Práctica de código genético PDF

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Introducción Durante muchos años el hombre se ha interesado por descubrir los secretos de la herencia. Mediante largos y difíciles estudios se descubrió la existencia del ADN y ARN y su importancia para la genética; al hablar de los mismos se hace referencia a la síntesis de las proteínas que van a determinar las características genotípicas y fenotípicas del organismo. Se pensó primero en algún tipo de mecanismo similar al de la auto duplicación del ADN, pero no fue posible encontrar una adecuación fisicoquímica satisfactoria. Las relaciones entre el ADN y las proteínas eran aparentemente más complicadas. Si las proteínas con sus 20 aminoácidos, fueran el "lenguaje de la vida" -para utilizar 'la metáfora de los años 40' - la molécula del ADN, con sus cuatro bases nitrogenadas, podía imaginarse como un tipo de código para este lenguaje.Así comenzó a usarse el término "código genético". Como se demostró más adelante, la idea de un "código de la vida" fue útil, no sólo como una buena metáfora, sino también como una hipótesis de trabajo. La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C) en el ADN y adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y citosina (C) en el ARN. Debido a esto, el número de codones posibles es 64, de los cuales 61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA, llamado ocre; UAG, llamado ámbar; UGA, llamado ópalo). La secuencia de codones determina la secuencia aminoacídica de una proteína en concreto, que tendrá una estructura y una función específica. A pesar de las variaciones que existen, los códigos genéticos utilizados por todas las formas conocidas de vida son muy similares. Esto sugiere que el código genético se estableció muy temprano en la historia de la vida y que tiene un origen común en las formas de vida actuales. El código genético no es una asignación aleatoria de los codones a los aminoácidos; por ejemplo, los aminoácidos que comparten la misma vía biosintética tienden a tener la primera base igual en sus codones y aminoácidos .Experimentos recientes demuestran que algunos aminoácidos tienen afinidad química selectiva por sus codones.

Objetivos

Análisis de resultados y discusión

Conclusiones Realizar un modelo del código genético nos permite comprender ciertos patrones que regulan el funcionamiento de todas las formas de vida. Así, a pesar de todas las diferencias notorias que podamos encontrar entre los seres vivos, existe un claro conjunto de reglas que se aplican. Estas reglas hacen referencia a distintas bases nitrogenadas tanto para el ADN como para el ARN. Dichas bases se organizan en tríos denominados tripletes, cada uno de los cuales determinara a un aminoácido. Este tipo de normas son universales, presentes en todos los seres vivos, en lo que respecta al funcionamiento del núcleo celular. Cuestionario 1. ¿Qué son los nucleótidos? Describa la estructura de un nucleótido típico. Un nucleótido es la pieza básica de los ácidos nucleicos. El ARN y el ADN son polímeros formados por largas cadenas de nucleótidos. Un nucleótido está formado por una molécula de azúcar (ribosa en el ARN o desoxirribosa en el ADN) unido a un grupo fosfato y una base nitrogenada 2. ¿Cuáles son las diferencias químicas básicas entre el RNA y el DNA? Diferencias clave entre ARN y ADN     

El ADN y el ARN se diferencian en su estructura y función. El ARN tiene una estructura de cadena sencilla, mientras que el ADN está formado por largas cadenas de nucleótidos. El ARN se compone de cadenas más cortas de nucleótidos. La columna vertebral del ADN consiste en azúcar desoxirribosa, mientras que la del ARN contiene el azúcar ribosa. En el ADN, la complementaria a la adenina (A) es timina (T); mientras que en el ARN es el uracilo (U). El ADN es responsable de almacenar la composición genética, mientras que el ARN es responsable de transmitir dicha composición y ayudar a crear las proteínas.

3. ¿Cuántas clases de bases nitrogenadas se encuentran en el DNA? ¿Cuántas en el RNA? Las bases utilizadas en el ADN son la adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En el ARN, la base uracilo (U) ocupa el lugar de la timina. 4. ¿Qué es un código? El código genético son las instrucciones que le dicen a la célula cómo hacer una proteína específica. A, T, C y G, son las "letras" del código del ADN; representan los compuestos químicos adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G), respectivamente, que constituyen las bases de nucleótidos del ADN. El código para cada gen combina los cuatro compuestos químicos de diferentes maneras para formar "palabras" de tres letras las cuales especifican qué aminoácidos se necesitan en cada paso de la síntesis de una proteína. Las proteínas se componen a veces de cientos de aminoácidos. Así que el código de una proteína podría contener cientos, a veces incluso miles, de tripletes. 5. ¿Cuántos símbolos se usan en cada uno de los siguientes códigos? a) Idioma castellano

b) Lenguaje del DNA Una palabra puede estar compuesta de tan sólo una letra, al igual que de más de una docena de letras. Pero en el código genético, estas letras químicas A, G, C y T están agrupadas en "palabras" compuestas por tan sólo tres letras. Estas palabras de tres letras se denominan codones. Sesenta y uno de los sesenta y cuatro posibles codones de tres letras codifican para uno de los veinte aminoácidos encontrados en las células vivas. Los otros tres codones son mensajes de terminación. Esto significa que la secuencia de las letras de ADN determina la secuencia de aminoácidos de las proteínas. La secuencia de aminoácidos en las proteínas es responsable en gran medida de la forma tridimensional de la misma, la cual determina en gran parte su función. Entonces, en la secuencia de las moléculas de ADN están recopiladas las instrucciones digitales para codificar las proteínas. Con cuatro bases posibles, los tres nucleótidos pueden dar 4 3 = 64 posibilidades diferentes, y estas combinaciones se utilizan para especificar los 20 aminoácidos diferentes usados por los organismos vivos.

c) Lenguaje del RNA Es el ácido ribonucleico que transfiere el Código Genético ("comunica la información genética") procedente del ADN del núcleo celular a un ribosoma en el citoplasma, es decir, el que determina el orden en que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa como plantilla o patrón para la síntesis de dicha proteína.1 Se trata de un ácido nucleico monocatenario, al contrario del ADN.

Las bases nitrogenadas son dos púricas: adenina y guanina ( A y G); y dos pirimídicas: citosina y uracilo ( C y U ). El ARN sustituye la timina del ADN por uracilo. 6. ¿Cuántos tipos diferentes de RNA de transferencia pueden existir en una célula? ARN de mensajero (mRNA): El mRNA explica el apenas 5% del ARN total en la célula. el mRNA es el más heterogéneo de los 3 tipos de ARN en términos de serie baja y talla. Lleva la clave genética elogiosa copiada, de la DNA durante la transcripción, bajo la forma de tríos de los nucleótidos llamados los codones. Cada codón especifica un aminoácido determinado, aunque un aminoácido se puede cifrar para por muchos diversos codones. Aunque haya 64 codones o bases posibles del trío en la clave genética, sólo 20 de ellos representan los aminoácidos. ARN Ribosomal (rRNA): Los rRNAs combinan con las proteínas y las enzimas en el citoplasma para formar los ribosomas, que actúan como el sitio de la síntesis de la proteína. Estas estructuras complejas viajan a lo largo de la molécula del mRNA durante la traslación y facilitan el montaje de aminoácidos para formar una cadena del polipéptido. Obran recíprocamente con los tRNAs y otras moléculas que son cruciales a la síntesis de la proteína. ARN de la transferencia (tRNA):Es una pequeña molécula de ARN que participa en la síntesis de proteínas. Cada molécula de ARNt tiene dos áreas importantes: una región de trinucleótidos denominada anticodón y una región donde se une un aminoácido específico. Durante la traducción, cada vez que un aminoácido se añade a la cadena en crecimiento, se forma una molécula de ARNt cuyos pares de bases tienen una secuencia complementaria con la molécula del ARN mensajero (ARNm), asegurando que el aminoácido adecuado sea insertado en la proteína.

7. ¿En qué forma el RNA mensajero se convierte en un patrón para la síntesis de proteínas? El patrón para la construcción de una proteína se copia en el ARN mensajero mediante transcripción en el núcleo de la célula. Luego, tiene lugar la traducción dentro de una cadena de aminoácidos en un ribosoma de la célula. Los ARNt transfieren los aminoácidos apropiados para construir la proteína de acuerdo con el modelo llevado por el ARNm. Después de esta traducción, tiene lugar un moldeado adicional de la proteína para plegarla y conformarla en su configuración funcional final. 8. ¿En qué parte de la célula tiene lugar la producción de proteínas? El núcleo alberga el material genético de la célula, el ADN, y es también el lugar donde se producen los ribosomas, las máquinas celulares que sintetizan proteínas.

9. Enumere algunas de las funciones de las proteínas en las células. Función ENZIMATICA: Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. Función HORMONAL: Algunas hormonas son de naturaleza protéica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio). Función REGULADORA: Algunas proteinas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina). Función HOMEOSTATICA: Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. Función DEFENSIVA 

Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.

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La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.

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Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.

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Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteinas fabricadas con funciones defensivas.

Función de TRANSPORTE 

La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.

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La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados.

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La mioglobina transporta oxígeno en los músculos.

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Las lipoproteinas transportan lípidos por la sangre.

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Los citocromos transportan electrones.

Función CONTRACTIL

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La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.

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La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

Función DE RESERVA 

La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión.

10. ¿En qué forma un cambio en la secuencia de las bases nitrogenadas del DNA puede causar un trastorno grave a un organismo? Una de las fuentes de variabilidad genética que han hecho posible la evolución es la mutación o cualquier cambio heredable en la secuencia de nucleótidos del material genético (ADN) de un organismo. Las mutaciones suponen la alteración del genotipo, o constitución genética del individuo, y en ocasiones también del fenotipo que son las características externas del individuo. Las mutaciones ocurren al azar, esto se descubrió en un experimento en el que se hicieron 10 cultivos de 10 (8) células cada uno. A cada cultivo se le añadió el fago T1, las células eran de E. coli. Si las mutaciones no ocurren al azar cabría esperar que el número de colonias resistentes fuera más o menos igual en cada cultivo, si la mutación es al azar se espera gran variabilidad en el número de colonias resistentes en cada tubo. Así, se comprobó, que la mutación era al azar. Las mutaciones pueden afectar a uno (puntuales), unos pocos (pseudopuntuales) o a un gran número de nucleótidos de una secuencia de ADN (cromosómicas).

Referencias  Curtis, Baner, Schenk, Masarrini. (2008). “Biología General”. Séptima Edición. Editorial Panamericana. México.  Elaine Marieb, Katja Hoehn. (2016). Anatomía y Fisiología Humana. (Décima edición). México.  Purves, William (2001).La ciencia de la biología.(Sexta edición) Editorial Médica Panamericana. México....