1. Varios científicos estudiaron la molécula de ADN y lograron dilucidar su función, incluidos Watson y Crick quienes propusieron un modelo de doble hélice de ADN en la década de 1950. 2. El modelo de Watson y Crick consistía en una doble hélice formada por azúcares, fosfatos y bases nitrogenadas apareadas por puentes de hidrógeno. 3. Watson y Crick también propusieron un mecanismo semiconservativo de replicación del ADN donde cada cadena sirve de molde para la síntesis

2. La molécula de la herencia
 A lo largo del estudio de las
bases químicas de la herencia
varios científicos estudiaron
la molécula de ADN y
lograron dilucidar su
función, entre ellos , dos
científicos, Watson y Crick
que en la década de 1950
constituyeron un modelo de
ADN que concordara con los
estudios anteriores.
Anteriormente otros
científicos mostraron que
esta molécula está formada
por un azúcar de cinco
carbonos, un grupo fosfato y
cuatro bases nitrogenadas.

3. El modelo del ADN
 El modelo de Watson y Crick Consistía en lo siguiente: si se toma
una escalera y se pudiese torcerla para formar una hélice
manteniendo los peldaños perpendiculares se tendría un modelo
grosero de la molécula de ADN. Los dos parantes de los lados de
la escalera están constituidos por moléculas de azúcar y fosfato
que se alternan, los peldaños perpendiculares están constituidos
por las bases nitrogenadas: adenina, guanina
(púricas), citosina y timina (pirimídicas). Cada peldaño está
formado por dos bases y cada base está unida covalentemente a
un azúcar- fosfato. Una purina se aparea con una pirimidina. La
adenina con timina por dos puentes de hidrógeno y citosina con
guanina por tres puentes de hidrógeno. Las bases apareadas son
complementarias. Además una cadena corre en dirección
opuesta a la otra, por lo tanto son antiparalelas.

5. Replicación del ADN
 Una propiedad del material genético es su capacidad
para hacer copias exactas de sí mismo. Watson y Crick
propusieron un mecanismo de replicación
semiconservativa, según el cual, en el momento de la
replicación, la molécula de ADN se abre y las bases
apareadas se separan al nivel de los puentes de
hidrógeno. A medida que se separan las cadenas
actúan como moldes o guías, cada una siguiendo la
síntesis de una nueva cadena complementaria. La
iniciación de la replicación comienza en una secuencia
específica de nucleótidos llamada origen de
replicación, proceso que requiere proteínas iniciadoras
y enzimas que ayudan a separar las dos cadenas.

6. Condiciones de replicación
 Para que ocurra la síntesis de una nueva molécula de ADN
es necesaria, además, una secuencia de inicio que permita
que otra enzima, la ADN polimerasa prolongue la cadena.
Esta secuencia de inicio es conocida como cebador o primer
y está formada por nucleótidos de ARN. Sin el cebador, la
ADN polimerasa no puede actuar.
 En el ADN en replicación se observa un “ojo” llamado
burbuja de replicación. En el extremo de la burbuja donde
la enzima helicasa separa las cadenas viejas, la molécula
parece formar una estructura en Y conocida como horquilla
de replicación. Dentro de esta horquilla, la ADN
polimerasa sintetiza las nuevas cadenas complementarias
de ADN.
 La replicación avanza en forma bidireccional, es decir, la
síntesis y las dos horquillas de replicación se producen en
direcciones opuestas desde un único origen.

8. Algunas conclusiones
La replicación tiene cuatro propiedades importantes:
1. Es semiconservativa.
2. Comienza en uno o varios sitios específicos.
3. Es bidireccional.
4. Se requieren enzimas específicas como
helicasas, topoisomerasas, ADN polimerasas

9. Flujo de la información genética
 Los genes están en los cromosomas y la información
genética está codificada en un lenguaje propio. La
información genética dicta la síntesis de proteínas, que
son las encargadas de construir las estructuras
biológicas y desarrollar las funciones en un ser vivo.
 Así comenzó el estudio para descifrar el código
genético. De esta manera se descubrió que los genes
controlan las enzimas o cadenas polipeptídicas.
 Siguiendo estos aspectos, F. Crick estableció el dogma
central de la biología que dice que la información
puede fuir de un ácido nucleico a una proteína, pero
no de una proteína a un ácido nucleico u a otra
proteína.

10. Dogma central de la biología

11. Otro ácido nucleído
¿cuál es el traductor de la información genética del
ADN a una secuencia de aminoácidos?
El ARN , en sus tres variedades, ARN mensajero, ARN
ribosómico y ARN de transferencia, resultó una pieza
clave para entender este proceso
El ARNm fue descubierto en 1960 por los biólogos
franceses François Jacob y Jacques Monod
El ARNm copia la información del ADN que será
usado en la síntesis de proteínas. Los trabajos de
Jabob y Monod contribuyeron a establecer la relación
entre el ADN, el ARN y las proteínas y a dilucidar los
mecanismos de la transcripción y la traducción.

13. ADN y ARN

14. El código genético
 ¿Cómo se traduce la información almacenada en los
ARNm?
 Las proteínas tienen 20 tipos de aminoácidos, pero el ADN
y ARN tienen solo 4 tipos de nucleótidos. Si un único
nucleótido codificara un aminoácido, solo 4 aa podrían ser
especificados por las BN. Si la combinación de 2
nucleótidos especificara un aa podría haber un número
máximo de 16 aa, lo cual es insuficiente. Por lo tanto, por lo
menos 3 nucleótidos debían especificar cada aa. Esto daría
64 combinaciones posibles.
 Así surge la idea de un código genético de 3 nucleótidos o
tripletes o codones.
 De las 64 combinaciones de tripletes, 61 codifican 20 aa y 3
codones son sin sentido o de terminación.
 Debe haber más de un codón para la mayoría de los aa, por
esta razón se dice que el código genético es degenerado.

15. Los aminoácidos

17. Del ADN al ARN
 La transcripción es el proceso por el cual se sintetiza ARN
a partir de un molde de ADN. Las moléculas de ARNm son
cadenas copiadas del ADN, donde solo una cadena se
transcribe y su información está codificada en forma de
tripletes o codones. Este proceso está regulado por la ARN
polimerasa que cataliza el agregado de nucleótidos al
extremo 3‘. Se mueve en dirección 3‘ a 5‘ a lo largo del
ADN, pero su dirección de síntesis es 5‘ a 3‘. Por lo tanto la
cadena de ARN es antiparalela y complementaria con
respecto a la cadena molde.

18. Síntesis de ARNm
 La ARN polimerasa no requiere un cebador como la ADN
polimerasa. Para comenzar la síntesis, la ARN polimerasa se une a
una región específica del ADN llamada promotor.
 En los procariotas los genes que se encuentran en una sucesión en
el cromosoma bacteriano, se encuentran controlados por un único
promotor, y por lo tanto, se transcriben en una única cadena de
ARNm que contiene secuencias que codifican para varias cadenas
polipeptídicas diferentes.

19. Síntesis de ARNm
 En eucariotas la transcripción está regulada por la
unión al promotor de factores de transcripción.
Además a medida que transcurre este proceso, las
moléculas de ARNm, llamadas transcriptos primarios
sufren modificaciones antes de salir del núcleo:
1. Se añade un nucleótido o casquete en el extremo 5‘
necesario para unión del ARNm al ribosoma
2. Se produce una poliadenilación en el extremo 3‘ en el
que se unen una secuencia poli A y la enzima poli A
polimerasa que estimula la maduración del ARNm.
3. Corte y empalme donde el ARNm sufre el corte y
eliminación de secuencias llamadas intrones y el
empalme de las otras secuencias , los exones.

20. Procesamiento de transcripción
ARNm en eucariotas

21. Corte y empalme o splicing
1. Secuencias consenso
involucradas en el
splicing.
2. Ensamblado de
spliceosomas.
3. Corte en el sitio 5‘ y
formación de un lazo.
4. Corte en el sitio 3‘ y
empalme de los exones.
5. Degradación de los
intrones y
desensamblado de los
spliceosomas.

22. ARN ribosómico
 El ARNr forma los ribosomas. Consisten en ARNr
asociado a proteínas. Está constituido por dos
subunidades. Durante la síntesis proteica, el ARNm y el
ARNt se unen a lasa subunidades más pequeñas. La
subunidad mayor se agrega después y su función es
catalizar las uniones peptídicas. Existen tres sitios en la
subunidad mayor: el sitio A (aminoacílico), el sitio P
(peptidílico), y el sitio E (exit, salida).
Here comes your footer  Page 22

23. ARN de transferencia
 Los ARNt son moléculas con dos sitios de unión. Uno de
ellos es el anticodón que se aparea al codón del ARNm.
El otro sitio se encuentra en el extremo 3‘ y se acopla de
manera específica a un aminoácido. Así los ARNt
permiten que los aminoácidos se alineen según la
secuencia de ARNm
Here comes your footer  Page 23

24. Iniciación de la síntesis de proteínas
Este proceso comienza con la formación de un complejo
constituido por la subunidad menor del ribosoma, el
ARNm y el ARNt iniciador.
El codón iniciador es en eucariotas 5‘-AUG- 3‘ que es
complementario a la secuencia del anticodón del ARNt
3‘- UAC- 5‘.
La subunidad menor se acopla a la cadena de
ARNm, después el primer ARNt aparea su anticodón con
el primer codón del ARNm o codón iniciador.
Esta iniciación requiere factores proteicos de iniciación y
energía que obtiene del ATP o GTP, por lo tanto es
endergónico.
Here comes your footer  Page 24

25. Iniciación

26. Elongación de la cadena polipeptídica
 Durante esta etapa en el sitio A del ribosoma se ocuparán
con ARNt portando su aminoácido específico. Los ARNt
que ocupen el sitio A serán aquellos cuyo anticodón sea
complementario al codón del ARNm. La entrada del ARNt
con su aminoácido al sitio A requiere su unión con una
proteína llamada factor de elongación que está unida al
GTP. Cuando los sitios A y P están ocupados, la
peptidiltransferasa cataliza la formación de un enlace
peptídico entre dos aminoácidos. El primer ARNt se
desplaza al sitio E y se libera. El ribosoma se mueve un
codón. Así el segundo ARNt se transfiere de la posición A a
la P y un tercer ARNt ocupa el sitio vacante A. La posición P
acepta al ARNt que tiene la cadena polipeptídica y la
posición A acepta al ARNt que porta el nuevo aminoácido
que se añade a la cadena.

27. Elongación

28. Finalización de la síntesis proteica
 En la secuencia del ARNm hay codones que actúan
como señal de terminación -UAG, UAA, y UGA- y
no hay ningún ARNt cuyo anticodón se aparee con
estos codones. Existen factores proteicos de
liberación que se unen a codones de terminación
que llega al sitio A del ribosoma. Estas proteínas
alteran la propiedad de la peptidiltransferasa, lo
que provoca que el polipéptido se separe del ARNt.
Así se detiene la traducción, la cadena
polipeptídica se desprende y las dos subunidades
del ribosoma se separan

29. Terminación

30. Caminos de las proteínas en la célula