Tema 5 Naturaleza del material hereditario PDF

Preview

Summary

Apuntes detallados de las clases impartidas en la Uax de genética. El tema cuatro está incluído en el tema 3. Tengo apuntes de los problemas también, si alguien los necesita puede ponerse en contacto conmigo....

Description

Tema% 5.% Naturaleza% del% material% hereditario.%% 1. Historia%(poco%importante).% 1) Meishcher"aísla"la"nucleína"(ácido"desoxirribonucleico)"del"esperma"del"salmón."" 2) Feulfen"tiñe"el"ADN"con"fucsina"y"demuestra"que"se"encuentra"en"el"núcleo"de" los"eucariontes."" 3) Levene"postula"que"la"unidad"básica"del"ADN"(el"nucleótido)"está"formado"por" un"azúcar"(ácido"desoxirribonucleico)"unido"a"una"base"nitrogenada"(citosina," guanina,"adenina,"timina)"y"a"un"grupo"fosfato." 4) Frederick" Griffith" (1928;" importante)" experimenta" la" transformación" bacteriana" con" cepas" de" Streptococcus" pneumoniae." Con" estos" experimentos" descubrió"que"un"“factor"transformante”"había"modificado"las"características"de" las"bacterias:" 4.1) Al"inocular"una"cepa"virulenta"(S)"el"ratón"muere."" 4.2) Al"inocular"cepas"no"virulentas"(R),"el"ratón"no"muere."" 4.3) Al"inocular"cepas"virulentas"muertas"el"ratón"no"muere." 4.4) Al"inocular"cepas"virulentas"muertas"junto"con"cepas"no"virulentas"vivas," el"ratón"muere."" 5) Avery,"MacLeod"y"McCarty"descubren"que"el"“factor"transformante”"es"el"ADN." Más"adelante,"Alfred"Hershey"y"Marta"Chase"corroboran"esta"teoría"marcando" ADN"viral"con"marcadores"radiactivos."

2. Características%del%material%hereditario.% El" material" hereditario" se" caracteriza" por" ser" una" fuente" de" información" útil" y" estable"para"la"síntesis"de"más"ADN"y"proteínas."Es"capaz"de"transmitirse"y"reproducirse" fielmente,"y"puede"generar"y"almacenar"variaciones"en"la"síntesis"de" estas"moléculas."" La"unidad"básica"de"los"ácidos"nucleicos"es"el"nucleótido"que" es,"a"su"vez"la"unión"de"una"pentosa"con"una"base"nitrogenada"y"con" un"grupo"fosfato."La"pentosa"será"ribosa"en"el"ARN"y"desoxirribosa"en" el"ADN."" Las"bases"nitrogenadas"pueden"ser"púricas"o"pirimidínicas:" • •

Las" bases" púricas" derivan" del" anillo" de" purina" y" son" la" adenina"y"la"guanina." Las"bases"pirimidínicas"derivan"del"anillo"de"pirimidina"y"son"citosina,"timina" (sólo"en"ADN)"y"uracilo"(sólo"en"ARN)."

La"pentosa"une"su"C1’"al"N9"de"la"base"púrica"y"al"N3"mediante"un"enlace"N-glucosídico." A"su"vez,"la"pentosa"se"une"al"fosfato"mediante"un"enlace"fosfoester"en"el"carbono"5’"y"al" carbono"3’"del"siguiente"nucleótido.""

1" "

Los"nucleótidos"se"unen"entre"sí"mediante"enlaces"fosfodiester"entre"el"carbono"5’" del"primer"nucleótido"y"el"carbono"3’"del"segundo,"formando"un"polinucleótido.""

3. Estructura%del%ADN.%Modelo%de%la%doble%hélice%de%Watson%y%Crick% (1953).%% En"1953"Watson"y"Crick"elaboraron"un"modelo"de"estructura"de"la"cadena"de"ADN" que"sigue"siendo"válido"hoy"en"día."Para"ello"utilizaron"los"estudios"de"ADN"por"difracción" de"rayos"X"de"Franklin"y"Wilkins"sobre"las"dimensiones"de"la"cadena"y"las"Reglas"de"Chargaff" sobre"la"composición"del"ADN." La"cadena"de"Watson"y"Crick"tenía"las"siguientes"características:" 1) Es" una" cadena" dextrógira" formada" por" dos" cadenas" helicoidales" de" polinucleótidos,"enrolladas"en"un"eje"central"imaginario."" 2) Las"cadenas"son"antiparalelas"y"complementarias."" 2.1) Son"antiparalelas"porque"una"va"en"dirección"5’"→"3’,"y"otra"en"dirección" 3’"→"5’."" 2.2) Son"complementarias"porque"cada"base"se"une"siempre"a"la"misma."Es" decir,"la"adenina"de"una"cadena"se"unirá"siempre"a"una"timina"de"la"otra" cadena"mediante"2"puentes"de"hidrógeno,"y"lo"mismo"con"la"citosina"y"la" guanina,"aunque"se"unen"mediante"3"puentes."De"esta"forma"se"cumplen" las"reglas"de"Chargaff"(A=T;"G=C;"A+G=T+C)." 3) El" enrollamiento" es" de" tipo" plectonémico," es" decir," para" separarlas" hay" que" girarlas"como"un"sacacorchos."" 4) Cada"hélice"es"una"serie"de"nucleótidos"unidos"por"enlaces"fosfodiester"entre"el" carbono"5’"de"un"azúcar"y"el"3’"del"siguiente."" 5) Las"bases"nitrogenadas"forman"estructuras"planas"y"perpendiculares"al"eje." 6) Las"bases"están"separadas"por"3’4"Å."Cada"vuelta"de"hélice"está"formada"por"10" bases"y"mide"34"Å."El"diámetro"de"la"doble"hélice"es"de"20"Å."" 7) Se"puede"observan"un"surco"mayor"y"menor."" " "

"

% " "

3.1Formas%del%ADN.% En"vista"tridimensional,"las"bases"forman"estructuras"planas"que"se"apilan"formando" la" estructura" de" la" doble" hélice." Esta" estructura" favorece" la" estabilidad" de" la" cadena" al" impedir"que"entren"moléculas"de"agua"en"el"espacio"entre"las"bases."" La" cadena" del" modelo" de" Watson" y" Crick" no" es" el" único" que" existe." Según" las" condiciones,"la"cadena"de"ADN"puede"adoptar"diferentes"estructuras"o"formas:"

Forma" Forma"B: B:"Es"la"que"encuentra"con"más"frecuencia"en"células"vivas" y"la"que"se"corresponde"con"el"modelo"de"Watson"y"Crick."" Se"da"en"disoluciones"de"baja"concentración"salina"con"un"92%" de"humedad"relativa.""

" Forma" Forma"A: A:"Aparece"en"condiciones"de"mayor"deshidratación"(75%" de"humedad"relativa)"y"con"Na,"K"o"Cs."La"doble"hélice"es"más"compacta."" Cada"vuelta"comprende"11"bases"y"23"Å"de"diámetro."El"eje"deja" de"ser"central"y"el"surco"mayor"es"más"profundo."

" Forma" Z:" Aparece" en" zonas" ricas" en" guanina" y" citosina" y" en" determinadas" situaciones" de" enrollamiento" y" torsión" durante" la" transcripción."" El"giro"es"levógiro"y"los"grupos"fosfato"se"sitúan"en"zigzag."Cada" vuelta"al"eje"comprende"12"bases"y"tiene"un"diámetro"de"18"Å."

" "

4. Hipótesis%de%la%secuencia%(Crick,%1958).% Existe" una" relación" entre" la" ordenación" lineal" de" los" nucleótidos" en" loa" ácidos" nucleicos"(ADN)"y"la"ordenación"lineal"de"los"aminoácidos"de"las"proteínas."

4.1%Principio%de%colinealidad%(Yanofsky%y%col%1964)% Gen" A" triptófano" sintetasa" E." coli:" polipéptido" A" 16" mutantes" distincon" con" un" aminoácido" alterado."Elaboración" mapa" polipéptido" con" orden" mutaciones" aminoácidos." Elaboración" mapa" genñetico" con" orden" mutaciones" ADN." Frecuencias" recombinación" genética"("distancia"genética)"representativos"de"las"distancias"entre"los"aminoácidos."

3" "

4.2%Experimento%de%Sarabhai%y%Col%(1964)% " Mutantes" en" el" gen" de" la" cápside" del" virus" T4." Aparición" triplete" sin" sentido" prematuro:" polipéptido" más" corto." Elaboración" mapa" de" las" mutaciones" en" el" ADN," indicando" su" posición" y" la" distancia" genética" y" elboración" mapa" del" polipéptido" de" la" cápside,"ordenando"por"longitudes"de"menor"a"mayor"tamaño,"los"polipéptidos"producidos" por"cada"uno"de"los"mutantes"analizados."

5. Desnaturalización%del%ADN.% " Proceso" por" el" cual" se" rompen" los" puentes" de" hidrógeno" que" unen" las" bases" nitrogenadas"separándose"las"cadenas"de"ADN.""Los" enlaces"covalentes " no "se"ven"afectados " por"lo"que"es"un"proceso""reversible" "(renaturalización)." Desnatura Desnaturalizac lizac lizaciión " producida" por" agentes" físicos " (temperatura)" o" químicos" (pH" y" concentración"salina."

Proporción"de"A+T/G+C"relacionada"con"la"estabilidad"de"la"molécula"de"ADN." Mayor" contenido" de" G+C" =" mayor" cantidad" de" tripes" enlaces" =" más" calor" para" la" desnaturalización."

5.1%Temperatura%de%fusión%™%o%Melting%temperaturae% " Temperatura" a" la" cual" el" 50%" de" las" moléculas" de" ADN" están" desnaturalizadas." Depende"de"la"secuencia"y"la"cantidad"de"G/C."

% "

%%%%%%

"

6. Renaturalización%del%ADN% "" Es" el" paso" de" dos" hél hélices" ices" senc sencillas" illas" a" una una"" doble" hélice. " La" velocidad" de" renaturalización"está"relacionada"con"su"complejidad."" Complejidad: "suma"del"número"de"nucleótidos"que"tiene"cada"tipo"de"secuencia"sin"tener"en" cuenta"el"número"de"veces"que"está"repetida."

"

Organismo"A:"1000"SU"de"1000"nucleótidos"

"

Organismo"B:"10000"repeticiones"de"una"secuencia"de"100"nucleótidos."

Es" mucho" más" probable" que" la" secuencia" que" está" repetida" 10000" veces" encuentre" otra" complementaria"en"el"medio"de"la"reacción"para"formar"la"doble"hélice."

7. Hibridación%del%ADN% " End Endonucleasas" onucleasas" onucleasas"de" de" de"restricción: restricción: "son"enzimas"que"reconocen"secuencias"cortas"de"ADN" (4-6bases)"de"tipo"palindrómico"y"cortan"por"el"interior"de"la"secuencia"diana"a"la"misma"

4" "

altura"en"las"dos"hélices"del"ADN"(corte"simétrico)"o"a"distinto"nivel"en"cada"hélice"(corte" asimétrico)." Al" utilizar"enzimas" de" restricción" se" generan"cientos" de" miles"de" fragmentos" de" ADN" de" distintos"tamaños"que"se"pueden"separar"mediante"electroforesis"en"geles"de"agarosa." Mapas Mapas"de "de "de"re "re "restr str stricc icc icción ión ión:: "constituidos"con"un"conjunto"de"enzimas"de"restricción"y"posterior" separación"en"geles"de"electroforesis."Una"vez"separados"se"transfieren"a"membranas"de" nylon"e"hibridar"posteriormente"a"una"secuencia"sonda"de"ADN/ARN.Las"dos"cadenas"de" ADN"separadas"tras"las"desnaturalización"se"pueden"volver"a"unir"mediante" complementariedad"de"bases.""Hibridación"ADN-"ADN"o"ARN-"ADN."

5" "...