Biología Capítulo 18: ADN y Genética

Reglas de Chargaff

• Las reglas de Chargaff describen la relación entre las bases nitrogenadas en el DNA.
• Estas reglas consisten en que la cantidad de adenina (A) es igual a la cantidad de timina (T), y la cantidad de guanina (G) es igual a la cantidad de citosina (C).

Experimentos de Frederick Griffith

• Frederick Griffith realizó experimentos que demostraron que el material genético es el DNA.
• Utilizó cepas de bacterias que pudieron transformar otra cepa inactiva en activa.
• Las conclusiones de Griffith fueron que el DNA es el material genético.

Propiedades del DNA

• El DNA de doble hélice puede girar sobre sí mismo gracias a la propiedad del superenrollamiento.
• El superenrollamiento se identificó por primera vez en DNA circular de virus pequeños.
• Cuando una molécula de DNA se gira en la dirección en que está enrollada, entra en un superenrollamiento positivo.
• Cuando una molécula de DNA se gira en la dirección opuesta a la que está enrollada, entra en un superenrollamiento negativo.
• Las moléculas de DNA circular se encuentran en bacterias, mitocondrias y cloroplastos.
• Estas moléculas de DNA circular están invariablemente superenrolladas negativamente.

Genoma

• El genoma es la unidad fundamental de información genética en un organismo o virus.
• En procariotas y virus, el genoma se encuentra en una única molécula o en un número pequeño de moléculas de DNA lineal o circular.
• El tamaño del genoma normalmente aumenta con la complejidad del organismo.
• El genoma humano tiene aproximadamente 30.000 genes, pero solo el 1 o 2% del genoma codifica proteínas.
• La bioinformática es importante para analizar el genoma y proporcionar conocimientos sobre la evolución, fisiología y enfermedad humana.

Cromosoma

• El cromosoma es la unidad fundamental de la estructura de la cromatina.
• El DNA se empaqueta en cromatina y cromosomas en las células eucariotas.
• Las histonas tienen un papel fundamental en la estructura de la cromatina, mediante su unión con el DNA cargado negativamente.
• Existen cinco clases principales de histonas: H1, H2A, H2B, H3 y H4.

Nucleosoma

• Un nucleosoma es la unidad básica de la estructura de la cromatina.
• Cada nucleosoma está compuesto por 200 pares de bases de DNA asociados con una partícula proteica.
• La distribución de la cromatina en el núcleo es importante porque puede influir en la expresión génica y la regulación del ciclo de vida de la célula.

Nucleolo

• El nucleolo es una estructura no rodeada por membrana que se encuentra en el núcleo.
• La función principal del nucleolo es la producción de ribosomas.
• El nucleolo contiene regiones NOR (región organizadora del nucleolo), que son tramos de DNA que llevan copias múltiples de los genes para RNA ribosómico.

Energía Libre de Gibbs

• La energía libre de Gibbs (ΔG) combina los efectos de los cambios en la entalpia (ΔH) y la entropia (ΔS) y la temperatura absoluta (T).
• La energía libre de Gibbs representa la cantidad máxima de energía que puede entregar un mol de substrato cuando se oxida en condiciones isotérmicas.

Vías Metabólicas

• Las vías metabólicas son reacciones químicas que ocurren en la célula.
• Las vías anabólicas son vías de síntesis, con disminución en la entropía y son procesos endergónicos (requieren energía).
• Las vías catabólicas son vías de rompimiento o rupturas, con aumento en la entropía y son reacciones exergónicas (liberación de energía).

ATP

• La concentración intracelular del ATP es mucho mayor que la de ADP.
• La diferencia de concentraciones intracelulares y el estado estándar favorece la hidrólisis de ATP.
• Por cada molécula de ATP dentro de la célula, el ΔG es aproximadamente –10 a -14 kcal/mol.
• Se necesita fuente de energía externa disponible quimotrófica (glucosa) o afotrófica (solar) para obtener ATP.

Metabolismo de la Energía Quimotrófica

• El agente reductor es el elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación.
• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía.

Deshidrogenación / Hidrogenación

• El metabolismo implica cientos de reacciones rédox.
• En el catabolismo, los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen.
• En el anabolismo, los sustratos se reducen y las coenzimas se oxidan.

Glucólisis

• La glucosa es una buena fuente de energía porque su oxidación es un proceso altamente exergónico, con un ΔG°´ = -686 kcal/mol.
• La glucólisis es la parcial oxidación de la glucosa en dos moléculas de piruvato.
• Las enzimas que llevan a cabo el metabolismo de la glucosa se encuentran en el citosol.

Energía Libre de Gibbs

• La energía libre de Gibbs (ΔG) combina los efectos de los cambios en la entalpia (ΔH) y la entropia (ΔS) y la temperatura absoluta (T).
• La energía libre de Gibbs representa la cantidad máxima de energía que puede entregar un mol de substrato cuando se oxida en condiciones isotérmicas.

Vías Metabólicas

• Las vías metabólicas son reacciones químicas que ocurren en la célula.
• Las vías anabólicas son vías de síntesis, con disminución en la entropía y son procesos endergónicos (requieren energía).
• Las vías catabólicas son vías de rompimiento o rupturas, con aumento en la entropía y son reacciones exergónicas (liberación de energía).

ATP

• La concentración intracelular del ATP es mucho mayor que la de ADP.
• La diferencia de concentraciones intracelulares y el estado estándar favorece la hidrólisis de ATP.
• Por cada molécula de ATP dentro de la célula, el ΔG es aproximadamente –10 a -14 kcal/mol.
• Se necesita fuente de energía externa disponible quimotrófica (glucosa) o afotrófica (solar) para obtener ATP.

Metabolismo de la Energía Quimotrófica

• El agente reductor es el elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación.
• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía.

Deshidrogenación / Hidrogenación

• El metabolismo implica cientos de reacciones rédox.
• En el catabolismo, los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen.
• En el anabolismo, los sustratos se reducen y las coenzimas se oxidan.

Glucólisis

• La glucosa es una buena fuente de energía porque su oxidación es un proceso altamente exergónico, con un ΔG°´ = -686 kcal/mol.
• La glucólisis es la parcial oxidación de la glucosa en dos moléculas de piruvato.
• Las enzimas que llevan a cabo el metabolismo de la glucosa se encuentran en el citosol.