¿Qué es el Genoma, en qué difiere el genoma en procariotas con el genoma eucariota?

Taller Genética Microbiana

Leidy Carolina Monroy Giraldo                                                                                ID:1017238118

1. Defina en sus propias palabras qué es un gen

Un gen es un pequeño fragmento de ADN, que almacena la información hereditaria de los seres vivos y codifica secuencias de aminoácido de las proteínas

2 . . ¿Qué es el Genoma, en qué difiere el genoma en procariotas con el genoma eucariota?

Genoma: Es el conjunto de genes que tiene un organismo.

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3. ¿Cuáles son los mecanismos que permiten que se transmita la información genética?

• Replicación: El ADN se duplica formando dos hélices dobles.
• Transcripción: Transferencia de la información al ARN.
• Traducción: A partir  del ADN se trascribe una secuencia de bases especificas en el mARN, esta secuencia determina la secuencia especifica de los aminoácidos

4. ¿Hacia qué dirección se da la replicación y transcripción genética, y por qué se da en ésta dirección?

La transcripción y la replicación se dan en un sentido 3’-5’ porque la ARN polimerasa solo  sintetiza en este sentido.

5. ¿Cuál fue el experimento que permitió llegar a la conclusión de que el ADN es Semiconservativo y qué significa éste descubrimiento?

En 1958 1958 se obtuvo un apoyo para la teoría de la replicación semiconservativa del ADN gracias a una serie e experimentos llevados a cabo por Matthew Meselson y Frank Atahl,en los cuales el ADN fue marcado con isotopos que alteraron su densidad. Se hizo crecer E.coli en medios de cultivo  que contenían el isotopo pesado del nitrógeno ( en lugar de isotopo normal ,mas ligero .Consecuentemente el ADN de estas bacterias contenía   y era más pesado que el de  las bacterias crecidas en .Este ADN pesado se podría separar del ADN que contenía  por centrifugación de equilibrio en un gradiente de densidad de CsCl.Esta posibilidad de separar el ADN pesado    de ADN ligero   permitió estudiar la síntesis de ADN .Se transfirieron de E.coli que habían crecido en el medio    a un medio que contenía  , y se permitió replicarse una vez mas. Se extrajo su ADN y se analizó por centrifugación en un gradiente de densidad CsCl.Los resultados de este análisis indicaron que todo el ADN pesado había sido reemplazado por ADN de nueva síntesis con una densidad intermedia entre el de las moléculas de ADN  pesada   y ligera  .El significado es que durante la replicación las dos hebras de ADN parental pesado  se separan y sirven de moldes para la síntesis de hebras hijas de ADN ligero, produciendo moléculas de doble hebra de densidad intermedia. Este experimento proporciono evidencia directa de la replicación semiconservativa, subrayando la importancia del apareamiento complementario de bases entre las hebras de la doble hélice. [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

El ADN es semiconservativo porque las dos cadenas de nucleótidos que forman la doble hélice de ADN se conservan y sirven de molde para la síntesis de dos hebras complementarias. Con este experimento se pudo conocer que la replicación de ADN da como resultado dos moléculas de ADN ,en las que cada una de ellas conserva una cadena antigua, y la otra es nueva.

6. ¿Qué teoría dio lugar al código genético?

La hipótesis del triplete

A mediados de la década de 1950, el médico George Gamow amplió este paradigma y dedujo que probablemente el código genético estaba compuesto de tripletes de nucleótidos. En otras palabras, él propuso que un grupo de 3 nucleótidos sucesivos en un gen podrían codificar un aminoácido en un polipéptido.

El razonamiento de Gamow era que incluso un código de dobletes (2 nucelótidos por aminoácido) tampoco funcionaría, puesto que solo permitiría 16 grupos ordenados de nucleótidos, insuficientes para representar los 20 aminoácidos que normalmente se usan para generar proteínas. No obstante, un código basado en tripletes parecía prometedor: dicho código permite 64 secuencias únicas de nucleótidos, más que suficientes para cubrir los 20 aminoácidos.

Nirenberg, Khorana y la identificación de codones

La hipótesis de tripletes de Gamow parecía lógica y se aceptó ampliamente. Sin embargo, no se había probado experimentalmente y los investigadores seguían sin saber cuales eran los tripletes de nucleótidos correspondientes a cada aminoácido.

En 1961 se comenzó a descifrar el código genético con el trabajo del bioquímico estadounidense Marshall Nirenberg. Por primera vez, Nirenberg y sus colegas fueron capaces de identificar los tripletes específicos de nucleótidos que correspondían a aminoácidos en particular. Su éxito se debió a dos innovaciones experimentales:

• Una manera de generar moléculas de ARNm artificial con secuencias específicas y conocidas.
• Un sistema para traducir ARNm en polipéptidos fuera de la célula (un sistema "libre de células"). El sistema de Nirnberg estaba compuesto de citoplasma de células lisadas de E. coli, las cuales contienen todos los materiales necesarios para la traducción.

Primero, Nirenberg sintetizó una molécula de ARNm compuesta únicamente del nucleótido uracilo (llamada poli-U). Al añadir ARNm de poli-U al sistema libre de células, encontró que los polipéptidos generados estaban compuestos exclusivamente del aminoácido fenilalanina. Puesto que en el ARNm de poli-U solo hay tripletes UUU, Nirenberg concluyó que UUU debía codificar para fenilalanina. Usando la misma técnica, demostró que el ARNm de poli-C se traducía en polipéptidos compuestos exclusivamente del aminoácido prolina, lo que sugería que el triplete CCC podría codificar para prolina.

Otros investigadores, como el bioquímico Har Gobind Khorana de la Universidad de Wisconsin, extendió los experimentos de Nirenberg al sintetizar ARNm artificiales con secuencias más complejas. Por ejemplo, en un experimento, Khorana generó un ARNm de poli-UC (UCUCUCUCUC…) y lo añadió a un sistema libre de células similar al de Nirenberg. El ARNm de poliUC se tradujo en polipéptidos con un patrón alternante de los aminoácidos serina y leucina. Estos y otros resultados confirmaron sin ambigüedad alguna que el código genético estaba formado por tripletes, o codones. Hoy en día sabemos que el codón UCU codifica serina y que CUC codifica leucina.

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