La información genética se transmite en unidades discretas llamadas genes: Experimentos de Mendel

Transcripción

1 La información genética se transmite en unidades discretas llamadas genes: Experimentos de Mendel Genes - alelos, fenotipo - genotipo, dominante - recesivo.

2 2- Los genes se encuentran en los cromosomas: experimentos con Drosophila melanogaster

3 3- Cada gen determina una característica observable a través de una enzima: Fenilcetonuria, experimentos con Neurospora crassa.

4 La pisita del ADN como portador de la información genética: Aislado por primera vez en 1869 por Friedrich Mieschner, blanca azucarada ligeramente ácida y contenía fósforo. Lo llamó nucleína En 1914 Robert Feulgen descubre que el ADN tiene una atracción desusadamente fuerte por un colorante básico llamado FUCSINA Experimentos de P: A. Levenne (década de 1920 ): El ADN está compuesto por un azúcar de 5 carbonos, un grupo fosfato y 4 bases nitrogenadas Deducciones de Levenne: 1) Nucleótido: base nitrogenada > azúcar > grupo fosfato 2) Lo nucleótidos se disponene en ramilletes de a 4 (tetranucleótido)

5 Los microbios revestidos en azúcar y el factor transformante Experimentos de Frederick Griffith en 1928 con bacterias causantes de neumonía, Streptococcus pneumoniae Las bacterias encapsuladas eran virulentas la no encapsuladas no. Las bacterias encapsuladas muertas por calor no eran virulentas pero podían transferirle la virulencia a bacterias no encapsuladas Este proceso se llamó transformación y el agente causal factor transformante. En 1943 O. T Avery demostró que el factor transformante era ADN

6 Experimentos con bacteriófagos 1940 : Max Delbruk y Salvador Luria estudiaron los mecanismos de infección de los bactreriófagos en células de E. coli En 1952 A. Hershey y M. Chase marcaron el ADN y las proteínas de bacteriofagos con 32 P y 35 S respectivamente y siguieron su destino durante el proceso de infacción en células de E. coli.

7 Evidencia disponible sobre la estructura del ADN con la que contaban Watson y Crick El ADN eran una molécula grande, larga y delgada compuesta de nucleótidos con las bases nitrogenadas A T G C. Según P. A. Levenne podrían disponerse en forma de un TETRANUCLEÓTIDO Linus Pauling había descubierto la hélice alfa en las proteínas y había sugerido una estructura similar para el ADN Maurice Wilkins y Rosalind Franklin determinaron por difracción de rayos X que las estructura del Adn reflejaba giros de una hélice gigante Los resultados de Chargaff: Las bases nitrogenadas no siempre se encontraban en concentraciones iguales. Las proporciones de las dos Purinas y las dos Pirimidinas eran similares.

8 Estructura de la molécula de ADN Los nucleótidos pueden asociarse en cualquier orden Las cadenas son complementarias: Sólo A=T y G C.

9 REPLICACIÓN DEL ADN: MODELO SEMICONSERVATIVO

10 Los experimentos de Meselson & Stahl

11 REPLICACIÓN DEL ADN -Requisito indispensable para la reproducción -Ocurre en la fase S del ciclo celular -Es llevada a cabo por la enzima ADN polimerasa. Aislada por primera vez en 1956 en mutantes de E. coli (polimerasa I: reparación del ADN) POROPIEDADES Todas replican ADN en dirección 5 > 3, agregando dntp a extremos 3 OH libres Sólo incorporan nucleótidos a cadenas en crecimiento unidas por puentes de hidrógeno a la cadena molde. PROBLEMA En la horquilla de replicación una cadena avanza en dirección 5>3 y la otra en dirección 3>5 Al iniciarse la síntesis no existen nucleótidos apareados a la cadena molde SOLUCIÓN Formación de un bucle, síntesis discontinua a través de Fragmentos de Okazaki Síntesis de un CEBADOR (10 N long.) por parte de la PRIMASA Las ARN polimerasas pueden agregar ARN sin necesidad de nucleótidos apareados

12 Química de la síntesis de ADN

13 DIFERENTES ADN POLIMERASAS PROCARIOTAS: Polimerasa I: Está implicada en la reparación del ADN y posee tanto traducción de errores 5'->3 como actividad exonucleasa 3'->5'. Polimerasa II Pol II is involved in replication of damaged DNA and has both 5'- >3'chain extension ability and 3'->5' exonuclease activity Polimerasa III es la principal ADN polimerasa en las bacterias principal (participa en la elongación de la cadena de ADN), como así también tiene actividad exonucleasa 3'->5' Polimerasa IV is a Y-family DNA polymerase Polimerasa V es una polimerasa de la familia Y y participa en participates in bypassing DNA damage

14 EUCARIOTAS: Polimerasa α:actua como una primasa (Sintetizando los cebadores de ARN), y como una ADN Polimerasa elongando el primer con nucleótidos de ADN. Luego de unos pocos cientos de nucleótidos la elongación es continuada por la Polimerasa δ o por la ε. Polimerasa β:esta implicada en la reparación del ADN. Polimerasa γ: Replica en ADN mitocondrial Polimerasa δ: es la principal polimerasa en eucariotas, es altamente y tiene actividad exonucleasa 3'->5'. Polimerasa ε: Puede sustituir a la Pol δ en la cadena retrasada, sin embargo su rol exacto es desconocido. Pol ε, η, ι, κ, y Rev1 Pertenecen a la familia Y de las ADN polimerasas. Estas polimerasas están involucradas en la sintesis de ADN a través de zonas dañadas.

15 La síntesis de ADN comienza en los orígenes de replicación En Procariotas existe un solo origen de replicación, en eucariotas varios. Visualización de orquillas de replicación con timidina radiactiva

16 Como puede proceder la síntesis de ADN en un mismo sentido cuando las cadenas cadenas son antiparalelas? Síntesis discontinua de la cadena retrasada: fragmentos de Okazaki

17 Inicio de la síntesis de un fragmento de OKAZAKI

18 Unión de los fragmentos de OKAZAKI

19 Proteínas accesorias para el acople de la ADN polimerasa a la cadena molde de ADN Proteína de enganche de carga (RFC) Proteína de enganche deslizante (PCNA) Polimerasa

20 Otras enzimas presentes en el REPLISOMA HELICASA: rompe los puentes de hidrógeno entre las hebras de ADN PROTEÍNA DE UNIÓN AL ADN DE CADENA SIMPLE (SSBP)(RFA): Estabiliza las cadenas simples y evita que se unan entre sí. TOPOISOMERASAS: Desenrrollamiento. (I) Corta sólo una hebra. (II) Introduce cortes en ambas hebras Proteína de enganche de carga (RFC) Proteína de enganche de deslizante (PCNA)

21 ACCIÓN DE LAS TOPOISOMERASAS Son útiles tanto para desenrollar el ADN durante la replicación como para separar las cromátidas durante la mitosis (T II)

22 CUADRO COMPLETO DE LAS ENZIMAS QUE INTEGRAN EL REPLISOMA Formación del bucle en la cadena retrazada Acoplamiento y desacoplamiento de la polimerasa en la cadena retrasada

23 Orígenes de replicación En procariotas (E coli = 3 x 10 9 pb) existe in sólo orígen de replicación y el proceso completo demora unos 30 min. En eucariotas el genoma es mil vece más grande (3 x 10 9 ) y el ritmo de replicación es 10 veces más lento. Por tal motivo exiten miles de orígenes de replicación.

24 Orígenes de replicación La replicación se inicia en sitios específicos del cromosoma denominados ORÍGENES DE REPLICACIÓN En E coli el OR consta de 245 pb Secuencias de replicación autónoma (ARS) Complejos de los orígenes de replicación (ORC)

25 Lectura de errores en la ADN polimerasa La frecuencia de error durante la replicación es de una base incorrecta cada 10 9 a nucleótidos incorporados, La frecuencia de error deducible por el afinidad de apareamiento de las bases por puentes de hidrógeno es de uno cada 10 3 bases La ADN pol reduciría 100 veces la tasa de error mediante la adaptación a la conformación de un par de bases correcto La doble lectura produce la eliminación de los nucleótidos cuando hay bases incorrectas mediante la actividad exonucleasa 3 >5

26 Reorganización del ADN en genes de inmunoglobulinas

27 Reorganización del ADN en genes de inmunoglobulinas

28 Reorganización del ADN en genes de inmunoglobulinas

29 Todas las células comparten características básicas. A nivel molecular esta similitud es aun más evidente. Organismos modelo para la investigación en BMC Reproducción: propiedad fundamental de todos los seres vivos Transmisión de la información genética: Mecanismo. Principios básicos de transmisión de la información genética: Genes y cromosomas: Cada gen determina una característica observable a través de una enzima: Fenilcetonuria, experimentos con Neurospora crassa.