El documento describe la estructura y función del ADN y ARN, la replicación del material genético y el control del ciclo celular. Explica que el ADN está formado por dos cadenas entrelazadas que contienen la información genética en forma de secuencias de bases nitrogenadas. También describe las diferentes estructuras del ADN y ARN, desde la primaria a la cuaternaria. Finalmente, resume los mecanismos de replicación del ADN y los puntos de control del ciclo celular, incluyendo el punto de restricción y los tres puntos de
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Portafolio de servicios Centro de Educación Continua EPN
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
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
9.
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
14.
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.
21.
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.
