Bases moleculares de la herencia I. Que moléculas son las portadoras de la información hereditaria? I. Como se preserva y trasmite la información hereditaria? I. Como se expresa esta información. Dogma central de la biología molecular I. Como se genera la variación ? 1 Flujo de información en la célula 2 I - ¿Que moléculas son las portadoras de la información hereditaria? Estructura del ADN Macromoléculas constituidas por el ensamblaje de Nucleótidos que difieren entre si en las bases nitrogenadas: a) Nucleótidos: Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes: 3 azúcar pentosa Bases nitrogenadas Grupo fosfato Pentosas: azúcar de cinco átomos de carbono. Pueden ser: En ADN - Desoxirribosa En ARN - Ribosa 2-desoxirribosa Ribosa ADN ARN Bases Nitrogenadas Derivan de compuestos cíclicos aromáticos - Purina y Pirimidina uracilo Se unen por enlace N-glicosídico C1 de pentosa - N1 de pirimidina Pentosa + base nitrogenada N9 de purina Nucleósido 5 - Grupo fosfato Pentosa + base nitrogenada + G.fosfato Se une por enlace fosfo-di-éster : Fosfato - C5 de pentosa Nucleótido Hay 4 nucleótidos trifosfato precursores del ADN dATP, dCTP, dGTP y dTTP 6 b) Estructura primaria de los ácidos nucleicos Formación de cadenas lineales de nucleótidos. Enlace fosfo-di-éster con C3 Orientación y sentido de la hebra Extremos 5´y 3´ Crecimiento direccional 5´3´ 7 Propiedades y bases estructurales de las moléculas informativas 1. Formada por un número limitado de subunidades 2. Debe ser estable y reproducible (CONSERVACION) 3. Contener información biológica útil y legible 4. Capacidad de trasmitir de un modo preciso la información de una generación a otra 5. Capacidad de cambiar (generar VARIACION) 8 Las claves de la estructura del ADN 1953 James Watson y Francis Crick El ADN es una estructura helical con regularidades características de 0.34 nm & 3.4 nm. 1. Doble hélice de 2. cadenas antiparalelas unidas por 3. apareamiento de bases Ley de Chargaff Las cantidades de A=T G=C 9 c) Estructura secundaria del ADN: Características Principales Dos cadenas polinucleotídicas enrrolladas en una doble hélice dextrógira Las hebras son antiparalelas Los esqueletos azúcar-fosfato en el exterior de la doble hélice Pares de base planares unidos por puentes de hidrógeno, en el centro de la estructura A =T (2 puentes de hidrógeno) G=C (3 puentes de hidrógeno) Pares de base separados 0.34 nm. Una vuelta de hebra (3.4 nm) tiene aprox. 10 pares de base La posición de los esqueletos azucarfosfato definen surco mayor y menor. 10 Pares de base unidos por puentes de hidrógeno 11 Propiedades del ADN como molécula informativa 1. Estable 2. Tiene contenido informativo 3. Transmisible 4. Variable 12 ... y se asocia a proteínas para formar la cromatina 13 II- ¿Como se preserva y trasmite la información hereditaria? Replicación del ADN Todas las células de un organismo tienen la misma información genética La replicación del ADN es un requisito imprescindible para el desarrollo y diferenciación celular. La estructura del ADN da una pista del posible proceso de replicación 14 Caracteristicas de la replicacion: Semiconservativa, bidireccional y semidiscontinua 1 . La replicacion es semiconservativa En la replicación semiconservativa, se originan dos moléculas de ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra de el ADN original y de una hebra complementaria nueva. 15 2- La replicación es bidireccional • • La replicación se inicia en sitios particulares (orígenes de replicación) Se forma una burbuja de replicación formada por dos horquillas que avanzan en direcciones opuestas horquilla 1 16 horquilla 2 La enzima encargada de la replicacion es la ADN polimerasa 1956 Arthur Kornberg -Descubre una enzima responsable de la síntesis de ADN (ADN Polimerasa I) -Requiere un molde de ADN,y desoxirribonucleotidos (dNTPs) - Una vez abiertas las dos cadenas cada una sirve como molde para que la ADN polimerasa ( ADN pol ) sintetice la mitad complementaria añadiendo nucleótidos (dNTPs) que se encuentran dispersos en el nícleo. 17 La replicacion es en dirección 5´-3´. La duplicación es un proceso complejo que se basa en la complementariedad de bases Depende de interacciones entre el ADN y varias proteínas esta finamente regulado tiene gran fidelidad 18 3. La replicación es semidiscontinua. - Una cadena nueva se va generando en forma continua y la otra en forma discontinua (fragmentos de Okasaki) - Pero ambas en direccion 5´- 3´. Horquilla de replicación 19 La importancia de la replicación del ADN en la medicina La replicación fiel del material genético es esencial a la vida mitosis Errores en la replicación son el origen de las enfermedades hereditarias meiosis Errores en la replicación son causa primaria de cánceres Existen patologías por incapacidad de reparar errores cometidos en la replicación mitosis Los patógenos tambien replican. Entender estos procesos permite establecer terapias especificas Muchos antibioticos inhiben la replicación de microorganismos 20