Las bases químicas de la herencia: el DNA y su replicación

EXPERIMENTOS CON BACTERIAS Y FACTOR TRANSFORMADOR

-Transformación-Agente transmitido se denomino Factor transformador

ESTRUCTURA DNA

• Base nitrogenada– Purinas• A _ G

– Pirimidinas• C _ T

• Azúcar desoxirribosa• Grupo fosfato

EXPERIMENTOS CON BACTERIÓFAGOS --- DETERMINACIÓN INFORMACIÓN GENÉTICA

• Confirmación de la molécula portadora de la información genética

• Se realizó un estudio en grupo de virus que atacan células bacterianas Bacteriófagos o Fagos– 25 min después de infectar una bacteria- la cel

estallaba y liberaba virus nuevos, copias exactas del original

– Fácil observación al microscopio– Análisis químico de bacteriófagos revelo que

consisten en DNA y proteína ?

• Experimentos para dilucidar que sustancia lleva la información genética– Se marco en cultivos radiactivamente el DNA o

proteínas virales de los bacteriófagos.– Cuando los virus infectaron a las bacterias

comprobaron que solo el DNA ingresaba a las cel y nuevas partículas portaban DNA radioactivo.

DNA es molécula portadora de información genética

EXPERIMENTOS CON BACTERIÓFAGOS --- DETERMINACIÓN INFORMACIÓN GENÉTICA

EXPERIMENTOS CON BACTERIÓFAGOS --- DETERMINACIÓN INFORMACIÓN GENÉTICA

INFORMACIÓN EN LA MOLÉCULA DE DNA

• Para desempeñar la función biológica el material genético debe cumplir– Información genética de cel madre a hija de

generación en generación– Producir una copia de si mismo previo a dada

división– Químicamente estable, información idéntica pasa

de generación en generación y que la progenie se parece a sus progenitores

– Ser capaz de mutar. Sin la capacidad para replicar errores no habría variación genética a lo largo de la historia de la vida.

MODELO DE WATSON Y CRICK

MODELO DE WATSON Y CRICK

Tema 6: Estructura y replicación del material genético

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Componentes de los ácidos nucleicos

citosina

guanina

adenina

timina

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1953. Año culminante:J. Watson y F. Crick resuelven la estructura tridimensional del DNA (Nature 171: 737-738)

Watson y yo hemos encontrado el secreto de la vida

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Modelo en metal del DNA

Concluyen: La estructura del DNA es una doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas

J. Watson y F. Crick

REPLICACIÓN DNA

• Watson y Crick– Mecanismo de replicación semiconservativa

• La iniciación– Origen de replicación

(enzimas y proteínas iniciadoras)

– Cadena molde– Secuencia de inicio para la

nueva cadena (cebador- primer), formada por nucleótidos RNA• En la cadena simple del

DNA abierto, la síntesis del cebador de RNA es catalizada por la enzima RNA primasa.

• Sin cebador la DNA polimerasa no actúa.

MECANISMO REPLICACIÓN DNA

• La síntesis de las nuevas cadenas

• Helicasa separa las cadenas y forma una estructura conocida horquilla de replicación

• DNA polimerasa III sintetiza las nuevas cadenas complementarias• Replicación ocurre en direcciones opuestas desde un único origen• Replicación – Semiconservativa– Comienza en uno o varios sitios– Es bidireccional

MECANISMO REPLICACIÓN DNA

SINTESIS EN UNA DIRECCIÓN• Okazaki

– Cadena adelantada• Único cebador en único sitio

– Cadena rezagada• Requiere múltiples cebadores, dispuestos a intervalos

– DNA polimerasa III alarga cebadores• Fragmentos de RNA hebra rezagada son degradados y reemplazados por

DNA (DNA polimerasa I)– DNA ligasa une todos los fragmentos.

TELOMEROS Y TELOMERASAS

• Cromosomas lineales de células eucariontes contienen en sus extremos una secuencia fija denominada telómero.

• En replicación los extremos de los cromosomas se acortan. El cebador no sustituido por DNA.

• En seres humanos telomerasa se encuentra activa durante las primeras etapas de desarrollo embrionario y se inactiva cuando se han sintetizado telómeros de suficiente longitud.

CORRECCIÓN DE ERRORES

• Existen mecanismos preciso de copiado del DNA antes de la división celular

• Mecanismos de reparación de daños accidentales en replicación– Errores al añadir nucleótido incorrecto a la nueva

cadena en formación, un nucleótido no complementario a la cadena molde.

• DNA polimerasa III comete errores; pero retrocede y elimina nucleótidos (3’-5’ exonucleasa) y luego reanuda el movimiento 5’-3’ reparación coduplicativa.

• DNA polimerasas II, IV y V participan en reparación posterior a la duplicación en respuesta a daños en el DNA.

• Mecanismo de reparación por escisión, corrige la formación de dímeros de timina .

CORRECCIÓN DE ERRORES

• Salvataje o SOS, repara daños estructurales.• Luego reparación la DNA polimerasa III sigue

duplicando DNA.

CORRECCIÓN DE ERRORES

ENERGÉTICA DE LA REPLICACIÓN DEL DNA

• Los nucleótidos para la síntesis de DNA tienen tres fosfatos.– Ejemplo:• Adenina --- dATP (trifosfato de desoxiadenosina)• Guanina --- dGTP (trifosfato de desoxiguanosina)

• Los enlaces entre los fosfatos aportan la energía que impulsa las reacciones catalizadas por la DNA polimerasa.

• Cada nucleótido ocupa un lugar en la cadena de DNA activa se libera un grupo P, esta energía permite que se den las reacciones controladas por la DNA polimerasa.

DNA POLIMERASA – HERRAMIENTA DE MULTIPLICACIÓN

• PCR• Requiere

cebadores al inicio y final

• Thermus acuaticus (Taq)

• Aplicación para diferentes análisis.

• Cuales son los componentes PCR?

DNA PORTADOR INFORMACIÓN

• Proyecto genoma humano– 10 años– 25.000 genes

GENERALIDADES

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