¿ cómo se organiza el material genético?

¿cómo se organiza el material genético?

1. ADN Y REPRODUCCIÓN CELULAR
¿Comó se organiza el material genético?
CIENCIAS DE LA SALUD

2. Objetivo
Conocer y comprender, basándose
en evidencias, y experiencias
científicas que el material genético
se transmite de generación en
generación en organismos como
plantas y animales.

3. Joachim Hammerling
• Los experimentos realizados por el biólogo
danés a comienzos de la década 1930,
demostraron que el núcleo de las algas
unicelulares almacena la información
genética, pero se desconocía si esto
operaba de igual forma en los organismos
pluricelulares.
• La comunidad científica de ese entonces
sostenía que las células de los
organismos pluricelulares debían
eliminar información genética para
diferenciarse.

4. EXPERIMENTO DE JOACHIM
HÁMMERLING
Acetabularia
mediterránea
Sombrero
removido
Se genera
el mismo
sombrero

5. John Gurdon
• Investigador inglés, realizó en 1960 un
experimento que permitió establecer que
las células no pierden información
genética durante su diferenciación, sino
que el material genético presentes en los
núcleos conserva la capacidad genética
para producir todas las estructuras
especializadas del adulto.
• Pudo demostrarlo utilizando dos
variedades de la rana africana, conocida
como Xenopus laevis; una de piel verde
(rana salvaje) y otra de piel blanca (rana
albina).

6. 1.- Extrajo ovocitos de ranas de
fenotipo normal (piel verde)
2.- Les aplicó radiación UV para
destruir el núcleo.
3.- De un renacuajo albino obtuvo
células intestinales y les extrajo su
núcleo.
4.- Al ovocito anucleado le transfirió
un núcleo proveniente de células
intestinales de los renacuajos
albinos.
5.- Se obtuvo una rana albina.

7. Ubicación del
material genético

8. Núcleo
•Es uno de estos compartimientos que funciona como
centro de control de la célula eucarionte.
•En el se encuentra almacenado el material genético.
•Su tamaño y ubicación varían dependiendo de la
actividad y del tipo celular.
•Aunque la mayoría de las células tienen un único
núcleo, algunos tipos carecen de él, como es el caso
de los glóbulos rojos en proceso de maduración.
•Otros tipos presentan múltiples núcleos como la
célula del músculo esquelético humano.
•El núcleo contiene agua en su interior y una serie de
moléculas orgánicas, tales como proteínas,
carbohidratos, lipidos y ácidos nucleicos.

9. 1.
Características del
núcleo

10. • El núcleo es el organelo comúnmente de mayor tamaño
en las células eucariontes.
• Una de sus principales funciones es la protección del
material genético (ADN).
• Sin embargo el núcleo no está presente durante todo el
ciclo de vida de una célula, pues desaparece cuando esta
pasa por el proceso de división celular y pierde su
organización.
Cromatina
NUCLEO CELULAR
Envoltura nuclear
Cromosoma
Membrana externa
Nucléolo
Membrana interna
Núcleo plasma
Poro nuclear
3-10 mm

11. Poros nucleares
Membrana nuclear
externa
Espacio perinuclear
Membrana nuclear
interna
Lámina fibrosa
Nucléolo
Ribosomas
11

12. Poros nucleares
Se forman a partir de un
conjunto de
proteínas. Los poros
funcionan como una vía de
comunicación y permiten el
paso de moléculas entre el
núcleo y el citoplasma de la
célula.
Membrana Nuclear
Denominada también envoltura
nuclear o carioteca.
Compuesta de una doble membrana,
cada una de las cuales está separada
por un espacio intermembranoso
interumpido por la presencia de
poros nucleares, que conforman
verdaderas perforaciones en el
núcleo.
Cromatina
Es la forma en que el ADN se
encuentra dentro del núcleo
eucarionte. Se forma por la
asociación del ADN con proteínas
llamadas histonas, que permiten
el enrollamiento del material
genético. Dependiendo del grado
de condensación del ADN, se
distinguen dos tipos de
cromatina: la eucromatina y la
heterocromatina.
Nucléolo
Es un compartimiento
nuclear formado por
cromatina visible al
microscopio óptico. En él se
llevan a cabo procesos
relacionados con la
generación de ribosomas.
Nucleosoma
Es el medio interno
semilíquido del núcleo.
En él se encuentran
inmersos y organizados el
nucléolo y las moléculas
de ADN.

13. Estructura del núcleo de la célula
Heterocromatina
Lámina nuclear
Eucromatina
Envoltura nuclear
Retículo endoplásmico rugoso
Nucléolo
pars granulosa-Lfr
pars fibrosa
Centro organizador
nucleolar
Poro nuclear

14. Teoría Celular
Es una parte fundamental de la biología que explica la
constitución de los seres vivos sobre la base de células, el
papel que estas tienen en la constitución de la vida y en la
descripción de las principales características de los seres
vivos.
1. Todos los seres vivos están formados por células ya
sean procariontes o eucariontes.
2. Es la unidad estructural y Funcional de los seres vivos.
3. Toda célula proviene de una célula ya preexistente y en
este proceso la célula transmite a sus células hijas el
material genético mediante el ADN.
14

15. Rosalind
Franklin
15

16. Fue una química y cristalógrafa inglesa,
responsable de importantes contribuciones a la
comprensión de la estructura del ADN.
Franklin tomó las imágenes de ADN por difracción
de rayos X durante su estancia en el King's
College, en Londres.
Estas imágenes, que sugerían una estructura
helicoidal y que permitieron generar inferencias
sobre detalles claves acerca del ADN, fueron
mostradas por Wilkins a Watson.

17. 17

18. Watson
Y
Crick
18

19. Experimento de Watson y Crick
Diámetro
—20A°—
Crick y Watson descubrieron que haciendo cristalizar la
molécula y sometiéndola a haces de rayos X de los que
se estudiaba a continuación los distintos modos de
difracción era posible discernir pistas acerca de la
estructura de doble hélice del ADN. La estructura fue
propuesta como el modelo que mejor se acomodaba a
las imágenes de difracción de rayos X obtenidas por
Rosalind Franklin.
Esqueleto
Azúcar
Fosfato

20. • Cada parte de la molécula lleva cuatro bases químicas
enfrentadas dos a dos:
>La adenina con la timina
>La citosina con la guanina.
• Estas cuatro bases químicas abreviadas como
A, T, C y G
• Constituyen el alfabeto por el que se escriben los genes a lo
largo de las cadenas de ADN.
• Explican también que cada parte de ADN es un doble
espejo del que tiene enfrente, lo que explica por qué el
ADN puede copiarse y reproducirse.
20

21. 21

22. 2.
Estructur
a y
Organizac
ión del
ADN
22

23. 1.- Cada molécula de ADN (ácido desoxirribunucleico)
está formada por dos cadenas de nucleótidos que se
disponen en forma helicoidal, formando una estructura
que se conoce como doble hélice.

24. 2.- La unidad estructural o monómero de la molécula de ADN es el
nucleótido, que esta constituido por un:

♦
Grupo fosfato
♦Azúcar
♦Base Nitrogenada

25. 3. Existen cinco clases de bases nitrogenadas, que se
diferencian entre sí por sus características químicas:
♦Uracilo (U)
♦Guanina (G)
♦Timina (T)
♦Citosina (C)
adenina guanina
NH
3
1
I
0
C CH,
m c
0
II
HN CH
1 I
l l
A CH
CH A CH
citosina timina uracilo
25
♦Adenina (A)

26. Bases Púricas
• Tiene la estructura fundamental del heterociclo purina. Se
encuentran en los ácidos nucleicos (tanto ADN como ARN) son la
adenina y la guanina.

27. Bases Pirimídicas
Derivan del anillo de pirimidina. Las bases pirimidínicas que aparecen
en el RNA son uracilo y citosina, mientras que en el DNA encontramos
timina y citosina

28. 4. Las cadenas del ADN son complementarias, pues frente a cada
timina hay una adenina y frente a una guanina, una citosina; es
decir, frente a cada base púrica hay una pirimídica.
5. Las bases nitrogenadas se unen entre sí mediante puentes de
hidrógeno, mientras que las citosinas se unen a las guaninas
mediante tres puentes de hidrógeno.
28

29. 6. La complementariedad de las bases es la clave de la estructura del
ADN y tiene importantes implicaciones en varios procesos.
r ^
El ADN está organizado en forma de
una doble hebra, modelo que James
Watson y Francis y Crick postularon
en 1953 y que ha sido aceptado y
confirmado hasta hoy.
29

30. En las células procariontes, el ADN se
encuentra inmerso en el citoplasma, pero
en las células eucariontes está asociado a
un conjunto de proteínas globulares
llamadas histonas.
. El empaquetamiento ordenado de la
molécula de ADN depende de las histonas,
pues sobre ellas se enrollan las dos hebras
que forman estructuras globulares, los
nucleosomas.
. Los nucleosomas le confieren un
aspecto de collar de perlas.

31. El complejo generado por la combinación de
histonas y ADN se denomina cromatina
Nombre que se debe a sus propiedades
de tinción celular: se tiñe intensamente
cuando se emplean colorantes básicos.
Dependiendo del grado de compactación de
la cromatina, es posible diferenciarla en dos
estados: heterocromatina y Eucromatina.
Heterocromatina: Es la forma más compactada
en que se organiza la cromatina y frecuentemente
está adherida a la membrana nuclear.
Eucromatina: Se encuentra en un estado
descondensado y disperso en el nucleoplasma ,
siendo esta última la que al ser leída o transcrita
da como resultado la expresión de las
características funcionales y de relación con el
medio de una célula.

32. 4. Cuando una célula se encuentra en una
etapa específica de la división celular, la
cromatina se condensa hasta alcanzar su
máximo grado de compactación,
formando los cromosomas.
El ADN de una célula humana presenta
una longitud total de aproximadamente
dos metros. Los núcleos celulares, en
tanto, tienen un diámetro de unos 0,005
milímetros. La condensación del material
genético en cromatina permite un alto
grado de compactación del ADN, de modo
que puede ser contenido dentro del
núcleo.

38. Objetivo
Conocer y comprender, basándose
en evidencias, y experiencias
científicas la estructura de los
cromosomas y el cariotipo humano

39. Estructura
de un
cromosoma
33

40. • Los cromosomas de células eucariontes
constan de dos brazos llamados cromátidas,
unidos por una estructura denominada
centrómero.
• El centrómero participa en la segregación o
separación de las cromátidas de los
cromosomas durante el proceso de división
celular. En él se encuentran una estructura
proteica denominada cinetocoro, que es
fundamental para realizar dicha separación.
a de cromátidcs
hermanas Telómero
Centrómero
34

41. cromátidas
constricción satélite
secundaria
telómero
cinetocoro
bandas
brazo
corto
centrómero
brazo
largo
En los extremos de cada
brazo se encuentran los
telómeros.
• Secuencia de ADN específicas
que cumplen una función
relacionada con el
mantenimiento de la longitud
de los cromosomas durante la
duplicación del material
genético, así como en la
adhesión a zonas específicas de
la membrana nuclear.

42. Tipos de cromosomas
• De acuerdo con la posición del centrómero, los
cromosomas se clasifican en cuatro tipos:
1 Metacéntricos
2 Submetacéntricos
3 Acrocéntricos
4 Telocéntricos
MFTACFNTRICO SUBMFTACFNTRICO ACROO-NTRICO TEl OCFNTRICO

43. Metacéntrico
El centrómero se encuentra ubicado en la mitad del cromosoma.

44. Submetacéntricos
Los brazos cromosómicos son un poco desiguales.

45. Acrocéntricos
Los brazos cromosómicos son muy desiguales.

46. Telocéntricos
El centrómero esta en la región de los telómeros.
TcLOí'Ef'l TRICO

47. • Es por esto que la información genética se
encuentra en el ADN, que forma parte de los
cromosomas o de la cromatina, dependiendo del
estado de condensación.
• En la mayoría de las células, los cromosomas
se organizan en pares.
• Estos últimos se denominan cromosomas
homólogos y son similares tanto en su forma
como en la posición que ocupa el centrómero.

49. La característica más importante de los cromosomas
homólogos es que ambos portan información
genética para los mismos rasgos.
Sin embargo, esto no significa que posean la misma
información genética. Por ejemplo: Si consideramos
el carácter color de ojos, en uno de los cromosomas
de par homólogo puede haber información para el
color verde, mientras que en el otro, para el color
café.
43

50. Si una célula posee los dos cromosomas del par homólogo, se dice
que esta es una célula diploide, si tuviera solo un cromosoma de
cada par homólogo, sería una célula haploide.
• La gran mayoría de as células de nuestro cuerpo son diploides,
mientras que solo las células sexuales son haploides, de modo que
cuando se produce la fecundación se completa el número diploide
propio de la especie humana.
• En este sentido, si la especie humana tiene 46 cromosomas, cada
espermatozoide y cada ovocito II tiene 23 cromosomas.
44

51. Organismo Número de cromosomas
Arroz 24
Poroto
22
Maíz
20
Lechuga
18
Cebolla 16
Ballena 44
Cuy 62
Vaca
60
Gorila 48
Ser humano 46

52. Cariotipo Humano

53. Es el conjunto de cromosomas ordenados
según sus características morfológicas y sus
tamaños.
En él se distinguen dos tipos de
cromosomas:
Los sexuales y los autosómicos.
47

54. Cromosomas Sexuales
Son muy diferentes el uno del otro e intervienen
en la determinación del sexo.
En el ser humano, los cromosomas sexuales a uno
se le llama X y al otro Y. Los cromosomas
masculinos son por lo tanto (XY). Mientras que los
cromosomas sexuales femeninos corresponden a
dos cromosomas X (XX)
48

55. Cromosomas Sexuales
Los cromosomas sexuales masculinos
corresponden a un cromosoma X y a uno Y (XY).
El cromosoma sexual Y es el factor
determinante para que un individuo sea
hombre, pues en él se encuentra la información
genética que permite que se exprese el fenotipo
masculino.
49

56. Cromosomas autosómicos
Constituyen el resto de cromosomas y tienen las
mismas características en ambos sexos.
Por ejemplo, las células somáticas de un ser
humano, en ambos sexos, contienen 23 pares de
cromosomas autosómicos, y un par corresponde a
cromosomas sexuales.
50

57. Mediante el estudio del cariotipo, es posible detectar
anomalías en el número o en la forma de los
cromosomas.
Por ejemplo, en el caso del síndrome de Down, al
análisis del cariotipo permite detectar tempranamente
esta condición.
51

58. Cromosomas y Genes
52

59. En cada cromosoma pueden haber cientos de genes, y
en cada uno de estos existe información para cada
característica determinada.
Al conjunto de genes que posee un individuo y que ha
heredado de sus progenitores se llama genotipo,
mientras que al conjunto de características biológicas
observables de un individuo (física, conductuales, etc) se
le denomina fenotipo.
53

60. El ordenamiento de los genes en los
cromosomas se representa mediante un
diagrama llamado mapa cromosómico, en el
que se definen las posiciones de ciertos genes
en el cromosoma
[locí).
54

61. El lugar físico específico que un gen ocupa en un
cromosoma recibe el nombre de locus.
Estos se ubican en el mismo lugar o locus del par
de cromosomas homólogos.
55

62. 56

63. Objetivo
Conocer y comprender, basándose
en evidencias, y experiencias
científicas la composición del ADN y
ARN

64. Composición química del ADN y
ARN

65. ADN Corresponde a un
polímero natural
Es la molécula
responsable contener
la información
genética.
Sus monómeros son
llamados nucleótidos
Cuando está en
estado
descondensado se
llama cromatina.
Es una estructura
de dobre hélice
Cuando se condensan gracias
a la Histonas llega a su
máximo grado de
condensación llamado
cromosomas.
Característcas del ADN
Ácido desoxirribosa

66. Los Nucleótidos
Una Azúcar que es
una pentosa llamada
desoxirribosa
Un grupo fosfato
Una base nitrogenada

67. Clasificación de las
bases nitrogendas
Púricas Pirim
ídicas
Adenina (A)
Guanina (G)
Citocina (C)
Timina (T)
Uracilo (U)

68. ARN
Es la molécula
intermediaria del
material genético
Corresponde a un
polímero natural
Sus monómeros son
llamados
nucleótidos
Es una estructura
de una hélice
Nucleótido:
Un azúcar
Un grupo fosfato
Base nitrogenda
Su azucar es una
pentosa llamada
Ribosa
Bases
Nitrogenadas:
Adenina
Guanina
Citocina
Uracilo

69. ¿ Cómo se trasmite el material genético de generación en
generación?
Testículos
Replicación del ADN
Ovarios
Replicación del
ADN
Meiosis
cigoto
Replicación
de ADN
División de
células
somáticas
Repetidas
divisiones
celulares
Multiplicación de células formadoras de
gametos

70. La importancia de la replicación del
ADN, es asegurar la continuidad de la
información genética durante el
crecimiento y la reparación de los
tejidos, y a través de las generaciones.

71. Existen tres hipótesis sobre los mecanismos
de la replicación.
1.Conservativa: este
modelo presenta una
doble hélice original
que permanece
intacta, formándose
un doble hélice
completamente nueva.

72. 2. Semiconservativa:
cada molécula nueva
de ADN está formada
por una cadena nueva
o recién sintetizada y
una cadena antigua u
originaria.

73. 3. Dispersiva: en este
modelo la vieja
molécula se rompe y las
nuevas moléculas se
construyen con
precursores viejos y
nuevos.

74. Gracias a las investigaciones científicas se logro determinar
que la replicación de ADN es semiconservativa.
La replicación es bidireccional. A partir de un punto de
origen se replican ambas hebras de ADN.
Los extremos de casa hebra son denominadas 5´P (5 prima
fosfato) y 3´OH (3 prima hidroxilo).
La hebras se alinean en direcciones inversas una en sentido
5´ y 3´ y la complementaria en sentido contrario.

75. En organismos eucariontes existen varios puntos
de replicación y este proceso siempre ocurre en
el sentido 5´a 3´.

76. Objetivo
Comprender el proceso de
transcripción y traducción del
ADN.

77. 1.Conceptos generales
1.1 Dogma central de la biología molecular
Transcripción
^ L
ReplicaciónADN
Traducción
ARN
ProteínaTranscripción
inversa
Proteína
ARNm
Aminoácidos

78. 1.Conceptos generales
2.1.2 Definición de gen
Es una secuencia de nucleótidos en la molécula de
ADN, equivalente a una unidad de transcripción.
Contiene la información a partir de la cual se sintetizará
un polipéptido, una enzima, un ácido ribonucleico
(mensajero, de transferencia, ribosomal) o
pequeños ARNs reguladores.
En el genoma humano, la mayoría de los genes son
únicos y se expresan en forma independiente.

79. Estructura del ARN
Características:
El ARN esta formado por una cadena simple de
nucleótidos.
Cada nucleótido del ARN presenta:
• Ribosa como azúcar pentosa.
• Un grupo fosfato.
• Una base nitrogenada que puede ser: Adenina
(A), Citosina (C), Guanina (G) y Uracilo (U), en
vez de Timina (T).
Función: Expresión de la información genética.
Existen tres principales:
• ARNm (mensajero).
• ARNt (de transferencia).
• ARNr (ribosomal).

81. Tipos de ARN
ARN mensajero: lleva la información del ADN aI
ribosoma. Se organiza en secuencias de tres
nucleótidos (tripletes), que se denominan
codones, por ejemplo UGU.
ARN de transferencia: porta aminoácidos hacia
el lugar de síntesis de proteínas, el ribosoma/
Tiene un triplete de bases nitrogenadas
denominado anticodon.
ARN ribosomal: junto con proteínas, forma la
estructura de los ribosomas.

82. 3.Proceso de transcripción
Todas las clases de ARN se forman por
transcripción, que es una forma de copia del
ADN diferente a la replicación.
En este proceso, se copia la información
desde una hebra del ADN, la que se
denomina molde o templado.
La enzima que sintetiza se llama ARN
Polimerasa y copia en sentido 5' a 3'
Iniciación TAC, elongación crecimiento
de la hebra y terminación ATT, ATC,ACT.
Además en eucariontes debe madurar
(corte de intrones y empalme de exones),
por último se le agrega una cola Poli A y
así sale del núcleo

83. 4. Proceso de traducción
El ARNt se carga con el aminoácido
correspondiente. Este proceso requiere
consumo de ATP y la participación de la enzima
aminoacil ARNt sintetasa. Esta enzima es
altamente específica, ya que reconocen un solo
tipo de aminoácido y un subgrupo de ARNt.
Los ribosomas son estructuras que se arman
solo al momento de la traducción. Antes, se
encuentran separados en sus subunidades
menor y mayor.
ARN mAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
Iniciación

84. La elongación comenzará cuando
se inicia la lectura del resto de los
codones del ARNm. Para ello el
segundo codón, en este ejemplo
AAU, queda en el sitio A del
ribosoma. El ARNt correspondiente
lee el codón e ingresa. El anticodón
es UUA y el aminoácido
transportado es asparragina (Asn).
De esta forma, el ARNt funciona
como un adaptador o intérprete,
leyendo los codones del ARNm y
colocando el aminoácido
correspondiente.
El ribosoma avanza sobre el ARNm de forma que el sitio A queda
nuevamente libre para continuar con la traducción del ARNm. Esta
acción del ribosoma permite que la lectura del ARNm sea ordenada.

85. Terminación
El codón UGA es un codón sin sentido (STOP), que determina el término
de la traducción. Este codón es importante porque marca en forma precisa
la longitud del péptido en formación. De esta manera se determina parte
del concepto de estructura primaria de las proteínas.
El ribosoma reconoce esta secuencia produciéndose el desprendimiento
del ARNm y del péptido ya formado.

86. Síntesis de la clase
Expresión de la información genética
Síntesis de proteínas
Se requiere de
Codones
se organiza en...
Unidades de
construcción:
aminoácidos
ARNm
(mensajero)
Código genético
ARNt
(de transferencia)
Ribosomas
funciona como una….
funciona como un…..
Ordenador de la
traducción
funciona como un…..
Traductor del
mensaje genético
Copia del mensaje que
porta el ADN