¿Sabes lo que ocurre con tu propia Información?

Integrantes:•Bryan Artigas•Aarón Burgos•Mosíah González•Pablo Riquelme•Leonardo Vidal

Tras las pista de nuestra información genética

Introducción

• En el día a día la gran mayoría de personas vive en la despreocupación o ignorancia de lo que ocurre con lo que lo hace único, con que es tan sorprendente como desconocido. La Información Genética.

• Los invitamos a conocer los sorprendentes procesos que ocurren con nuestro material genético, desde la replicación ADN hasta la síntesis de Proteínas.

• Cada célula tiene en su núcleo la información genética que se trasmite fielmente a sus células hijas durante la mitosis.

• Los genes se expresan originando las proteínas las que contribuyen al origen del fenotipo(el color de pelo) que esta determinado por :

FENOTIPO = GENOTIPO + AMBIENTE• Es decir, la información genética, la regulación de

su expresión y los estímulos que provienen del ambiente determinarán el momento y cantidad en que se producen las proteínas.

¿Qué es el material Genético?

El Material genético corresponde a una molécula que debe cumplir

1. Capacidad de auto duplicación 2. Capacidad de almacenar información3. Capacidad de variar la información El material genético puede estar presente en células

eucariontes o procariontes como esta demostrado en la siguiente tabla:

Criterio ADN PROCA. ADN EUCARIONTE

Moléculas 1 VARIAS

Histonico No Si

Ubicación Citoplasma Núcleo

Replicación Bidireccional Semi-Conservativa

• Anteriormente nos referíamos a ADN.

• El ADN es un polímero; estos están constituidos por monómeros, en este caso por 4. Estos son los nucleótidos. Si uno toma conciencia de estos es sorprendente que solo la combinación de 4 nucleótidos sea responsable de todas las características hereditarias de los seres vivos

Nucleótido de ADN

Base Nitrogenada Azúcar Grupo

Fosfato

Pirimidinas(1) Purinas(2) Desoxirribosa

•Citosina•Timina

•Guanina•Adenina

Empaquetamiento del ADN• Cabe destacar que el diámetro

del núcleo es pequeño y no alcanza para contener la totalidad del material genético. El ADN se asocia con proteínas histonicas,(Muy básicas, esto les permite unirse al ADN y que este se enrolle en ellas) lo que permite su compactamiento. El ADN se pueden encontrar en dos estados:

• Eucromatina: Laxo• Heterocromatina: Compactado

¿Cómo se llego a la existencia del ADN?

• A continuación hablaremos sobre los descubrimientos de 2 científicos.

1. En 1928 Friedrich Griffith realizo un experimento llamado Transformación Bacteriana en el que descubrió que el fenotipo se puede alterar al transportarse la molécula de la herencia de una bacteria a otra.

2. En 1944, Oswal Avery se propuso identificar la molécula de la herencia. Para eso aisló diferentes tipos de Moléculas de una cepa y analizo su efecto al añadirlas al medio de otra cepa. Su resultado fue que el acido desoxirribonucleico(ADN) fue el único que produjo lo ya visto en la transformación Bacteriana.

Veamos mas a fondo en que consistió la Transformación Bacteriana

Estructura del ADN• A continuación conoceremos

la organización del ADN.• Todo esto descubierto

gracias a los experimentos de Watson y Crick:

1. El ADN es una molécula de Doble Hebra

2. Estas se unen por medio de las bases nitrogenadas complementarias.

3. Las Bases están unidas mediante Puentes de Hidrogeno. ( 2 o 3)

Los Genes Conozcamos mas de estos:

• Estos son segmentos de ADN ubicados en lugares específicos (Locus)

• Los cromosomas son portadores de los genes

• Cada gen puede estar representado por mas de un alelo , pueden existir variantes de un mismo gen.

• ¿A que se refiere con variantes de un gen ?

Los genes se encuentran formados por secuencias de nucleótidos , los alelos difieren en la secuencias de estos.

Estas diferencias pueden dar origen a proteínas similares pero que difieren en su composición de aminoácidos.

La duda sobre el flujo de Información genética

• Como hemos visto anteriormente la información genética para la síntesis se encuentra contenida en los genes y estos a su vez en el núcleo. No obstante la síntesis se realiza en el citoplasma , lo que creaba la duda ¿ Como la información genética contenida en los genes se trasladaba al citoplasma ?

• Mas adelante se descubrió una molécula de acido nucleído similar al ADN y se llamo ARN

El Acido Ribonucleico (ARN)S /D Criterio ARN ADN

S B. Nitrogenada

A – C – G A – C – G

S Molécula Acido Nucleído

Acido Nucleído

D Pirimidina C - U C – T

D Ubicación Citoplasma Núcleo

D Función Molde para síntesis de Proteínas

Contenedor de los Genes

D Azúcar Ribosa Desoxirribosa

D Estructura Hebra Simple

Doble Hebra

El Flujo de Información Genética

• Debido a los descubrimientos relacionados con el flujo de la información genética se enuncio el llamado Dogma central de la biología Molecular.

• La única excepción de esta regla son los retrovirus que en el proceso de transcripción inversa sintetizan ADN doble hélice tomando de molde su ARN.

Continuidad del Material GenéticoLa importancia de la replicación del ADN :1. Asegura la continuidad de

la informacion genética durante el crecimiento y reparación de tejidos

2. Asegura la continuidad de la informacion genética de padres a hijos.

3. Ha sido posible la continuidad de la vida desde los organismo antiguos a los actuales.

Replicación y Reparación del ADNAcciones durante las diferentes etapas•G1: La célula evalúa su tamaño y estado del ADN•S: Se replica el ADN•G2: Se repara el ADN , esto reduce probabilidad que un error se produzca en células hijas y reduce errores en una célula embrionaria

Corrección del ADN:Se corrige por la acción del ADN Polimerasa y otras enzimas de replicación. Estas pueden corregir errores en la secuencia del ADNSi los errores no son corregidos ocurren mutaciones

• ¿Qué ocurre si se altera el material genéticos ?

• El material genético puede ser alterado por el azar o por factores externos que pueden ser físicos, químicos o biológicos. A estas alteraciones se les llama mutaciones.

• Las mutaciones pueden ser positivas, como la variabilidad; o negativas que son las enfermedades. Entre estas están las enfermedades hereditarias(anemia falciforme), enfermedades metabólicas(albinismos), enfermedades genéticas(cáncer) y enfermedades congénitas (labio leporino).

Mecanismos de la replicación • Existen tres mecanismos

que explican la replicación y estos son: Replicación conservativa, semiconservativa y dispersiva.

La semiconservativa logra fundamentar la replicación, consiste en que cada molécula de ADN esta formada por una hebra original que sirve de molde para sintetizar esta nueva molécula.

La replicación es Bidireccional A modo de ejemplo

Esto quiere decir que a partir que de un punto de origen se replican ambas hebras de ADN.En los organismos Eucariontes existen varios puntos de origen de replicación esto ocurre siempre en el sentido 5` 3`

Presentaremos una hebra de ADN con su hebra complementaria .

Proceso de Replicación

1. El proceso de replicación se inicia con la des condensación de ADN

2. La separación de las hebras es posible por acción de la enzima Helicasa y Girasa.

3. La principal enzima que cataliza la replicación es la ADN polimerasa

4. En los seres vivos no todas las replicaciones son iguales.

Transcripción del mensaje de los genes

• El proceso comienza sintetizando una molécula de ARN a partir de ADN, esto es conocido como transcripción. Este proceso es posible gracias a la participación de varias enzimas. Para que se inicie la transcripción deben existir señales al interior de la célula que indiquen qué genes deben expresarse.

• Por ejemplo:• Si un gen está formado

por 205 nucleótidos el ARN que se sintetiza en la traducción estará formado por una molécula complementaria de 205 nucleótidos. Esta debe experimentar algunas transformaciones antes de salir del núcleo, una vez hecho esto se denomina ARNm.

Inicio de transcripción

• Se inicia con la descondensación de la cromatina. Luego actúan la girasa y la helicasa, después las proteínas especiales (factores de transcripción) se unen a región llamada TATA. Siguiente a eso la enzima ARN polimerasa inicia la lectura del ADN y síntesis del ARN complementario, desde la secuencia de nucleótidos TAC hasta uno de los siguientes trinucleotidos: ATT, ACT o ACT.

Maduración del ARNm Este se caracteriza por la

eliminación de segmentos llamados intrones los cuales son eliminados por enzimas especiales.

Los segmentos participantes en el proceso son los exones, los cuales se empalman.

Otra modificación ocurrente en este proceso es la poliadenizacion, que es la adición de una cadena de adenina por lo que se forma la cola poliA.

Código genético• En los seres vivos existen

proteínas propias de la especie las cuales se forman a partir de veinte aminoácidos diferentes. Cada aminoácido esta codificado por secuencias de tres nucleótidos en el ARNm, llamados codones.

• Los codones están formados por 3 nucleótidos ya que por esto es posible la codificación de los 20 aminoácidos

• Los anticodones se forman por 3 nucleótidos, pero estos son los complementarios a los de los codones.

• El código genético tiene características, como por ejemplo., degenerado, universal, etc.

Síntesis de Proteínas • Luego que el ARNm a madurado y

salido del núcleo, tiene lugar la traducción. Esta ocurre en los Ribosomas, que tienen dos subunidades , una grande y una pequeña.

• A través del ribosoma se desplaza la molécula de ARNm a la vez que se leen sus codones.

• Se pueden observar poli ribosomas.

• El primer codón leído es el AUG y la traducción termina el los codones UAA, UGA O UAG

• A continuación presentaremos los Mecanismos de Traducción.

Iniciación

Alargamiento Terminación

Conclusiones1. El ADN es el responsable de la transmisión genética,

por lo tanto debe ser capaz de Replicarse para conservar su información.

2. El ADN si bien es esencial, sólo es una de las tantas moléculas que permiten la conservación de la información genética (entre ellas ARNm, ARNt, ARNr).

3. En un comienzo teníamos la idea de que mutación traía sólo consecuencias negativas, no obstante descubrimos que estas también son favorables.

4. Si bien lo cromosomas poseen muchos genes no todos se expresan, quedando estos en un misterio, uno mas de los tantos que envuelven la información genética.