Área/Asignatura: Ciencias Naturales Docente: María Elena Saravia Giraldo GUIA 3 Estudiante: Fecha: Tema Síntesis de la Cadena de ADN NOVENO.______________ Periodo: 1 DBA: 1. Comprende algunas de las funciones básicas de la célula (transporte de membrana, obtención de energía y división celular) a partir del análisis de su estructura Identifica que todos los seres vivos están compuestos por una o varias células, y que la interacción entre alguno de sus componentes celulares permite su interacción con el entorno comprende algunas de las funciones básicas de la célula (transporte de membrana, obtención de energía y división celular) a partir del análisis de su estructura La información genética contenida en el ADN experimentan dos procesos claves: a replica y expresión genética. A través de la réplica el ADN se duplica, lo que permite repartir equitativamente el material genético a la células hijas durante el proceso de la división celular. En la expresión génica los son leídos por un conjunto de enzimas, siendo generalmente la síntesis de proteína el producto final de dicho proceso. La expresión génica, a su vez incluye: la transcripción y la traducción. La transcripción es la síntesis de ARN mensajero (ARNm) a partir de la secuencia nucleotídica de un gen. Este proceso ocurre dentro del núcleo e la celular eucariota. Luego el ARNm experimentan ciertas modificaciones localizándose, finalmente en el citoplasma, en donde sirven como molde en el proceso de traducción. La traducción es la lectura del ARNm para generar proteína. El Dogma central de la Biología molecular que constituye la piedra angular de la biología molecular. Donde la la cadena de ADN el cual fue planteada por F. Crick 1958, estableció que la información genética fluye del ADN al ARN y luego a las proteínas, nuca en sentido inverso. 1. REPLICACION O DUPLICACION DEL ADN La replicación es un proceso que la célula usa para sintetizar una nueva molécula de ADN a partir de una molécula existente en el núcleo de la célula, de tal manera que cada cadena nueva permanece unida a su respectiva cadena parental, este tipo de replicación se denomina semiconservativa, pues se conserva la cadena y se une con el ADN recién sintetizado. La réplica de la cadena ADN es replica bidireccional, esto quiere decir que, a partir de un punto de origen, se replican ambas cadenas de ADN. Etapas de la Replicación 1° Iniciación o ensamblaje de moléculas. Inicia cuando una enzima la helicasa rompe los puentes de hidrógenos que mantienen unido a las bases nitrogenadas de las hebras del ADN y permite abrir la cadena. Cuando esto sucede la cadena se abre como si fuera una cremallera. A medida que la cadena se va abriendo, los nucleótidos libres que se encuentran alrededor se aparean con las bases de las cadenas sencillas. Las enzimas topoisomerasa y la girasa, hace girar la molécula a medida que se va replicando, disminuyendo la tensión generada por el enrollamiento de la cadena. Esto da origen a la horquilla de replicación. La ADN polimerasa y la ADN ligasa se encargan de colocar el nucleótido correspondiente y unir los nuevos nucleóticos entre ellos. Dos moléculas de ADN polimerasa se unen a las cadenas originales separadas. La ADN polimerasa puede sintetizar nuevas cadenas viajando sólo de 3’ hacia 5’ sobre el esqueleto de azúcar y fosfato. Y la otra molécula de ADN polimerasa se une en sentido 5’ hacia 3’. 2ª etapa. Síntesis de dos nuevas hebras de ADN. Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´. Intervienen las ADN polimerasa I y III, que se encargan de la replicación y corrección de errores. La que lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III. Actúa la ADN polimerasa II, corrigiendo daños causados por agentes físicos. La cadena 3´-5´es leída por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas (cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no puede ser leída directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos (fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´y que más tarde se unen . Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta. La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la síntesis por sí sola, para esto necesita un cebador (ARN) que es sintetizado por una ARN polimerasa (primasa). Este cebador es eliminado posteriormente. 3ª etapa: corrección de errores. El enzima principal que actúa como comadrona (R. Shapiro) es la ADN polimerasa III, que corrige todos los errores cometidos en la replicación o duplicación. Intervienen otros enzimas como: * Endonucleasas que cortan el segmento erróneo. * ADN polimerasas I que rellenan correctamente el hueco. * ADN ligasa que unen los extremos corregidos Características de la Replicación del ADN. 1. La réplica es un proceso semiconservador, Cada cadena de la molécula de ADN parental actúa de molde para la síntesis de una nueva cadena produciéndose dos nuevas moléculas de ADN, cada molécula nueva posee una cadena vieja y una nueva. 2. La replicación comienza en un punto de ADN. Las dos cadenas de ADN se replican al mismo tiempo comienza en un punto denominado origen. 3. La réplica es bidireccional: Comenzada en un punto de la molécula de ADN el proceso se desarrolla hacia los dos extremos de la cadena 4. La síntesis de ADN se desarrolla en dirección 5' → 3': La dirección en que actúan las enzimas es fija y única de 5' a 3'. Esto determina que la cadena molde ha de tener la dirección 3'→5', para que la nueva cadena en formación, complementaria y antiparalela tenga la dirección 5' →3'. 5. La síntesis de ADN es semidiscontinua. la replicación es continua y en la segunda la síntesis es discontinua. Modelos de replicación de la Cadena de ADN. Cuando Watson y Crick (1953), propusieron de la doble hélice indicaron que dicho modelo sugería una forma sencilla de réplica. SEMICONSERVATIVA El modelo de replicación propuesto por Watson y Crick suponía que el ADN doble hélice separa sus dos hebras y cada una sirve de molde para sintetizar una nueva hebra siguiendo las reglas de complementariadad de las bases nitrogenadas. las dos dobles hélices recién sintetizadas poseen una hebra vieja (una mitad vieja) y otra hebra nueva (mitad nueva). CONSERVATIVO Cuando el ADN doble hélice se replica se producen dos dobles hélices, una de ellas tienen las dos hebras viejas (está intacta, se conserva) y la otra doble hélice posee ambas hebras de nueva síntesis. DISPERSIVO Cuando el ADN doble hélice se replica se originan dos dobles hélices, cada una de ellas con hebras que poseen tramos viejos y tramos de nueva síntesis en diferentes proporciones. Enzimas que participan en la Repica de la cadena de ADN Enzimas de la Replica Función ADN polimerasa Helicasa Enzimas que separan las dos cadenas de la molécula de ADN parental. Desplazándose a lo largo de la molécula de ADN eliminan los enlaces entre las cadenas consumiendo en el proceso ATP Topoisomerasa Enzimas que desenrollan el ADN y lo relajan. Existen cuatro Topoisomerasa (I a IV) que actúan eliminando superenrollamientos negativos; o bien induciéndolos, dependiendo del grado de plegamiento que tenga el ADN en su estado natural. Proteínas fijadoras de ADN, Proteínas que estabilizan las cadenas separadas uniéndose a ellas. ADN ligasas Enzimas que se encargan de unir trozos formados de cadenas, realizando un enlace fosfodiéster entre los nucleótidos pertenecientes a dos segmentos de una cadena. Proteína SSB Se une al ADN de hélice sencilla y lo estabiliza retrasando la regeneración de la doble hélice. Primasas enzimas que sintetizan el cebador, éste suele ser un corto fragmento de ARN, necesario para que pueda comenzar la ADN polimerasa III, y que posteriormente será eliminado y sustituido por un fragmento de ADN por la ADN polimerasa I. 1. GLOSARIO: Define cada una de los términos en tu cuaderno. Dogma central en biología, ARN mensajero, ARN ribosómatico, ARN transferencia, ARN, transcripción del ADN, ARN polimerasas, 2. Coloca el nombre de las enzimas que intervienen en el proceso 3. Completa la tabla, indicando la función de cada una de las enzimas ENZIMA FUNCIÓN CADENA ACTUA Proteína iniciadora ADN helicasa SSP ADN girasa ADN primasa ADN polimerasa III ADN polimerasa I ADN ligasa 4. Escribe Falso o Verdadero, de acuerdo a tu criterio A. El ADN se replica de manera semiconservativa ( ). B. La secuencia de bases nitrogenada de las dos cadenas de ADN representa la clave para la síntesis de proteínas ( ). C. La enzima ADN polimerasa es quien abre la cadena de ADN ( ). D. La ADN ligasa copia pequeños fragmentos de la cadena retardada ( ). E. La ADN polimerasa sintetiza la nueva cadena viajando de 3’ a 5’ ( ). 5. Completa cada espacio con la información faltante del proceso de replicación del ADN. (Bases, Cremallera, ADN, rompe, nucleótidos, polimerasa, enzima, cadena, hidrogeno, ADN polimerasa, bases) A. Una __________ (ADN polimerasa) ___________ los puentes de ___________ que mantienen unidas las ________nitrogenadas de las hebras del ____________ B. Cuando la ____________ ______ actúa, la cadena de ADN se abre como su fuera una ____________, a medida que se va abriendo la ____________ los ____________ libres que se encuentran alrededor se aparean con las ____________ de las cadena sencillas. 6. Lee La siguiente información y, con base en ella realiza las siguientes preguntas La secuencia de ADN que se muestra a continuación pertenece a un gen que tiene la información para fabricar una de las cadenas de hemoglobina normal. GTG-CAC-CTG-ACT-CCT-GAC-GAC CAC-GTG-GAC-GTA-GGA-CTC-CTC La siguiente secuencia de AND pertenece a un gen, que al traducirse, produce hemoglobina anormal y desarrolla la enfermedad conocida como anemia falciforme, caracterizada por la formación de glóbulos rojos deformes. GTC-CAC-CTG-ACT-CCT-GAG-GAG CAC-GTC-GAC-TGA-GGA-CAC-CTC A. Compara las cadenas de ADN y encierra el triplete que contiene el error. B. Escribe la secuencia de ARN mensajero que se fabrica a partir de la última hebra de ADN. C. Teniendo en cuenta la forma como se produce la anemia falciforme ¿consideras que es posible curar esta enfermedad con medicamentos?. Sustenta con dos razones. 7. Teniendo en cuenta el esquema de la horquilla de replicación responde las preguntas 8. Teniendo en cuenta la información de la Réplica del ADN, escribe las preguntas en tu cuaderno y responde a los siguientes cuestionamientos. a. ¿Cuáles son las etapas para que se realice la síntesis de proteínas a partir del ADN? b. ¿Explica con tus palabras En que consiste la REPLICACIÓN del ADN? c. ¿Qué sucedería si en la replicación del ADN una de las bases no se aparean correctamente? Explica? d. ¿Cuáles son los factores ambientales que inciden para que una base no se aparee correctamente? e. ¿Qué son los fragmentos de Okasaki, cuál es su importancia? BIBLIOGRAFIA 1. Caminos del Saber 9, Editorial Santillana 2. Hipertexto Ciencias 9.Editorial Santillana 3. Fisiología General; Merino Pérez, Jesús; Noriega Borge María José, Universidad de Cantabria. 4. Biología I manual esencial Roja Leiva Manuel, Santillana, Chile 2007 WEBGRAFIA http://www.biologiasur.org/index.php/herencia/base-quimica http://www.biologia.edu.ar/adn/adntema1.htm http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/bio2_slides.html http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/bio_ejercicios.htm https://es.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/overview-oftranscription https://www.youtube.com/watch?v=uiCrjZ-0eQkLENA LINK VIDEO 1. https://www.youtube.com/watch?v=HmvPKICgCrg&t=766s 2. https://www.youtube.com/watch?v=DZWJEUCzx8o. 3. https://www.youtube.com/watch?v=qiv9eqE21i0&t=576s A partir de lo trabajado sobre la estructura y función de los ácidos nucleicos, sugerimos proponerles a los alumnos que respondan el siguiente “verdadero o falso”, y que argumenten todas sus respuestas. V F La única diferencia en la estructura del adn y en la de arn radica en las bases nitrogenadas que los componen. El arn mitocondrial porta la misma información que el arn mensajero. Los codones son los elementos que constituyen la estructura de las proteínas. Los ácidos nucleicos (adn y arn) están conformados por
