Antropología Biológica III Temas Integrados. Prof. Adjunto Dr. Claudio Bravi

Transcripción

1 Antropología Biológica III Temas Integrados Prof. Adjunto Dr. Claudio Bravi Tema 6, primera parte: El material genético. Estructura y replicación del ADN

2 Material Hereditario Transmisión transgeneracional de información El material debe ser capaz de ser copiado fielmente al menos en dos momentos clave: durante la gametogénesis e inmediatamente después de la singamia. Capacidad de generar forma Capacidad de mutabilidad

3 Material Hereditario En 1920, H.J. Muller ( ) postuló que fuera cual fuese la composición química del material hereditario, éste debía tener tres propiedades fundamentales: ser portador de la información que permite dar origen a un determinado fenotipo; ser capaz de replicarse; ser capaz de sufrir cambios transmisibles a la próxima generación.

4 Friedrich Miescher (Suiza, ) Estudiando la composición química de los leucocitos descubrió la existencia de una nueva categoría de sustancias orgánicas, ligeramente ácida y rica en fósforo, que denominó nucleína (hoy ácidos nucléicos). Posteriormente confirmó la existencia de esa sustancia en otros tipos celulares humanos (riñon, hígado, testículo, etc.), en levaduras y en espermatozoides de salmón. Otros colegas replicaron sus hallazgos en eritrocitos de aves y reptiles (que poseén núcleo) pero no en hematíes de mamíferos.

5 La importancia del núcleo en la herencia 1870 s: fusión de núcleos de espermatozoides y óvulos tras la fertilización. En determinado momento del ciclo de vida de una célula es posible observar estructuras filamentosas ( cromosomas ) de comportamiento singular: los cromosomas se reparten por igual entre las células hijas; diferentes tipos celulares de una especie tienen la misma cantidad de cromosomas; el número de cromosomas difiere entre especies. Los cromosomas están formados por ADN y proteínas

6 ADN es el material genético Griffith (1928) demostró que un determinado rasgo podía ser transmitido de una cepa bacteriana a otra. Colonias rugosas (inocuas) Colonias lisas (patógenas) Streptococcus pneumoniae

7 ADN es el material genético Colonias lisas Colonias rugosas Colonias rugosas Cultivo de sangre

8 ADN es el material genético Colonias lisas muertas Colonias rugosas + lisas muertas Colonias rugosas Cultivo negativo

9 ADN es el material genético Colonias lisas muertas Colonias rugosas + lisas muertas Colonias rugosas

10 ADN es el material genético Griffith (1928) Un principio transformante puede ser transferido desde las células lisas muertas a las células rugosas vivas. Las nuevas características son heredadas por las células transformadas.

11 ADN es el material genético Griffith (1928) Un principio transformante puede ser transferido desde las células lisas muertas a las células rugosas vivas. Las nuevas características son heredadas por las células transformadas. Avery, MacLeod & McCarty (1944) Demostraron que la sustancia capaz de transformar las células rugosas en lisas es el ADN, descartando experimentalmente proteínas, hidratos de carbono y lípidos. Hershey & Chase (1952) Confirmaron que al ADN es el material hereditario experimentando con virus bacterianos.

12 ADN es el material genético Avery, MacLeod & McCarty (1944) Cultivo de células lisas Cultivo de células rugosas

13 ADN es el material genético Avery, MacLeod & McCarty (1944) Proteasa o ARNasa Colonias de células rugosas y lisas Cultivo de células lisas Extracto de células lisas Cultivo de células rugosas Cultivo de células rugosas c

14 ADN es el material genético Avery, MacLeod & McCarty (1944) ADNasa Sólo colonias de células rugosas Cultivo de células lisas Extracto de células lisas Cultivo de células rugosas Cultivo de células rugosas

15 Estructura del ADN Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953) Conocimientos previos: El ADN está formado por tres tipos de moléculas: ácido fosfórico, bases nitrogenadas y desoxirribosa

16 Estructura del ADN Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953) Conocimientos previos: Regla de Chargaff A T G C A+T G+C Escherichia coli Diplococcus pneumoniae Mycobacterium tuberculosis Levadura Erizo de mar Sardina Rata Humano (timo) Humano (hígado) Humano (esperma)

17 Estructura del ADN Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953) Conocimientos previos: Regla de Chargaff [A] = [T] [G] = [C] [A] + [G] = [T] + [C] [Púricas] = [Pirimídicas]

18 Estructura del ADN Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953) Conocimientos previos: estudios de difracción de rayos X (cristalografía)

19 Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953) Doble cadena formada por dos filamentos antiparalelos (polaridad) y complementarios esqueleto externo de P + desoxi-ribosa bases nitrogenadas en el interior, apareadas cumpliendo Regla de Chargaff

20 Modelo de la doble hélice de Watson y Crick (1953)

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22 Estructura química de los Ácidos Nucléicos Ácidos Nucléicos = polímeros de nucleótidos Nucleótido Ácido fosfórico P BN Bases Nitrogenadas Púricas: A, G Pirimídicas: C, T, U Az Azúcares de 5 carbonos (pentosas) ARN: ribosa ADN: desoxirribosa

23 Estructura química de los Ácidos Nucléicos Ácidos Nucléicos = polímeros de nucleótidos P BN Az Fosfato + Ribosa Fosfato + desoxi-ribosa

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25 Nucleótido

26 Nucleótido Carbono 5 Carbono 1 Carbono 3

27 Extremo 5 (P) Extremo 3 (-OH)

28 Nt de Bases Púricas Nt de Bases Pirimídicas Adenina Citosina Guanina Timina

29 Replicación del ADN Watson y Crick (1953) Cadena madre "No ha escapado a nuestra atención que el apareamiento específico de bases que hemos propuesto en nuestro modelo sugiere inmediatamente un mecanismo de copiado Cadenas hijas

30 Replicación del ADN Modelo semiconservativo Toda cadena hija de ADN está formada por el apareamiento de un filamento presente en la cadena madre (que actúa como molde) con otro recién sintetizado. Cadena original Cadenas hijas

31 Horquilla de replicación Helicasa: interrumpe los puentes H justo por delante de la horquilla Proteínas de unión a cadena simple Impiden la reasociación de las cadenas Girasa (=Topoisomerasa): corta el ADN, permite que gire y luego lo reúne

32 Enzimas de la horquilla de replicación Primasa: sintetiza un primer o cebador, breve fragmento de RNA complementario a una porción de ADN que proveé un extremo 3 -OH a la Polimerasa III ADN Polimerasa III: utilizando un filamento como molde, sólo añade nucleótidos complementarios por el extremo 3 -OH de una doble cadena ADN Polimerasa I: reemplaza los ribonucleótidos del cebador por desoxirribonucleótidos Ligasa: cataliza la unión entre extremos 5 y 3 de la cadena retrasada

33 Extremo 5 sentido de crecimiento de la nueva cadena Extremo 3

34 nucleótido tri-fosfato

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