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Capítulo 13
Estructura y Función del ADN Estructura y Función del ADN
Miescher Descubre el ADNMiescher Descubre el ADN
18681868 Johann Miescher investiga la composición Johann Miescher investiga la composición
química del núcleo química del núcleo Aislo un ácido orgánico rico en fósforoAislo un ácido orgánico rico en fósforo El lo llamo nucleínaEl lo llamo nucleína Nosotros lo llamamos ADN o ácido desoxi- Nosotros lo llamamos ADN o ácido desoxi-
rribonucleicorribonucleico
Misterio del material Misterio del material herediatario herediatario
Originalmente se pensaba que eran una Originalmente se pensaba que eran una clase de proteínasclase de proteínas
Razones:Razones: Las características heredables son diversasLas características heredables son diversas Estas moléculas codifican para características Estas moléculas codifican para características
que son diferentesque son diferentes Las proteínas pueden estar compuestas de Las proteínas pueden estar compuestas de
20 aminoácidos, además de que son 20 aminoácidos, además de que son estructuralmente diversasestructuralmente diversas
Estructura del Estructura del Material HereditarioMaterial Hereditario Experimentos en 1950 Experimentos en 1950
mostraron que el ADN es mostraron que el ADN es el material hereditarioel material hereditario
Los científicos tratan de Los científicos tratan de determinar su estructura determinar su estructura
1953 - Watson & Crick 1953 - Watson & Crick proponen que el ADN es proponen que el ADN es una doble hélice una doble hélice
Griffith Descubre la Griffith Descubre la TransformaciónTransformación
19281928 Se trata de desarrollar una vacunaSe trata de desarrollar una vacuna Se aislan dos cepas deSe aislan dos cepas de Streptococcus Streptococcus
pneumoniaepneumoniae Una cepa sin cápsula de polisacáridos que Una cepa sin cápsula de polisacáridos que
fue débil (R)fue débil (R) Una cepa con cápsula de polisacáridos que Una cepa con cápsula de polisacáridos que
fue patogénica (S)fue patogénica (S)
1 Ratones inyectados con bacterias desnudas de la cepa R
2 Ratones inyectados con bacterias encapsuladas de la cepa S.
3 Ratones inyectados con bacterias encapsuladas muertas mediante calor de la cepa S.
4 Ratones inyectados con una mezcla de bacterias encapsuladas muertas mediante calor de la cepa S con bacterias desnudas vivas de la cepa R
El ratón muere. Se encuentran bacterias encapsuladas vivas en la sangre del ratón.
El ratón no muere y permanece sano.
El ratón contrae neumonía y muere.
El ratón no muere. No hay células vivas de la cepa S en su sangre.
Griffith Descubre la TransformaciónGriffith Descubre la Transformación
TransformaciónTransformación
Que sucede en este cuarto experimento?Que sucede en este cuarto experimento? Las bacterias desnudas vivas de las Las bacterias desnudas vivas de las
células R fueron transformadas por el células R fueron transformadas por el material muerto de las células Smaterial muerto de las células S
Los decendientes de las células Los decendientes de las células transformadas son también patogénicostransformadas son también patogénicos
Oswald & AveryOswald & Avery
Qué es el material transformado?Qué es el material transformado? Extractos de células tratadas con Extractos de células tratadas con
proteínas digeridas por enzimas pueden proteínas digeridas por enzimas pueden transformar la bacteriatransformar la bacteria
Extractos de células tratadas con ADN Extractos de células tratadas con ADN digerido por enzimas pierden su habilidad digerido por enzimas pierden su habilidad de transformaciónde transformación
Concluyen que el ADN, no la proteína, Concluyen que el ADN, no la proteína, transforman la bacteriatransforman la bacteria
BacteriófagosBacteriófagos
Virus que infectan Virus que infectan bacteriasbacterias
Consisten en Consisten en proteínas y ADNproteínas y ADN
Injectan su material Injectan su material hereditario dentro hereditario dentro de la bacteriade la bacteria
cytoplasm
bacterial cell wall plasma
membrane
Experimento de Experimento de Hershey & ChaseHershey & Chase
Crean bacteriófagos marcados con:Crean bacteriófagos marcados con: Sulfuro radioactivo Sulfuro radioactivo Fósforo radioactivo Fósforo radioactivo
Los virus marcados infectan a la bacteriaLos virus marcados infectan a la bacteria Pregunta: Donde se encuentran las Pregunta: Donde se encuentran las
marcas radioactivas después de la marcas radioactivas después de la infección?infección?
Partícula de virus marcada con 35S
El ADN (azul)comienza a ser inyectado dentro de la bacteria
El 35S permanece fuera de las células
Partícula de virus marcada con 32P
El ADN (azul) comienza a ser inyectado dentro de la bacteria
El 35P permanece dentro de las células
Reusltados de Hershey & Chase Reusltados de Hershey & Chase
Resultados de Hershey & Chase Resultados de Hershey & Chase
Resultados de Hershey & Chase Resultados de Hershey & Chase
Estructura de los Nucleótidos Estructura de los Nucleótidos en el ADNen el ADN
Cada nucleótido consiste de:Cada nucleótido consiste de: Desoxirribosa (azúcar en el carbono 5' ) Desoxirribosa (azúcar en el carbono 5' )
Un grupo fosfatoUn grupo fosfato
Una base con un grupo nitrogenadoUna base con un grupo nitrogenado
Hay cuatro basesHay cuatro bases Adenina, Guanina, Timina, CitosinaAdenina, Guanina, Timina, Citosina
Azúcar (desoxirribosa)
adenina (A)
Es una bases con una estructura de doble anillo
guanina (G)Una base con una estructura de un doble anillo
citosina (C)Una base con una estructura de un solo anillo
timina (T)
Una base con una estructura de un solo anillo
Bases NucleotídicasBases Nucleotídicas
Composición del ADNComposición del ADN
Chargaff encontró que:Chargaff encontró que: El promedio de Adenina es siempre igual al El promedio de Adenina es siempre igual al
promedio de Timina y el promedio de promedio de Timina y el promedio de
Guanina igual al de Citosina Guanina igual al de Citosina
A=T y G=CA=T y G=C
Modelo de Watson-CrickModelo de Watson-Crick El ADN consiste en dos cadenas de El ADN consiste en dos cadenas de
nucleótidos nucleótidos
Las cadenas corren en direcciones Las cadenas corren en direcciones
opuestasopuestas
Estas cadenas se unen entre sí por Estas cadenas se unen entre sí por
enlaces de hidrógeno entre las basesenlaces de hidrógeno entre las bases
A se une a T y C con GA se une a T y C con G
La molécula es una doble héliceLa molécula es una doble hélice
Diámetro uniforme de 2-nanómetros
0.34-nanómetros de distancia entre cada par de bases
Cada 3.4 nanómetros se presenta una vuelta completa en la doble hélice
El modelo de Watson–Crick para la estructura del ADN es consistente con los datos bioquímicos y la difracción de rayos x.
El patrón del apareamiento de bases (A solo con T, y G solo con C) es consistente con la conocida composición del ADN (A = T, y G = C).
Modelo de Watson-Modelo de Watson-CrickCrick
La estructura del ADN ayuda a La estructura del ADN ayuda a explicar como explicar como ééste se duplicaste se duplica
El ADN son dos cadenas de nucleótidos El ADN son dos cadenas de nucleótidos unidas entre sí por enlaces de hidrógeno unidas entre sí por enlaces de hidrógeno
Los enlaces de hidrógeno entre las dos Los enlaces de hidrógeno entre las dos
cadenas se rompen cadenas se rompen
Cada cadena original sirve como molde Cada cadena original sirve como molde
para una nueva cadenapara una nueva cadena
Replicación Replicación del ADNdel ADN
Replicación Semi-Replicación Semi-conservativaconservativa
Cada molécula de Cada molécula de
ADN es la mitad ADN es la mitad
“vieja” y la otra “vieja” y la otra
mitad “nueva”mitad “nueva”
Apareamiento Apareamiento de bases de bases durante la durante la replicaciónreplicación
Cada cadena vieja Cada cadena vieja sirve como sirve como modelo para la modelo para la nueva hebra nueva hebra complementariacomplementaria
a Una molécula de ADN con las dos cadenas de pares de bases complementarias
b Inicio de la replicación; las dos cadenas de la doble hélice se desenrrollan y se separan en un sitio específico de la molécula
c Cada cadena “vieja” se utiliza como molde para la unión de nuevas bases, de acuerdo a las reglas del apareamiento
d Las bases colocadas en cada vieja cadena se ensamblan juntas como una cadena "nueva". Cada molécula mitad-vieja, mitad-nueva del
ADN es idéntica a la molécula del padre
Enzimas en la ReplicaciónEnzimas en la Replicación
Hay enzimas que desdoblan las dos Hay enzimas que desdoblan las dos cadenascadenas HelicasasHelicasas
La ADN polimerasa une los nucleótidos La ADN polimerasa une los nucleótidos complementarioscomplementarios
La ADN ligasa repara los “huecos” La ADN ligasa repara los “huecos”
¿Porque se da una adición discontinua?
Los nucleótidos pueden unirse solo cuando existe un grupo -OH libre en el carbono 3' de la banda creciente
La polimerización se da de 5’ a 3’
Ensamblaje de BandasEnsamblaje de Bandas
Ensamblaje Continuo y Ensamblaje Continuo y DiscontinuoDiscontinuo
Los nucleótidos pueden ser ensamblados solo en dirección 5' a 3'
Como Reiji Okazaki descubrió, el ensamblaje de nucleótidos es continuo sobre la cadena molde. Esto es porque la síntesis del ADN ocurre solo en dirrección 5' a 3'. En la banda complementaria el ensamblaje es discontinuo: los nucleótidos son agregados a la banda complementaria hay enzimas que reparan los “gaps” o huecos entre ellos
Ensamblaje Continuo y Ensamblaje Continuo y DiscontinuoDiscontinuo
Reparación del ADNReparación del ADN
Algunos errores pueden ocurrir durante la Algunos errores pueden ocurrir durante la replicaciónreplicación
La ADN polimerasa puede leer y corregir La ADN polimerasa puede leer y corregir
esta secuencia en la cadena esta secuencia en la cadena
complementaria y, junto con la ADN complementaria y, junto con la ADN
ligasa, pueden reparar los errores en la ligasa, pueden reparar los errores en la
banda incorrectabanda incorrecta
ClonajeClonaje
Consiste en hacer una copia idéntica de Consiste en hacer una copia idéntica de un individuoun individuo
Los investigadores han creado clones por Los investigadores han creado clones por
décadasdécadas
Estos clones fueron creados Estos clones fueron creados partir del partir del
embrión embrión
1 Una microaguja 2 La microaguja vacía el núcleo del huevo de las ovejas
3 El DNA de la célula donante debe ser depositado en el huevo sin núcleo
4 Una chispa eléctrica estimulará el huevo para que la célula entre a la división mitótica.
La primer oveja clonada
ClonajeClonaje
Se muestra como las células Se muestra como las células diferenciadas pueden ser utilizadas diferenciadas pueden ser utilizadas para crear clonespara crear clones
Una célula de ubre de oveja fue Una célula de ubre de oveja fue
fusionada con células huevo fusionada con células huevo
enucleadasenucleadas
Dolly es genéticamente idéntica a la Dolly es genéticamente idéntica a la
oveja que dono la célula de la ubreoveja que dono la célula de la ubre
Dolly: Dolly: Clonada de un Célula Adulta Clonada de un Célula Adulta
Más clonesMás clones
RatonesRatones VacasVacas CerdosCerdos CabrasCabras
¿Humanos?¿Humanos?
