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BIOMOLÉCULAS ACIDOS NUCLEICOS PROFESOR ELIANA X. NARVAEZ PARRA Bióloga M.Sc. UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FISICAS Y NATURALES BIOCIENCIAS I MEDICINA-16181 Facultad de Ciencias  Exactas Físicas y Naturales UDES
GEN É TICA Cromosomas Genes Determinan productos proteicos Macromolécula en forma de doble hélice (ADN) Material hereditario que se transmite de una generación a otra. Información codificada en subunidades “nucle ó tidos”
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Acción génica en una célula eucariota . El flujo de información genética es de ADN a ARN y proteína.
Acción génica en procariotas vs eucariotas
ACIDOS NUCLEICOS ,[object Object],[object Object],[object Object],ADN
Doble hélice del ADN Apareamiento de bases en el ADN
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La estructura del ADN refleja su función: Según la orientación antiparalela de las hebras de ADN y las reglas que  rigen su emparejamiento se deduce: Cada hebra funciona como un molde para la síntesis de su cadena complementaria: Secuencia de bases en dirección  5’  3’    AAGGCTGA Su complementaria es:  3’  5’   TTCCGACT
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],CARACTERISTICAS DEL ADN
Phoebus Levene Erwin Chargaff ESTRUCTURA DEL ADN ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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REPLICACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO     ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Replicación de ADN
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[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Síntesis de las hebras de ADN
Horquilla de replicación, dirección de la replicación. Enzimas exonucleasas eliminan los cebadores.
Dogma central de la genética La información fluye de ADN a las proteínas. La replicación del ADN ocurre una vez en cada ciclo celular durante la fase S; la transcripción y  traducción ocurren repetidamente a través de toda la interfase del ciclo celular.   ARN   Transcripción   Traducción Replicación  ADN   Proteínas
TRANSCRIPCIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA   Transcripción y traducción. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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Codones del ARN mensajero Etapas del proceso de transcripción
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Código genético ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],C Ó DIGO GEN É TICO
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Subunidades de los ribosomas
Traducción. Etapa de iniciación.
Traducción. Etapa de elongación.
Traducción. Etapa de terminación.
ARN de transferencia ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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ARN ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ARN Presenta una estructura primaria similar al ADN: ADN  ARN Azúcar Desoxiribosa  Ribosa Bases nitrogenadas Timina (T)  Uracilo (U) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ARN nuclear (ARNn) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
ARN  de transferencia (ARNt) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ARN mensajero ARNm Modificaciones en los extremos de un ARNm eucariota ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ARN viral (ARNv)
  ESTRUCTURA DEL ADN Estructura primaria del ADN Está determinada por la secuencia de nucleotidos. Este orden es lo que se transmite de generación en generación (herencia). P 3’ 5’ A P C 5’ P G 3’ 5’ P 3’ 5’ T T 5’ P 3’ 3’ OH
Estructura secundaria Corresponde al modelo de Watson y Crick: la doble helice.  Las dos hebras de ADN estan unidas por los puentes hidrógenos entre las bases.  Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina. Los  pares de bases  adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, hay 10  pares de bases   por cada vuelta de la hélice.
Estructura terciaria En Procariotas y los organelos eucariotas ( mitocondrias y cloroplastos )  el ADN se encuentra como una  doble cadena (de cerca de 1 mm de longitud),  circular y cerrada (cromosoma bacteriano). No posee las histonas del cromosoma  eucariota, posee proteínas, poliaminas, iones magnesio que cumplen la funcion de  enrollamento. El cromosoma bacteriano se encuentra altamente  condensado y ordenado (" supercoiled " o superenrrollado).  En virus, el ADN puede presentarse como una doble hélice cerrada, una doble hélice abierta o simplemente como una única hebra lineal. ADN bacteriano
En Eucariotas el ADN presenta superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas.  Nucleosoma: el ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas,  estos se separan por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando fibras de cromatina. La cromatina esta presente en el núcleo interfásico, que no ha entrado en división.  Los nucleosomas vuelven a enrrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histona H1 formando estructuras del tipo solenoide.
Doble hélice y fibra de cromatina    Enrollamiento  de la cromatina    Cromosoma Núcleo de célula eucariota                                                                                                               
Modelo del Solenoide
Nucle ó sidos y nucle ó tidos
Enlace fosfodi é ster en los  á cidos nucleicos
Bases nitrogenadas y  az ú cares de los  á cidos nucleicos
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],MUTACIONES
GEN ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Regiones de un gen
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tabla 1.  Genomas, tamaño y n ú mero de genes. C: circular; L: lineal; L/C: lineal en el virus, circular en la célula.
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Transferencia de un plásmido F de una célula F +  a una célula F -  .
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Genoma del cloroplasto Cloroplasto
Mitocondria Genoma mitocondrial humano
c. Genoma viral Virus  Partícula no viva Se reproduce infectando células vivas Modifican la maquinaria celular que infectan Formados por cubierta proteica y un núcleo central  que contiene su genoma. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Mecanismo de acción viral
[object Object],[object Object],[object Object],Estructura del virus del SIDA
Mecanismo de acción del virus del SIDA Material genético del virus integrado en la célula huésped
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Región nuclear o nucleoide (n) donde se localiza el ADN, las áreas oscuras son el citoplasma de la bacteria  Neisseria gonorrhoeae .
GENOMA NUCLEAR EUCARIOTICO Los genes están en los cromosomas dentro del núcleo. Los organismos eucariotas pueden ser: Diploides (célula somáticas 2n) Haploides (células sexuales n) Cromosoma condensado. Formado cromátidas unidas por un centrómero, poseen complejos proteicos, cinetocoros.
Según la posición del centrómero pueden ser: Telocéntricos: centrómero en un  extremo. Acrocéntrico:  centrómero cerca del  extremo. Metacéntrico: centrómero en el  centro. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
BIBLIOGRAFIA Campbell, Neil A., Reece, J. B and L. G. Mitchell. (1999). Biology. 5a  edition. Addison Wesley Longman, Inc, California. 1175 pp. Campbell, M. K y Farell, S. O. (2004). Bioquímica. 4a edición. Thomson  editores. México. 725 pp. Curtis, H., N. S. Barnes., A. Schnek y G. Flores.(2001). Biología. 6a  edición.  Editorial Médica Panamericana, S.A. Argentina, 1491 pp. Geneser, F.(2003). Histología. Editorial Médica Panamericana. Buenos  Aires, Argentina. 813pp.  Griffiths, A. J., W. M. Gelbart., J. H. Miller  y R. C. Lewontin. (2000).  Genetica Moderna. McGrawHill- Interamericana. Madrid.  676 pp. Lodish, H., A. Berk., P. Matsudaira., C. Kaiser., M. Krieger., M. Scout., S.  Zipursky  y J. Darnell. (2005). Biología Celular y Molecular. 5a  edición. Editorial Médica Panamericana. Argentina. 530 pp.

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Acidos nucleicos[1]

  • 1. BIOMOLÉCULAS ACIDOS NUCLEICOS PROFESOR ELIANA X. NARVAEZ PARRA Bióloga M.Sc. UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FISICAS Y NATURALES BIOCIENCIAS I MEDICINA-16181 Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales UDES
  • 2. GEN É TICA Cromosomas Genes Determinan productos proteicos Macromolécula en forma de doble hélice (ADN) Material hereditario que se transmite de una generación a otra. Información codificada en subunidades “nucle ó tidos”
  • 3.
  • 4. Acción génica en una célula eucariota . El flujo de información genética es de ADN a ARN y proteína.
  • 5. Acción génica en procariotas vs eucariotas
  • 6.
  • 7. Doble hélice del ADN Apareamiento de bases en el ADN
  • 8.
  • 9.
  • 10. La estructura del ADN refleja su función: Según la orientación antiparalela de las hebras de ADN y las reglas que rigen su emparejamiento se deduce: Cada hebra funciona como un molde para la síntesis de su cadena complementaria: Secuencia de bases en dirección 5’ 3’ AAGGCTGA Su complementaria es: 3’ 5’ TTCCGACT
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21. Horquilla de replicación, dirección de la replicación. Enzimas exonucleasas eliminan los cebadores.
  • 22. Dogma central de la genética La información fluye de ADN a las proteínas. La replicación del ADN ocurre una vez en cada ciclo celular durante la fase S; la transcripción y traducción ocurren repetidamente a través de toda la interfase del ciclo celular. ARN Transcripción Traducción Replicación ADN Proteínas
  • 23.
  • 24.
  • 25. Codones del ARN mensajero Etapas del proceso de transcripción
  • 26.
  • 27.
  • 28.
  • 29. Traducción. Etapa de iniciación.
  • 30. Traducción. Etapa de elongación.
  • 31. Traducción. Etapa de terminación.
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40.
  • 41.
  • 42. ESTRUCTURA DEL ADN Estructura primaria del ADN Está determinada por la secuencia de nucleotidos. Este orden es lo que se transmite de generación en generación (herencia). P 3’ 5’ A P C 5’ P G 3’ 5’ P 3’ 5’ T T 5’ P 3’ 3’ OH
  • 43. Estructura secundaria Corresponde al modelo de Watson y Crick: la doble helice. Las dos hebras de ADN estan unidas por los puentes hidrógenos entre las bases. Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina. Los pares de bases adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, hay 10 pares de bases  por cada vuelta de la hélice.
  • 44. Estructura terciaria En Procariotas y los organelos eucariotas ( mitocondrias y cloroplastos ) el ADN se encuentra como una doble cadena (de cerca de 1 mm de longitud), circular y cerrada (cromosoma bacteriano). No posee las histonas del cromosoma eucariota, posee proteínas, poliaminas, iones magnesio que cumplen la funcion de enrollamento. El cromosoma bacteriano se encuentra altamente condensado y ordenado (" supercoiled " o superenrrollado).  En virus, el ADN puede presentarse como una doble hélice cerrada, una doble hélice abierta o simplemente como una única hebra lineal. ADN bacteriano
  • 45. En Eucariotas el ADN presenta superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas.  Nucleosoma: el ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas, estos se separan por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando fibras de cromatina. La cromatina esta presente en el núcleo interfásico, que no ha entrado en división. Los nucleosomas vuelven a enrrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histona H1 formando estructuras del tipo solenoide.
  • 46. Doble hélice y fibra de cromatina  Enrollamiento  de la cromatina  Cromosoma Núcleo de célula eucariota                                                                                                             
  • 48. Nucle ó sidos y nucle ó tidos
  • 49. Enlace fosfodi é ster en los á cidos nucleicos
  • 50. Bases nitrogenadas y az ú cares de los á cidos nucleicos
  • 51.
  • 52.
  • 53.
  • 54.
  • 55.
  • 56.
  • 58.
  • 60.
  • 61. Mecanismo de acción del virus del SIDA Material genético del virus integrado en la célula huésped
  • 62.
  • 63. GENOMA NUCLEAR EUCARIOTICO Los genes están en los cromosomas dentro del núcleo. Los organismos eucariotas pueden ser: Diploides (célula somáticas 2n) Haploides (células sexuales n) Cromosoma condensado. Formado cromátidas unidas por un centrómero, poseen complejos proteicos, cinetocoros.
  • 64.
  • 65. BIBLIOGRAFIA Campbell, Neil A., Reece, J. B and L. G. Mitchell. (1999). Biology. 5a edition. Addison Wesley Longman, Inc, California. 1175 pp. Campbell, M. K y Farell, S. O. (2004). Bioquímica. 4a edición. Thomson editores. México. 725 pp. Curtis, H., N. S. Barnes., A. Schnek y G. Flores.(2001). Biología. 6a edición. Editorial Médica Panamericana, S.A. Argentina, 1491 pp. Geneser, F.(2003). Histología. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 813pp. Griffiths, A. J., W. M. Gelbart., J. H. Miller y R. C. Lewontin. (2000). Genetica Moderna. McGrawHill- Interamericana. Madrid. 676 pp. Lodish, H., A. Berk., P. Matsudaira., C. Kaiser., M. Krieger., M. Scout., S. Zipursky y J. Darnell. (2005). Biología Celular y Molecular. 5a edición. Editorial Médica Panamericana. Argentina. 530 pp.

Editor's Notes

  1. En los Eucariotas el ADN se encuentra localizado principalmente en el núcleo, apareciendo el superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas.  El ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas formando un nucleosoma , estos quedan separados por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando un "collar de perlas"  o más correctamente denominado fibra de cromatina , siendo la estructura propia del núcleo interfásico, que no ha entrado en división. Este collar de nucleosomas vuelve a enrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histoma H1 formando estructuras del tipo solenoide. En el ciclo mitótico de las células eucariotas la cromatina se enrrolla formando cromosomas, que son complejas asociaciones de ADN y proteínas . Doble hélice y fibra de cromatina  Enrollamiento  de la cromatina  Cromosoma Núcleo de célula eucariota  En los Eucariotas el ADN se encuentra localizado principalmente en el núcleo, apareciendo el superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas.  El ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas formando un nucleosoma , estos quedan separados por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando un "collar de perlas"  o más correctamente denominado fibra de cromatina , siendo la estructura propia del núcleo interfásico, que no ha entrado en división. Este collar de nucleosomas vuelve a enrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histoma H1 formando estructuras del tipo solenoide. En el ciclo mitótico de las células eucariotas la cromatina se enrrolla formando cromosomas, que son complejas asociaciones de ADN y proteínas . Doble hélice y fibra de cromatina  Enrollamiento  de la cromatina  Cromosoma Núcleo de célula eucariota  En los Eucariotas el ADN se encuentra localizado principalmente en el núcleo, apareciendo el superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas.  El ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas formando un nucleosoma , estos quedan separados por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando un "collar de perlas"  o más correctamente denominado fibra de cromatina , siendo la estructura propia del núcleo interfásico, que no ha entrado en división. Este collar de nucleosomas vuelve a enrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histoma H1 formando estructuras del tipo solenoide. En el ciclo mitótico de las células eucariotas la cromatina se enrrolla formando cromosomas, que son complejas asociaciones de ADN y proteínas . Doble hélice y fibra de cromatina  Enrollamiento  de la cromatina  Cromosoma Núcleo de célula eucariota