Clase 6 Adn

Capítulo 13 Estructura y Función del ADN

Miescher Descubre el ADN 

1868



Johann Miescher investiga la composición química del núcleo



Aislo un ácido orgánico rico en fósforo



El lo llamo nucleína



Nosotros lo llamamos ADN o ácido desoxirribonucleico

Misterio del material herediatario  Originalmente se pensaba que eran una

clase de proteínas  Razones:  



Las características heredables son diversas Estas moléculas codifican para características que son diferentes Las proteínas pueden estar compuestas de 20 aminoácidos, además de que son estructuralmente diversas

Estructura del Material Hereditario  Experimentos en 1950

mostraron que el ADN es el material hereditario  Los científicos tratan de determinar su estructura  1953 - Watson & Crick proponen que el ADN es una doble hélice

Griffith Descubre la Transformación  1928  Se trata

de desarrollar una vacuna

 Se aislan dos cepas de Streptococcus

pneumoniae 



Una cepa sin cápsula de polisacáridos que fue débil (R) Una cepa con cápsula de polisacáridos que fue patogénica (S)

Griffith Descubre la Transformación 1 Ratones inyectados con bacterias desnudas de la cepa R

2 Ratones inyectados con bacterias encapsuladas de la cepa S.

3 Ratones inyectados con bacterias encapsuladas muertas mediante calor de la cepa S.

El ratón no muere y permanece sano.

El ratón contrae neumonía y muere.

El ratón no muere. No hay células vivas de la cepa S en su sangre.

4 Ratones inyectados con una mezcla de bacterias encapsuladas muertas mediante calor de la cepa S con bacterias desnudas vivas de la cepa R

El ratón muere. Se encuentran bacterias encapsuladas vivas en la sangre del ratón.

Transformación  Que sucede en este cuarto experimento?  Las bacterias desnudas vivas de las

células R fueron transformadas por el material muerto de las células S  Los decendientes de las células transformadas son también patogénicos

Oswald & Avery  Qué es el material transformado?  Extractos de células tratadas con

proteínas digeridas por enzimas pueden transformar la bacteria  Extractos de células tratadas con ADN digerido por enzimas pierden su habilidad de transformación  Concluyen que el ADN, no la proteína, transforman la bacteria

Bacteriófagos  Virus que infectan

bacterias  Consisten en proteínas y ADN  Injectan su material hereditario dentro de la bacteria

bacterial cell wall

cytoplasm

plasma membrane

Experimento de Hershey & Chase  Crean bacteriófagos marcados con: 

Sulfuro radioactivo



Fósforo radioactivo

 Los virus marcados infectan a la bacteria  Pregunta: Donde se encuentran las

marcas radioactivas después de la infección?

Reusltados de Hershey & Chase Partícula de virus marcada con 35S

El 35S permanece fuera de las células

El ADN (azul) comienza a ser inyectado dentro de la bacteria Partícula de virus marcada con 32P El ADN (azul) comienza a ser inyectado dentro de la bacteria

El 35P permanece dentro de las células

Resultados de Hershey & Chase

Resultados de Hershey & Chase

Estructura de los Nucleótidos en el ADN  Cada nucleótido consiste de: 

Desoxirribosa (azúcar en el carbono 5' )



Un grupo fosfato



Una base con un grupo nitrogenado

 Hay cuatro bases 

Adenina, Guanina, Timina, Citosina

Bases Nucleotídicas adenina (A) Es una bases con una estructura de doble anillo

timina (T) Una base con una estructura de un solo anillo

Azúcar (desoxirribosa)

guanina (G) Una base con una estructura de un doble anillo

citosina (C) Una base con una estructura de un solo anillo

Composición del ADN  Chargaff encontró que: 

El promedio de Adenina es siempre igual al promedio de Timina y el promedio de Guanina igual al de Citosina A=T y G=C

Modelo de Watson-Crick  El

ADN consiste en dos cadenas de nucleótidos

 Las cadenas corren en direcciones

opuestas  Estas cadenas se unen entre sí por

enlaces de hidrógeno entre las bases  A se une a T y

C con G

 La molécula es una doble hélice

Modelo de WatsonCrick

Diámetro uniforme de 2-nanómetros

0.34-nanómetros de distancia entre cada par de bases

Cada 3.4 nanómetros se presenta una vuelta completa en la doble hélice El modelo de Watson–Crick para la estructura del ADN es consistente con los datos bioquímicos y la difracción de rayos x.

El patrón del apareamiento de bases (A solo con T, y G solo con C) es consistente con la conocida composición del ADN (A = T, y G = C).

La estructura del ADN ayuda a explicar como éste se duplica  El ADN son dos cadenas de nucleótidos

unidas entre sí por enlaces de hidrógeno  Los enlaces de hidrógeno entre las dos

cadenas se rompen  Cada cadena original sirve como molde

para una nueva cadena

Replicación del ADN  Replicación Semi-

conservativa  Cada molécula de

ADN es la mitad “vieja” y la otra mitad “nueva”

Apareamiento de bases durante la replicación Cada cadena vieja sirve como modelo para la nueva hebra complementaria

a Una molécula de ADN con las dos cadenas de pares de bases complementarias

b Inicio de la replicación; las dos cadenas de la doble hélice se desenrrollan y se separan en un sitio específico de la molécula

c Cada cadena “vieja” se utiliza como molde para la unión de nuevas bases, de acuerdo a las reglas del apareamiento

d Las bases colocadas en cada vieja cadena se ensamblan juntas como una cadena "nueva". Cada molécula mitad-vieja, mitad-nueva del ADN es idéntica a la molécula del padre

Enzimas en la Replicación  Hay enzimas que desdoblan las dos

cadenas 

Helicasas

 La ADN polimerasa une los nucleótidos

complementarios  La ADN ligasa repara los “huecos”

Ensamblaje de Bandas ¿Porque se da una adición discontinua? Los nucleótidos pueden unirse solo cuando existe un grupo -OH libre en el carbono 3' de la banda creciente La polimerización se da de 5’ a 3’

Ensamblaje Continuo y Discontinuo Los nucleótidos pueden ser ensamblados solo en dirección 5' a 3'

Ensamblaje Continuo y Discontinuo Como Reiji Okazaki descubrió, el ensamblaje de nucleótidos es continuo sobre la cadena molde. Esto es porque la síntesis del ADN ocurre solo en dirrección 5' a 3'. En la banda complementaria el ensamblaje es discontinuo: los nucleótidos son agregados a la banda complementaria hay enzimas que reparan los “gaps” o huecos entre ellos

Reparación del ADN  Algunos errores pueden ocurrir durante la

replicación  La ADN polimerasa puede leer y corregir

esta secuencia en la cadena complementaria y, junto con la ADN ligasa, pueden reparar los errores en la banda incorrecta

Clonaje  Consiste en hacer una copia idéntica de

un individuo  Los investigadores han creado clones por

décadas  Estos clones fueron creados partir del

embrión

Clonaje

1 Una microaguja

2 La microaguja vacía el núcleo del huevo de las ovejas

4 Una chispa eléctrica estimulará el huevo para que la célula entre a la división mitótica. La primer oveja clonada

3 El DNA de la célula donante debe ser depositado en el huevo sin núcleo

Dolly: Clonada de un Célula Adulta  Se muestra como las células

diferenciadas pueden ser utilizadas para crear clones  Una célula de ubre de oveja fue

fusionada con células huevo enucleadas  Dolly es genéticamente idéntica a la

oveja que dono la célula de la ubre

Más clones  Ratones  Vacas  Cerdos  Cabras

¿Humanos?