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División de Ciencias Biológicas y de la Salud
Tronco Divisional
Procesos Celulares Fundamentales
‘’Estructura del material genético (ADN y ARN), replicación del
material genético y contrl del ciclo celular.´´
Carlos Martínez Martínez
Profesor: Jorge Antonio Amézquita Londeros
10/10/2015
Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Xochimilco
Estructura del material
genético (ADN y ARN),
replicación del material
genético y control del ciclo
celular.
Ácido desoxirribonucleico
(ADN)
Es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas
usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos
los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es
responsable de su transmisión hereditaria. El ADN también
lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de
proteínas y la replicación.
Universidad Nacional del Nordeste • • Fac. Ciencias Agrarias, Corrientes •
República Argentina • ©1998-2013. http://www.biologia.edu.ar Dr. Jorge Raisman y Dra. Ana Maria Gonzalez.
Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
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).
Hib, J. & De Robertis, E. D. P. 1998. Fundamentos de biología celular y molecular. El Ateneo, 3.ª edición, 416 páginas. Fecha
de consulta: 10 de Octubre del 2015.
El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por
dos cadenas dispuestas de forma anti paralela y con las bases
nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se
distinguen distintos niveles:
• Estructura primaria
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• Estructura cuaternaria
Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters (2002). Molecular Biology of the Cell;
Fourth Edition. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
El código genético queda determinado por el
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Los científicos utilizan estas secuencias para
localizar la posición de los genes en los
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humano.
Estructura Primaria
Es una secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas
cadenas donde se encuentra la información genética, y
dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia
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nitrogenadas.
De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre
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• Es una estructura en doble hélice
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genética y el mecanismo de duplicación del ADN.
• Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el
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De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre
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Tema 33
Estructura Terciaria
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generalmente en forma circular y asociada a una pequeña
cantidad de proteínas.
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De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre
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Estructura Cuaternaria
El ADN se asocia a proteínas: histonas y no histonas para
formar la proteína.
Su estructura puede ser o no simétrica.
El enrollamiento de los nucleosomas recibe el nombre de
solenoide. Dichos solenoides se enrollan formando la
cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota.
Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta
más, formando así los cromosomas.
De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre
del 2015
De izquierda a derecha, las estructuras de
ADN-A, ADN-B y ADN-Z.
Ácido ribonucleico (ARN)
El ARN es un ácido nucleico formado por una cadena
de ribonucleótidos. Es el único material genético de ciertos
virus. El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el
genoma de algunos virus es de doble hebra. Está presente
tanto en las células procariotas como en las eucariotas
formados por una pentosa, la Ribosa, y las bases
nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo.
Dahm, R. (2005). «Friedrich Miescher and the discovery of DNA». Developmental Biology
Tema 33
Estructura del ARN
En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es
la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis
proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para
transferir esta información vital durante la síntesis de
proteínas. Se divide en estructura primaria, secundaria y
terciaria.
Estructura primaria
Se refiere a la secuencia lineal de nucleótidos en la
molécula de ARN.
Los niveles estructurales secundario y terciario son
consecuencia de la primaria.
Además, la secuencia misma puede ser información
funcional; ésta puede traducirse para sintetizar proteínas.
Estructura Secundaria
La estructura secundaria se refiere, entonces, a las
relaciones de apareamiento de bases, es decir, pares de
bases formados por secuencias complementarias más o
menos distantes dentro de la misma hebra.
Elementos estructurales comunes
Hélice
(tallo, stack)
Región con bases
apareadas
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(ciclo, loop)
Región incluida en una
hélice en donde las bases
no están apareadas
Bucle en horquilla
(tallo y bucle, hairpin loop)
Estructura en donde
regiones cercanas de bases
complementarias se
aparean, separadas por
una región no apareada
que permite que la
secuencia se doble para
formar una hélice.
Tabla recopilada en Quinones Olvera, N. Implicaciones evolutivas de la plasticidad del RNA. (tesis inédita) Universidad
Nacional Autónoma de México. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
Estructura Terciaria
La estructura terciaria es el resultado de las interacciones en
el espacio entre los átomos que conforman la molécula.
Algunas interacciones de este tipo incluyen el apilamiento de
bases y los apareamientos de bases distintos a los propuestos
por Watson y Crick.
Fontana, W. (2002). «Modelling “evo-devo” with RNA». BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and
Developmental Biology. Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015
Replicación del material
genético.
La replicación del ADN es el proceso por el cual se obtienen
copias o réplicas idénticas de una molécula de ADN. La
replicación es fundamental para la transferencia de la
información genética de una generación a la siguiente y, por
ende, es la base de la herencia.
Tema 33
En un principio, se propusieron tres hipótesis:
• Semiconservativa: Cada hebra sirve de molde para que se
forme una hebra nueva, mediante la complentariedad de
bases, quedando al final dos dobles hélices formadas por
una hebra antigua (molde) y una nueva hebra (copia).
• Conservativa: Tras la duplicación quedarían las dos hebras
antiguas juntas y, por otro lado, las dos hebras nuevas
formando una doble hélice.
• Dispersiva: Según esta hipótesis, las hebras resultantes
estarían formadas por fragmentos en doble hélice ADN
antiguo y ADN recién sintetizado.
http://cienciaybiologia.com/transcripcion-del-arn/ Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015.
Control de la célula (puntos de
control)
El control interno del ciclo celular está a cargo de proteínas.
-Las que permiten el progreso del ciclo: los complejos cdk-
ciclina.
-Las que las inhiben, dos pequeñas familias de proteínas: las
CIP y las INK4.
Para el control del ciclo celular, existen cuatro puntos en los se
controla a la célula. Estos son: un punto de restricción y tres
puntos de control.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del
2015.
Punto de restricción
El punto de restricción se encuentra casi al final de G1 se
conoce así puesto que si la célula lo pasa se encuentra
“comprometida” irreversiblemente a entrar al ciclo celular.
Este punto está principalmente controlado por el medio y
depende de su capacidad de inducción, el que la célula se
comprometa a completar el ciclo celular.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo
%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
Puntos de control
Son pequeños retenes donde se revisan
distintas características del medio y de la célula
misma, la célula debe estar sana y el medio
debe ser lo suficientemente bueno para que se
continué el ciclo celular.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del
2015.
Primer punto de control
Se encuentra justo después del punto de restricción, aún en
G1.
En general se encarga de:
• Revisar las condiciones del medio, buscando factores
externos que induzcan el progreso del ciclo celular.
• Revisar que la célula haya crecido lo suficiente.
• Que el material genético esté intacto.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del
2015.
Segundo punto de control.
El segundo punto de control se encuentra al final de G2.
Se encarga de revisar:
• Que el material genético se haya duplicado
completamente.
• Que el material genético no tenga errores.
• Que el medio extracelular sea adecuado.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del
2015.
Tercer punto de control
Este último punto de control se encuentra en la fase M, entre
la metafase y la anafase. Se encarga de revisar que todos los
cromosomas se hayan unido al huso mitótico. Si detecta que
uno de los cinetocoros no se encuentra unido, manda una
señal negativa al sistema de control bloqueando la activación
de proteínas implicadas en la separación de las cromátidas
hermanas.
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del
2015.
Tema 33
Fuentes:
Universidad Nacional del Nordeste • • Fac. Ciencias Agrarias, Corrientes •
República Argentina • ©1998-2013. http://www.biologia.edu.ar Dr. Jorge Raisman y Dra. Ana Maria
Gonzalez.
Hib, J. & De Robertis, E. D. P. 1998. Fundamentos de biología celular y molecular. El Ateneo, 3.ª
edición, 416 páginas.
Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters
(2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10
de Octubre del 2015
Fontana, W. (2002). «Modelling “evo-devo” with RNA». BioEssays : News and Reviews in Molecular,
Cellular and Developmental Biology. Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015
http://cienciaybiologia.com/transcripcion-del-arn/
http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf
https://adnestructurayfunciones.wordpress.com/2008/08/15/adn/
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico#cite_note-Hib-34
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ribonucleico#Estructura

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Tema 33

  • 1. División de Ciencias Biológicas y de la Salud Tronco Divisional Procesos Celulares Fundamentales ‘’Estructura del material genético (ADN y ARN), replicación del material genético y contrl del ciclo celular.´´ Carlos Martínez Martínez Profesor: Jorge Antonio Amézquita Londeros 10/10/2015 Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Xochimilco
  • 2. Estructura del material genético (ADN y ARN), replicación del material genético y control del ciclo celular.
  • 3. Ácido desoxirribonucleico (ADN) Es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El ADN también lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. Universidad Nacional del Nordeste • • Fac. Ciencias Agrarias, Corrientes • República Argentina • ©1998-2013. http://www.biologia.edu.ar Dr. Jorge Raisman y Dra. Ana Maria Gonzalez. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
  • 4. 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). Hib, J. & De Robertis, E. D. P. 1998. Fundamentos de biología celular y molecular. El Ateneo, 3.ª edición, 416 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
  • 5. El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma anti paralela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles: • Estructura primaria • Estructura secundaria • Estructura terciara • Estructura cuaternaria Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters (2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
  • 6. El código genético queda determinado por el orden de estas bases, y cada gen tiene una secuencia única de pares de bases. Los científicos utilizan estas secuencias para localizar la posición de los genes en los cromosomas y elaborar el mapa del genoma humano.
  • 7. Estructura Primaria Es una secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015
  • 8. Estructura Secundaria • Es una estructura en doble hélice • Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. • Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el que tiene la estructura descrita por Watson y Crick. De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015
  • 10. Estructura Terciaria Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas.  En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas.  En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015
  • 11. Estructura Cuaternaria El ADN se asocia a proteínas: histonas y no histonas para formar la proteína. Su estructura puede ser o no simétrica. El enrollamiento de los nucleosomas recibe el nombre de solenoide. Dichos solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando así los cromosomas. De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015
  • 12. De izquierda a derecha, las estructuras de ADN-A, ADN-B y ADN-Z.
  • 13. Ácido ribonucleico (ARN) El ARN es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Es el único material genético de ciertos virus. El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas formados por una pentosa, la Ribosa, y las bases nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. Dahm, R. (2005). «Friedrich Miescher and the discovery of DNA». Developmental Biology
  • 15. Estructura del ARN En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas. Se divide en estructura primaria, secundaria y terciaria.
  • 16. Estructura primaria Se refiere a la secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ARN. Los niveles estructurales secundario y terciario son consecuencia de la primaria. Además, la secuencia misma puede ser información funcional; ésta puede traducirse para sintetizar proteínas.
  • 17. Estructura Secundaria La estructura secundaria se refiere, entonces, a las relaciones de apareamiento de bases, es decir, pares de bases formados por secuencias complementarias más o menos distantes dentro de la misma hebra.
  • 18. Elementos estructurales comunes Hélice (tallo, stack) Región con bases apareadas Bucle (ciclo, loop) Región incluida en una hélice en donde las bases no están apareadas Bucle en horquilla (tallo y bucle, hairpin loop) Estructura en donde regiones cercanas de bases complementarias se aparean, separadas por una región no apareada que permite que la secuencia se doble para formar una hélice. Tabla recopilada en Quinones Olvera, N. Implicaciones evolutivas de la plasticidad del RNA. (tesis inédita) Universidad Nacional Autónoma de México. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015.
  • 19. Estructura Terciaria La estructura terciaria es el resultado de las interacciones en el espacio entre los átomos que conforman la molécula. Algunas interacciones de este tipo incluyen el apilamiento de bases y los apareamientos de bases distintos a los propuestos por Watson y Crick. Fontana, W. (2002). «Modelling “evo-devo” with RNA». BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015
  • 20. Replicación del material genético. La replicación del ADN es el proceso por el cual se obtienen copias o réplicas idénticas de una molécula de ADN. La replicación es fundamental para la transferencia de la información genética de una generación a la siguiente y, por ende, es la base de la herencia.
  • 22. En un principio, se propusieron tres hipótesis: • Semiconservativa: Cada hebra sirve de molde para que se forme una hebra nueva, mediante la complentariedad de bases, quedando al final dos dobles hélices formadas por una hebra antigua (molde) y una nueva hebra (copia). • Conservativa: Tras la duplicación quedarían las dos hebras antiguas juntas y, por otro lado, las dos hebras nuevas formando una doble hélice. • Dispersiva: Según esta hipótesis, las hebras resultantes estarían formadas por fragmentos en doble hélice ADN antiguo y ADN recién sintetizado. http://cienciaybiologia.com/transcripcion-del-arn/ Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015.
  • 23. Control de la célula (puntos de control) El control interno del ciclo celular está a cargo de proteínas. -Las que permiten el progreso del ciclo: los complejos cdk- ciclina. -Las que las inhiben, dos pequeñas familias de proteínas: las CIP y las INK4. Para el control del ciclo celular, existen cuatro puntos en los se controla a la célula. Estos son: un punto de restricción y tres puntos de control. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 24. Punto de restricción El punto de restricción se encuentra casi al final de G1 se conoce así puesto que si la célula lo pasa se encuentra “comprometida” irreversiblemente a entrar al ciclo celular. Este punto está principalmente controlado por el medio y depende de su capacidad de inducción, el que la célula se comprometa a completar el ciclo celular. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo %20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 25. Puntos de control Son pequeños retenes donde se revisan distintas características del medio y de la célula misma, la célula debe estar sana y el medio debe ser lo suficientemente bueno para que se continué el ciclo celular. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 26. Primer punto de control Se encuentra justo después del punto de restricción, aún en G1. En general se encarga de: • Revisar las condiciones del medio, buscando factores externos que induzcan el progreso del ciclo celular. • Revisar que la célula haya crecido lo suficiente. • Que el material genético esté intacto. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 27. Segundo punto de control. El segundo punto de control se encuentra al final de G2. Se encarga de revisar: • Que el material genético se haya duplicado completamente. • Que el material genético no tenga errores. • Que el medio extracelular sea adecuado. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 28. Tercer punto de control Este último punto de control se encuentra en la fase M, entre la metafase y la anafase. Se encarga de revisar que todos los cromosomas se hayan unido al huso mitótico. Si detecta que uno de los cinetocoros no se encuentra unido, manda una señal negativa al sistema de control bloqueando la activación de proteínas implicadas en la separación de las cromátidas hermanas. http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf Fecha de consulta: 10 de Oct. Del 2015.
  • 30. Fuentes: Universidad Nacional del Nordeste • • Fac. Ciencias Agrarias, Corrientes • República Argentina • ©1998-2013. http://www.biologia.edu.ar Dr. Jorge Raisman y Dra. Ana Maria Gonzalez. Hib, J. & De Robertis, E. D. P. 1998. Fundamentos de biología celular y molecular. El Ateneo, 3.ª edición, 416 páginas. Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters (2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015. De Robertis, E.D.P. 1998. Biología celular y molecular. El Ateneo, 617 páginas. Fecha de consulta: 10 de Octubre del 2015 Fontana, W. (2002). «Modelling “evo-devo” with RNA». BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology. Fecha de consulta: 10 de octubre del 2015 http://cienciaybiologia.com/transcripcion-del-arn/ http://fournier.facmed.unam.mx/deptos/embrio/images/PDF/ciclo%20celular.pdf https://adnestructurayfunciones.wordpress.com/2008/08/15/adn/ https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico#cite_note-Hib-34 https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ribonucleico#Estructura