Bases Moleculares de la Herencia

Bases Moleculares de la Herencia

• El material genético es el foco central del tema.

Descubrimiento de los Ácidos Nucleicos

• En 1871, Fridrich Miescher identificó una sustancia en los núcleos de los glóbulos blancos, nombrándola inicialmente "nucleína" debido a su naturaleza ácida y contenido de fósforo.
• En 1899, Richard Altmann renombró la nucleína como "Ácido Nucleico".
• Robert Feulgen, en 1914, descubrió la afinidad de las células del timo por la fucsina, identificando el "Ácido Nucleico" en los núcleos de células vegetales y animales.
• En 1900, se identificaron Ácidos Nucleicos en levaduras, descubriendo características químicas distintas y el ácido nucleico de la levadura.

Naturaleza del Material Hereditario

• En 1944, el experimento de Avery, MacLeod y McCarty identificó el "Principio transformante" a través de características químicas.
• El experimento involucró la incubación de bacterias no patógenas (R) con una mezcla purificada de bacterias patógenas (S), resultando en la transformación de las bacterias R en bacterias S, demostrando que el ADN almacena información genética.
• En 1950, el experimento de Chargaff analizó la composición de bases nitrogenadas en diferentes especies.
• Muestras de ADN de diferentes tejidos de la misma especie tienen la misma composición de bases nitrogenadas.
• La composición de bases del ADN varía entre especies, pero no varía con la edad, las condiciones nutricionales o el ambiente, y en cualquier especie, el número de adeninas es equivalente al de timinas y el número de citosinas es equivalente al de guaninas.

Experimento de Frederick Griffiths (1928)

• Los neumococos de tipo R (rugoso) son poco virulentos y no causan la muerte en ratones al ser inyectados.
• Los neumococos de tipo S (liso) provocan infecciones letales y causan la muerte en ratones al ser inyectados.
• Los neumococos de tipo S (liso) son sensibles al calor; al ser inyectados en ratones después de ser calentados, no causan la muerte.
• La inyección de neumococos vivos de tipo R junto con neumococos muertos de tipo S causa la muerte en ratones, y se pueden extraer neumococos vivos del tipo S de la infección.
• Existe un componente presente en los neumococos S muertos que convierte a los neumococos R vivos en neumococos S, llamado FACTOR DE TRANSFORMACIÓN.

Experimento de Alfred Hershey y Martha Chase (1952)

• El objetivo del experimento fue determinar cuál sustancia era el material genético.
• Se utilizó el cultivo bacteriano de E. coli, el Fago T2, e isótopos P32 y S35.

Composición Química de los Ácidos Nucleicos

• Las bases nitrogenadas son moléculas orgánicas cíclicas que contienen nitrógeno, siendo adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) en el ADN. En el ARN, la timina es reemplazada por el uracilo (U).
• La pentosa es un azúcar de cinco carbonos: desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN.
• El grupo fosfato está formado por un átomo de fósforo y cuatro átomos de oxígeno.
• El ADN se clasifica según su ubicación (extranuclear o nuclear) y función (codificador o no codificador).

ADN

• Se encuentra en mitocondrias y cloroplastos.

ADN: Modelo de Watson y Crick

• La molécula de ADN se organiza tridimensionalmente en una doble hélice formada por dos cadenas de nucleótidos helicoidales.
• Las dos hélices son antiparalelas, teniendo secuencias de átomos inversas.
• La doble hélice se asemeja a una escalera de caracol, donde el azúcar y el fosfato unidos representan el pasamanos y las bases nitrogenadas los peldaños.
• El diámetro de la doble hélice es de 2 x 10-6 cm.
• Las bases nitrogenadas son estructuras planas perpendiculares al eje de la doble hélice, unidas por puentes de hidrógeno.
• La unión entre las bases es una purina con una pirimidina: C-G y A-T.
• La secuencia de bases puede ser cualquiera, sin ninguna restricción.

Propiedades del ADN como Material Hereditario

• La complementariedad de las bases nitrogenadas (A-T y G-C) sugiere una forma semiconservativa de replicación del material hereditario, donde cada hélice sirve de molde para sintetizar una nueva hélice.
• La mutación a nivel molecular consiste en un cambio en la secuencia de bases nitrogenadas del ADN.
• Al no existir ninguna restricción en la secuencia de bases, el ADN posee la suficiente variabilidad para ser el material hereditario.
• Su estructura reconoce un código que permite pasar de la secuencia lineal de bases nitrogenadas en el ADN a la secuencia lineal de aminoácidos en las proteínas.

Conformación del ADN

• La forma "B" es la más común en las células, con otras dos hélices alternativas que difieren en geometría y dimensiones.
• La forma "A" es una espiral que gira hacia la derecha, más amplia que la "B", y ocurre en condiciones no fisiológicas en formas deshidratadas de ADN.
• En la forma "Z", las hebras giran alrededor del eje de la hélice en una espiral hacia la izquierda y podrían estar implicadas en la regulación de la transcripción.

Empaquetamiento del ADN

• El ADN se organiza en doble hélice, luego se une a histonas formando nucleosomas.
• Los nucleosomas se empaquetan en una espiral que se enrolla sucesivamente.
• Los espirales se pliegan formando asas, que a su vez se enrollan para formar cromosomas.

Ácido Ribonucleico (ARN)

• ARN mensajero (ARNm): Copia la información del ADN nuclear y la transporta hasta los ribosomas.
• ARN ribosómico (ARNr): Se asocia a proteínas y forma los ribosomas, donde se sintetizan las proteínas.
• ARN transferente (ARNt): Se une a aminoácidos y los transporta hasta el ribosoma para formar las proteínas.

Ácido Ribonucleico: ARNsn

• El ARN pequeño nuclear (ARNsn) está presente en el núcleo y es de pequeño tamaño.
• Está asociado a proteínas específicas formando ribonucleoproteínas que eliminan los intrones.