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COLEGIO SAN AGUSTÍN
Estudiante: Roshelle góndola #17
Grado: 1 1 ° C
Asignatura: Biología
Profesora: Farida Rodríguez
Tema: El ADN, La molécula de la herencia
Fecha de Entrega: 6/5/22
INTRODUCCIÓN
El ADN es el material que contiene la información hereditaria en los humanos y
casi todos los demás organismos.
¿De qué está compuesto el ADN? El ADN está formado por unos componentes
químicos básicos denominados nucleótidos, que se dividen en purinas y pirimidinas.
Estos componentes básicos incluyen un grupo fosfato, un grupo de azúcar y una de
cuatro tipos de bases nitrogenadas alternativas.
Destaca funciones de las más importantes, investigadores que se tomaron mucho
tiempo en descubrir esta molécula y entre muchas otras cosas más las cuales
veremos en esta presente investigación.
Podremos observar también la replicación del ADN que es el proceso mediante el
cual se duplica una molécula de ADN, que debe duplicar su genoma para que cada
célula hija contenga un juego completo de cromosomas. Esta replicación es
semiconservativa, ya que cada cadena de la doble hélice del ADN funciona como
molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria (ya lo veremos mejor
en el presente desarrollo del documento).
Este proceso tiene partes muy importantes que lo complementan, así como las
enzimas, que son las que aceleran el proceso. Hay varios tipos de enzimas, como la
polimerasa, topoisomerasa, helicasa y entre muchas otras más. Cabe recalcar que
toda palabra en biología terminada en “asa” es una enzima o proteína.
También hablamos de la importancia del ARN que es el ácido nucleico que elaboran
las células para nuestro organismo. Este ARN tiene tres tipos: ARN mensajero,
ARN ribosomal y ARN de transferencia
El mismo cumple una función importantísima llamada “síntesis de proteínas”, la
cual es un proceso demasiado complejo en el que la información genética codificada
en los ácidos nucleicos de los 20 aminoácidos estándar de los polipéptidos.
Explicaré como los diferentes investigadores llegan a conclusiones que hacen
acertada sus hipótesis sobre la síntesis de proteínas, y que dicen que el código
genético está compuesto por tripletes o codones de aminoácidos.
Para finalizar, cabemos resaltar que en esta investigación es sumamente
importante saber todo lo que hay que realizar a cabo en nuestro organismo y que
cada detalle de estos es vital de saber.
Asignación #1
❖ https://youtu.be/OR2EpDierCI
RESUMEN: Este resumen debe incluir los puntos más relevantes del enlace que se sugiere
arriba. Limítese a la sección que dice “Estructura del ADN” (25 puntos)
El ADN tiene una parte central con un azúcar y un fosfato, a la que se enlazan unas moléculas
llamadas bases. La desoxirribosa se refiere al azúcar, y el nucleico es el ácido formado por el fosfato
y la base nitrogenada. Estas bases pueden ser de 4 tipos: A, C, T, G. Y el orden en que se combinen
una después de la otra, es lo que codifica la información genética. El ADN se organiza
estructuralmente en cromosomas. A nivel funcional se organiza en genes, que son piezas de ADN
que generan características físicas específicas.
✓ PARTE FORMATIVA: COMPLETE CON LA INFORMACIÓN REQUERIDA.
1. Para lograr establecer la relación del DNA con la herencia, fue necesaria la participación
de varios investigadores, entre ellos, los mencionados abajo, INDIQUE SU APORTE. Sea
puntual, en una línea. Para resolver utilice el texto y la información de internet.
✓ Friedrich Miescher: Descubrió la primera molécula del ADN en 1869 que la encontró por
medio de inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas. Y como solo
la ubicó en los núcleos lo llamó Nucleína.
✓ Fred Griffith: Realizó el experimento que marca el inicio de la investigación hacia el
descubrimiento del ADN como material genético. con ratones y bacterias, tratando de
desarrollar una vacuna contra la neumonía.
✓ Avery, McLeod y McCarty: Demostraron que el ADN es la sustancia básica de la que se
componen los genes.
✓ Phoebus Aaron Levene: Implantó la presencia del del grupo fosfato en el ADN y
estableció la conexión entre los componentes azúcar-fosfato-base nitrogenada,
formando lo que hoy en día se llama nucleótido.
✓ Linus Pauling: Contribuyó a la definición de la estructura de los cristales y proteínas, y
fue uno de los fundadores de la biología molecular.
✓ Erwin Chargaff: Analizó el contenido molar de las bases DNA de diversos organismos y
descubrió que en todos los casos la adenina + guanina es igual a tinina + citocina, o sea
que las purinas son iguales a las pirimidinas.
✓ Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Ambos utilizaron la técnica de rayos X para
investigar la estructura del ADN y descubrieron que las cadenas de ADN estaban
formadas por una doble hélice.
✓ James Watson y Francis Crick: Publicaron la famosa estructura de la doble hélice del
ADN.
2. Defina con sus palabras ADN:
Material que tiene la información genética en los humanos y organismos y el responsable de la
transmisión hereditaria
3. Con base en su estructura molecular, las tres funciones más importantes del ADN serían:
• Participar en la síntesis de proteínas.
• Contener la información genética de todos los seres vivos.
• Replicación.
4. Si la estructura del ADN se asemeja a una escalera de caracol, diga:
a. Que estructura ejemplifica los postes:
Lo estructura la cadena parental que tiene esqueleto azúcar-fosfato
b. Que estructura ejemplifica los escalones:
Los escalones vendrían siendo las bases nitrogenadas, los nucleótidos
5. ¿La molécula de ADN se descubrió en 1953? Responde sí o no
a. NO
6. Si tu respuesta es NO, di cuando se descubrió, ¿quién la descubrió y cómo lo hizo? Si la
respuesta es sí, pasa a las siguientes preguntas.
Se había descubierto antes en 1869 por Johan Friedrich Miescher. La encontró al
inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas, y como solo la ubicó en los
núcleos lo llamó Nucleína.
7. Cuáles son los nucleótidos que forman el ADN.
Los nucleótidos que forman el ADN son: Adenina, Guanina, Timina y Citosina.
8. Diga el significado de y cuáles son:
Purina:
Son bases nitrogenadas, compuestas por dos anillos condensados de cinco y seis
miembros fusionados de átomos de carbono y nitrógeno, con diferentes grupos funcionales
unidos al anillo de seis miembros.
Son: Adenina y Guanina
Pirimidina:
Son bases nitrogenadas que las células usan para elaborar los elementos del ADN y ARN,
en el caso del ADN se utiliza la timina y citocina que constan de un solo anillo de seis
miembros de átomos de carbono y nitrógeno. Mientras que en el ARN la timina es remplazada
por Uracilo.
Son: Citosina, Timina y Uracilo
9. Analice el experimento de Griffith sobre los neumococos y explique con sus palabras que
significa: “El Principio Transformante”
“El Principio Transformante”
Por lo que yo entendí significa que cuando se realiza una mezcla de una bacteria viva (R) con
otra muerta con calor (S), sustancias de la cepa S muertas con calor cambiaron a las bacterias
vivas de la cepa R inocua en la cepa S mortal S, debido a que cuando una bacteria viva, en este
caso la cepa R toma fragmentos de ADN de su ambiente y se incorporan en sus cromosomas
pueden transformar de bacterias inocuas a mortales.
10.Analice el experimento de Hershey y Chase. Explique con sus palabras y de forma
estructurada (en 5 pasos) como lo hicieron y cuáles fueron sus conclusiones:
Paso 1: Forzaron a dos cultivos de fagos, para sintetizar y marcar el ADN del fago con el cual
usaron fósforo radioactivo (32P) mientras que para sintetizar y marcar la proteína del fago
utilizaron azufre radioactivo (35S).
Paso 2: Infectaron a las bacterias por uno de los tipos de cultivo de fagos, los cuales inyectaron
su material genético en las bacterias.
Paso 3: Desprendieron de las bacterias los recubrimientos de los fagos de las bacterias en una
mezcladora pidiéndolas a girar.
Paso 4: Centrifugaron a las bacterias para separarlas de los recubrimientos de los fagos, los
recubrimientos de baja densidad permanecieron en estado líquido, mientras que las bacterias de
alta densidad se hundieron al fondo en forma de bolita.
Paso 5: Midieron la radioactividad de los fagos y bacterias.
Conclusiones
Si las bacterias eran infectadas por fagos con proteína marcada radioactivamente, los
recubrimientos de los fagos resultantes eran radioactivos, pero no la bacteria. Y si las bacterias
eran infectadas por fagos con ADN radioactivo, se volvían radioactivas, pero los recubrimientos
de fagos no.
Las bacterias infectadas, las cuales contenían fósforo radioactivo mas no azufre radioactivo,
produjeron nuevos fagos, incluso después de remover los recubrimientos proteicos, lo que
demostró que le material genético era el ADN inyectado y no la proteína en el recubrimiento.
11.Qué dice el principio de complementariedad de bases de Erwin Chargaff, ¿cómo logró
llegar a este. (inserte una imagen de los resultados de su experimento).
El principio dice que “aunque las proporciones de cada base difieren de especie en especie, para
cualquier especie dada, siempre hay cantidades iguales de adenina y timina, e iguales cantidades
de guanina y citosina”. Por tanto, la cantidad de purinas siempre se encontraba en proporciones
iguales a las pirimidinas. Logró llegar a esta conclusión después de analizar las cantidades de las
cuatro bases en el ADN en diversos organismos como bacterias, erizos de mar, peces, seres
humanos etc.
12.Cómo es la estructura del ADN, según Watson y Crick (Inserte una imagen) y mencione
sus características más importantes:
• Una sola cadena de ADN es un polímero que consta de muchas subunidades de nucleótidos.
• El grupo fosfato de un nucleótido esta enlazado al azúcar del siguiente nucleótido en la
cadena, produciendo un esqueleto de azúcar-fosfato alternados, enlazados de manera
covalente.
• Enlaces de hidrogeno entre pares de bases complementarias mantienen unidas a las dos
cadenas de ADN, tres enlaces de hidrógeno unen guanina con citosina, y dos enlaces de
hidrógeno unen adenina con timina.
• Todos los nucleótidos en una sola cadena de ADN están orientados en la misma dirección.
• Dos cadenas de ADN forman una doble hélice.
• Su estructura es un modelo tridimensional.
13.Qué es el ARN y que características estructurales presenta (5 enumeradas): Inserte una
imagen.
Son moléculas intermediarias de ácido ribonucleico.
Características
1. El esqueleto contiene azúcar ribosa.
2. Solo tiene una sola cadena.
3. Tiene la base Uracilo en lugar de timina.
4. Tiene tres tipos: ARN mensajero, de transferencia y ribosomal.
5. El ARNm transporta el código para la síntesis de proteínas desde el ADN hacia los
ribosomas. El ARNt lleva aminoácidos a los ribosomas. ARN ribosomal y proteínas forman
ribosomas.
14.Diga los tipos básicos de ARN y su función. Además, investiga los otros tipos de ARN
que existen y su función:
• ARN mensajero (ARNm): lleva el código de un gen codificador de proteína desde el ADN
hasta los ribosomas.
• ARN de transferencia (ARNt): lleva aminoácidos a los ribosomas y contiene el anticodón.
• ARN ribosomal (ARNr): combina con proteínas para formar ribosomas, las estructuras
que unen aminoácidos para formar cadenas polipeptídicas que darán origen a las
proteínas.
• ARN nucleolar (ARNn): se origina a partir de diferentes segmentos de ADN denominados
región organizadora nucleolar. Una vez formado el ARNn se fragmenta y da lugar a los
diferentes ARNr.
• ARN largo no codificante (lncRNA): Regulan la modificación epigenética principalmente
en el núcleo, regulando la transcripción de genes a nivel transcripcional mediante la
modulación de la modificación de histonas o ADN, principalmente metilación y acetilación.
• Small RNA: Desempeñan funciones importantes en procesos celulares como la
diferenciación celular, proliferación, migración, apoptosis…
o Micro ARN (miRNA): contienen alrededor de 22 nucleótidos.
o ARN asociados a Piwi (piRNA): implicado en el desarrollo embrionario,
mantenimiento de la integridad del ADN de la línea germinal, silenciamiento de la
transcripción de transposones, supresión de la traducción, formación de
heterocromatina y regulación epigenética de la determinación del sexo.
o ARN interferente pequeño o small interfering RNA (siRNA): no son codificados por
el ADN. Se introducen artificialmente.
• ARN con actividad catalítica (ribozimas): La palabra es el resultado de unificar “ácido
ribonucleico” (ARN) con “enzima”. Son capaces de llevar a cabo reacciones bioquímicas.
Referencia Bibliográfica:
Audesirk, T; et al. Biología. La vida en la Tierra con Fisiología. Pearson. Novena Edición
Diccionario Científico
Asignación #2
I. Parte formativa: En esta sección, resuma la parte del texto 12.4 página 206 hasta la
213. Incluya palabras claves (40 ptos)
• En la década de 1850 el patólogo Rudolf Virchow se dio cuenta que todas las células
provienen de células. Un proceso llamada replicación de ADN produce dos dobles
hélices de ADN.
• El apareamiento de bases es el cimiento de la replicación del ADN.
• Para iniciar la replicación, las helicasas rompen la hélice del ADN, luego las ADN
polimerasas sintetizan un polímero de ADN y relacionan bases en las cadenas
parentales con nucleótidos libres complementarios.
• La replicación es semiconservativa, ya que a partir de una cadena original se hace una
cadena nueva
• La ADN polimerasa realiza bases incorrectas una vez en cada 10 mil a un millón de
pares de bases
• Ningún organismo tiene ADN libre de errores
• La ligasa une segmentos de ADN
• La helicasa y polimerasa trabajan en conjunto
II. Responda las preguntas.
a. Las enzimas: Aceleran el proceso, diga sus funciones específicas y científicas. (16 ptos).
a.1 DNA polimerasa: I, II, III
Polimerasa I:. Se encarga de catalizar o quita los cebadores
Polimerasa II: prepara al adn Exonucleasa. Destruye lo que ya no es útil
Polimerasa III: Añade Se encarga de la replicación y corrección de errores
a.2 DNA Topoisomerasas (girasa):
Enzima que separa o desenrolla la helice de ADN y relaja la energía de
separación. Enrolla
Girasa: Relaja el enrollamiento
Topoisomerasa II: Enrolla
a.3 DNA Helicasas:
Desenrollan al ADN de doble hélice para crear cadenas individuales que pueden
ser copiadas por la horquilla de replicación.
a.4 DNA Primasa:
Sintetiza cebadores de ARN complementarios para la síntesis de ADN
10. Cebador es una secuencia corta del ARN. Tienen aproximadamente 10
núcleotidos
a.5 SSBs
Encargadas de la estabilización de la apertura del ADN de cadena sencilla
generada por la acción de las belicosas durante la transcripción
Son proteínas que se unen al ADN de hebra simple en el proceso en el proceso
de replicacion del ADN
a.6 DNA Ligasa:
Une los fragmentos de Okazaki
b. La fuente de energía: ATP y GTP. (4 puntos)
✓ Investigue si hay diferencias entre uno y otro, y en qué se asemejan.
Diferencias:
• La ATP es la principal fuente de vida para la célula, mientras que la GTP se
utiliza ocasionalmente para transportar energía
• El ATP está formado por una base nitrogenada unida al carbono uno de un
azúcar de tipo pentosa, mientras que la base nitrogenada del GTP es la purina
guanina
Semejanzas
• Ambas se sintetizan en las eucariotas
• Están formadas por un grupo trifosfato
• Ambas son nucleótidos
• Portadores de energía
• Lugar: Núcleo en las células eucariotas, citoplasma en las procariotas.
c. Un Cebador: qué es y qué función cumple. Cuántas bases lo conforman. (4 puntos)
Es una cadena de ácido nucleico que sirve como punto de partida para la replicación del ADN
Permite que la ADN polimerasa III comience la síntesis de la nueva cadena de ADN, es la
secuencia de inicio en la replicación de la cadena
.
III. En el siguiente enlace, te presento una breve explicación del proceso de replicación.
https://drive.google.com/open?id=1vlIawWvYjn91pO6BiHhBslvCJw9kqJXq
Una vez veas y escuches estos vídeos, vas a proceder a la siguiente asignación.
• Lea con atención las indicaciones y resuelve (60 puntos)
• Una vez revisado los vídeos, debe usted organizar el proceso de replicación en 6 pasos.
Estos pasos deben involucrar todos los eventos entre el inicio y la terminación del
proceso.
• Luego, con estos pasos, elaborarás un cómic o una historieta, en 6 recuadros, lo puedes
hacer con la computadora o dibujar.
1. Indique:
a. Cómo evitan los errores en la replicación las células procariotas y eucariotas. (10
puntos)
Los mecanismos que utilizan las células para corregir los errores de la replicación y reparar
daños al ADN, como:
• La revisión, que corrige errores durante la replicación del ADN.
• La reparación de mal apareamiento, que arregla bases mal emparejadas justo después
de la replicación del ADN.
• Las vías de reparación de daño al ADN, que detectan y corrigen daños durante todo el
ciclo celular.
Durante la síntesis de ADN, la mayoría de las ADN polimerasas "comprueban su trabajo" y
arreglan la mayoría de las bases mal emparejadas en un proceso llamado corrección.
Inmediatamente después de la síntesis de ADN, es posible detectar y reemplazar cualquier base
mal emparejada restante en un proceso llamado reparación de mal apareamiento. Si el ADN se
daña, se puede reparar por varios mecanismos, que incluyen:
• Reversión directa: Son algunas reacciones químicas que dañan el ADN pueden ser
"deshechas" directamente por enzimas de la célula.
• Reparación por escisión: Es el daño a una o unas cuantas bases de ADN se suele arreglar
al eliminar (escindir) y reemplazar la región dañada.
• Reparación de ruptura de la doble cadena: Se utilizan dos vías principales, la unión de
extremos no homólogos y la recombinación homóloga, para reparar rupturas en la doble
cadena del ADN
b. Si se dan errores de duplicación, indique:
i. Efectos positivos
ii. Efectos negativos.
Efectos positivos:
• Dar a eliminar células no necesarias
• Eliminación de células que pueden ocasionar problemas
Efectos negativos:
• Apoptosis
• Cáncer
• Mutaciones
• Síndromes
Asignación #3: Trabajo en grupo
1. ¿De acuerdo a las características que se le atribuyen al ADN, diga por qué? (8 puntos)
• Es antiparalelo
Se dice que el ADN tiene la característica de ser antiparalelo debido a que las dos
cadenas de su hélice fluyen en direcciones opuestas, lo que significa que si una cadena
va de 5’ a 3’, la otra debe ir en dirección 3’ a 5’, por lo cual el extremo 5´ de una cadena
se unirá al extremo 3´ de su cadena complementaria y viceversa.
• Es un ácido
Se dice que el ADN es un ácido, específicamente un ácido nucleico debido a que es una
secuencia de monómeros o nucleótidos y estos están formados por una base
nitrogenada en el carbono 1´, una pentosa (azúcar desoxirribosa) en el carbono 3´, y un
grupo fosfato en el carbono 5´, en el cual las pentosas se unen a través de un enlace
fosfodiéster al carbono 3´ de una cadena con el carbono 5´ de la otra, formando ácido
fosfórico.
• Formado por distintos enlaces, cuáles son y entre qué moléculas se establecen
• Puentes de Hidrógeno: Atracción entre un átomo de Hidrógeno con un átomo de
Oxígeno o Nitrógeno (H-O o H-N) entre bases.
• Enlace N-Glucosídico: Unión de un monosacárido por su grupo hidroxilo (-OH)
con una molécula que contiene el grupo amino (-NH2).
• Enlace Fosfodiéster: Enlace covalente entre el carbono 5' del fosfato de ese
nucleótido y el grupo -OH (hidroxilo) de la pentosa en el carbono 3’ del siguiente
nucleótido, formando un doble enlace éster para ir formando una cadena..
• ¿Qué significa la orientación 5´ a 3´?
Significa que las secuencias de ADN se van a escribir iniciando desde el extremo 5´
(grupo fosfato unido al carbono 5´ del primer nucleótido) hasta el extremo 3´ (hidroxilo -
OH unido al carbono 3´ del último nucleótido).
1. Con base en la difracción de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, diga qué
características estructurales se derivaron de ella (5). (5 puntos)
La estructura del ADN es:
a. Larga y delgada, con un ancho de dos nanómetros.
b. Es helicoidal y gira como una escalera de caracol.
c. Es una doble hélice (dos cadenas de nucleótidos que se enrollan entre sí).
d. Consta de subunidades repetidas.
e. Probablemente los fosfatos están en el exterior de la hélice.
1. ¿Antes se pensaba que la estructura del ADN era de un tetranucleótido, por qué razón
hoy día se sabe que no es así? (5 puntos)
Phoebus Levene descubrió la azúcar ribosa y desoxirribosa, nombrandolos ácido ribonucleico
y ácido desoxirribonucleico. Además, de identificar al grupo fosfato en su composición y que la
composición entre los componentes era fosfato-azúcar-base, nombrandolo esto como
nucleótido. Como también, fue el impulsor de la teoría sobre que el ADN era un tetranucleótido.
Sin embargo, gracias a las investigaciones de Erwin Chargaff se sabe hoy en día que en
cualquier organismo hay cantidades iguales de adenina y timina (A=T), e iguales cantidades de
guanina y citosina (G=C). Contrario a lo que Levene planteaba sobre que el ADN estaba
formado por 4 tipos distintos de nucleótidos.
1. Cuál es la relación entre el ADN y la síntesis de Proteínas. (3 puntos)
El ADN tiene la información o el material genético para la síntesis de proteínas que permite el
control del metabolismo celular, La secuencia de nucleótidos del ADN permanece con una
secuencia específica de aminoácidos, es entonces cuando el ADN empieza actuar como guía
de instrucciones para la síntesis proteica.
1. Inserte una imagen del “Dogma Central de la Biología”, actualizado y explíquelo.
El “Dogma central de la biología” es un concepto que explica los mecanismos de transmisión
y expresión de la herencia genética. Propone que existe unidireccionalidad en la expresión de
la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN es transcrito a ARN
mensajero y que éste es traducido a proteína. Ahora, el modelo actualizado propone que así
como el ADN puede ser transcrito a ARN, el ARN puede ser transcrito a ADN y las proteínas
también pueden pasar a ADN.
1. ¿Qué es una Ribozima, cómo se descubrió, que función cumple? (6 puntos)
Las ribozimas son moléculas de ARN con actividad catalítica, que son capaces de catalizar
reacciones químicas en el interior celular así como lo hacen las enzimas proteicas. Se descubrió
por Thomas Cech y Sidney Altman que vieron por primera vez, de manera independiente, la
existencia de moléculas de ARN con capacidad catalítica, lo que boto por tierra el dogma de
que todas las enzimas eran proteínas, Thomas Cech observó mientras estaba estudiando del
ARN en el protozoo ciliado Tetrahymena Thermophila que el corte y empalme de un intrón
del precursor del ácido ribonucleico ribosómico (pre-ARNr) era autocatalítico, o sea que el ARN
se dividía por sí mismo, sin intervención de un catalizador proteico.
Sidney Altman estudiaba las propiedades de la Ribonucleasa P que es una enzima que está en
todos los organismos y es responsable de la maduración del ARNt. Esta enzima, que separa
los precursores de los ARNt y libera los ARNt maduros, está formada por una subunidad
proteica y una cadena de ARN. Altman y sus colegas observaron que al separar estos
componentes, la subunidad de ARN podía catalizar la hidrólisis del ARNt precursor en ausencia
de la subunidad proteica.
1. Sabemos que hay ADN en las mitocondrias, ¿existirá alguna diferencia con el ADN
nuclear? Si la hay, ¿Cuál es esta diferencia? ¿Con respecto al mismo enunciado, diga
por qué se dice que el ADN mitocondrial sólo proviene de la madre? (6 puntos)
La diferencia es que en el ADN mitocondrial se hereda de la madre con un pequeño porcentaje
del padre, mientras que en el ADN se hereda de los 2 progenitores, o sea de la madre y el
padre.
Se dice que el ADN mitocondrial sólo se hereda de la madre porque el óvulo es una célula
grande que no se mueve, solo se deja llevar por las corrientes de la madre, mientras que el
esperma necesita llegar hasta el óvulo y para esto se impulsa con una cola. Todas las
mitocondrias del espermio están justamente en la cola generando el impulso para moverse.
Cuando el por fin llega al óvulo a donar sus genes, la cola se desprende, cae y muere y con ella
todas las mitocondrias que tiene en su interior, quiere decir que todas las mitocondrias del padre
están muertas y no están disponibles para este proceso.
1. Una de las funciones del ADN es que es la base de la Replicación, por lo tanto, diga:
Qué es la replicación: la replicación del ADN: es el proceso mediante el cual se duplica una
molécula de ADN. Mediante este proceso la molécula de ADN se divide en dos o más réplicas
de la primera y la última.
Si el proceso de replicación fuera una receta de cocina diga:
a. Cuales son los ingredientes (4) y la función de cada uno de esos ingredientes- (8
puntos)
Los ingredientes de la receta vendrían siendo las enzimas, los cebadores, las fuentes de
energía ATP y GTP.
Las enzimas tienen diferentes funciones en este proceso, ya que son varias y cada una tiene
una función diferente, entre ellas están las ligasas (forma enlaces covalentes entre el extremo
5’ de una cadena y el extremo 3’ de otra cadena), topoisomerasas (girasas) (produce cortes de
doble cadena y después son unidos por las ligasas), polimerasas I (retira el ARN cebador
mediante su actividad exonueótídica 5'P - 3' OH y al mismo tiempo rellena el hueco sintetizando
ADN y une los dos fragmentos de Okazaki tienen que unirse) y III (que corrige todos los errores
cometidos en la replicación o duplicación), primasa (sintetiza pequeños fragmentos de ARN
sobre la cadena rezagada en la replicación de ADN), etc.
Los cebadores permiten que la ADN polimerasa III comience la síntesis de la nueva cadena de
ADN.
El ATP es la principal fuente de energía para las células. Lo que significa que es crucial para
cualquier proceso biológico.
La función del GTP es similar a la del ATP porque también es utilizado como moneda
energética. El GTP es el precursor de la base guanina en la síntesis de ADN (replicación) y en
la de ARN (transcripción).
b. Cuál sería el horno (lugar). (2 puntos)
El lugar sería el núcleo en las células eucariotas y el citoplasma en las células procariotas.
c. Qué condiciones debe haber en la cocina(célula) - escriba 3 de ellas. (3 puntos).
La célula se tiene que haber desarrollado completamente.
La célula se tiene que dividir.
La célula debe duplicar su genoma para que cada célula hija contenga un juego completo de
cromosomas.
d. Como todo proceso biológico la replicación fue explicada a través de modelos. ¿Cuáles
fueron estos, cuál es el más aceptado y por qué? (6 puntos).
Se consideraron tres modelos de cómo los organismos podrían replicar su ADN el
semiconservativo, conservativo y dispersivo. El más aceptado fue el semiconservativo,
propuesto por Watson y Crick, consiste en que en que dos cadenas de ADN se desenrollan y
sirven como molde para la síntesis de la nueva cadena complementaria, luego dan como
resultado dos moléculas de ADN, cada una con una la cadena original y otra nueva. Y fue el
modelo más aceptado porque Meselson y Stahl realizaron un experimento donde marcaron los
diferentes modelos del ADN de las bacterias con isótopos de nitrógeno a lo largo de varias
generaciones y pudieron observar mediante como se marcaban los patrones del ADN, que el
modelo semiconservativo era el correcto y el más acertado.
e. Cuál es el objetivo de este proceso. (3 puntos).
El objetivo de la replicación del ADN es conservar la información genética, por eso pasa por el
proceso de transcripción y traducción. La estructura del ADN explica y demuestra cómo el ADN
se puede multiplicar y no perder su información.
f. ¿Cuál es el efecto de un proceso de replicación con errores? ¿Cómo evita la célula los
errores de replicación? (3 puntos).
El efecto de un proceso de replicación con errores en el ADN causa daños genéticos a las
células derivadas de ella. La célula evita estos errores de replicación mediante varios
mecanismos, el primer mecanismo de reparación son las enzimas ADN polimerasas quienes se
encargan de reparar cualquier error en la cadena cuando la abren y copian su información; si
esto no soluciona el error, entra la glicosidasa quien realiza una reparación por escisión, lo que
consiste en cortar la base incorrecta y colocar la adecuada; inmediatamente después de la
síntesis de ADN, se puede detectar y reemplazar cualquier base mal emparejada restante
mediante la reparación de mal apareamiento; y cuando todo sale mal, la célula entra en
apoptosis, lo que significa muerte celular, esto ocurre cuando el daño es tal que se ejecuta
automáticamente la instrucción de destruir la célula para evitar problemas.
g. En referencia al tema del virus Sars Cov-2, causante de la COVID -19, indique cuál es
el material genético que lo forma y cuál es el proceso que usa para su replicación. (6
puntos).
El material genético del Sars Cov-2 es una cadena ARN que en la que se codifican proteínas
importantes para su transcripción y replicación. El genoma RNA viral se libera al citoplasma
donde se transcriben y se traducen las proteínas necesarias para la producción de las proteínas
estructurales y para la replicación de su material genético. Luego el ARN, replicado se asocia
con la nucleocápside y se ensambla junto con las proteínas estructurales para conformar las
partículas víricas que serán liberadas de la célula infectada.
1. Defina e ilustre: Histonas, cromatina, gen, alelo, cepa bacteriana, bacteriófago,
nanómetro, mutación, enzima. (18 puntos)
Histonas: es una proteína que proporciona soporte estructural a un cromosoma. Son las proteínas
más abundantes.Para que las largas moléculas del ADN quepan dentro del núcleo células, se enrollan
alrededor de complejos de histonas, proporcionando al cromosoma una forma más compacta.
Cromatina: es el material genético de la célula eucariota y está organizado en una estructura compleja
compuesta de ADN y proteínas localizada en un compartimento especializado, el núcleo.
Gen: Unidad de información (funcional y física de la herencia) en un locus de ácido desoxirribonucleico
(ADN) que codifica un producto génico, ya sea proteínas o ARN.
Alelo: Un alelo es cada una de las formas alternativas que puede tener un mismo gen y que se puede
manifestar en modificaciones concretas de la función de éste.
Cepa bacteriana: es una colonia de bacterias, esto significa que todas las células son de la misma
especie, y es necesario transferir una pequeña colonia varias veces a sus características físicas (forma
de colonia, color, tamaño, etc.).
Bacteriófago: Los bacteriófagos, también conocidos como fagos, son un grupo de virus capaces de
infectar y multiplicarse dentro de las células bacterianas y que, cuando salen, promueven su
destrucción.
Nanómetro: Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro, (1 nm = 10−9 m).
Mutación: Cualquier cambio en la secuencia del ADN de una célula. Las mutaciones a veces se
producen por errores durante la división celular o por la exposición a sustancias del ambiente que
dañan el ADN.
Enzima: Las enzimas son moléculas orgánicas que actúan como catalizadores de reacciones
químicas, es decir, aceleran la velocidad de reacción.
Asignación #4: Síntesis de proteínas
I. Parte formativa: En esta sección, resuma la parte del texto 13.1 página 215 hasta el
punto 13.4 página 226. Para este resumen o extracto, debe seleccionar y numerar las
ideas más importantes de cada sub título, las ideas deben ser precisas y claras. Si
desea añadir imágenes o ilustraciones siéntase en libertad de hacerlo.
13.1 ¿Cómo la célula usa la información del ADN?
• El ADN es la molécula hereditaria de todas las células, las proteínas son los
trabajadores celulares de una célula.
• Las proteínas forman muchas estructuras celulares. Por tanto, para construir una
célula, la información debe fluir desde el ADN hacia una proteína.
• El ADN da instrucciones para la síntesis de proteínas vía ARN intermediarios
• El ADN dirige la síntesis de proteínas a través de moléculas intermediarias de ARN.
• El ARNm transporta el código para la síntesis de proteínas desde el ADN hasta los
ribosomas.
• El ARNm de transferencia entrega aminoácidos a un ribosoma donde se desarrollará
una cadena poliptídica. Usan la energía del ATP para unir el aminoácido correcto a un
extremo de la molécula.
• Un grupo de tres bases llamado anticodón sobresale de cada ARNt
• ARNr y proteínas forman ribosomas
• Cada ribosoma cuenta de dos subunidades, una pequeña y una grande
• La subunidad pequeña tiene sitios de unión para ARNm, mientras que la grande tiene
sitios de unión para dos moléculas de ARNt
• Las dos subunidades llegan juntas y sujetan una molécula de ARNm entre ellas
• La información genética se transcribe en el ARN y luego se traduce en la proteína
• La información del ADN se utiliza para dirigir la síntesis de proteínas en dos pasos
llamados transcripción y traducción
• En la transcripción la secuencia de bases del ARNm codifica la secuencia de
aminoácidos de una proteína
• En las células eucariontes, la transcripción transcurre en el núcleo
• En la traducción se decodifica la secuencia de bases del ARNm
• El código genético usa tres bases para especificar un aminoácido
• Se descifró el código genético y está conformado por cuatro bases que son: Adenina,
Uracilo, Guanina y Citocina
• La traducción siempre empezará con el codón AUG, conocido como codón de
comienzo
• Codones como: UAG, UAA y UGA son codones de terminación
13.2 ¿Cómo se transcribe la información de un gen en el ARN
• La transcripción consta de tres pasos: Iniciación, elongación y terminación
• La transcripción comienza cuando el ARN polimerasa se une al promotor de un gen
• La ARN polimerasa cataliza la síntesis de ARN y cerca de cada comienzo de un gen hay
una secuencia de ADN llamada sitio promotor
• El promotor consta de dos partes: Secuencia corta de base (TATAAA), que une ARN
polimerasa y tiene otra que contiene uno o varias secuencias llamadas elementos de
respuestas
• La elongación genera una cadena creciente de ARN
• La polimerasa siempre viaja a lo largo de la cadena molde a partir del extremo 3 prima
• La transcripción se detiene cuando el ARN polimerasa alcanza la señal de terminación
• La señal de terminación hace que la polimerasa libere la molécula de ARN completada
• En eucariontes se procesa un ARN precursor para formar ARNm
• Los genes eucariontes constan de dos o más segmentos
• Los segmentos codificadores se llaman exones porque se expresan en la proteína
• Los segmentos no traducidos se llaman intrones, ya que están dentro de un gen
13,3 ¿Cómo la secuencia de bases del ARNm se traduce en proteína?
• Durante la síntesis de proteínas, un orgánulo llamado ribosoma se mueve a lo largo del
ARNm, lee su secuencia de bases, y utiliza el código genético de traducir cada triplete
de tres bases o codón, en su aminoácido correspondiente.
• Durante la traducción. ARNm, ARNt y ribosomas cooperan para sintetizar proteínas
• En el inicio el ARNt y ARN m se enlazan a un ribosoma
• En la elongación los aminoácidos se agregan uno a la vez a la cadena de proteínas
creciente
• En la terminación Un codón stop señala el fin de la traducción
13.4 ¿Cómo las mutaciones afectan la estructura y el funcionamiento de las proteínas?
• Pueden causar mutaciones cosas como: rayos ultravioletas, químicos del cigarrillo
• Los efectos de las mutaciones dependen de como alteren los codones del ARNm
• Las mutaciones pueden ser traslocación, inserción o de sustitución
• Traslocación es cuando un fragmento de ADN se remueve de un cromosoma
• Inserción ocurre cuando uno o más pares de nucleótidos se remueven de un gen
• Sustitución es cuando cambia un solo par de bases en el ADN.
• Luego de revisado el capítulo te invito a viajar a través del proceso de Síntesis de proteína.
Para ello debemos tener claros algunos conceptos, los cuáles te invito a desarrollar:
Gen: Unidad física y biológica de la herencia que contiene ADN
ARN ribosomal: forman el armazón de los ribosomas y se asocian a proteínas específicas para
formar las pre sub unidades ribosómicas
ARN transferencia: es complementario del anticodón en los codones específicos en el ARN
mensajero. También que lleva el aminoácido que codifica para el codón.
ARN mensajero: Versión del ARN del gen que sale del núcleo celular y se mueve al citoplasma
donde se fabrican las proteínas.
Codón: secuencia de tres nucleótidos de ADN o ARN que corresponde a un aminoácido específico
Anticodón: par de nucleótidos de tres bases muy parecido al codón, ayudan a proceder con la
síntesis de proteínas mientras se unen con los codones en la cadena de ARNm.
Sitio Promotor: es la secuencia que está arriba o justo al lado de la secuencia donde un gen
comienza a ser transcripto.
Intrones: trozos muy grandes de ARN dentro de una molécula de ARNm que interfieren con el
código de los exones y están dentro del gen
Exones: es la porción de gen que codifica aminoácidos y se expresan en la proteína
Espliceosoma: Organelos en los cuales se producen reacciones de excisión y entrelazado que
eliminan los intrones de las moléculas de ARNm precursoras
II. Parte: Síntesis de Proteínas:
• Investiga cual fue el aporte de Garrod.
• Años después, George Beadle y Edward Tatum, desarrollaron experimentos con la Neurospora
crassa, te invito a investigar cuál fue el experimento y cuáles son sus conclusiones.
Aporte de Garrod
Fue el primero en sugerir que los genes tenían
relación con las enzimas y descubrió el
metabolismo anormal del ácido úrico asociado
con la gota
Experimento de George Beadle y
Edward Tatum
Implicaban exponer el Moho Neurospora crassa
a rayos X, causando mutaciones. En varias
series de experimentos, demostraron que esas
mutaciones causaron cambios en las enzimas
específicas implicadas en las rutas metabólicas.
Con esto, tenían como objetivo originar
individuos mutantes incapaces de sintetizar
determinados compuestos.
Concluyeron que los genes controlan las
actividades enzimáticas y que existía un gen
diferente para cada enzima.
A partir de estas investigaciones, se pudo establecer una relación cercana entre los genes y la síntesis
de proteínas. Sin embargo, con base en el proyecto genoma humano se dedujo que nuestro ADN
está conformado por 25000 genes aproximadamente, lo que lleva a preguntarnos, ¿Cómo es posible
que con 25000 genes el cuerpo construya tan vasta cantidad de proteínas?
La respuesta está en La Síntesis Diferencial de Proteínas (investiga que es).
Diferentes mecanismos hacen que se pueda producir más de una proteína a partir de un único
gen. El splicing alternativo del ARN mensajero es un mecanismo de la célula por el cual se pueden
obtener diferentes productos proteicos a partir de un único transcrito primario de ARN mensajero.
El procesado alternativo consiste en la inclusión o exclusión de ciertos exones del ARN mensajero
de un mismo gen, la cual es un proceso regulado y permite obtener más de un producto proteico a
partir de un mismo gen. Es por esto que, aunque tengamos una cantidad determinada de genes, el
cuerpo al final va a terminar produciendo el doble o el triple de la cantidad de nuestros genes,
debido a este proceso alternativo.
Investigue las 4 características más importantes del código genético.
• Existen muchos tripletes
• El código genético es compartido por todos los seres vivos conocidos
• Es Continuo: Se da como una ristra de codones
• Al proceso de ordenamiento de aminoácidos para fabricar proteínas se le conoce como
síntesis o “traducción” de proteínas
1. Investigue: ¿Cómo llegaron los investigadores a la conclusión de que el código genético
debía ser un código de tripletes, y de qué manera lo pudieron descifrar?
El físico George Gamow en 1960 profundizó en estas ideas para deducir que el códgio genético
probablemente estaba compuesto de tripletes de nucleótidos. El razonamiento de este físico decía
que un código basado en tripletes parecía prometedor, porque dicho código permite 64 secuencias
únicas de nucleótidos más que suficientes para cubrir los 20 aminoácidos que normalmente se
usan para generar proteínas en nuestro cuerpo.
Esta hipótesis parecía lógica y se aceptó ampliamente. Sin embargo, no se había probado
experimentalmente.
A sí que en 1961 Marshall Nirenberg y sus colegas empezaron a descifrar el código genético,
haciendo dos experimentos, cuales fueron:
• Una manera de generar moléculas de ARNm artificial con secuencias específicas y
conocidas.
• Un sistema para traducir ARNm en polipéptidos fuera de la célula. El sistema de Nirenberg
estaba compuesto de citoplasma de células lisadas, las cuales contienen todos los
materiales necesarios para la traducción.
Nirenberg sintetizó una molécula de ARNm compuesta únicamente del nucleótido uracilo. Añadió
ARNm de poli-U al sistema libre de células y encontró que los polipéptidos generados estaban
compuestos exclusivamente del aminoácido fenilalanina. Vio que el único triplete en el ARNm de
poli-U es UUU, entonces concluyó que UUU podría codificar para fenilalanina. Luego demostró
otra técnica en donde el ARNm de poli-C traducía en polipéptidos compuestos exclusivamente del
aminoácido prolina, a sí que dedujo que CCC codificaba para prolina.
Otro investigador llamado Har Gobind Khorana amplió los experimentos de Nirenberg al sintetizar
ARNm artificial con secuencias más complejas y se dio cuenta que pasaba lo mismo, es decir, el
ARNm artificial que introdujo a un sistema libre de células similar al de Nirenberg se tradujo en
polipéptido y con esto oficialmente se confirmó que el código genético estaba formado por tripletes,
o codones.
El orden en el que se unen los aminoácidos determina la forma, propiedades y función de una
proteína.
Otros Elementos: Escribe los elementos que faltan, sus características y funciones.
Tenemos 20 aminoácidos que constituyen las piezas básicas para construir proteínas y se forman
en un orden la cual formen cadenas llamadas polipéptidos. La secuencia de la cadena de
aminoácidos determinará cómo se pliega el polipéptido.
Su forma al unirse es muy similar a un collar de perlas de distintos colores, donde cada perla es un
aminoácido.
Cuando se unen entre ellos y forman cadenas, éstas se repliegan y dan una forma concreta a la
proteína resultante. Dependiendo de la forma, la proteína podrá desempeñar una función u otra
dentro de la célula.
Las propiedades de una proteína son: Especificidad, solubilidad y Desnaturalización.
Funciones de proteínas:
• Enzimas: catalizan
• Transporte: Acuapurina
• Reconocimiento: Glucoproteína
• De unión: Plasmodesmos
• Receptoras: transmiten señales entre los entornos internos y externos de la célula.
https://youtu.be/Vy6VwZE6O6g
https://youtu.be/gD80Lku2tMo
¿Qué ideas extrajiste del primer enlace?
La transcripción es el paso de una secuencia génica de ADN a una secuencia de ARN y que
hay tres tipos de ARN:
• Mensajero: El que lleva el mensaje del ADN a los ribosomas
• Ribosomal: Encargado de la síntesis proteica
• Transferencia: Llevan los aminoácidos a los ribosomas
Hay tres fases:
• Iniciación: Se basa en que en el sitio promotor se van uniendo las proteínas de
iniciación, que son las ARN polimerasas I, II y III. La ARN polimerasa I se va a
encargar de sintetizar el ADN ribosómico, La ARN polimerasa II se encarga de
sintetizar el ARN mensajero y la ARN polimerasa III se encarga del ARN ribosómico 5s
• Elongación: Es la síntesis ya continuada del ARN polimerasa III y va a sintetizar sobre
la hebra de ADN 5 prima a 3 prima.
• Terminación: Puede haber dos tipos de terminación y una es cuando la horquilla de
replicación desestabiliza la estructura y libera el ADN. La otra es que hay una zona
donde una proteína se une a una determinada secuencia y determina que la ARN
polimerasa se desacople y libere el ARN que ha producido
• En las eucariotas hay proceso de maduración, solo en eucariota, la primera es que la
poli A (secuencia de mucha adenina) va a estabilizar al pre-ARNm y eliminan al ARNm
¿Qué ideas extrajiste del segundo enlace? 10 puntos.
• La traducción es la síntesis de proteínas según el código del ARNm.
• La síntesis de proteínas incluye los procesos de modificación y de direccionamiento
posteriores a la traducción
• Se comienza con una consideración del código genético, el mecanismo mediante el
cual las secuencias de bases de los ácidos nucleicos especifican las secuencias de
aminoácidos de los polipéptidos
• Una característica crítica de este proceso, es el plegamiento proteínico
• Tiene una fase previa que es que se produce ARNm
• Iniciación: Un factor de iniciación, GPT y metionil-ARNt forman un complejo que se
une a la subunidad ribosómica grande.
• Elongación: proceso catalizado por el enzima peptidil transferasa, el cual, mediante
enlaces peptídicos va uniendo aminoácidos a la cadena peptídica.
• Traslocación: Proceso de liberación del ribosoma a la superficie de los orgánulos y la
introducción de la proteína "inmadura" en su interior.
• Terminación: Lo terminan los codones stop que son: UAA, UAG y UGA
III. Investigue:
a. Algunos mecanismos de regulación que afectan la velocidad de la transcripción de
genes específicos a ARN.
El tránsito primario de un gen cuando se transcribe en el núcleo, es el ARNm una molécula inmadura
llamada pre- ARN. El pre-ARNm tiene que pasar por algunas modificaciones para convertirse en una
molécula madura de ARNm que puede salir del núcleo y ser traducida. Estas incluyen el proceso de
corte y empalme, la adición del casquete y la adición de una cola poli-A, cada uno de los cuales se
puede potencialmente regular, es decir acelerar, retrasar o alterar para dar lugar a un producto
diferente.
b. De qué depende el tiempo de vida del ARNm.
• Depende de su secuencia de bases
• Longitud de la cola poli A
• Las proteínas que se unan a él
Mencione algunos mecanismos de modificación postraduccional
• Acilación.
• Fosforilación.
• Metilación.
• Hidroxilación.
• Glicosilación.
• Glicación.
• Sulfonilación.
• Prenilación.
• Nitrosilación.
• Nitración
Conclusión
Ahora que hemos visto todo lo anterior pudimos ver y aprender que el ADN y
ARN son ácidos vitalmente importantes en todo el tema del proceso del ADN y que
siempre van agarrados de la mano, es decir, uno se complementa al otro o para
uno se necesita del otro.
Aprendimos que hay tres tipos de ARN sumamente fundamentales en la
transcripción y que, sin estos, no sería posible el proceso. Los tres tipos son:
ARN mensajero, ribosomal y de transferencia
Cabe recalcar que, el ADN contiene la información hereditaria correspondiente a
la especie, y el ARN requiere para la síntesis de proteínas la presencia de los
ribosomas en las células y que al momento de la duplicación de los cromosomas las
moléculas de ADN se abren gradualmente por los puentes de hidrógeno.
Podemos concluir que la síntesis de proteínas es anabólica, Usa una porción del
ADN (gen) y es un proceso que se hace en dos etapas (transcripción y traducción),
y para que se dé el proceso de síntesis, se necesitan:
. ATP, GTP (7.3 k/mol)
• Enzimas
• Gen
• ARN
• Aminoácidos
• Código Genético
• Ribosoma
El ADN es el material hereditario, pero en esos tiempos (1800-1950) la comunidad
científica no estaba de acuerdo con esto, ya que se pensaba que el ADN era una
molécula monótona que consistía en la repetición de un tetranucleótido y que no
podía ser esta la molécula que almacenaba la información, ya que no disponía de
variabilidad suficiente. Sin embargo, las proteínas eran muy variables y sí eran
las que podían ser el material genético.
Después de tantos investigadores y conclusiones o hipótesis, se llegó a decir que
efectivamente sí era el ADN el contenedor de la información genética de todos los
eres vivos.
Finalmente, gracias a estos investigadores se pudo llegar más a fondo lo que
contenía el ADN y lo que era capaz de hacer en todos los seres vivos.
Investigadores como Rosalind Franklin y Wilkins pudieron descubrir cómo era el
ADN característicamente y los estudios de Griffith que demostraba que las
bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso
llamado transformación.

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El ADN, la molécula de la herencia

  • 1. COLEGIO SAN AGUSTÍN Estudiante: Roshelle góndola #17 Grado: 1 1 ° C Asignatura: Biología Profesora: Farida Rodríguez Tema: El ADN, La molécula de la herencia Fecha de Entrega: 6/5/22
  • 2. INTRODUCCIÓN El ADN es el material que contiene la información hereditaria en los humanos y casi todos los demás organismos. ¿De qué está compuesto el ADN? El ADN está formado por unos componentes químicos básicos denominados nucleótidos, que se dividen en purinas y pirimidinas. Estos componentes básicos incluyen un grupo fosfato, un grupo de azúcar y una de cuatro tipos de bases nitrogenadas alternativas. Destaca funciones de las más importantes, investigadores que se tomaron mucho tiempo en descubrir esta molécula y entre muchas otras cosas más las cuales veremos en esta presente investigación. Podremos observar también la replicación del ADN que es el proceso mediante el cual se duplica una molécula de ADN, que debe duplicar su genoma para que cada célula hija contenga un juego completo de cromosomas. Esta replicación es semiconservativa, ya que cada cadena de la doble hélice del ADN funciona como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria (ya lo veremos mejor en el presente desarrollo del documento). Este proceso tiene partes muy importantes que lo complementan, así como las enzimas, que son las que aceleran el proceso. Hay varios tipos de enzimas, como la polimerasa, topoisomerasa, helicasa y entre muchas otras más. Cabe recalcar que toda palabra en biología terminada en “asa” es una enzima o proteína. También hablamos de la importancia del ARN que es el ácido nucleico que elaboran las células para nuestro organismo. Este ARN tiene tres tipos: ARN mensajero, ARN ribosomal y ARN de transferencia El mismo cumple una función importantísima llamada “síntesis de proteínas”, la cual es un proceso demasiado complejo en el que la información genética codificada en los ácidos nucleicos de los 20 aminoácidos estándar de los polipéptidos. Explicaré como los diferentes investigadores llegan a conclusiones que hacen acertada sus hipótesis sobre la síntesis de proteínas, y que dicen que el código genético está compuesto por tripletes o codones de aminoácidos. Para finalizar, cabemos resaltar que en esta investigación es sumamente importante saber todo lo que hay que realizar a cabo en nuestro organismo y que cada detalle de estos es vital de saber.
  • 3. Asignación #1 ❖ https://youtu.be/OR2EpDierCI RESUMEN: Este resumen debe incluir los puntos más relevantes del enlace que se sugiere arriba. Limítese a la sección que dice “Estructura del ADN” (25 puntos) El ADN tiene una parte central con un azúcar y un fosfato, a la que se enlazan unas moléculas llamadas bases. La desoxirribosa se refiere al azúcar, y el nucleico es el ácido formado por el fosfato y la base nitrogenada. Estas bases pueden ser de 4 tipos: A, C, T, G. Y el orden en que se combinen una después de la otra, es lo que codifica la información genética. El ADN se organiza estructuralmente en cromosomas. A nivel funcional se organiza en genes, que son piezas de ADN que generan características físicas específicas. ✓ PARTE FORMATIVA: COMPLETE CON LA INFORMACIÓN REQUERIDA. 1. Para lograr establecer la relación del DNA con la herencia, fue necesaria la participación de varios investigadores, entre ellos, los mencionados abajo, INDIQUE SU APORTE. Sea puntual, en una línea. Para resolver utilice el texto y la información de internet. ✓ Friedrich Miescher: Descubrió la primera molécula del ADN en 1869 que la encontró por medio de inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas. Y como solo la ubicó en los núcleos lo llamó Nucleína. ✓ Fred Griffith: Realizó el experimento que marca el inicio de la investigación hacia el descubrimiento del ADN como material genético. con ratones y bacterias, tratando de desarrollar una vacuna contra la neumonía. ✓ Avery, McLeod y McCarty: Demostraron que el ADN es la sustancia básica de la que se componen los genes. ✓ Phoebus Aaron Levene: Implantó la presencia del del grupo fosfato en el ADN y estableció la conexión entre los componentes azúcar-fosfato-base nitrogenada, formando lo que hoy en día se llama nucleótido. ✓ Linus Pauling: Contribuyó a la definición de la estructura de los cristales y proteínas, y fue uno de los fundadores de la biología molecular. ✓ Erwin Chargaff: Analizó el contenido molar de las bases DNA de diversos organismos y descubrió que en todos los casos la adenina + guanina es igual a tinina + citocina, o sea que las purinas son iguales a las pirimidinas. ✓ Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Ambos utilizaron la técnica de rayos X para investigar la estructura del ADN y descubrieron que las cadenas de ADN estaban formadas por una doble hélice. ✓ James Watson y Francis Crick: Publicaron la famosa estructura de la doble hélice del ADN. 2. Defina con sus palabras ADN: Material que tiene la información genética en los humanos y organismos y el responsable de la transmisión hereditaria 3. Con base en su estructura molecular, las tres funciones más importantes del ADN serían: • Participar en la síntesis de proteínas. • Contener la información genética de todos los seres vivos. • Replicación. 4. Si la estructura del ADN se asemeja a una escalera de caracol, diga: a. Que estructura ejemplifica los postes:
  • 4. Lo estructura la cadena parental que tiene esqueleto azúcar-fosfato b. Que estructura ejemplifica los escalones: Los escalones vendrían siendo las bases nitrogenadas, los nucleótidos 5. ¿La molécula de ADN se descubrió en 1953? Responde sí o no a. NO 6. Si tu respuesta es NO, di cuando se descubrió, ¿quién la descubrió y cómo lo hizo? Si la respuesta es sí, pasa a las siguientes preguntas. Se había descubierto antes en 1869 por Johan Friedrich Miescher. La encontró al inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas, y como solo la ubicó en los núcleos lo llamó Nucleína. 7. Cuáles son los nucleótidos que forman el ADN. Los nucleótidos que forman el ADN son: Adenina, Guanina, Timina y Citosina. 8. Diga el significado de y cuáles son: Purina: Son bases nitrogenadas, compuestas por dos anillos condensados de cinco y seis miembros fusionados de átomos de carbono y nitrógeno, con diferentes grupos funcionales unidos al anillo de seis miembros. Son: Adenina y Guanina Pirimidina: Son bases nitrogenadas que las células usan para elaborar los elementos del ADN y ARN, en el caso del ADN se utiliza la timina y citocina que constan de un solo anillo de seis miembros de átomos de carbono y nitrógeno. Mientras que en el ARN la timina es remplazada por Uracilo. Son: Citosina, Timina y Uracilo 9. Analice el experimento de Griffith sobre los neumococos y explique con sus palabras que significa: “El Principio Transformante” “El Principio Transformante” Por lo que yo entendí significa que cuando se realiza una mezcla de una bacteria viva (R) con otra muerta con calor (S), sustancias de la cepa S muertas con calor cambiaron a las bacterias vivas de la cepa R inocua en la cepa S mortal S, debido a que cuando una bacteria viva, en este caso la cepa R toma fragmentos de ADN de su ambiente y se incorporan en sus cromosomas pueden transformar de bacterias inocuas a mortales. 10.Analice el experimento de Hershey y Chase. Explique con sus palabras y de forma estructurada (en 5 pasos) como lo hicieron y cuáles fueron sus conclusiones: Paso 1: Forzaron a dos cultivos de fagos, para sintetizar y marcar el ADN del fago con el cual usaron fósforo radioactivo (32P) mientras que para sintetizar y marcar la proteína del fago utilizaron azufre radioactivo (35S). Paso 2: Infectaron a las bacterias por uno de los tipos de cultivo de fagos, los cuales inyectaron su material genético en las bacterias. Paso 3: Desprendieron de las bacterias los recubrimientos de los fagos de las bacterias en una mezcladora pidiéndolas a girar.
  • 5. Paso 4: Centrifugaron a las bacterias para separarlas de los recubrimientos de los fagos, los recubrimientos de baja densidad permanecieron en estado líquido, mientras que las bacterias de alta densidad se hundieron al fondo en forma de bolita. Paso 5: Midieron la radioactividad de los fagos y bacterias. Conclusiones Si las bacterias eran infectadas por fagos con proteína marcada radioactivamente, los recubrimientos de los fagos resultantes eran radioactivos, pero no la bacteria. Y si las bacterias eran infectadas por fagos con ADN radioactivo, se volvían radioactivas, pero los recubrimientos de fagos no. Las bacterias infectadas, las cuales contenían fósforo radioactivo mas no azufre radioactivo, produjeron nuevos fagos, incluso después de remover los recubrimientos proteicos, lo que demostró que le material genético era el ADN inyectado y no la proteína en el recubrimiento. 11.Qué dice el principio de complementariedad de bases de Erwin Chargaff, ¿cómo logró llegar a este. (inserte una imagen de los resultados de su experimento). El principio dice que “aunque las proporciones de cada base difieren de especie en especie, para cualquier especie dada, siempre hay cantidades iguales de adenina y timina, e iguales cantidades de guanina y citosina”. Por tanto, la cantidad de purinas siempre se encontraba en proporciones iguales a las pirimidinas. Logró llegar a esta conclusión después de analizar las cantidades de las cuatro bases en el ADN en diversos organismos como bacterias, erizos de mar, peces, seres humanos etc. 12.Cómo es la estructura del ADN, según Watson y Crick (Inserte una imagen) y mencione sus características más importantes: • Una sola cadena de ADN es un polímero que consta de muchas subunidades de nucleótidos. • El grupo fosfato de un nucleótido esta enlazado al azúcar del siguiente nucleótido en la cadena, produciendo un esqueleto de azúcar-fosfato alternados, enlazados de manera covalente. • Enlaces de hidrogeno entre pares de bases complementarias mantienen unidas a las dos cadenas de ADN, tres enlaces de hidrógeno unen guanina con citosina, y dos enlaces de hidrógeno unen adenina con timina. • Todos los nucleótidos en una sola cadena de ADN están orientados en la misma dirección. • Dos cadenas de ADN forman una doble hélice. • Su estructura es un modelo tridimensional.
  • 6. 13.Qué es el ARN y que características estructurales presenta (5 enumeradas): Inserte una imagen. Son moléculas intermediarias de ácido ribonucleico. Características 1. El esqueleto contiene azúcar ribosa. 2. Solo tiene una sola cadena. 3. Tiene la base Uracilo en lugar de timina. 4. Tiene tres tipos: ARN mensajero, de transferencia y ribosomal. 5. El ARNm transporta el código para la síntesis de proteínas desde el ADN hacia los ribosomas. El ARNt lleva aminoácidos a los ribosomas. ARN ribosomal y proteínas forman ribosomas. 14.Diga los tipos básicos de ARN y su función. Además, investiga los otros tipos de ARN que existen y su función: • ARN mensajero (ARNm): lleva el código de un gen codificador de proteína desde el ADN hasta los ribosomas. • ARN de transferencia (ARNt): lleva aminoácidos a los ribosomas y contiene el anticodón. • ARN ribosomal (ARNr): combina con proteínas para formar ribosomas, las estructuras que unen aminoácidos para formar cadenas polipeptídicas que darán origen a las proteínas. • ARN nucleolar (ARNn): se origina a partir de diferentes segmentos de ADN denominados región organizadora nucleolar. Una vez formado el ARNn se fragmenta y da lugar a los diferentes ARNr.
  • 7. • ARN largo no codificante (lncRNA): Regulan la modificación epigenética principalmente en el núcleo, regulando la transcripción de genes a nivel transcripcional mediante la modulación de la modificación de histonas o ADN, principalmente metilación y acetilación. • Small RNA: Desempeñan funciones importantes en procesos celulares como la diferenciación celular, proliferación, migración, apoptosis… o Micro ARN (miRNA): contienen alrededor de 22 nucleótidos. o ARN asociados a Piwi (piRNA): implicado en el desarrollo embrionario, mantenimiento de la integridad del ADN de la línea germinal, silenciamiento de la transcripción de transposones, supresión de la traducción, formación de heterocromatina y regulación epigenética de la determinación del sexo. o ARN interferente pequeño o small interfering RNA (siRNA): no son codificados por el ADN. Se introducen artificialmente. • ARN con actividad catalítica (ribozimas): La palabra es el resultado de unificar “ácido ribonucleico” (ARN) con “enzima”. Son capaces de llevar a cabo reacciones bioquímicas. Referencia Bibliográfica: Audesirk, T; et al. Biología. La vida en la Tierra con Fisiología. Pearson. Novena Edición Diccionario Científico
  • 8. Asignación #2 I. Parte formativa: En esta sección, resuma la parte del texto 12.4 página 206 hasta la 213. Incluya palabras claves (40 ptos) • En la década de 1850 el patólogo Rudolf Virchow se dio cuenta que todas las células provienen de células. Un proceso llamada replicación de ADN produce dos dobles hélices de ADN. • El apareamiento de bases es el cimiento de la replicación del ADN. • Para iniciar la replicación, las helicasas rompen la hélice del ADN, luego las ADN polimerasas sintetizan un polímero de ADN y relacionan bases en las cadenas parentales con nucleótidos libres complementarios. • La replicación es semiconservativa, ya que a partir de una cadena original se hace una cadena nueva • La ADN polimerasa realiza bases incorrectas una vez en cada 10 mil a un millón de pares de bases • Ningún organismo tiene ADN libre de errores • La ligasa une segmentos de ADN • La helicasa y polimerasa trabajan en conjunto II. Responda las preguntas. a. Las enzimas: Aceleran el proceso, diga sus funciones específicas y científicas. (16 ptos). a.1 DNA polimerasa: I, II, III Polimerasa I:. Se encarga de catalizar o quita los cebadores Polimerasa II: prepara al adn Exonucleasa. Destruye lo que ya no es útil Polimerasa III: Añade Se encarga de la replicación y corrección de errores a.2 DNA Topoisomerasas (girasa): Enzima que separa o desenrolla la helice de ADN y relaja la energía de separación. Enrolla Girasa: Relaja el enrollamiento Topoisomerasa II: Enrolla a.3 DNA Helicasas: Desenrollan al ADN de doble hélice para crear cadenas individuales que pueden ser copiadas por la horquilla de replicación. a.4 DNA Primasa: Sintetiza cebadores de ARN complementarios para la síntesis de ADN 10. Cebador es una secuencia corta del ARN. Tienen aproximadamente 10 núcleotidos a.5 SSBs Encargadas de la estabilización de la apertura del ADN de cadena sencilla generada por la acción de las belicosas durante la transcripción Son proteínas que se unen al ADN de hebra simple en el proceso en el proceso de replicacion del ADN a.6 DNA Ligasa: Une los fragmentos de Okazaki b. La fuente de energía: ATP y GTP. (4 puntos) ✓ Investigue si hay diferencias entre uno y otro, y en qué se asemejan. Diferencias: • La ATP es la principal fuente de vida para la célula, mientras que la GTP se utiliza ocasionalmente para transportar energía
  • 9. • El ATP está formado por una base nitrogenada unida al carbono uno de un azúcar de tipo pentosa, mientras que la base nitrogenada del GTP es la purina guanina Semejanzas • Ambas se sintetizan en las eucariotas • Están formadas por un grupo trifosfato • Ambas son nucleótidos • Portadores de energía • Lugar: Núcleo en las células eucariotas, citoplasma en las procariotas. c. Un Cebador: qué es y qué función cumple. Cuántas bases lo conforman. (4 puntos) Es una cadena de ácido nucleico que sirve como punto de partida para la replicación del ADN Permite que la ADN polimerasa III comience la síntesis de la nueva cadena de ADN, es la secuencia de inicio en la replicación de la cadena . III. En el siguiente enlace, te presento una breve explicación del proceso de replicación. https://drive.google.com/open?id=1vlIawWvYjn91pO6BiHhBslvCJw9kqJXq Una vez veas y escuches estos vídeos, vas a proceder a la siguiente asignación. • Lea con atención las indicaciones y resuelve (60 puntos) • Una vez revisado los vídeos, debe usted organizar el proceso de replicación en 6 pasos. Estos pasos deben involucrar todos los eventos entre el inicio y la terminación del proceso. • Luego, con estos pasos, elaborarás un cómic o una historieta, en 6 recuadros, lo puedes hacer con la computadora o dibujar.
  • 10. 1. Indique: a. Cómo evitan los errores en la replicación las células procariotas y eucariotas. (10 puntos) Los mecanismos que utilizan las células para corregir los errores de la replicación y reparar daños al ADN, como: • La revisión, que corrige errores durante la replicación del ADN. • La reparación de mal apareamiento, que arregla bases mal emparejadas justo después de la replicación del ADN. • Las vías de reparación de daño al ADN, que detectan y corrigen daños durante todo el ciclo celular. Durante la síntesis de ADN, la mayoría de las ADN polimerasas "comprueban su trabajo" y arreglan la mayoría de las bases mal emparejadas en un proceso llamado corrección. Inmediatamente después de la síntesis de ADN, es posible detectar y reemplazar cualquier base mal emparejada restante en un proceso llamado reparación de mal apareamiento. Si el ADN se daña, se puede reparar por varios mecanismos, que incluyen: • Reversión directa: Son algunas reacciones químicas que dañan el ADN pueden ser "deshechas" directamente por enzimas de la célula. • Reparación por escisión: Es el daño a una o unas cuantas bases de ADN se suele arreglar al eliminar (escindir) y reemplazar la región dañada. • Reparación de ruptura de la doble cadena: Se utilizan dos vías principales, la unión de extremos no homólogos y la recombinación homóloga, para reparar rupturas en la doble cadena del ADN b. Si se dan errores de duplicación, indique: i. Efectos positivos ii. Efectos negativos. Efectos positivos: • Dar a eliminar células no necesarias • Eliminación de células que pueden ocasionar problemas Efectos negativos:
  • 11. • Apoptosis • Cáncer • Mutaciones • Síndromes
  • 12. Asignación #3: Trabajo en grupo 1. ¿De acuerdo a las características que se le atribuyen al ADN, diga por qué? (8 puntos) • Es antiparalelo Se dice que el ADN tiene la característica de ser antiparalelo debido a que las dos cadenas de su hélice fluyen en direcciones opuestas, lo que significa que si una cadena va de 5’ a 3’, la otra debe ir en dirección 3’ a 5’, por lo cual el extremo 5´ de una cadena se unirá al extremo 3´ de su cadena complementaria y viceversa. • Es un ácido Se dice que el ADN es un ácido, específicamente un ácido nucleico debido a que es una secuencia de monómeros o nucleótidos y estos están formados por una base nitrogenada en el carbono 1´, una pentosa (azúcar desoxirribosa) en el carbono 3´, y un grupo fosfato en el carbono 5´, en el cual las pentosas se unen a través de un enlace fosfodiéster al carbono 3´ de una cadena con el carbono 5´ de la otra, formando ácido fosfórico. • Formado por distintos enlaces, cuáles son y entre qué moléculas se establecen • Puentes de Hidrógeno: Atracción entre un átomo de Hidrógeno con un átomo de Oxígeno o Nitrógeno (H-O o H-N) entre bases. • Enlace N-Glucosídico: Unión de un monosacárido por su grupo hidroxilo (-OH) con una molécula que contiene el grupo amino (-NH2). • Enlace Fosfodiéster: Enlace covalente entre el carbono 5' del fosfato de ese nucleótido y el grupo -OH (hidroxilo) de la pentosa en el carbono 3’ del siguiente nucleótido, formando un doble enlace éster para ir formando una cadena.. • ¿Qué significa la orientación 5´ a 3´? Significa que las secuencias de ADN se van a escribir iniciando desde el extremo 5´ (grupo fosfato unido al carbono 5´ del primer nucleótido) hasta el extremo 3´ (hidroxilo - OH unido al carbono 3´ del último nucleótido). 1. Con base en la difracción de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, diga qué características estructurales se derivaron de ella (5). (5 puntos) La estructura del ADN es: a. Larga y delgada, con un ancho de dos nanómetros. b. Es helicoidal y gira como una escalera de caracol. c. Es una doble hélice (dos cadenas de nucleótidos que se enrollan entre sí). d. Consta de subunidades repetidas. e. Probablemente los fosfatos están en el exterior de la hélice. 1. ¿Antes se pensaba que la estructura del ADN era de un tetranucleótido, por qué razón hoy día se sabe que no es así? (5 puntos) Phoebus Levene descubrió la azúcar ribosa y desoxirribosa, nombrandolos ácido ribonucleico y ácido desoxirribonucleico. Además, de identificar al grupo fosfato en su composición y que la composición entre los componentes era fosfato-azúcar-base, nombrandolo esto como nucleótido. Como también, fue el impulsor de la teoría sobre que el ADN era un tetranucleótido. Sin embargo, gracias a las investigaciones de Erwin Chargaff se sabe hoy en día que en cualquier organismo hay cantidades iguales de adenina y timina (A=T), e iguales cantidades de guanina y citosina (G=C). Contrario a lo que Levene planteaba sobre que el ADN estaba formado por 4 tipos distintos de nucleótidos. 1. Cuál es la relación entre el ADN y la síntesis de Proteínas. (3 puntos) El ADN tiene la información o el material genético para la síntesis de proteínas que permite el control del metabolismo celular, La secuencia de nucleótidos del ADN permanece con una secuencia específica de aminoácidos, es entonces cuando el ADN empieza actuar como guía de instrucciones para la síntesis proteica. 1. Inserte una imagen del “Dogma Central de la Biología”, actualizado y explíquelo.
  • 13. El “Dogma central de la biología” es un concepto que explica los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Propone que existe unidireccionalidad en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN es transcrito a ARN mensajero y que éste es traducido a proteína. Ahora, el modelo actualizado propone que así como el ADN puede ser transcrito a ARN, el ARN puede ser transcrito a ADN y las proteínas también pueden pasar a ADN. 1. ¿Qué es una Ribozima, cómo se descubrió, que función cumple? (6 puntos) Las ribozimas son moléculas de ARN con actividad catalítica, que son capaces de catalizar reacciones químicas en el interior celular así como lo hacen las enzimas proteicas. Se descubrió por Thomas Cech y Sidney Altman que vieron por primera vez, de manera independiente, la existencia de moléculas de ARN con capacidad catalítica, lo que boto por tierra el dogma de que todas las enzimas eran proteínas, Thomas Cech observó mientras estaba estudiando del ARN en el protozoo ciliado Tetrahymena Thermophila que el corte y empalme de un intrón del precursor del ácido ribonucleico ribosómico (pre-ARNr) era autocatalítico, o sea que el ARN se dividía por sí mismo, sin intervención de un catalizador proteico. Sidney Altman estudiaba las propiedades de la Ribonucleasa P que es una enzima que está en todos los organismos y es responsable de la maduración del ARNt. Esta enzima, que separa los precursores de los ARNt y libera los ARNt maduros, está formada por una subunidad proteica y una cadena de ARN. Altman y sus colegas observaron que al separar estos componentes, la subunidad de ARN podía catalizar la hidrólisis del ARNt precursor en ausencia de la subunidad proteica. 1. Sabemos que hay ADN en las mitocondrias, ¿existirá alguna diferencia con el ADN nuclear? Si la hay, ¿Cuál es esta diferencia? ¿Con respecto al mismo enunciado, diga por qué se dice que el ADN mitocondrial sólo proviene de la madre? (6 puntos) La diferencia es que en el ADN mitocondrial se hereda de la madre con un pequeño porcentaje del padre, mientras que en el ADN se hereda de los 2 progenitores, o sea de la madre y el padre. Se dice que el ADN mitocondrial sólo se hereda de la madre porque el óvulo es una célula grande que no se mueve, solo se deja llevar por las corrientes de la madre, mientras que el esperma necesita llegar hasta el óvulo y para esto se impulsa con una cola. Todas las mitocondrias del espermio están justamente en la cola generando el impulso para moverse. Cuando el por fin llega al óvulo a donar sus genes, la cola se desprende, cae y muere y con ella todas las mitocondrias que tiene en su interior, quiere decir que todas las mitocondrias del padre están muertas y no están disponibles para este proceso. 1. Una de las funciones del ADN es que es la base de la Replicación, por lo tanto, diga: Qué es la replicación: la replicación del ADN: es el proceso mediante el cual se duplica una molécula de ADN. Mediante este proceso la molécula de ADN se divide en dos o más réplicas de la primera y la última. Si el proceso de replicación fuera una receta de cocina diga: a. Cuales son los ingredientes (4) y la función de cada uno de esos ingredientes- (8 puntos) Los ingredientes de la receta vendrían siendo las enzimas, los cebadores, las fuentes de energía ATP y GTP. Las enzimas tienen diferentes funciones en este proceso, ya que son varias y cada una tiene una función diferente, entre ellas están las ligasas (forma enlaces covalentes entre el extremo 5’ de una cadena y el extremo 3’ de otra cadena), topoisomerasas (girasas) (produce cortes de doble cadena y después son unidos por las ligasas), polimerasas I (retira el ARN cebador mediante su actividad exonueótídica 5'P - 3' OH y al mismo tiempo rellena el hueco sintetizando ADN y une los dos fragmentos de Okazaki tienen que unirse) y III (que corrige todos los errores cometidos en la replicación o duplicación), primasa (sintetiza pequeños fragmentos de ARN sobre la cadena rezagada en la replicación de ADN), etc. Los cebadores permiten que la ADN polimerasa III comience la síntesis de la nueva cadena de ADN. El ATP es la principal fuente de energía para las células. Lo que significa que es crucial para cualquier proceso biológico. La función del GTP es similar a la del ATP porque también es utilizado como moneda energética. El GTP es el precursor de la base guanina en la síntesis de ADN (replicación) y en la de ARN (transcripción). b. Cuál sería el horno (lugar). (2 puntos)
  • 14. El lugar sería el núcleo en las células eucariotas y el citoplasma en las células procariotas. c. Qué condiciones debe haber en la cocina(célula) - escriba 3 de ellas. (3 puntos). La célula se tiene que haber desarrollado completamente. La célula se tiene que dividir. La célula debe duplicar su genoma para que cada célula hija contenga un juego completo de cromosomas. d. Como todo proceso biológico la replicación fue explicada a través de modelos. ¿Cuáles fueron estos, cuál es el más aceptado y por qué? (6 puntos). Se consideraron tres modelos de cómo los organismos podrían replicar su ADN el semiconservativo, conservativo y dispersivo. El más aceptado fue el semiconservativo, propuesto por Watson y Crick, consiste en que en que dos cadenas de ADN se desenrollan y sirven como molde para la síntesis de la nueva cadena complementaria, luego dan como resultado dos moléculas de ADN, cada una con una la cadena original y otra nueva. Y fue el modelo más aceptado porque Meselson y Stahl realizaron un experimento donde marcaron los diferentes modelos del ADN de las bacterias con isótopos de nitrógeno a lo largo de varias generaciones y pudieron observar mediante como se marcaban los patrones del ADN, que el modelo semiconservativo era el correcto y el más acertado. e. Cuál es el objetivo de este proceso. (3 puntos). El objetivo de la replicación del ADN es conservar la información genética, por eso pasa por el proceso de transcripción y traducción. La estructura del ADN explica y demuestra cómo el ADN se puede multiplicar y no perder su información. f. ¿Cuál es el efecto de un proceso de replicación con errores? ¿Cómo evita la célula los errores de replicación? (3 puntos). El efecto de un proceso de replicación con errores en el ADN causa daños genéticos a las células derivadas de ella. La célula evita estos errores de replicación mediante varios mecanismos, el primer mecanismo de reparación son las enzimas ADN polimerasas quienes se encargan de reparar cualquier error en la cadena cuando la abren y copian su información; si esto no soluciona el error, entra la glicosidasa quien realiza una reparación por escisión, lo que consiste en cortar la base incorrecta y colocar la adecuada; inmediatamente después de la síntesis de ADN, se puede detectar y reemplazar cualquier base mal emparejada restante mediante la reparación de mal apareamiento; y cuando todo sale mal, la célula entra en apoptosis, lo que significa muerte celular, esto ocurre cuando el daño es tal que se ejecuta automáticamente la instrucción de destruir la célula para evitar problemas. g. En referencia al tema del virus Sars Cov-2, causante de la COVID -19, indique cuál es el material genético que lo forma y cuál es el proceso que usa para su replicación. (6 puntos). El material genético del Sars Cov-2 es una cadena ARN que en la que se codifican proteínas importantes para su transcripción y replicación. El genoma RNA viral se libera al citoplasma donde se transcriben y se traducen las proteínas necesarias para la producción de las proteínas estructurales y para la replicación de su material genético. Luego el ARN, replicado se asocia con la nucleocápside y se ensambla junto con las proteínas estructurales para conformar las partículas víricas que serán liberadas de la célula infectada.
  • 15. 1. Defina e ilustre: Histonas, cromatina, gen, alelo, cepa bacteriana, bacteriófago, nanómetro, mutación, enzima. (18 puntos) Histonas: es una proteína que proporciona soporte estructural a un cromosoma. Son las proteínas más abundantes.Para que las largas moléculas del ADN quepan dentro del núcleo células, se enrollan alrededor de complejos de histonas, proporcionando al cromosoma una forma más compacta. Cromatina: es el material genético de la célula eucariota y está organizado en una estructura compleja compuesta de ADN y proteínas localizada en un compartimento especializado, el núcleo. Gen: Unidad de información (funcional y física de la herencia) en un locus de ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica un producto génico, ya sea proteínas o ARN. Alelo: Un alelo es cada una de las formas alternativas que puede tener un mismo gen y que se puede manifestar en modificaciones concretas de la función de éste. Cepa bacteriana: es una colonia de bacterias, esto significa que todas las células son de la misma especie, y es necesario transferir una pequeña colonia varias veces a sus características físicas (forma de colonia, color, tamaño, etc.).
  • 16. Bacteriófago: Los bacteriófagos, también conocidos como fagos, son un grupo de virus capaces de infectar y multiplicarse dentro de las células bacterianas y que, cuando salen, promueven su destrucción. Nanómetro: Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro, (1 nm = 10−9 m). Mutación: Cualquier cambio en la secuencia del ADN de una célula. Las mutaciones a veces se producen por errores durante la división celular o por la exposición a sustancias del ambiente que dañan el ADN. Enzima: Las enzimas son moléculas orgánicas que actúan como catalizadores de reacciones químicas, es decir, aceleran la velocidad de reacción.
  • 17. Asignación #4: Síntesis de proteínas I. Parte formativa: En esta sección, resuma la parte del texto 13.1 página 215 hasta el punto 13.4 página 226. Para este resumen o extracto, debe seleccionar y numerar las ideas más importantes de cada sub título, las ideas deben ser precisas y claras. Si desea añadir imágenes o ilustraciones siéntase en libertad de hacerlo. 13.1 ¿Cómo la célula usa la información del ADN? • El ADN es la molécula hereditaria de todas las células, las proteínas son los trabajadores celulares de una célula. • Las proteínas forman muchas estructuras celulares. Por tanto, para construir una célula, la información debe fluir desde el ADN hacia una proteína. • El ADN da instrucciones para la síntesis de proteínas vía ARN intermediarios • El ADN dirige la síntesis de proteínas a través de moléculas intermediarias de ARN. • El ARNm transporta el código para la síntesis de proteínas desde el ADN hasta los ribosomas. • El ARNm de transferencia entrega aminoácidos a un ribosoma donde se desarrollará una cadena poliptídica. Usan la energía del ATP para unir el aminoácido correcto a un extremo de la molécula. • Un grupo de tres bases llamado anticodón sobresale de cada ARNt • ARNr y proteínas forman ribosomas • Cada ribosoma cuenta de dos subunidades, una pequeña y una grande • La subunidad pequeña tiene sitios de unión para ARNm, mientras que la grande tiene sitios de unión para dos moléculas de ARNt • Las dos subunidades llegan juntas y sujetan una molécula de ARNm entre ellas • La información genética se transcribe en el ARN y luego se traduce en la proteína • La información del ADN se utiliza para dirigir la síntesis de proteínas en dos pasos llamados transcripción y traducción • En la transcripción la secuencia de bases del ARNm codifica la secuencia de aminoácidos de una proteína • En las células eucariontes, la transcripción transcurre en el núcleo
  • 18. • En la traducción se decodifica la secuencia de bases del ARNm • El código genético usa tres bases para especificar un aminoácido • Se descifró el código genético y está conformado por cuatro bases que son: Adenina, Uracilo, Guanina y Citocina • La traducción siempre empezará con el codón AUG, conocido como codón de comienzo • Codones como: UAG, UAA y UGA son codones de terminación 13.2 ¿Cómo se transcribe la información de un gen en el ARN • La transcripción consta de tres pasos: Iniciación, elongación y terminación • La transcripción comienza cuando el ARN polimerasa se une al promotor de un gen • La ARN polimerasa cataliza la síntesis de ARN y cerca de cada comienzo de un gen hay una secuencia de ADN llamada sitio promotor • El promotor consta de dos partes: Secuencia corta de base (TATAAA), que une ARN polimerasa y tiene otra que contiene uno o varias secuencias llamadas elementos de respuestas • La elongación genera una cadena creciente de ARN • La polimerasa siempre viaja a lo largo de la cadena molde a partir del extremo 3 prima • La transcripción se detiene cuando el ARN polimerasa alcanza la señal de terminación • La señal de terminación hace que la polimerasa libere la molécula de ARN completada • En eucariontes se procesa un ARN precursor para formar ARNm • Los genes eucariontes constan de dos o más segmentos • Los segmentos codificadores se llaman exones porque se expresan en la proteína • Los segmentos no traducidos se llaman intrones, ya que están dentro de un gen 13,3 ¿Cómo la secuencia de bases del ARNm se traduce en proteína? • Durante la síntesis de proteínas, un orgánulo llamado ribosoma se mueve a lo largo del ARNm, lee su secuencia de bases, y utiliza el código genético de traducir cada triplete de tres bases o codón, en su aminoácido correspondiente. • Durante la traducción. ARNm, ARNt y ribosomas cooperan para sintetizar proteínas • En el inicio el ARNt y ARN m se enlazan a un ribosoma • En la elongación los aminoácidos se agregan uno a la vez a la cadena de proteínas creciente • En la terminación Un codón stop señala el fin de la traducción 13.4 ¿Cómo las mutaciones afectan la estructura y el funcionamiento de las proteínas? • Pueden causar mutaciones cosas como: rayos ultravioletas, químicos del cigarrillo • Los efectos de las mutaciones dependen de como alteren los codones del ARNm • Las mutaciones pueden ser traslocación, inserción o de sustitución • Traslocación es cuando un fragmento de ADN se remueve de un cromosoma • Inserción ocurre cuando uno o más pares de nucleótidos se remueven de un gen • Sustitución es cuando cambia un solo par de bases en el ADN. • Luego de revisado el capítulo te invito a viajar a través del proceso de Síntesis de proteína. Para ello debemos tener claros algunos conceptos, los cuáles te invito a desarrollar: Gen: Unidad física y biológica de la herencia que contiene ADN ARN ribosomal: forman el armazón de los ribosomas y se asocian a proteínas específicas para formar las pre sub unidades ribosómicas
  • 19. ARN transferencia: es complementario del anticodón en los codones específicos en el ARN mensajero. También que lleva el aminoácido que codifica para el codón. ARN mensajero: Versión del ARN del gen que sale del núcleo celular y se mueve al citoplasma donde se fabrican las proteínas. Codón: secuencia de tres nucleótidos de ADN o ARN que corresponde a un aminoácido específico Anticodón: par de nucleótidos de tres bases muy parecido al codón, ayudan a proceder con la síntesis de proteínas mientras se unen con los codones en la cadena de ARNm. Sitio Promotor: es la secuencia que está arriba o justo al lado de la secuencia donde un gen comienza a ser transcripto. Intrones: trozos muy grandes de ARN dentro de una molécula de ARNm que interfieren con el código de los exones y están dentro del gen Exones: es la porción de gen que codifica aminoácidos y se expresan en la proteína Espliceosoma: Organelos en los cuales se producen reacciones de excisión y entrelazado que eliminan los intrones de las moléculas de ARNm precursoras II. Parte: Síntesis de Proteínas: • Investiga cual fue el aporte de Garrod. • Años después, George Beadle y Edward Tatum, desarrollaron experimentos con la Neurospora crassa, te invito a investigar cuál fue el experimento y cuáles son sus conclusiones. Aporte de Garrod Fue el primero en sugerir que los genes tenían relación con las enzimas y descubrió el metabolismo anormal del ácido úrico asociado con la gota Experimento de George Beadle y Edward Tatum Implicaban exponer el Moho Neurospora crassa a rayos X, causando mutaciones. En varias series de experimentos, demostraron que esas mutaciones causaron cambios en las enzimas específicas implicadas en las rutas metabólicas. Con esto, tenían como objetivo originar individuos mutantes incapaces de sintetizar determinados compuestos. Concluyeron que los genes controlan las actividades enzimáticas y que existía un gen diferente para cada enzima. A partir de estas investigaciones, se pudo establecer una relación cercana entre los genes y la síntesis de proteínas. Sin embargo, con base en el proyecto genoma humano se dedujo que nuestro ADN está conformado por 25000 genes aproximadamente, lo que lleva a preguntarnos, ¿Cómo es posible que con 25000 genes el cuerpo construya tan vasta cantidad de proteínas? La respuesta está en La Síntesis Diferencial de Proteínas (investiga que es). Diferentes mecanismos hacen que se pueda producir más de una proteína a partir de un único gen. El splicing alternativo del ARN mensajero es un mecanismo de la célula por el cual se pueden obtener diferentes productos proteicos a partir de un único transcrito primario de ARN mensajero. El procesado alternativo consiste en la inclusión o exclusión de ciertos exones del ARN mensajero de un mismo gen, la cual es un proceso regulado y permite obtener más de un producto proteico a partir de un mismo gen. Es por esto que, aunque tengamos una cantidad determinada de genes, el cuerpo al final va a terminar produciendo el doble o el triple de la cantidad de nuestros genes, debido a este proceso alternativo. Investigue las 4 características más importantes del código genético. • Existen muchos tripletes • El código genético es compartido por todos los seres vivos conocidos • Es Continuo: Se da como una ristra de codones • Al proceso de ordenamiento de aminoácidos para fabricar proteínas se le conoce como síntesis o “traducción” de proteínas 1. Investigue: ¿Cómo llegaron los investigadores a la conclusión de que el código genético debía ser un código de tripletes, y de qué manera lo pudieron descifrar?
  • 20. El físico George Gamow en 1960 profundizó en estas ideas para deducir que el códgio genético probablemente estaba compuesto de tripletes de nucleótidos. El razonamiento de este físico decía que un código basado en tripletes parecía prometedor, porque dicho código permite 64 secuencias únicas de nucleótidos más que suficientes para cubrir los 20 aminoácidos que normalmente se usan para generar proteínas en nuestro cuerpo. Esta hipótesis parecía lógica y se aceptó ampliamente. Sin embargo, no se había probado experimentalmente. A sí que en 1961 Marshall Nirenberg y sus colegas empezaron a descifrar el código genético, haciendo dos experimentos, cuales fueron: • Una manera de generar moléculas de ARNm artificial con secuencias específicas y conocidas. • Un sistema para traducir ARNm en polipéptidos fuera de la célula. El sistema de Nirenberg estaba compuesto de citoplasma de células lisadas, las cuales contienen todos los materiales necesarios para la traducción. Nirenberg sintetizó una molécula de ARNm compuesta únicamente del nucleótido uracilo. Añadió ARNm de poli-U al sistema libre de células y encontró que los polipéptidos generados estaban compuestos exclusivamente del aminoácido fenilalanina. Vio que el único triplete en el ARNm de poli-U es UUU, entonces concluyó que UUU podría codificar para fenilalanina. Luego demostró otra técnica en donde el ARNm de poli-C traducía en polipéptidos compuestos exclusivamente del aminoácido prolina, a sí que dedujo que CCC codificaba para prolina. Otro investigador llamado Har Gobind Khorana amplió los experimentos de Nirenberg al sintetizar ARNm artificial con secuencias más complejas y se dio cuenta que pasaba lo mismo, es decir, el ARNm artificial que introdujo a un sistema libre de células similar al de Nirenberg se tradujo en polipéptido y con esto oficialmente se confirmó que el código genético estaba formado por tripletes, o codones. El orden en el que se unen los aminoácidos determina la forma, propiedades y función de una proteína. Otros Elementos: Escribe los elementos que faltan, sus características y funciones. Tenemos 20 aminoácidos que constituyen las piezas básicas para construir proteínas y se forman en un orden la cual formen cadenas llamadas polipéptidos. La secuencia de la cadena de aminoácidos determinará cómo se pliega el polipéptido. Su forma al unirse es muy similar a un collar de perlas de distintos colores, donde cada perla es un aminoácido. Cuando se unen entre ellos y forman cadenas, éstas se repliegan y dan una forma concreta a la proteína resultante. Dependiendo de la forma, la proteína podrá desempeñar una función u otra dentro de la célula. Las propiedades de una proteína son: Especificidad, solubilidad y Desnaturalización. Funciones de proteínas: • Enzimas: catalizan • Transporte: Acuapurina • Reconocimiento: Glucoproteína • De unión: Plasmodesmos • Receptoras: transmiten señales entre los entornos internos y externos de la célula. https://youtu.be/Vy6VwZE6O6g https://youtu.be/gD80Lku2tMo
  • 21. ¿Qué ideas extrajiste del primer enlace? La transcripción es el paso de una secuencia génica de ADN a una secuencia de ARN y que hay tres tipos de ARN: • Mensajero: El que lleva el mensaje del ADN a los ribosomas • Ribosomal: Encargado de la síntesis proteica • Transferencia: Llevan los aminoácidos a los ribosomas Hay tres fases: • Iniciación: Se basa en que en el sitio promotor se van uniendo las proteínas de iniciación, que son las ARN polimerasas I, II y III. La ARN polimerasa I se va a encargar de sintetizar el ADN ribosómico, La ARN polimerasa II se encarga de sintetizar el ARN mensajero y la ARN polimerasa III se encarga del ARN ribosómico 5s • Elongación: Es la síntesis ya continuada del ARN polimerasa III y va a sintetizar sobre la hebra de ADN 5 prima a 3 prima. • Terminación: Puede haber dos tipos de terminación y una es cuando la horquilla de replicación desestabiliza la estructura y libera el ADN. La otra es que hay una zona donde una proteína se une a una determinada secuencia y determina que la ARN polimerasa se desacople y libere el ARN que ha producido • En las eucariotas hay proceso de maduración, solo en eucariota, la primera es que la poli A (secuencia de mucha adenina) va a estabilizar al pre-ARNm y eliminan al ARNm ¿Qué ideas extrajiste del segundo enlace? 10 puntos. • La traducción es la síntesis de proteínas según el código del ARNm. • La síntesis de proteínas incluye los procesos de modificación y de direccionamiento posteriores a la traducción • Se comienza con una consideración del código genético, el mecanismo mediante el cual las secuencias de bases de los ácidos nucleicos especifican las secuencias de aminoácidos de los polipéptidos • Una característica crítica de este proceso, es el plegamiento proteínico • Tiene una fase previa que es que se produce ARNm • Iniciación: Un factor de iniciación, GPT y metionil-ARNt forman un complejo que se une a la subunidad ribosómica grande. • Elongación: proceso catalizado por el enzima peptidil transferasa, el cual, mediante enlaces peptídicos va uniendo aminoácidos a la cadena peptídica. • Traslocación: Proceso de liberación del ribosoma a la superficie de los orgánulos y la introducción de la proteína "inmadura" en su interior. • Terminación: Lo terminan los codones stop que son: UAA, UAG y UGA
  • 22. III. Investigue: a. Algunos mecanismos de regulación que afectan la velocidad de la transcripción de genes específicos a ARN. El tránsito primario de un gen cuando se transcribe en el núcleo, es el ARNm una molécula inmadura llamada pre- ARN. El pre-ARNm tiene que pasar por algunas modificaciones para convertirse en una molécula madura de ARNm que puede salir del núcleo y ser traducida. Estas incluyen el proceso de corte y empalme, la adición del casquete y la adición de una cola poli-A, cada uno de los cuales se puede potencialmente regular, es decir acelerar, retrasar o alterar para dar lugar a un producto diferente. b. De qué depende el tiempo de vida del ARNm. • Depende de su secuencia de bases • Longitud de la cola poli A • Las proteínas que se unan a él Mencione algunos mecanismos de modificación postraduccional • Acilación. • Fosforilación. • Metilación. • Hidroxilación. • Glicosilación. • Glicación. • Sulfonilación. • Prenilación. • Nitrosilación. • Nitración
  • 23. Conclusión Ahora que hemos visto todo lo anterior pudimos ver y aprender que el ADN y ARN son ácidos vitalmente importantes en todo el tema del proceso del ADN y que siempre van agarrados de la mano, es decir, uno se complementa al otro o para uno se necesita del otro. Aprendimos que hay tres tipos de ARN sumamente fundamentales en la transcripción y que, sin estos, no sería posible el proceso. Los tres tipos son: ARN mensajero, ribosomal y de transferencia Cabe recalcar que, el ADN contiene la información hereditaria correspondiente a la especie, y el ARN requiere para la síntesis de proteínas la presencia de los ribosomas en las células y que al momento de la duplicación de los cromosomas las moléculas de ADN se abren gradualmente por los puentes de hidrógeno. Podemos concluir que la síntesis de proteínas es anabólica, Usa una porción del ADN (gen) y es un proceso que se hace en dos etapas (transcripción y traducción), y para que se dé el proceso de síntesis, se necesitan: . ATP, GTP (7.3 k/mol) • Enzimas • Gen • ARN • Aminoácidos • Código Genético • Ribosoma El ADN es el material hereditario, pero en esos tiempos (1800-1950) la comunidad científica no estaba de acuerdo con esto, ya que se pensaba que el ADN era una molécula monótona que consistía en la repetición de un tetranucleótido y que no podía ser esta la molécula que almacenaba la información, ya que no disponía de
  • 24. variabilidad suficiente. Sin embargo, las proteínas eran muy variables y sí eran las que podían ser el material genético. Después de tantos investigadores y conclusiones o hipótesis, se llegó a decir que efectivamente sí era el ADN el contenedor de la información genética de todos los eres vivos. Finalmente, gracias a estos investigadores se pudo llegar más a fondo lo que contenía el ADN y lo que era capaz de hacer en todos los seres vivos. Investigadores como Rosalind Franklin y Wilkins pudieron descubrir cómo era el ADN característicamente y los estudios de Griffith que demostraba que las bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.