La estructura del material hereditario

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La estructura del material hereditario
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El ciclo celular
3
El ciclo celular
mitosis
G1 gap fase de crecimiento S síntesis fase
de replicación de los cromosomas G2 gap fase
de preparación de la mitosis
G 0
diferenciación o especialización celular
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El ciclo celular la interfase
fase G1
fase G2
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La meiosis primera división división
reduccional
interfase
comienzo profase
Acontecimiento clave de la profase I meiótica
apareamiento de los cromosomas homólogos
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La meiosis primera división división
reduccional
comienzo metafase
metafase
profase
Acontecimiento clave de la metafase I
meiótica Formación de una doble placa ecuatorial
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La meiosis primera división división
reduccional
anafase
telofase y citocinesis
citocinesis terminada
Acontecimiento clave de la anafase I meiótica No
separación del centrómero
Acontecimiento clave de la telofase meiótica
Reducción del número de cromosomas a la mitad
cada cromosoma está formado por dos cromátidas.
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El ciclo celular la mitosis
anafase
telofase y citocinesis
citocinesis terminada
Resultado de la mitosis Se obtienen dos células
hijas de dotación cromosómica idéntica a la de la
célula madre (2n).
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La meiosis segunda división división
ecuacional
metafase II
profase II
citocinesis terminada
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La meiosis segunda división división
ecuacional
anafase II
metafase II
telofase y citocinesis II
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La meiosis balance
A partir de una célula madre diploide
(con 2n cromosomas)...
...cuatro células hijas haploides
(con n cromosomas).
...se obtienen...
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
17
Los cromosomas
estructura detallada
palabras claves histonas centrómero cromátida tel
ómero hebra doble hélice
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(No Transcript)
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bases nitrogenadas púricas A y G pirimídicas
C, T (para el ADN) pirimídicas C, U (para el ARN)
ADN
ARN
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1. el azúcar ribosa
b-ribosa ARN
2-desoxi-b-ribosa ADN
21
3. las bases nitrogenadas
22
(No Transcript)
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ADN ARN
azúcar desoxirribosa ribosa
bases A, G, C, T A, G, C, U
estructura hebra doble, complementaria, antiparalela y plectonémica hebra simple
localización núcleo núcleo y citoplasma
función genes ARNm, ARNt, ARNr
ARNn,
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ARN
ADN
25
Paso de hélice 34 A 10 pares de bases.
Diámetro 20 A. El código genético corresponde
a la secuencia de los tripletes de bases del ADN.
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(No Transcript)
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ARNt estructura real y extendido
Ribosoma y ARNr dentro de él
ARNm procariota y eucariota
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transcripción
traducción
replicación
ARNr
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la replicación o duplicación del ADN
Para explicar la duplicación de un ADN
bicatenario, se propusieron tres hipótesis. Todas
se basaban en la utilización de la molécula de
ADN "madre" como matriz para su replicación, pero
mediante procesos diferentes La hipótesis
semiconservativa La hipótesis conservativa La
hipótesis dispersiva
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la replicación del ADN Meselson y Stahl 1958
Para demostrar cuál de las tres hipótesis era la
correcta, Meselson y Stahl cultivaron E. coli
durante varias generaciones en un medio que
contenía 15NH4Cl como única fuente de nitrógeno
(nitrógeno pesado), de forma que el ADN
sintetizado era pesado. En un momento dado (t
0), transfirieron el cultivo a un medio que
contenía 14NH4Cl (nitrógeno normal) y a
intervalos regulares tomaron células para extraer
el ADN y analizarlo por centrifugación en
gradiente de cloruro de cesio. Esta técnica
permite separar las moléculas en función de su
densidad la densidad en el tubo aumenta
gradualmente hacia el fondo del tubo, de forma
cuanto más densas son las moléculas de ADN, más
migran hacia el fondo. Los resultados fueron los
siguientes
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la replicación del ADN Meselson y Stahl
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la replicación del ADN Meselson y Stahl
t 0 una banda abajo t 1ª generación una
banda en el medio t 2ª generación una banda en
el medio y una banda arriba
Conclusión La hipótesis correcta es la
semiconservativa cada hebra de la molécula
original sirve de matriz para la síntesis de una
hebra complementaria, de forma que tras un ciclo
de duplicación se tienen dos moléculas de ADN
híbridas, formadas por una hebra de la molécula
original emparejada con una hebra nueva.
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la replicación del ADN Meselson y Stahl -
premisas
Hay que destacar algunos puntos importantes de
este experimento. En primer lugar el hecho de que
es preciso separar los ADN en un gradiente que
permita distinguir sus muy ligeras diferencias de
densidad una "simple" centrifugación no basta.
La utilización de un gradiente de cloruro de
cesio es pues un punto fundamental del protocolo.
Además, las observaciones fueron posibles sólo
porque Meselson y Stahl habían conseguido
poblaciones de bacterias síncronas (durante
algunas generaciones).Muchos autores (y en
particular, libros de texto) omiten estos puntos
fundamentales... lo que hace perder todo sentidos
a sus conclusiones...
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• El mecanismo es similar al de los procariotas
  pero presenta dos diferencias principales
• En cada cromosoma hay varias burbujas de
  replicación que actúan simultáneamente.
• Los cromosomas son lineales tienen telómeros
  que pierden un pequeño fragmento al final en cada
  replicación y sólo permiten un limitado número de
  reproducciones celulares (reloj celular).

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Complejo mecanismo que se subdivide en dos
partes transcripción y traducción. Tiene como
objetivo la construcción de proteínas de acuerdo
a las instrucciones contenidas en el ADN (genes).
Procariotas Eucariotas
Genes Continuos (a menudo policistrónicos). Discontinuos, con intrones y exones.
ADN De fácil acceso. Asociado con histonas para formar la cromatina.
Localización Transcripción y traducción simultáneas en el citoplasma. Transcripción en el núcleo y traducción en el citoplasma.
Maduración del ARN Solamente del ARNr u ARNt En los tres tipos de ARN.
ARN polimerasa Un solo tipo de ARN polimerasa Un tipo de ARN polimerasa para cada tipo de ARN.
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(No Transcript)
37
La transcripción
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• Esencialmente similar a la de los procariotas,
  pero con dos grandes diferencias
• Mayor complejidad de los mecanimos de iniciación
  (menor accesibilidad del ADN a las polimerasas
  debido a su unión con las histonas, mayor
  cantidad de genes y necesidad de una modulación
  más complicada en organimos complejos a menudo
  pluricelulares).

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• Maduración postranscripcional del ARNm
• Adición de una cola de poli-A.
• Eliminación de intrones y pegado de los exones
  restantes (splicing). Esto permite gran
  versatilidad los ARNtp procedentes de un mismo
  gen pueden ser madurados de forma distinta en
  diferentes células de un ser vivo.

Heterohíbrido de un ARNm maduro con el ADN molde
monocatenario del que procede (TÉCNICA).
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La representación tridimensional pone de relieve
las regiones internas con apareamiento de bases.
La representación en hoja de trébol pone de
relieve los tres bucles del ARNt
cada ARNt es específico de un aminoácido
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(No Transcript)
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ADP Pi
ATP
H2O
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La traducción iniciación
Subunidad grande de un ribosoma
5
3
Subunidad pequeña de un ribosoma
44
La traducción elongación
5
3
1. fijación del aa-ARNt (aquí PHE p.ej.) al sitio
A consumo de energía
2. formación del enlace peptídico
3. translocación del complejo consumo de
energía liberación del sitio A liberación de
lARNt precedente
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La traducción elongación
5
3
46
La traducción terminación
?
5
3
disociación del complejo corte del primer aa
(f-MET) maduración de la proteína
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La traducción  Microsoft 
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Código genético
El código genético es universal y degenerado.
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CÓDIGO GENÉTICO
lectura centrífuga
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La traducción regulación de la expresión génica
La regulación de la expresión génica Jacques
Monod François Jacob 1910 - 1976 1920 -
                                                  
                                     
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La traducción regulación de la expresión génica
Los genes estructurales son transcritos a ARNm,
después traducidos en proteínas. Si todos les
genes funcionaran al mismo tiempo, eso llevaría a
un desperdicio de energía. La célula debe
reconocer y reaccionar frente a las situaciones
en las que la producción de una proteína
específica es deseable. Este fue un
descubrimiento mayor para comprender los
mecanismos de regulación génica. Trata del
análisis de la regulación del metabolismo de la
lactosa y condujo al concepto de operón.
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La traducción regulación de la expresión génica
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón lac
Modelo del operón lactosa, operón inducible en
E.coli El operón consta de los genes
estructurales Z, Y y A (a veces se nombran S1, S2
y S3), un sitio operador (O) y un sitio promotor
(P). Los genes estructurales codifican para la
síntesis de enzimas implicadas en el metabolismo
de la lactosa, a saber una b-galactosidasa una
permeasa una transacetilasa Un gen regulador (R)
situado al exterior del operón lac codifica para
una proteína llamada represora. En ausencia de
lactosa, la proteína represora tiene afinidad por
el sitio operador del operón lactosa. Esta
fijación impide la traducción de los genes
estructurales porque el sitio de iniciación que
es le sitio promotor no es accessible a la
ARN-polimerasa. En consecuencia no ay síntesis de
enzimas. Se dice que el operón lactosa esta
reprimido.
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón lac
En presencia de lactosa, la proteína represora
forma con la lactosa un complejo que ya no puede
fijarse al sitio operador. El sitio P se hace
accessible a la ARN-polimerasa, luego habrá
transcripción y traducción. Se dice que el operón
lactosa es inducido por el sustrato.
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón lac
No hay transcripción!
No hay enzimas !
Como no hay lactosa, no puede haber catabolismo
de lactosa, luego las enzimas no son necesarias
represora
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón lac
represora
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón his
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La traducción regulación de la expresión génica,
el operón his
No hay transcripción!
No hay enzimas!
No hay biosíntesis de histidina!
represora
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La traducción
regulación de la expresión génica loperador his
Estado inducido hay transcripción
represora
Estado reprimido por el efector no hay
transcripción
Hay represión por el producto de la reacción es
el caso general de las reacciones anabólicas (de
síntesis).