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BASES QUÍMICAS DE LA HERENCIA
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EL MATERIAL GENÉTICO: ¿ADN o proteínas?
• El ADN fue aislado por primera vez por el bioquímico suizo Friederich Miescher.
• Miescher encontró esta sustancia sólo en el núcleo de las células por ello la llamó nucleina.
ácido nucleico
ácido desoxirribonucleico
• En 1885, el bioquímico alemán Albrecht Kossel eliminó las proteínas asociadas al ADN y aisló las bases nitrogenadas.
• Kossel concluyó que en el ADN también se encontraba un azúcar, pero no pudo decir cual. (nobel 1910).
• Análisis posteriores demostraron que los cromosomas eucariontes contenían ADN y proteínas.
• Los aminoácidos podían disponerse en una variedad de formas distintas y constituir “el lenguaje de la vida”. Incluso se llegó a pensar que los genes eran proteínas.
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Pistas que identifican al ADN como la molécula de la herencia
• Trabajos de Friederick griffith (1928), microbiólogo inglés.
• Intentaba desarrollar vacunas contra Streptococcus pneumoniae.
• El fenómeno descrito por Griffith se denominó transformación y el agente transmitido fue llamado factor transformador.
• Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty (1943) realizaron experimentos similares a los de Griffith, pero con enzimas.
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• Oswald en sus experimentos utilizó proteasas y desoxirribonucleasas para inactivar en forma selectiva las proteínas y el ADN de los pneumococos.
• Demostró, que sólo el uso de desoxirribonucleasas impedía la transformación bacteriana.
• El factor transformante era el ADN.
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Estructura del ADN
• En la época de Oswald ya se sabía que el ADN estaba estructurado por nucleótidos.
• En 1920, el bioquímico ruso Phoebus A. Levene definió acertadamente la estructura de los nucleótidos.
• Además, Levene dijo que la unidad estructural del ADN eran 4 nucleótidos y que ese tetranucleótido se repetía a lo largo de la molécula.
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Las bases nitrogenadas se
clasifican en: • Purinas Adenina (A) - Guanina (G)
• Pirimidinas Timina (T) - Citosina (C)
Es así como el ADN tiene 4 nucleótidos que se diferencian sólo en las bases nitrogenadas.
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• En 1943, microbiólogos Max Delbruck y Salvador Luria estudiaron bacteriófagos o fagos.
• los fagos estan formados por ADN y proteínas.
• En 1952, los bioquímicos estadounidenses Alfred Hershey y Martha Chase, realizaron experimentos para dilucidar que molécula portaba la información genética.
“ El ADN es la molécula portadora de la información genética”
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Otras investigaciones a favor del ADN:
• Alfred Mirsky, bioquímico y fisiólogo, demostró que todas las células somáticas de una especies contienen la misma cantidad de ADN (2n) y que los gametos tienen la mitad de la información (n).
• Erwin Chargaff, bioquímico Ucraniano, comparó el contenido de purinas y pirimidinas del ADN de muchas especies.
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Cómo está contenida la información en la molécula de ADN
James Watson (estadounidense) y francis Crick (Inglés), dijeron que para desempeñar su función biológica el material genético debía satisfacer al menos 4 requisitos:
• Llevar una gran cantidad de información genética de la célula madre a la célula hija.y de generación en generación.
• Producir una copia de si mismo previo a cada división celular, y con gran precisión.
• Ser químicamente estable.
• Ser capaz de cambiar o mutar
En 1950 Watson y Crick aunaron información referida al ADN, llegando a lo sgte:
• La molécula de ADN es muy grande, larga y delgada.
• Está hecha de nucleótidos que contienen 4 bases nitrogenadas.
• La estructura del ADN podía ser helicoidal.
• Las bases se aparean (Chargaff) A =T C =G
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Con este modelo lograron advertir que:
• Los nucleótidos podían acoplarse en cualquier ordeno secuencia.
• Las cadenas tienen dirección, cada grupo fosfato esta unido en la posición 5´ a un azúcar y al otro azúcar en la posición 3´. Las cadenas tienen un extremo 5´ y uno 3´.
• Las purinas se aparean con pirimidinas y viceversa, a través de puentes de hidrógeno.
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La molécula se mantiene estable gracias a:
• Los puentes de hidrógeno.• Los enlaces fosfodiéster.
• Las cadenas corren en sentidos opuestos , por ello se les dice antiparalelas.
• En 1962, Watson, Crick y Wilkins reciben el premio nobel por: “ Sus descubrimientos concernientes a la estructura molecular de los ácidos nucleicos y su importancia en la transferencia de la información genética en la materia viva”
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Mecanismos de replicación del ADN
• Watson y Crick dicen:
“ No escapa a nuestra atención que el apareamiento específico que hemos postulado sugiere
inmediatamente un posible mecanismo de copiado para el material genético”.
• Implícito en la estructura doble y complementaria de la hélice de ADN está el mecanismo por el cual puede replicarse.
• Proponen un mecanismo semiconservativo.
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• Matthew Messelson y Franklin Stahl desarrollaron un experimento para decidir cual era el modelo apropiado de replicación.
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Replicación del ADN
INICIACIÓN• Se inicia en una secuencia llamada
origen de la replicación.• Requiere de proteínas iniciadoras y
enzimas.• Cada cadena antigua sirve de molde
para la cadena nueva.• La secuencia de inicio de replicación
recibe el nombre de cebador o primer.http://www.youtube.com/watch?v=T-g-G0-kehU
http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ
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• Las cadenas se sintetizan en sentido 5´a 3´, es decir, los nucleótidos se adhieren al extremo 3´.
• La replicación es anti-sentido (antiparalela).
• La hebra discontinua se replica en sentido 3´a 5´.
• La polimerasa no adhiere nucleótidos en el extremo 5´, fue descubierto por el japonés Reiji Okasaki.
• La cadena continua recibe el nombre de adelantada y la otra retrasada.
• La hebra discontinua requiere de múltiples cebadores dispuestos a intervalos.
• ADN pol III alarga los cebadores.
• Los segmentos cebadores (ARN) son degradados posteriormente.
• La ADN pol I agrega desoxirribonucleótidos donde estaban los cebadores.
• ADN ligasa une los segmentos.
• Los telómeros (TTAGGG)
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