DNA
La Genética es la rama de la biología que estudia la estructura, la experiencia y la transmisión de la información genética. La transferencia de información genética de los progenitores a su descendencia se denomina herencia.
El DNA, en conjunción con una matriz proteica, forma nucleoproteínas y se organiza en estructuras con propiedades de tinción especiales llamadas cromosoma encontrados en el núcleo del cromosoma.
Todos los organismos, incluso los más sencillos, portan una gran cantidad de información genética. Dicha información va codificada en el ácido desoxirribonucleico (DNA).
Su estructura química fue dilucida en 1953por los investigadores James Watson y Francis Crick.
El DNA se organiza en unidades de información denominadas genes, que son los que en último término controlan todos los aspectos de la vida de un organismo.
Su estructura es de doble cadena, lo que confiere una mayor protección a la información contenida en él.
Las cuatro bases nitrogenadas del DNA se encuentran distribuidas a lo largo de la "columna vertebral" que conforman los azúcares con el ácido fosfórico en un orden particular, (la secuencia del DNA).
La adenina (A) se empareja con la timina (T) mientras que la citosina (C) lo hace con la guanina.
La figura que continua muestra las bases en los nucleotidos: base + azucar + fosfato.
La adenina y guanina son purinas y que la timina y citosina son pirimidinas.
La estructura primaria del DNA está determinada por esta secuencia de bases ordenadas sobre la "columna" formada por los nucleósidos: azúcar + fosfato. Este orden es en realidad lo que se transmite de generación en generación.
Estructura secundaria: es el modelo postulado por Watson y Crick: la doble hélice, las dos hebras de DNA se mantienen unidas por los puentes hidrógenos entre las bases. Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina, de forma que ambas cadenas están siempre equidistantes, a unos 11 Å una de la otra. Los pares de bases adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, ya que presentan una rotación de 36º con respecto al par adyacente, de forma que hay 10 pares de bases por cada vuelta de la hélice.
Estructura secundaria: es el modelo postulado por Watson y Crick: la doble hélice, las dos hebras de DNA se mantienen unidas por los puentes hidrógenos entre las bases. Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina, de forma que ambas cadenas están siempre equidistantes, a unos 11 Å una de la otra. Los pares de bases adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, ya que presentan una rotación de 36º con respecto al par adyacente, de forma que hay 10 pares de bases por cada vuelta de la hélice.
La A se empereja siempre con la T mediante dos puentes de hidrogeno, mientrase la C se empareja siempre con la G por medio de 3 puentes de hidrogeno.
- Unidades químicas básicas
- un azúcar de 5 carbonos - desoxirribosa
- fosfato - uniones entre los azúcares
- bases: purinas = adenina y guanina
pirimidinas = timina y citosina - base + azúcar = nucleósido
- base + azúcar + fosfato = nucleótido
- Una hebra
Cada hebra está hecha de un azúcar unido covalentemente a un fosfato que a su vez se une a otro azúcar y así sucesivamente. Cada hebra de ADN puede contener miles o millones de estas uniones azúcar-fosfato.
Cada azúcar tiene también, una purina o pirimidina unida a él covalentemente. - La doble hélice
Una molécula de ADN consiste en dos hebras que se encuentran arrolladas una alrededor de la otra formando una doble hélice. Las bases de las dos hebras se disponen en manera tal que cuando en una de ellas hay una adenina en la enfrentada hay timina y, cuando hay guanina en la otra hay citosina. Esto satisface la regla de Chargaff en manera tal que:
la cantidad de adenina = a la cantidad de timina (A = T)
la cantidad de guanina = a la cantidad de citosina (G = C) - Direccionalidad
La cadena de uniones azúcar-fosfato (la "columna vertebral", backbone en inglés) está construida en manera tal que posee una polaridad, esto es, que el fosfato en el carbono 5' de la desoxirribosa se une al 3' de la siguiente desoxirribosa. En este caso se dice que tiene una dirección 5' a 3'. Las dos hebras del ADN están dispuesta en manera tal que su disposición se conoce como antiparalelas, donde una de ellas va de 5'- 3' y la complementaria de 3'- 5'.
1.- Utilizando fórmulas químicas, explique los siguientes términos:
Base púrica Base pirimidina Nucleósido Nucleótido
Las bases nitrogenadas que forman parte de los ácidos nucleicos son de dos tipos, púricas y pirimidínicas. Las bases púricas derivadas de la purina (fusión de un anillo pirimidínico y uno de imidazol) son la Adenina (6-aminopurina) y la Guanina (2-amino-6-hidroxipurina).
Los nucleósidos son las moléculas resultantes de la unión de una base nitrogenada y una pentosa. La unión se realiza mediante un enlace N-glucosídico que se establece entre el C1´ de la pentosa y un nitrógeno de la base (el N1 si es pirimidínica y el N9 si es púrica) con la pérdida de una molécula de agua. Se nombran añadiendo al nombre de la base la terminación –osina si es una base púrica, por ejemplo la adenosina, o la terminación –idina si se trata de una base pirimidínica, por ejemplo la citidina. Si la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo desoxi-; por ejemplo, desoxiadenosina o desoxicitidina.
Los nucleótidos son los ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Se forman por unión de un nucleósido con una molécula de ácido fosfórico en forma de ión fosfato (PO43-), que le confiere un carácter fuertemente ácido al compuesto. El enlace éster se produce entre el grupo alcohol del carbono 5´ de la pentosa y el ácido fosforico. Se nombra como el nucleósido del que proceden eliminando la a final y añadiendo la terminación 5´-fosfato, o bien monofosfato; por ejemplo, adenosín-5´-fosfato o adenosín-5´-monofosfato (AMP).
Las bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina) son la Timina (2,6-dihidroxi-5-metilpirimidina o también llamada 5-metiluracilo), Citosina (2-hidroxi-6-aminopirimidina) y Uracilo (2,6-dihidroxipirimidina).
Las bases nitrogenadas que forman normalmente parte del ADN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina y Timina (T). Las bases nitrogenadas que forman parte de el ARN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U). Por tanto, la Timina es específica del ADN y el Uracilo es específico del ARN.
Diferencias estructurales y funcionales entre el DNA Y RNA.
Intervienen en la síntesis de proteínas, ya que van unidos a un aminoácido. Pueden presentar nucleótidos poco usuales (ácido pseudouridílico, ácido inosílico) e incluso bases características del DNA como la timina. Su estructura secundaria presenta un plegamiento complejo en donde alternan zonas apareadas y zonas no apareadas, y en donde se pueden distinguir zonas críticas, como la zona de unión a aminoácidos y la zona que reconoce los codones del RNAm
RNAr: Forma Ribosomas- Se conocen 3 o 4 tipos de distintos RNAr. Su estructura secundaria y terciaria presentan un plegamiento complejo que le permite asociarse tanto a proteinas integrantes de los Ribosomas como a otros RNAr y participar en el proceso de sintesis proteica.
RNAn: Forma el nucleolo.
Diferencias estructurales y funcionales entre el DNA Y RNA.
características de los tipos de RNA de cada uno.
RNAm: Actua como intermediario para llevar la informacion contenida en el DNA al citoplasma.
RNAt; Transporta los aminocacidos hasta el ribosoma, donde se unene en un determinado orden que vienen especificado por la secuencia de bases del RNAm
RNAt; Transporta los aminocacidos hasta el ribosoma, donde se unene en un determinado orden que vienen especificado por la secuencia de bases del RNAm
Intervienen en la síntesis de proteínas, ya que van unidos a un aminoácido. Pueden presentar nucleótidos poco usuales (ácido pseudouridílico, ácido inosílico) e incluso bases características del DNA como la timina. Su estructura secundaria presenta un plegamiento complejo en donde alternan zonas apareadas y zonas no apareadas, y en donde se pueden distinguir zonas críticas, como la zona de unión a aminoácidos y la zona que reconoce los codones del RNAm
RNAr: Forma Ribosomas- Se conocen 3 o 4 tipos de distintos RNAr. Su estructura secundaria y terciaria presentan un plegamiento complejo que le permite asociarse tanto a proteinas integrantes de los Ribosomas como a otros RNAr y participar en el proceso de sintesis proteica.
RNAn: Forma el nucleolo.
¿ Cual es la importancia de la Ley de Chargaff?
Analizo la composicion de bases.
Extrajo el DNA de diferentes especies.
se basa en la relación cuantitativa de los Nucloétidos que forman la doble hélice del ADN, establece que la cantidad de Adenina( A) es igual a la cantidad de Timina( T), y la cantidad de Citocina(C) es igual a la cantidad de Guanina(G), es decir, el n° total de bases purinas es igual al n° total de bases pirimídinas( A+G= C+T), sin embargo existen diferencias en lo que respecta a la relación AT/CG, comparado el ADN de un organismo eucariotas con uno procariotas existen diferencias en la relación AT/CG, en los organismos porcariotas, virus, metafitas y metazoos inferiores hay un predominio de CG sobre AT, en cambio, en las metafitas y metazoos superiores existe lo contrario mas cantidad de AT sobre CG
El modelo de Watson y Crick de la estructura del DNA.
El descubrimiento de la estructura del DNA fue con la aplicación de la cristalografia de rayos X a las macromoleculas biologicas.Cuando una fotografia de Franklin, fue vista pot James Watson y Francis Crick, habian ya considerado una gran variedad de estructuras posibles, pero debido a la mala calidad de fotografias con las que trabajaban habian sido incapaces de llegar a conclusiones definitivas.
En 1953 Watson y Crick habian publicado sus conclusiones acerca del DNA.
Sus conclusiones fueron:
1) La cadena polinucleotidica del DNA tiene la forma de una helice regular.
2) La Helice tiene un diametro de aproximadamente 20 A
3) La helice da una vuelta completa cada 34 A a largo de su longitud.
1) La cadena polinucleotidica del DNA tiene la forma de una helice regular.
2) La Helice tiene un diametro de aproximadamente 20 A
3) La helice da una vuelta completa cada 34 A a largo de su longitud.
Y por consiguiente su distancia internucleotidica es de 3.4 A, contiene una pila de 10 Nucleotidos por vuelta.
como se lleva a cabo la replicación del DNA.
La molecula de DNA puede replicarse por si misma, por lo cual cada cadena sirve de patron para la formacion de su propia cadena complementaria.
Asi despues los dos filamentos de la doble helice se separan, y cada base purinica y pirimidinica atrae a un nucleotido complementario libre de los disponibles de la celula y lo mantienen en su lugar por medio de los enlaces especificos de hidrogeno. Una vez situados en su puesto en la cadena de patron progenitora, los nucleotidos libres se enganchan entre si por la formacion de enlaces diester fosfato que unen los restos adyacentes de desoxiribosa, formando una nueva molecula polinucleotidica de secuencias de bases prefeterminada.
Asi despues de producirse el crecimiento de cadenas complementarias replicadas todo a lo largo de ambas cadenas polinucleotidicas progenitoras, se han formado dos moleculas de DNA que tienen identica secuencia de bases y, por consiguiente la misma informacion que las dobles helices del DNA progenitor.
Se ha complementado la funcion catilica. Cuando llega el momento del ciclo de replicación siguiente en las dos celulas hijas las cuatro cadenas polinucleotidicas de las 2 moleculas del DNA hijass e separan de nuevo para el crecimiento de nuevas polinucleotidicas de DNA nietas.
