GENÉTICA
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Empezamos el tercer trimestre fuerte con: GENÉTICA!!! Y por eso fuese poco en esta página no veremos solo un tema... sino 2!!! Por tanto vamos a abarcar bastante contenido, comencemos:
Antes de empezar cabe resaltar que el ADN es el portador del mensaje genético; de quien ya se empieza a saber a principios del S.XX se sabía que los genes están en los cromosomas formados por ADN y proteínas. Llegando más adelante a conclusiones como que las funciones de los genes son:
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almacenar y conservar la información genética
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trasmitir, expresar y regular genes
Primero debemos un hecho en concreto, y es que en 1970, Crick enunció el dogma central de la biología molecular. En él, se describe el paso del ADN a proteínas. Así, se comienza con la replicación del ADN, la transcripción para dar lugar a ARN, y por último, la traducción para dar lugar a proteínas.
La replicación o duplicación del ADN se da en el núcleo, que es donde se encuentra el material genético. Y es diferente según se de en células procariotas o eucariotas:
DUPLICACIÓN EN PROCARIOTAS
ESTAPAS EN LAS QUE SE DIVIDE:
INICIACIÓN : desenrollamiento y apertura de la doble hélice, en el punto oriC.
Primero : intervienen las helicasas que facilitan la apertura de la doble hélice , rompiendo los puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas
Segundo: actúan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrollamiento.
Tercero: actúan las proteínas SSB que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.
ELONGACIÓN : síntesis de dos nuevas hebras de ADN.
Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5
Estas pueden tener dos funciones : exonucleasa y polimerasa .
La ADN polimerasa no puedo iniciar de 0 , por lo que necesita un cebador facilitado por la primasa
La cadena 3´-5´es leída por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas ( cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no puede ser leída directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos ( fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´y que más tarde se unen , gracias a la ADN ligasa . Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta.
CORRECCIÓN DE ERRORES : durante la replicación se producen errores al aparear mal las bases , entonces la ADN polimerasa I , actúa con función exonucleasa y elimina los nucleótidos mal apareados.
DUPLICACIÓN EN EUCARIOTAS
Es similar a la replicación en procariotas , pero con alguna diferencia :
Se crean burbujas de replicación de manera simultánea en varios puntos , ya que las moléculas de ADN son muy largas Hay 5 tipos de ADN polimerasas Los cromosomas se encuentran asociados a histonas , que también se duplican. Al eliminar el último cebador , es necesario un extremo hidroxilo 3´ libre donde iniciar un nuevo fragmento .Los fragmentos de Okazaki son más pequeños .
-----TRANSCRIPCIÓN O SÍNTEIS DEL ARN----
Las etapas del proceso son:
Iniciación : la ARN polimerasa II reconoce una señal de inicio y se une a un cofactor que permite su unión a una región del ADN llamada promotor, la cual posee una secuencia TATA o CAAT . Todo el conjunto se denomina complejo de iniciación de la transcripción
Elongación: la ARN polimerasa recorre la hebra de ADN hacia su extremo 5´ sintetizando una hebra de ARNm en dirección 5´-3´, al ir añadiendo ribonucleótidos .
( En eucariotas se añade en el extremo 5´una capucha ).
Terminación: La ARN polimerasa reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final , el ADN vuelve a su forma normal y el ARNm queda libre.
Procariotas : la señal de terminación es una secuencia de bases palindrómicas , formada por G y C seguidas de T , que origina un ARN en bucle
Eucariotas : Una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína . La señal de corte es AAUAA , al final se añade en el extremo 3´una cola poli-A.
Una vez duplicado el ADN y transcrito a ARN , la información se traduce en el citoplasma , ya que en el se realizará la síntesis de proteínas
----- TRADUCCIÓN O EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO----
La traducción implica "descodificar" un mensaje del ARN mensajero (ARNm) y utilizar su información para construir un polipéptido o cadena de aminoácidos. En un ARNm, las instrucciones para construir un polipéptido vienen en grupos de tres nucleótidos llamados codones.
En la traducción, los codones de un ARNm se leen en orden 5´ - 3´ mediante moléculas llamadas ARN de transferencia o ARNt. Cada ARNt tiene un anticodón, que es un conjunto de tres nucleótidos que se une a un codón de ARNm correspondiente a través del apareamiento de bases. El otro extremo del ARNt lleva el aminoácido que especifica el codón.
Los ARNt se unen a los ARNm dentro de una estructura de proteína y ARN llamada ribosoma. A medida que los ARNt entran a los espacios en el ribosoma y se unen a los codones, sus aminoácidos se unen a la cadena de polipéptidos creciente en una reacción química. El resultado final es un polipéptido cuya secuencia de aminoácidos refleja la secuencia de codones en el ARNm.
Este proceso se divide en 3 etapas :
Iniciación de la cadena proteica : la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen e un codón iniciador , AUG . Entra en el sitio P un aminoacil -ARNt , que lleva unido el aminoácido f-Met en bacterias y Metionina en eucariotas .
Elongación : alargamiento de la cadena proteica , el segundo ARNt entra y ocupa el sitio A , se forma un enlace peptídico entre entre el aa del sitio A y P , este proceso está catalizado por la enzima peptidil-transferasa .Se produce la translocación , ya que el primer ARNt abandona el ribosoma y el segundo se mueve ocupando el sitio P y dejando el A libre .
Terminación : se inicia cuando llega al ribosoma en un lugar del ARNm un codón de terminación (UAA, UAG, o AGA) y entra en el sitio A. Estos son reconocidos por factores de liberación que interfieren con la enzima que normalmente forma los enlaces peptídicos, hacen que agregue una molécula de agua al último aminoácido de la cadena y esta reacción separa la cadena del ARNt, y la proteína que se acaba de formar se libera.
Una cosa me ha faltado resaltar, y es que el ADN se puede sintetizar de dos formas, ambas las cuales vamos a estudiar brevemente a continuación porque se explican con detalle en el esquema general:
IN VITRO=
Se realiza gracias al experimento con E.COLI ( que explico en el esquema general) con una ADN-polimerasa que necesita: desoxirribonucleótidos-5'-trifosfato, Mg2+ y ADN.
Esta enzima lee la hebra molde (sin modificar) 3'-5', y forma una 5'-3'; enganchando piezas en el extremo 3' (cebador).
IN VIVO=
En 1968 se descubren los fragmentos de Okazaki los cuales son sintetizados al principio por la ARN-polimerasa y , después son continuados por la ADN-polimerasa, en dirección 5´–>3´sobre las regiones de la hebra patrón.
Ahora nos adentraremos en una teoría, la teoría " Un gen una enzima", pero antes de ello os dejo unas fotos sobre mis apuntes de un video que vimos en clase para expandir nuestra información sobre la traducción de proteínas:
Y ahora ya si, pasamos a otro apartado, la teoría " un gen una enzima" trata de lo siguiente:
La hipótesis "un gen, una enzima" establece que cada gen codifica una sola enzima. Sir Archibald Garrod, un médico británico, fue el primero en sugerir que los genes tenían relación con las enzimas. Beadle y Tatum confirmaron la hipótesis de Garrod con estudios genéticos y bioquímicos del moho del pan Neurospora.
Una vez llegados a este punto debemos conocer ciertos términos como por ejemplo:
¿Qué es el código genético? ¿Qué es la hipótesis del operón?
El código genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico.
Sus características son:
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Es universal ( exc. mitocondrias y protozoos ).
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Disposición lineal cada 3 nucleótidos Un codón de iniciación AUG y tres de terminación UAG , UAA ,UGA .
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Está degenerado
Todas las células de un organismo pluricelular, excepto los gametos, poseen la misma información genética. Ahora bien, no todos los genes se encuentran activos durante el ciclo celular. Muchos genes no actúan nunca y otros actúan sólo en determinados momentos, pudiendo permanecer durante largos periodos de tiempo inactivos.
OPERÓN LAC
La ß-galactosidasa rompe en la lactosa el enlace O-glucosídico entre la galactosa y la glucosa . Si no hay lactosa en el medio, el gen represor se une al operador y no se puede leer ; pero si añadimos lactosa al medio, al cabo de unos pocos minutos los niveles de ß-galactosidasa suben hasta alcanzar las 5000 moléculas por célula aproximadamente y de esta manera no se une al operador. Aparecen además otras dos enzimas: la ß-galactósido-permeasa que facilita la absorción de la lactosa a través de la membrana plasmática de la célula y la ß-galactósido-transacetilasa, necesaria para el metabolismo de la lactosa.
¡ YA HEMOS TERMINADO CON UNA PARTE DEL TEMARIO! ¡ TODO LO QUE RESPECTA AL DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR!
Quédate al final de la página para ver el esquema general de este apartado; pero ahora vamos a continuar con otra parte de la génetica para problematizar con ella y entenderla mediante leyes.
De esta manera ahora podemos entender la herencia y los caracteres de los genes, así como que unos son dominantes sobre otros dejando a los otros como recesivos, al igual que esto puede no ocurrir y que sea herencia intermedia.
Profundizando ya en teoría aparece un personaje importante, MENDEL.
Mendel fue un biólogo que descubrió los mecanismos de herencia cruzando guisantes efectuados en el jardín, y le permitió elaborar las tres leyes de herencia o leyes de Mendel, gracias a las que serían explicadas posteriormente por el padre de la genética experimental moderna, el biólogo estadounidense Thomas Hunt Morgan.
La primera ley de Mendel nos dice que cuando se cruzan dos variedades puras de una misma especie, los descendientes son todos iguales.
La segunda ley afirma que al cruzar entre sí los híbridos de la segunda generación, los descendientes se dividen en cuatro partes de las cuales tres heredan el llamado carácter dominante y una el recesivo.
La tercera ley termina diciendo que en el caso de las dos variedades de partida difieran entre sí en dos o más caracteres, cada uno de ellos se transmite con independencia de los demás.
Gracias al impulso que estas leyes causaron en la investigación de la genética, hoy día podemos hacer problemas de genética para entender la herencia; por ello vamos a hacer una pausa para ver algunos de mis problemas resueltos ( están en sucio lo siento mucho pero bueno, son apuntes igualmente)
PROBLEMAS
GENÉTICA
El siguiente punto lo voy a resumir bastante porque es de lo más importantes, las clonaciones.
La clonación es la obtención de organismos genéticamente idénticos originados por reproducción asexual o por escisión artificial.Puede ser de diversos tipos:
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Clonación de plantas: provocada por células totipotentes.
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Clonación de animales: como pasa con la oveja Dolly cuyo proceso se llevó a cabo por la transferencia nuclear somática.
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Clonación terapéutica: pretende tratar enfermedades y regenerar tejidos.
Seguimos con... LAS MUTACIONES:
MUTACIONES
son alteraciones del material genético que se pueden clasificar dependiendo de muchos criterios: según las células a las que afecte, según la extensión del material genético, según su efecto y por último según su origen.
Por otro lado, el cáncer se produce cuando un grupo de células no responde a los controles de purificación y diferenciación celular y se reproduce aceleradamente. El conjunto de células que resulta, dañan los tejidos y emigra a otros órganos, dando lugar al proceso denominado metástasis.
Dentro de las mutaciones hay varios tipos, cada uno explicado con su respectivo esquema:
Relacionado con este punto están los agentes mutágenos, que son las posibles causas de las mutaciones, que pueden ser físicos (radiaciones no ionizantes, radiaciones ionizantes) y químicos (modificaciones de las bases nitrogenadas, sustitución de una base por otra análoga e intercalación de moléculas)
VENGA QUE YA QUEDA POCO!!! De hecho, vamos a cerrar con el cáncer.
El cáncer consiste en una proliferación descontrolada de células. Si el tumor está localizado y no se ha extendido por el resto de órganos se llamará tumor benigno, mientras que si no tiene los límites bien definidos y crece destruyendo tejido vecino, es un tumor maligno y si establece colonias en otros órganos se llamará metástasis. Las células cancerosas tienen una proliferación rápida, pueden migrar a otros órganos, alterar la adhesión celular y su capacidad de movimiento, invadir los tejidos vecinos y poseen unas proteínas de membrana diferentes.
Las causas del cáncer son génicas, víricas y producidas por sustancias químicas o físicas.
Según las causas génicas distinguimos tres conceptos:
- Protooncogenes: son los genes implicados en el crecimiento y diferenciación celular.
- Antioncogenes: genes normales que inhiben la proliferación descontrolada de las células.
- Oncogenes: son las versiones alteradas de los protooncogenes y antocogenes.
Los virus que pueden producir cáncer se denominada virus oncogéncios
Los agentes cancerígenos que producen la transformación de los protooncogenes y anticogenes en onocogenes son el hollín, el tabaco,...
Y hasta aquí el tema de genética, pero antes debes observar los esquemas generales del dogma de la biología molecular, donde explico todo de manera clara y estructurada:
ESQUEMAS GENERALES
Todos los stickers como estos son la galería de wix
