ADN: Molécula portadora de la información genética

Capitulo 12: ADN: Molécula portadora de la información genética

Sección 12.1 Evidencia del ADN como material hereditario

Durante las décadas de 1930 y 1940 los genetistas le prestaron poca atención al ADN convencidos de que el material genético debía ser una proteína.

-En 1928 se observo un tipo de cambio genético permanente en las propiedades de una cepa de células muertas eran atribuidas a una cepa de células vivas a esto se le llama transformación. Se sugiere entonces la hipótesis de que alguna sustancia química era transferida de las bacterias muertas a las células vivas y provocaba la transformación. (Figura 12-1 para información en el experimento)

-En 1944 se causo lisis a células S y separaron el contenido en lípidos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Y se intento transformar células R vivas en células S, estos solo transformaron en presencia de los ácidos nucleicos.

-En 1952 se determino la importancia del ADN en la reproducción viral. Fue vista por muchos como una demostración del ADN como material hereditario. (Figura 12-3 para información en el experimento)

Sección 12.2 La estructura del ADN

-Los científicos no aceptaban el ADN como material genético hasta que Watson y Crick en 1953 propusieron un modelo para su estructura. Ellos utilizaron la información que ya se tenía y no realizaron experimentos ni recopilaron datos.

-El ADN está compuesto por nucleótidos que consisten en la azúcar pentosa deoxiribosa, un fosfato y una base nitrogenada (Adenina, Guanina, timina y citosina).

-Las purinas son Adenina y guanina y las piridinas citosina y timina.

-Los carbonos de un azúcar se distinguen por medio de símbolos prima (´). La base nitrogenada esta unida al carbono 1´ y el fosfato al carbono 5´.

-El carbono 3´esta unido al 5´fosfato del azúcar adyacente. (Enlace 3´,5´fosofdiester)(Figura 12-4). Por lo tanto la cadena de nucleótidos lleva una dirección 5´-3´. Donde el carbono 5´ está unido a un fosfato el 3´ a un grupo OH-.

-Las Reglas de Chargraff establecen que la cantidad de Adenina es igual a la de timina y la de guanina a citosina.

- En el modelo de Watson y Crick, los grupos azúcar fosfato de las dos cadenas forman la parte externa de la hélice. Las bases que pertenecen a las dos cadenas se asocian por pares complementarios a lo largo del eje central de la hélice. Las razones de los patrones repetitivos de las mediciones de 0.34 nm y 3.4 nm son fácilmente evidentes a partir del modelo: cada par de bases esta exactamente a 0.34 nm de los pares de bases adyacentes arriba y abajo. Debido a que exactamente 10 pares de bases están presentes en cada vuelta completa de la hélice, cada vuelta constituye 3.4 nm de longitud. Para ajustar los datos, las dos cadenas se deben enlazar en direcciones opuestas, por lo tanto, cada extremo de la doble hélice debe tener una cadena expuesta al fosfato 5´ y la otra debe estar expuesta al grupo hidroxilo 3´ (OH). Debido a que las dos cadenas corren en direcciones opuestas, son anti paralelas entre si.(Figura 12-8)

-Además se determino que el ancho de la doble hélice es de 2.0nm. Esto resulto ser compatible con las reglas de Chargraff, se concluyo que cada ¨escalera¨  tenía una purina y una pirimidina así al sumar sus anchos se alcanzaría 2.0nm, dos purinas serian más que 2.0nm(2.4nm) y dos pirimidinas serian menos(1.6nm).

-Al emparejarse la Adenina con la timina o Guanina con Citosina se forman enlaces de Hidrogeno. Otras combinaciones no favorecen esta propiedad. Entre Adenina y Timina se forman 2 enlaces de Hidrogeno y entre Guanina y Citosina 3.

-Se sugiere que la secuencia de bases en el ADN almacenan la información genética. Como cada molécula de ADN contiene millones de nucleótidos se puede almacenar gran cantidad de información.

Sección 12.3 Replicación del ADN

-El modelo sugirió que debido a que el par de nucleótidos entre si se complementan, cada cadena de la molécula de ADN podría servir como una especie de guía o plantilla para la síntesis de la cadena opuesta. Simplemente sería necesario que los enlaces de hidrogeno entre las dos cadenas se rompan y las dos cadenas se separen. Cada cadena de la doble hélice se podría aparear con los nuevos nucleótidos complementarios para sustituir a su par faltante. El resultado sería dos dobles hélices de ADN, cada una idéntica a la original y que consiste en una cadena original de la molécula progenitora y una cadena complementaria recién sintetizada. Este tipo de copia de información se denomina replicación semiconservativa, debido a que la célula conserva una de las dos cadenas de la doble hélice y transmite la otra a la nueva célula.(Figura 12-10 para ver otras hipótesis y entender la semiconservativa)(Figura 12-11 para ver como determinaron eso)

-Conociendo esto se dio a conocer la capacidad del ADN de mutar. Las mutaciones o cambios genéticos, puede surgir en los genes y transmitirse de generación en generación. Una mutación seria un cambio en la cadena de bases complementarias. Existen enzimas encargadas de eliminar errores(al final del resumen se explica mas) hay una tasa de error de 1 en mil millones de nucleótidos.(Figura 12-12)

- La replicación del ADN comienza en sitios específicos de la molécula del ADN, llamados los orígenes de replicación, donde se desenrollan pequeñas secciones de la doble hélice. Las ADN helicasas son enzimas desestabilizadoras de la hélice que se unen al ADN en el origen de replicación y rompen los enlaces de hidrogeno, causando la separación de las dos cadenas. Estas enzimas actúan en aquellas regiones de la cadena que presentan mayor concentración de puentes de hidrogeno dobles, esto es entre las bases complementarias tipo Adenina-timina (A=T o T=A), porque requieren menos energía (dos moléculas de ATP) que donde hay enlaces triples.

- Ambas cadenas de ADN se replican al mismo tiempo en el punto de unión entre las cadenas separadas, que es una estructura en forma de

Y llamada tenedor de replicación. La helicasa viaja a lo largo de la hélice, abriendo la doble hélice como una cremallera durante el movimiento del tenedor de replicación.

- Una vez que las enzimas ADN helicasas separan las cadenas, una proteína SSB o ligante de ADN monocatenario, realiza la unión de las cadenas simples de ADN y las estabiliza, no permite que se cree una nueva doble hélice hasta que las cadenas terminan su replicación.

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