras para
expresar ideas en un alfabeto,
las combinaciones de las bases
nitrogenadas componen el
“alfabeto” del ADN.
 Una molécula de ADN puede
estar formada de miles de
nucleótidos, cada uno de ellos
con una de las bases.
 El código genético lo
componen “palabras” de tres
letras formadas por las bases.
(AGC, CGT, sucesivamente)
obteniendo 64 grupos o
“palabras” diferentes.
 Las 64 combinaciones son
suficiente para codificar los 20
aminoácidos diferentes.
 Las sucesiones de tres bases de
nucleótidos se llaman “tripletas”.
 Cada tripleta del ADN codifica
solo para un tipo de aminoácido.
 La disposición de las bases de la
molécula de ADN codifica para la
sucesión de aminoácidos que
forman una proteína en particular.
 El ARN es un ácido nucleico
que se compone de una sola
cadena de nucleótidos, a
diferencia del ADN que se
compone de dos.
 El azúcar en el ARN es la
ribosa, que es ligeramente
distinta a la desoxirribosa del
ADN.
 La diferencia entre el ARN y
ADN es el tipo de bases en los
nucleótidos. En vez de la base
timina en el ADN, el ARN tiene
la base uracilo (U), que forma
enlaces solo con la adenina.
 En las céulas encontramos
tres tipos de ARN:
1. El ARN mensajero o ARNm
lleva las instrucciones para
hacer una proteína en
particular, desde el ADN en el
núcleo hasta los ribosomas.
2. El ARN de transferencia o
ARNt.- lleva los aminoácidos
a los ribosomas. El ARNt se
encuentra en el citoplasma de
las células.
3. El ARN ribosomal o ARNr,
es una de las sustancias
químicas de las que están
compuestos los ribosomas.
 El ADN en el núcleo contiene
instrucciones para hacer
miles de proteínas diferentes.
El ADN no puede salir del
núcleo.
 Cuando se necesita cierta
proteína , se forma el ARNm, de
la información que hay en el
ADN.
 El proceso de producir ARNm, a
partir de las instrucciones del
ADN, se llama transcripción.
Pasos para la transcripción:
1. La porción de ADN que contiene el
código para la proteína que se
necesita se desdobla y se separa,
exponiendo las bases. Proceso
similar a la replicación del ADN.
2. Los nucleótidos de ARN libres que
están en el núcleo, se parean con
las bases expuestas del ADN. El
uracilo se parea con la adenina .
Como resultado de las tripletas del
ADN, se forman tripletas
complementarias en la molécula de
ARNm.
 La sucesión de tres nucleótidos en
una molécula de ARNm se llama
codón.
3. La molécula de ARNm se completa
por la formación de enlaces entre los
nucleótidos del ARN. La molécula
de ARNm se separa de las molécula
de ADN. La molécula completa de
ARNm, que lleva un código para
hacer un solo tipo de proteína, sale
del núcleo, pasa por la membrana
nuclear y se dirige a los ribosomas
del citoplasma.
La traducción
 El ensamblaje de una molécula de proteína de acuerdo con el código de
una molécula de ARNm, se conoce como traducción.
 Se denomina traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de
ácidos nucleicos (sucesión de bases) al “lenguaje” de las proteínas
(sucesión de aminoácidos).
 En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para que se
pueda sintetizar una molécula de proteína deben llegar los aminoácidos
a los ribosomas.
 Los aminoácidos que se necesitan están dispersos en el citoplasma. Se
encuentran los aminoácidos correctos y llegan al ARNm por el ARN de
transferencia (ARNt)
 Las moléculas ARNt son más
cortas que las de ARNm y tienen
forma de trébol.
 En uno de los extremos de la
molécula ARNt, hay un conjunto
de bases llamada anticodón.
 El lado opuesto del ARNt
transporta un aminoácido.
 Las bases de los anticodones
del ARNt son complementarias a
las bases de los codones del
ARNm.
Pasos para la traducción:
1. Un extremo del ARNm se pega
al ribosoma.
2. Las moléculas de ARN de
transferencia que están en el
citoplasma recogen ciertos
aminoácidos. Con los
aminoácidos pegados, las
moléculas de ARNt se mueven
hacia el punto donde el ARNm
está pegado al ribosoma.
3. Una molécula de ARNt con el
anticodón correcto, se enlaza
con el codón complementario
den el ARNm.
4. A medida que el ARNm se mueve
a lo largo del ribosoma, el
siguiente codón hace contacto con
el ribosoma. El siguiente ARNt se
mueve a su posición con su
aminoácido.
Los aminoácidos adyacentes se
enlazan por medio de un enlace
peptídico.
5. Se desprende la primera molécula
de ARNt . El siguiente codón se
mueve a su posición y el siguiente
aminoácido se coloca en su
posición.
 Los pasos 3 al 5 se repiten
hasta que se ha traducido el
mensaje completo.
De esta manera se
forma una cadena de
aminoácidos.
 Como una proteína es una
cadena de aminoácidos, se
construye entonces una
proteína.
 En resumen, el ADN codifica
para ARN mensajero, el ARN
mensajero lleva la información
necesaria para la síntesis de la
proteína a los ribosomas,
donde se hace la proteína.
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Genética molecular

  • 2. Concepto de gen  El gen o gene es un segmento de ADN que da la clave para una proteína en particular.  Los genes son las unidades de herencia y controlan las características del individuo: color del pelo, tipo de sangre, color de la piel y color de los ojos.  Los genes son parte de los cromosomas.  Debido a que los genes son segmentos de ADN, controlan el desarrollo de las características y las actividades celulares.
  • 3. Estructura del ADN  En 1953, James Watson, biólogo estadounidense y Francis Crick, biofísico británico, propusieron un modelo para la estructura del ADN.  Una molécula de ADN esta formada por unidades llamadas nucleótidos.  Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos llamada desoxirribosa y una base nitrogenada.  Los nucleótidos están unidos por enlaces entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del siguiente nucleótido.
  • 4.  El fosfato del segundo nucleótico se une al azúcar del tercero y asi sucesivamente.Se forma una cadena de nucleótidos enlazados del fosfato al azúcar.  Las bases nitrogenadas se extienden hacia afuera desde la cadena azúcar-fosfato. En el ADN hay cuatro bases: 1. adenina 2. citosina 3. guanina 4. timina  La molécula de ADN se compone de dos cadenas de nucleótidos unidas por puentes débiles de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
  • 5.  Las cadenas de nucleótidos forman un espiral alrededor de un centro común.  La forma espiral de la molécula es una doble hélice.  Los enlaces entre las bases nitrogenadas solo se forman entre pares específicos:  la adenina (A) con la timina (T)  la citosina (C) con la guanina (G)
  • 6. La replicación del ADN  Los cromosomas se duplican durante la interfase, antes de que empiece la división celular (mitosis).  Como resultado de la mitosis, las células hijas reciben copias idénticas del material hereditario de la célula madre.  Las células hijas formadas durante la meiosis, recibirán la mitad del material hereditario de la célula parental.  El proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias de sí misma (cromosomas) se llama replicación del ADN.
  • 7. La replicación del ADN http://www.bionova.org.es/animbio/anim/dn areplicacion/menu.swf
  • 8. La transcripción  Las enzimas controlan todas las reacciones químicas de los organismos vivos.  Todas las enzimas son proteínas.  Las células están formadas parcialmente de proteínas.  La información para fabricar todas las proteínas está almacenada en las moléculas de ADN de los cromosomas.  La sucesión de bases en las moléculas de ADN es un código químico para la sucesión de aminoácidos en las proteínas.  Un segmento que codifica para una proteína en particular se llama gene.
  • 9.  Al igual que las miles de combinaciones de palabras para expresar ideas en un alfabeto, las combinaciones de las bases nitrogenadas componen el “alfabeto” del ADN.  Una molécula de ADN puede estar formada de miles de nucleótidos, cada uno de ellos con una de las bases.  El código genético lo componen “palabras” de tres letras formadas por las bases. (AGC, CGT, sucesivamente) obteniendo 64 grupos o “palabras” diferentes.  Las 64 combinaciones son suficiente para codificar los 20 aminoácidos diferentes.  Las sucesiones de tres bases de nucleótidos se llaman “tripletas”.  Cada tripleta del ADN codifica solo para un tipo de aminoácido.  La disposición de las bases de la molécula de ADN codifica para la sucesión de aminoácidos que forman una proteína en particular.
  • 10.  El ARN es un ácido nucleico que se compone de una sola cadena de nucleótidos, a diferencia del ADN que se compone de dos.  El azúcar en el ARN es la ribosa, que es ligeramente distinta a la desoxirribosa del ADN.  La diferencia entre el ARN y ADN es el tipo de bases en los nucleótidos. En vez de la base timina en el ADN, el ARN tiene la base uracilo (U), que forma enlaces solo con la adenina.  En las céulas encontramos tres tipos de ARN: 1. El ARN mensajero o ARNm lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas.
  • 11. 2. El ARN de transferencia o ARNt.- lleva los aminoácidos a los ribosomas. El ARNt se encuentra en el citoplasma de las células. 3. El ARN ribosomal o ARNr, es una de las sustancias químicas de las que están compuestos los ribosomas.  El ADN en el núcleo contiene instrucciones para hacer miles de proteínas diferentes. El ADN no puede salir del núcleo.  Cuando se necesita cierta proteína , se forma el ARNm, de la información que hay en el ADN.  El proceso de producir ARNm, a partir de las instrucciones del ADN, se llama transcripción.
  • 12. Pasos para la transcripción: 1. La porción de ADN que contiene el código para la proteína que se necesita se desdobla y se separa, exponiendo las bases. Proceso similar a la replicación del ADN. 2. Los nucleótidos de ARN libres que están en el núcleo, se parean con las bases expuestas del ADN. El uracilo se parea con la adenina . Como resultado de las tripletas del ADN, se forman tripletas complementarias en la molécula de ARNm.  La sucesión de tres nucleótidos en una molécula de ARNm se llama codón. 3. La molécula de ARNm se completa por la formación de enlaces entre los nucleótidos del ARN. La molécula de ARNm se separa de las molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, que lleva un código para hacer un solo tipo de proteína, sale del núcleo, pasa por la membrana nuclear y se dirige a los ribosomas del citoplasma.
  • 13.
  • 14. La traducción  El ensamblaje de una molécula de proteína de acuerdo con el código de una molécula de ARNm, se conoce como traducción.  Se denomina traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al “lenguaje” de las proteínas (sucesión de aminoácidos).  En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para que se pueda sintetizar una molécula de proteína deben llegar los aminoácidos a los ribosomas.  Los aminoácidos que se necesitan están dispersos en el citoplasma. Se encuentran los aminoácidos correctos y llegan al ARNm por el ARN de transferencia (ARNt)
  • 15.  Las moléculas ARNt son más cortas que las de ARNm y tienen forma de trébol.  En uno de los extremos de la molécula ARNt, hay un conjunto de bases llamada anticodón.  El lado opuesto del ARNt transporta un aminoácido.  Las bases de los anticodones del ARNt son complementarias a las bases de los codones del ARNm.
  • 16. Pasos para la traducción: 1. Un extremo del ARNm se pega al ribosoma. 2. Las moléculas de ARN de transferencia que están en el citoplasma recogen ciertos aminoácidos. Con los aminoácidos pegados, las moléculas de ARNt se mueven hacia el punto donde el ARNm está pegado al ribosoma. 3. Una molécula de ARNt con el anticodón correcto, se enlaza con el codón complementario den el ARNm. 4. A medida que el ARNm se mueve a lo largo del ribosoma, el siguiente codón hace contacto con el ribosoma. El siguiente ARNt se mueve a su posición con su aminoácido. Los aminoácidos adyacentes se enlazan por medio de un enlace peptídico. 5. Se desprende la primera molécula de ARNt . El siguiente codón se mueve a su posición y el siguiente aminoácido se coloca en su posición.
  • 17.
  • 18.  Los pasos 3 al 5 se repiten hasta que se ha traducido el mensaje completo. De esta manera se forma una cadena de aminoácidos.  Como una proteína es una cadena de aminoácidos, se construye entonces una proteína.  En resumen, el ADN codifica para ARN mensajero, el ARN mensajero lleva la información necesaria para la síntesis de la proteína a los ribosomas, donde se hace la proteína. Ecuación: trasncripción traducción ADN ARNm proteína