ADN. Modelo de Watson y Crick

Cada molécula de ADN está compuesta por dos largas cadenas de polinucleótidos, complementarias, antiparalelas y enrrolladas alrededor de un eje imaginario central, formando una doble hélice. Ambas cadenas se mantienen unidas mediante puentes de hidrógeno establecidos entre las bases nitrogenadas de una y otra cadena.

Como las dos cadenas son antiparalelas, la relación entre los nucleótidos van en la dirección 5^´→3^´pero en sentidos opuestos (una 5^´→3^´ representado de arriba abajo y la otra   3^´ ←5´, o sea de abajo hacia arriba, en la imagen).

Las bases nitrogenadas son moléculas planas que quedan en el interior de la doble hélice, con sus planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje mayor de la hélice. Las unidades de fosfato y de desoxirribosa se sitúan en el exterior. Así, la molécula de ADN puede compararse con una escalera de caracol, con una barandilla a cada lado y que mantiene el mismo diámetro, la misma anchura en todos los escalones. La barandilla estaría constituida por grupos alternantes de pentosa y de fosfato, y cada escalón sería una pareja de bases nitrogenadas.

Para mantener esta estructura, únicamente son posibles determinar parejas de bases, una base púrica (grandes) sólo puede unirse con una pirimidínica (chicas).

La información genética radica en el orden de nucleótidos del ADN, y más en concreto en la secuencia de bases a los largo de la cadena ya que el esqueleto de fosfatos y desoxirribosas es igual.

1.        ¿Cómo es y cómo está integrada la molécula de ADN?.

2.        ¿Qué pares de bases nitrogenada se complementan, cuáles son púricas y pirimídinica  y con cuántos puentes de hidrógeno se relacionan?

3.        En la imagen izquierda, ¿Cuántos pares de bases nitrogenadas se aprecian?¿Y cuántas pentosas?

Nucleótidos

Tienen importantes funciones, entre ellas la transmisión de los caracteres hereditarios. Los nucleótidos son moléculas compuestas por grupos fosfato, un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) y una base nitrogenada.

-Grupos fosfato
Son los que dan la característica ácida al ADN y ARN. Estos ácidos nucleicos, al tener nucleótidos con un solo radical (monofosfato) son estables.

-Pentosas
Son monosacáridos con cinco carbono en su molécula. En los ácidos nucleicos hay dos tipos de pentosas, la desoxirribosa presente en el ADN y la ribosa, que forma parte del ARN.
-Bases nitrogenadas
También hay dos tipos. Las derivadas de la purina son la adenina y la guanina y las que derivan de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo.

La timina está presente solo en el ADN, mientras que el uracilo está únicamente en el ARN. El resto de las bases nitrogenadas forma parte de ambos ácidos nucleicos.

NUCLEÓSIDOS
Es la unión de una pentosa con una base nitrogenada, a través del carbono 1’ del monosacárido con un nitrógeno de la base. Al establecerse la unión química se desprende una molécula de agua.De acuerdo a lo señalado, un nucleótido está formado por un nucleósido unido a uno o más grupos fosfato.

Esquema de nucleótido

Esquema de nucleósido

1.        Realice un cuadro comparativo entre ADN Y ARN con respecto a la información dada.

2.        Señale con círculos en la molécula de adenosina y de guanina, hasta dónde llamamos nucleótido y hasta dónde nucleósido

Código Genético

El código genético:

Una molécula de ARNm es una secuencia lineal de nucleótidos. La secuencia de nucleótidos de ADN y ARNm codifica las instrucciones para la síntesis de proteínas.

Una proteína está constituida por aminoácidos, por ejemplo el fenilalanina.

  El código genético es un conjunto de tripletes de bases, que  las bases de los nucleótidos que se leen en bloques de tres. Un codón es un triplete de bases en el ARNm.

61 de los tripletes de bases corresponden a aminoácidos específicos. Un codón es específico para iniciar la traducción. Otros tres son señales para detener la traducción.

 En el citoplasma se encuentran reservas de aminoácidos libres y moléculas  de ARNt .

El gancho en el extremo inferior de  la imagen inferior representa un sitio de enlace para un  aminoácido específico. También presentan un anticodón, un triplete de de nucleótidos que son las bases complementarias de un codón

La columna vertical de la izquierda enumera las opciones para el primero de los tres nucleótidos en un codón de ARNm. La fila horizontal superior enumera las opciones para el segundo nucleótido del mismo codón.

La columna vertical derecha enumera las opciones para el tercer nucleótido del mismo codón.

Ejemplo: de izquierda a derecha, el triplete UGG corresponde al triptófano (un aminoácido que formará parte de una proteína).

Averigua:

1.        ¿Cuántos aminoácidos existen?

2.        ¿por qué nucleótidos está constituido el primer triplete para el primer aminoácido que se genera ( o start o inicio)?

3.        ¿por qué nucleótidos está constituido los codones de señales de alto (stop) para evitar que se agreguen nuevos amino?

4.        ¿de qué nucleótidos estará constituido el anticodón del primer codón AUG del  ARNm?

5.        ¿qué aminoácido se unirá  si el codón del ARNm es UCC?

6.        ¿qué bases nitrogenadas conforman los tripletes o codones que forman la asparagina?

7.        ¿y para la glicina?¿y Treonina?

ADN y cromosomas en la célula eucariota

La función esencial del núcleo es almacenar y proporcionar a la célula la información

 contenida en la molécula de ADN.

La molécula de ADN se encuentra en el núcleo asociada a proteínas denominadas histonas y otras proteínas no histónicas en una estructura filamentosa denominada cromatina. Ésta es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentran en el núcleo de las células eucariticas, que al mmicroscopio óptico se aprecia en forma de grumos y filamentos

Pueden identificarse dos tipos de cromatina, la heterocromatina, es la forma condensada de la cromatina, no activa. Se visualiza en las microfotografías como parches densos.. La eucromatina es más laxa. se presenta como una trama delicada  porque las regiones de ADN que deben ser transcriptas o duplicadas deben primero desenrollarse antes de que el código genético pueda ser leído. Es más abundante en las células activas, esto es en las células que están transcribiendo.
Esta compactación permite que la larga molécula de ADN quepa en el núcleo celular.

Durante la división celular el núcleo sufre cambios muy importantes ya que esta cromatina debe condensarse aún más para poder distribuirse entre las dos células hijas. La cromatina condensada formar cuerpos compactos y se pueden apreciar bien los cromosoma,  que son complejas asociaciones de ADN y proteínas. Cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillo en que se organiza la cromatina del núcleo celular en la mitosis o meiosis. Por lo tanto, cromosoma también se define como una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de genes; entendiéndose por Gen un segmento de ADN con instrucciones precisas para producir determinadas proteínas del individuo o caracter, determinando así las características de cada especie y de cada individuo Solo durante la fase de la mitosis del ciclo celular el ADN se presenta condensado formando  cromosomas. En el resto del ciclo celular (Interfase) la cromatina está dispersa.

1. Confeccione un mapa conceptual del tema.
2. ¿Qué es la cromatina y qué son los cromosomas?
3. En qué etapa del ciclo celular los encontramos

Ciclo celular

La Interfase en el ciclo celular.

La vida de las células transita por dos etapas que se alternan cíclicamente: interfase y división celular (mitosis), la interfase se subdivide en tres períodos G1, S y G2. 

	G1: (G por gap: intervalo) en esta fase tienen lugar las actividades de la célula: secreción, conducción, endocitosis, etc. Comenzando a partir de la citocinesis (división celular del ciclo anterior). Se produce la acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño celular. Es el período que mas variación de tiempo presenta, pudiendo durar días, meses o años. Las células que no se dividen nuevamente (como las nerviosas o del músculo esquelético) pasan toda su vida en este período, que en estos casos se denomina G0, ya que las células se retiran del ciclo celular.
	S: fase de síntesis o replicación del ADN, comienza cuando la célula adquiere el tamaño suficiente y el ATP necesario.  Dado que el ADN lleva la información genética de la célula, antes de la mitosis deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células hijas. Estos ADNs nuevos quedan unidos por el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombre de CROMÁTIDAS HERMANAS (lo explica el otro subgrupo).
	G2: es el tiempo que transcurre entre la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. Dado que el proceso de síntesis consume una gran cantidad de energía la célula entra nuevamente en un proceso de crecimiento y adquisición de ATP. La energía adquirida durante la fase G2 se utiliza para el proceso de mitosis.



Glosario:

ATP (adenosín trifosfato): El principal producto químico utilizado por los sistemas vivientes para almacenar energía, consiste en un una base (adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos.

1)       ¿cuáles son las fases de la interfase?

2)       ¿qué características posee cada una?

3)       ¿qué tipo de células son G_o y por qué se les llama así?

4)       ¿qué tuvo que haber sucedido en la célula para pasar a la etapa M?

Mitosis

Su objetivo es la distribución de los cromosomas replicados, originándose dos núcleos hijos con la misma dotación cromosómica que el núcleo progenitor. Para ello ocurren dos acontecimientos:

1.        Condensación de los cromosomas.

2.        Construcción del llamado huso mitótico o huso acromático: estructura de microtúbulos que se organiza cada vez que la célula comienza a dividirse. Las fibras o microtúbulos polares son las que van de un polo a otro del huso, y las fibras o microtúbulos cinetocóricos son las que se unen a los cinetocoros de los cromosomas.

Etapas

Profase:

Los cromosomas comienzan a hacerse visibles como filamentos delgado dentro del núcleo, el cual aumenta de tamaño por entrada de agua. Al condesarse los cromosomas, los nucléolos desparecen.

En el citoplasma comienza la formación del huso mitótico. En las células con centriolos, los dos pares (como resultado de su duplicación durante la interfase) se separan y se dirigen hacia polos opuestos.

La membrana nuclear se fragmenta y desaparece. A partir de los cinetocoros se forman los microtúbulos cinetocóricos. A este período en que se desintegra la envoltura nuclear y los cromosomas quedan dispersos en el citoplasma se llama prometafase.

Metafase:

Las fibras del huso invaden el área central de la célula y tiran de los cromosomas, que se disponen ordenadamente en el plano ecuatorial, donde se orientan. Esta disposición recibe el nombre de placa ecuatorial o metafásica.

Anafase:

Comienza cuando las dos cromátidas de cada cromosoma, hasta entonces unidas, se separan y sucede al mismo tiempo con todos los cromosomas. Cada cromátida, que ya es un cromosoma hijo o cromosoma anafásico , se desplaza hacia cada uno de los polos por acortamiento de los microtúbulos  cinetocóricos.

Telofase.

Se reproducen los acontecimientos de la profase pero en sentido inverso: los cromosomas se van desenrollando y van dejando de percibirse al microscopio óptico, se reconstruye una envoltura nuclear y aparecen los nucleólos. Así se forman dos núcleos hijos, que pasan al estado de interfase. Simultáneamente ocurre la división del citoplasma.

1.        ¿En qué consiste la mitosis y que acontecimientos  suceden en líneas generales en ella?

2.        Identifique las etapas de la mitosis en la imagen y ordénelas según como transcurren los acontecimientos.