Psicobiolog

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Tema VI Bases moleculares de la herencia
La síntesis de proteínas No entra Tipos de
mutaciones génicas No entra Errores metabólicos
No entra Regulación de la expresión génica No
entra
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Bases moleculares de la herencia

• La genética molecular
• Ha dado sentido al factor hereditario mendeliano
• Ha esclarecido el nexo de unión entre genotipo y
  fenotipo
• Almacenamiento
• Transmisión
• Expresión

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La naturaleza del material hereditario

• Un poco de historia
• El gen debería ser algo que almacenara
  información, se pudiera copiar y pudiera
  experimentar cierta capacidad de cambio
• Primer candidato proteínas
• Principios del siglo XX (Griffith) factor
  transformante
• 1944. Avery, MacLeod y McCartey ADN?factor
  transformante
• Chargaff equivalencia 11
• Wilkins análisis cristalográfico del ADN

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Ácido desoxirribonucleico (ADN)
BASES

• Púricas Adenina y Guanina
• Pirimidínicas Citosina, Timina-Uracilo

• Secuencia de nucleótidos (fosfodiester) en dos
  cadenas (doble hélice)
• Espiral azúcares y grupos fosfatos Interior
  bases nitrogenadas
• Unión entre cadenas puentes de hidrógeno

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Complementariedad
Adenina Timina (uracilo) Citosina Guanina

Timina (uracilo) Adenina Guanina Citosina
Complementariedad entre cadenas
Complementariedad entre bases
La complementariedad es la base de la
equivalencia 11
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Duplicación del ADN

• La complentariedad de las bases hace posible la
  duplicación del ADN
• La replicación del ADN es semiconservativa
  (Meselson y Stahl, 1958)

Duplicación del ADN y actividad enzimática

• Complejo enzimático de duplicación (ADN
  polimerasa)
• Principio de complementariedad
• Múltiples sitios de inicio de replicación en
  eucariotas

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La expresión génica información en acción

• Relación herencia-metabolismo
• Hipótesis un gen, una enzima el gen es la
  secuencia de nucleótidos del ADN que codifica la
  naturaleza y el orden de los aminoácidos de una
  enzima. Polipéptidos. Genes estructurales

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Dogma central de la Biología
Crick (1970) dogma central de la Biología. Flujo
de la información ADN al servicio de la división
celular?replicación ADN al servicio de la
síntesis de proteínas?expresión génica
Ampliación del dogma central de la Biología
Algunos virus transportan la información
genética en forma de ARN y expresan sus genes
haciendo copias de ADN o traduciendo directamente
un polipéptido
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La Transcripción
El ADN no sale del núcleo Cuando hay que fabricar
un polipéptido se crea una copia en forma de ARN,
este proceso se llama transcripción El ARN
contribuye a sintetizar las proteínas en los
ribosomas
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• Proceso catalizado por la enzima ARN polimerasa
• Región promotor del ADN (T,A). Separación de
  hebras de ADN. ARN polimerasa. Principio de
  complementariedad (en ARN U por T). Dirección
  5?3. Región secuencia de fin. Reactuación de la
  ARN polimerasa
• No todas las secuencias de nucleótidos del ADN
  codifican polipéptidos ARNr, ARNt

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Maduración del ARN

• En eucariotas modificación del ARNm una vez
  sintetizado
• Transcrito primario intrones (no codificantes) y
  exones (codificantes)
• Maduración proceso de corte y empalme?ARNm
  maduro que codifica un polipéptido
• El ARNr y ARNt, también sufren maduración

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El código genético

• Cómo codifica la secuencia de nucleótidos del
  ADN o del ARNm la secuencia de aminoácidos de un
  polipétido? Código genético
• Símil del alfabeto y el lenguaje
• El alfabeto del código genético está
  constituido por cuatro letras A, C, T/U y G.
  Las palabras (aminoácidos), por las
  combinaciones entre bases. El lenguaje
  (polipéptidos), por las combinaciones entre
  palabras (aminoácidos)
• Son combinaciones de cuatro bases, tomadas de
  tres en tres, las que codifican los veinte
  aminoácidos. Cada una de esas combinaciones
  constituye un triplete (ADN) o codón (ARNm)

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El triplete (ADN) y el codón (ARNm)

• Cada combinación de tres bases (codón) codifica
  un aminoácido
• Algunos codones codifican órdenes exactas de
  comienzo y fin de la traducción de un polipéptido

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Alanina Asparagina Aspartato Cisteina Glutamato Fe
nialanina Glicina Histidina Isoleucina Lisina Leuc
ina Metionina Asparagina Prolina Glutamato Arginin
a Serina Treonina Valina Triptofano Tirosina
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Propiedades del código genético

• Es redundante algunos aminoácidos vienen
  codificados por más de un codón
• No existe la superposición un nucleótido no
  puede pertenecer a más de un codón
• La lectura es lineal y continua se inicia en AUG
  y se lee de tres en tres hasta un codón de
  término
• Es universal todos los seres vivos utilizan el
  mismo código. Parentesco

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Traducción

• Proceso por el cual se sintetiza en forma de
  secuencia de aminoácidos la información existente
  en los codones del ARNm atendiendo a las reglas
  del código genético
• Tiene lugar en los ribosomas
• ARNt ácido ribonucleico con una estructura
  tridimensional concreta que lleva asociado un
  aminoácido en su extremo carboxilo y presenta un
  anticodón complementario al codón del ARNm

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La mutación motor de la evolución
Variaciones al azar, perjudiciales y
beneficiosas, del material genético que se
producen durante los procesos de replicación y
que se transmiten a la siguiente generación
Cambio permanente del material genético no
debido a la segregación independiente de los
cromosomas o a la recombinación producida
durante la meiosis
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• Fuentes de mutación
• La propia replicación del ADN
• Agentes mutágenos
• Radiaciones electromagnéticas (ionizantes y no
  ionizantes)
• Agentes químicos (ácido nitroso)

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• Células afectadas
• Sexuales. Importancia evolutiva
• Somáticas (mutación somática). Importancia
  ontogenética. Envejecimiento

Tipos de mutaciones Genómicas. Cromosomas
completos Génicas. Un solo gen Cromosómicas.
Varios genes en un cromosoma
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Organización del ADN el cromosoma eucariótico

• El ADN es una larga molécula constituida por
  pares de bases que se encuentra organizada
  tridimensionalmente para ocupar un espacio
  dentro del núcleo celular
• La organización del ADN varía en función del
  grado de condensación. El máximo nivel de
  condensación lo manifiesta durante la metafase en
  forma de cromosomas. El mínimo nivel durante la
  interfase en forma de cromatina

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El nucleosoma

• Unidad básica de condensación del ADN (146 PB).
  Cuentas de rosario
• Unión del ADN a proteínas estructurales de la
  familia de las histonas

La fibra de 30 nm

• Siguiente nivel de organización del material
  hereditario
• Mayor grado de condensación
• Menor espacio ocupado

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Niveles superiores de organización
Fibras 30 nm
Cromosoma metafásico
ADN
Cromatina más condensada
Nucleosomas
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Estados de condensaciónde la cromatina

• La cromatina presenta estados heterogéneos de
  compactación del ADN relacionados con el grado de
  expresión génica
• Eucromatina empaquetamiento menor
• Heterocromatina más condensada

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Repetitividad en el ADN

• En la secuenciación de la molécula de ADN,
  existen diferentes grados de repetitividad de
  secuencias concretas de pares de bases
• 10. ADN altamente repetitivo secuencias muy
  cortas que se repiten millones de veces.
  Aparentemente no se transcriben. Centrómeros y
  telómeros
• 20. ADN moderadamente repetitivo secuencias más
  largas que se repiten miles de veces.
  Transcripción (ARNr, anticuerpos, etc) y no
  transcripción
• 70. ADN único o escasamente repetitivo.
  Codifican genes estructurales. Intrones. Exones
  secuencias reguladoras (regulación de la
  expresión génica)