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- 1. ESPECIALIDAD: EDUCACIÓN INICIAL ESTUDIANTE: SANDRA LUISA AGREDA IZAGUIRRE SECCIÓN: A TEMA: ADN-ARN- DOGMA CENTRAL NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
- 2. ADN
- 3. HISTORIA •Gregor Mendel • La historia de la investigación genética comenzó con Gregor Mendel el "padre de la genética". Realizado un experimento con plantas en 1857 que llevó a un creciente interés en el estudio de la genética. • Murió en 1884, pero sus experimentos aún forman la base de la genética y dieron una idea clara de la herencia.
- 4. Friedrich Miescher y Richard Altmann • Friedrich Miescher (1844-1895) descubrió una sustancia que se llamó "nucleínas" en 1869. Más tarde aisló una muestra pura del material que ahora se conoce como ADN de esperma de salmón, y en 1889 su pupila, Richard Altmann, denominó "ácido nucleico". Esta sustancia se encontró que sólo existen en los cromosomas.
- 5. FREDERICK GRIFFITH • En 1928, el bacteriólogo británico Frederick Griffith llevó a cabo una serie de experimentos con ratones y bacterias Streptococcus pneumoniae. Griffith no intentaba identificar el material genético, sino en realidad trataba de desarrollar una vacuna contra la neumonía. En sus experimentos, Griffith utilizó dos cepas de bacterias relacionadas, conocidas como R y S
- 6. • CEPA R: Cuando se cultivan en una caja de Petri, las bacterias R formaban colonias, o grupos de bacterias relacionadas, que tenían bordes bien definidos y un aspecto rugoso (de ahí la abreviatura "R"). Las bacterias R no eran virulentas; es decir, al inyectarse en un ratón no causaban enfermedad. Cepa S: Las bacterias S forman colonias redondas y lisas (la abreviatura "S" es por la palabra "smooth" en inglés). La apariencia lisa se debía a una envoltura de polisacárido, a base de azúcares, que producían las bacterias. Esta capa protegía a las bacterias S del sistema inmunitario del ratón, por lo que resultaban virulentas (capaces de causar enfermedad). Los ratones a los que se les inyectaban bacterias S vivas desarrollaban neumonía y morían.
- 7. • Como parte de sus experimentos, Griffith inyectó bacterias S muertas por calor en ratones (es decir, bacterias S que se calentaron a altas temperaturas, lo que causó la muerte de las células). Como era de esperarse, las bacterias S muertas por calor no enfermaron a los ratones. • Sin embargo, los experimentos tomaron un giro inesperado cuando inocuas bacterias R se combinaron con las inofensivas bacterias S muertas por calor y se inyectaron en un ratón. El ratón no solo desarrolló pnenumonia y murió, sino que cuando Griffith tomó una muestra de sangre del ratón muerto, ¡encontró que contenía bacterias S vivas! • Griffith concluyó que las bacterias de la cepa R debían haber tomado lo que él llamó "principio transformante" de las bacterias S muertas por calor, que les permitió "transformarse" en bacterias con cobertura lisa y volverse virulentas.
- 9. OSWALD AVERY, COLIN MACLEOD Y MACLYN MCCARTY • Estos investigadores extrajeron la fracción activa (el factor transformante) y, mediante análisis químicos, enzimáticos y serológicos, observaron que no contenía proteínas, ni lípidos no ligados, ni polisacáridos activos, sino que estaba constituido principalmente por "una forma viscosa de ácido desoxirribonucleico altamente polimerizado", es decir, ADN. El ADN extraído de las cepas bacterianas S muertas por el calor lo mezclaron "in vitro" con cepas R vivas: el resultado fue que se formaron colonias bacterianas S, por lo que se concluyó inequívocamente que el factor o principio transformante era el ADN.
- 10. Rosalind Franklin, James Watson y Francis Crick • Rosalind Franklin, James Watson y Francis Crick propusieron en 1953 el modelo de la doble hélice de ADN para representar la estructura tridimensional del polímero
- 11. DEFINICIÓN DEL ADN • El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.
- 12. FUNCIÓN DEL ADN • La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN.
- 13. ESTRUCTURA PRIMARIA • Secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases. Estructura DEL ADN
- 14. Estructura secundaria • Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en la difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, según la cual la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas.Es una cadena doble. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas
- 15. Estructura terciaria • Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. • Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas • En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en orgánulos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos. • En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza no histónica
- 16. Estructura cuaternaria • La cromatina presente en el núcleo tiene un grosor de 300 Å, pues la fibra de cromatina de 100 Å se enrolla formando una fibra de cromatina de 300 Å. El enrollamiento de los nucleosomas recibe el nombre de solenoide. Dichos solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando así los cromosomas.
- 17. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL ADN • Apariencia.- las moléculas del ADN se encuentran formadas de dos cadenas que se encuentran repletas de los denominados nucleótidos.
- 18. • Conformación.- El ADN se encuentra conformada de substancias como son: ácido fosfórico, por una desoxirribosa y por una base nitrogenada que se subdivide en dos partes: adenina (A) y guanina (G)y en otras dos pirimidínicas denominadas Citosina(C) y timina(T). Por lo que su estructura está hecha de dos cadenas largas de nucleótidos
- 19. • Función.- contener la información genética hereditaria de la célula Herencia.- Es el nombre que se le da a las características que se transmiten en la información contenida en la cadena del ADN. Pruebas.- Las pruebas de paternidad actual, se basan en el estudio, lectura y manejo del ADN o DNA, y este explica en forma clara y casi indubitable si una persona tiene o no parentesco con otra, en términos científicos, es mediante el ADN. Usos y manejo.- El ADN, es una forma idónea para realizar el reconocimiento de los padres, pero existe otro uso que se ha cuestionado mucho, como el de la clonación.
- 20. TIPOS DE ADN • ADN CROMOSÓMICO Este refiere al ADN que almacena la información genética de la célula a la cual pertenece. Se encuentra situado específicamente donde se encuentre la célula, por ejemplo, en las células procariotas se ubica en el citoplasma, y en las células eucariotas en el núcleo celular.
- 21. ADN RECOMBINADO O RECOMBINANTE Refiere al conjunto de técnicas empleadas para manipular las moléculas de ADN, con el fin de producirlas artificialmente y unidas de manera in vitro. Las cadenas que conforman el ADN provienen de dos tipos de organismos distintos. Al añadir una nueva cadena a un organismo se modifican algunos rasgos y se logran crear nuevos rasgos. Estos ADN combinados son muy empleados al momento de crear vacunas, en tratamientos de fertilidad, es experimentos de clones, o al tratar un tipo de enfermedad
- 22. ADN MITOCONDRIAL Es el ADN que se encuentra en orgánulos de la célula mitocondrias –que proveen energía a la célula-. El ADN logra reproducirse semiautomáticamente cuando se divide la célula eucariota. Este ADN forma nucloides presentando variados tamaños. Este tipo de ADN pasa de la madre a su descendiente, solo interviniendo las mitocondrias que están contenidas en el óvulo que se desprende al momento del espermatozoide fecundarlo.
- 23. ADN FÓSIL Refiere al ADN de ciertos fósiles, donde para calcular su antigüedad del mismo, se lleva a cabo una reacción de polimerasas en cadena, que da paso al estudio de todos los registros moleculares del ADN. ADN SUPERENROLLADO Este tipo de ADN es fácil de reconocer, el cual se muestra de forma enrollada o se mantiene girada en si mismo. Esta forma que toma dicho ADN, se debe a una tensión originada en la molécula que puede ser negativa o positiva para el organismo.
- 24. • Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano. • Los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a existir en la forma apropiada. CROMOSOMAS
- 25. • Los cromosomas vienen en pares. Normalmente, cada célula en el cuerpo humano tiene 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), de los cuales la mitad proviene de la madre y la otra mitad del padre.
- 26. • Dos de los cromosomas, el X y el Y, determinan si usted nace como niño o como niña (sexo) y se denominan cromosomas sexuales. • Las mujeres tienen 2 cromosomas X. • Los hombres tienen un cromosoma X y uno Y. • La madre le aporta un cromosoma X al hijo, mientras que el padre puede contribuir ya sea con un cromosoma X o con un cromosoma Y. Es el cromosoma del padre el que determina si el bebé es un niño o una niña. • Los cromosomas restantes se denominan autosómicos y se conocen como pares de cromosomas del 1 al 22.
- 27. El gen es considerado la unidad de almacenamiento de información genética y unidad de la herencia genética, pues transmite esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de ambas cromátidas de los cromosomas y ocupan, en el cromosoma, una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie se denomina genoma. Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular. GENES
- 28. • Cada una de las células del cuerpo humano contiene entre 25.000 y 35.000 genes. Los genes llevan información que determina nuestros rasgos, es decir, aspectos o características de cómo somos y que nos trasmiten nuestros padres (los heredamos de ellos). • Por ejemplo, si tanto tu padre como tu madre tienen los ojos verdes, lo más probable es que heredes ese rasgo de ambos. O, si tu madre es pecosa, es posible que tú también lo seas por haber heredado ese rasgo de ella. Los genes no solo son propios de los seres humanos: los tienen todos los animales y todas las plantas.
- 31. ARN
- 32. HISTORIA • Los ácidos nucleicos fueron descubiertos en 1867 por Friedrich Miescher, que los llamó nucleína ya que los aisló del núcleo celular. • Más tarde, se comprobó que las células procariotas, que carecen de núcleo, también contenían ácidos nucleicos. Friedrich Miescher
- 33. Severo Ochoa • El papel del ARN en la síntesis de proteínas fue sospechado en 1939. Severo Ochoa ganó el Premio Nobel de Medicina en 1959 tras descubrir cómo se sintetizaba el ARN.
- 34. Robert W. Holley En 1965 Robert W. Holley halló la secuencia de 77 nucleótidos de un ARN de transferencia de una levadura, con lo que obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1968
- 35. Carl Woese En 1967, Carl Woese comprobó las propiedades catalíticas de algunos ARN y sugirió que las primeras formas de vida usaron ARN como portador de la información genética tanto como catalizador de sus reacciones metabólicas (hipótesis del mundo de ARN).
- 36. Walter Fiers En 1976, Walter Fiers y sus colaboradores determinaron la secuencia completa del ARN del genoma de un virus ARN (bacteriófago MS2).
- 37. • En 1990 se descubrió en Petunia que genes introducidos pueden silenciar genes similares de la misma planta, lo que condujo al descubrimiento del ARN interferente. • Aproximadamente al mismo tiempo se hallaron los micro ARN, pequeñas moléculas de 22 nucleótidos que tenían algún papel en el desarrollo de Caenorhabditis elegans. El descubrimiento de ARN que regulan la expresión génica ha permitido el desarrollo de medicamentos hechos de ARN, como los ARN pequeños de interferencia que silencian genes. • En el año 2016 se tiene prácticamente por comprobado que las moléculas de ARN fueron la primera forma de vida propiamente dicha en habitar el planeta Tierra (Hipótesis del mundo de ARN).
- 38. DEFINICIÓN DEL ARN • El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariontes como en los eucariontes, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). • El ARN se puede definir como la molécula formada por una cadena simple de ribonucleótidos • El ARN celular es lineal y monocatenario (de una sola cadena), pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
- 39. • Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente. • Cada nucleótido está formado por tres componentes: • Un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) llamada ribosa • Un grupo fosfato • Una base nitrogenada, que puede ser • Adenina (A) • Citosina (C) • Guanina (G) • Uracilo (U) ESTRUCTURA
- 40. Apareamiento doble En el ARN se presentan muchas otras formas de apareamiento, de las cuales la más ubicua es el apareamiento wobble para la pareja G-U. Éste fue propuesto por primera vez por Crick para explicar el apareamiento codón-anticodón en los tRNAs y ha sido confirmado en casi todas las clases de RNA en los tres dominios filogenéticos
- 41. • El azúcar del RNA es la ribosa y no la desoxirribosa. • La timina se sustituye por uracilo en lo referente a las bases nitrogenadas. La timina posee un grupo metilo en el C-5, mientras que en el uracilo se sustituye por un H. Las otras bases son comunes al DNA, adenina, guanina y citosina. • Las moléculas de RNA son generalmente monocatenarias. • Hay presencia de un grupo hidroxilo en la posición 2' del azúcar ribosa. Esto diferencia a RNA de ADN y hace el ARN adopte una geometría de un formulario en lugar de la forma B más comúnmente observados en el ADN. • La cadena simple del ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tiene muchas veces importancia funcional
- 42. CLASES DE ARN •ARN MENSAJERO (ARNm) • Consiste en una molécula lineal de nucleótidos, cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN • El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. • Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos codones. Son los ARN más largos y pueden tener entre 1000 y 10000 nucleótidos
- 43. ARN RIBOSOMAL (ARNr) Este tipo de ARN una vez transcripto, pasa al nucléolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas. Aproximadamente dos terceras partes de los ribosomas corresponde a sus ARNr
- 44. ARN TRANSFERENCIA (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene aprox. 75 neuclótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol pegada Se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar al aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos anticodón
- 45. DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN
- 46. DOGMA CENTRAL
- 47. Dogma central • Luego de haber postulado la teoría de la doble hélice junto a Watson, Crick, comenzó a preguntarse como podía ser el material genético el portador del gran código humano, y a su vez expresarlo sintetizando proteínas, ¿como lo hacia? ¿Cual era la ruta? ¿De que manera llegaba a fabricar proteínas si es que se encuentra dentro del núcleo y las proteínas son sintetizadas fuera del núcleo? ADN ¿ ? PROTEÍNAS
- 48. • El mejor candidato, era el ARN, debido a que presentaba una estructura muy similar al ADN y era capaz de hacer su ruta para encontrarse fuera del núcleo y por lo tanto, realizar este trabajo. En otras palabras, la incógnita había sido encontrada. • Esto, fue denominado con El Dogma central de la biología molecular, lo cual en definitiva postulaba que el ADN generaba una copia similar a él la cual era transportada hacia el citoplasma y ahí daba origen a las proteínas.
- 50. REPLICACIÓN • Es el mecanismo por el cual el ADN se duplica • De una molécula de ADN, se obtienen dos totalmente idénticas • siempre se conserva una de las hebras madre en la molécula hija • Se da por acción de enzimas en la mitosis o meiosis
- 51. TRANSCRIPCIÓN • Proceso por el cual se transfiere la información del ADN a un ARN • Existen diferentes tipos de ARN , ARNm, ARNr, ARNt • Se obtiene un ARN de cada gen cromosómico • Sucede por acción enzimática dentro del núcleo
- 52. TRADUCCIÓN • Proceso por el cual se traduce una hebra de ARNm en una proteína • Los aminoácidos se traducen mediante codones de 3 bases de ARNt • Estos codones de ARNt se unen al ARNm, acoplando los aminoácidos • Sucede en el citoplasma, mediante ribosomas conformadas de ARNr