Bases moleculares de la ing. genetica

1. 1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MATAMOROS DEPARTAMENTO DE QUIMICA Y BIOQUIMICA “Bases Moleculares de la Ingeniería Genética”ALUMNA:Karen GodinezNorma RivadeneiraRosa Isela González Semestre: 1°Fátima RangelCarolina CastilloAlumna de la Carrera: Ingeniería AmbientalMateria: BiologíaCatedrático: M.C. Guillermo Raúl Villasana VelázquezH. Matamoros, Tamps. Noviembre del 2011
2. 2. 1. ¿Qué es un gen? Gen, unidad de herencia, partícula de materialgenético que determina la herencia de unacaracterística determinada, o de un grupo de ellas.En términos moleculares puede definirse como lasecuencia lineal de nucleótidos considerada comounidad de almacenamiento de información. Losgenes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular y se disponen enlínea a lo largo de cada uno de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma unaposición, o locus.2. La estructura de los ácidos nucleicos como base química del programagenético a) Estructura del ADN Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas formadas por un elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos. Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C).La siguiente figura ilustra las tres unidades, en el dibujo
3. 3. que está a la izquierda, la bolita roja es oxigeno, la violeta es fosforo,la verde es carbono, la blanca es hidrogeno y la azul es nitrógeno. La molécula de desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y estáentre un grupo fosfato de un lado y una baseal otro. El grupo fosfato está a su vez unido ala desoxirribosa del nucleótido adyacente dela cadena. Estas subunidades enlazadasdesoxirribosa-fosfato forman los lados dela escalera; las bases están unidas porparejas, mirando hacia el interior y formanlos travesaños.Los nucleótidos de cada una de las doscadenas que forman el ADN establecen una
4. 4. asociación específica con los correspondientes de la otra cadena. Debido a la afinidad química entre las bases, los nucleótidos que contienen adenina se acoplan siempre con los que contienen timina, y los que contienen citosina con los que contienen guanina. Las bases complementarias se unen entre sí por enlaces químicos débiles llamados puentes de hidrógeno. b) Estructura del ARN. A diferencia del ADN todos los tipos de ARN, son de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras estables que les permite tener estructuras tridimensionales. En el ARN los pares de bases son generalmente Adenina – Uracilo y Guanina – Citocina aunque eventualmente existen pares GU. En algunos existe complementariedad inteARN que hace que tengan estructuras específicas y estructura terciaria.3. La información genética a) La replicación del ADN El ADN se duplica, cada una de sus cadenas pasa a las células hijas sin cambiar y actúan de molde o patrón para formar una segunda hebra y
5. 5. completar así las dos doble cadenas. Para que esto ocurra, la célula debe“abrir” la doble cadena de ADN en una secuencia específicadenominada origen de replicación(en bacterias) o secuencia de replicaciónautónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena. En la replicación participan varias enzimas. Las polimerasas sintetizanuna nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras yun segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos. Lapolimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.b) Transcripción Una vez que se conforman las dos cadenas nuevas de ADN, lo que siguees pasar la información contenida en estas cadenas a una cadena de ARN,proceso que se conoce como transcripción. Aquí la enzima responsable es
6. 6. la ARN polimerasa, la cual se une a una secuencia específica en el ADNdenominada promotor y sintetiza ARN a partir de ADN. En la transcripción, la información codificada en un polímero formado por lacombinación de 4 nucleótidos (ADN) se convierte en otro polímero cuyasunidades también son 4 nucleótidos (ARN). El ácido ribonucleico es similar alADN (por eso el proceso se denomina transcripción). La transcripción de genes puede dar lugar a ARN mensajero (ARNm,molécula que sirve como molde de la traducción), ARN ribosomal (ARNr, queforma parte de los ribosomas, un complejo compuesto por proteínas y ARNrdonde se realiza el proceso de traducción) o ARN de transferencia (ARNt,moléculas que funcionan como adaptadores en el proceso de traducción).c) Traducción.La traducción es el paso de lainformación transportada por el ARN-m a
7. 7. proteína. La funcion de los polipéptidos reside en su secuencia lineal de aminoácidos que determina su estructura primaria, secundaria y terciaria. De manera, que los aminoácidos libres que hay en el citoplasma tienen que unirse para formar los polipéptidos y la secuencia lineal de aminoácidos de un polipéptido depende de la secuencia lineal de ribonucleótidos en el ARN que a su vez está determinada por la secuencia lineal de bases nitrogenadas en el ADN. Los elementos que intervienen en el proceso de traducción son fundamentalmente: los aminoácidos, los ARN-t (ARN transferentes), los ribosomas, ARN-r (ARN ribosómico y proteínas ribosomales), el ARN-m (ARN mensajero), enzimas, factores proteicos y nucleótidos trifosfato (ATP, GTP). El primer paso que tiene que producirse es la activación de los aminoácidos y formación de los complejos de transferencia. Los aminoácidos por sí solos no son capaces de reconocer los tripletes del ARN-m de manera que necesitan unirse a un ARN de pequeño tamaño, llamado ARN adaptador, ARN soluble o ARN transferente.4. La regulación de la expresión génica Todas las células presentan mecanismos para regular la expresión de losgenes. De esta manera, las células procariotas y eucariotas, sintetizan en cadamomento solamente aquellos elementos que necesitan.
8. 8. A principios de los años sesenta, Jacob y Monod, propusieron un modelodenominado operón para la regulación de la expresión génica en las bacterias.En cada operón se diferencian dos clases de genes: • Los genes estructurales ( E1, E2, E3…), que codifican proteínas, participantes en un determinado proceso bioquímico. • Un gen regulador (R), que codifica a una proteína represora (PR) que puede encontrarse en la forma activa o inactiva y es el agente que controla materialmente la expresión. Existen además dos regiones que intervienen en la regulación: • El promotor (P),es una zona donde se une la ARN-polimerasa y decide el inicio de la transcripción. • El operador (O), que posee una secuencia reconocida por la proteina represora activa: cuando se bloquea el operador con la proteína represora, impide el avance de la ARN-polimerasa y la transcripción se interrumpe, con lo que se origina el proceso conocido como represión génica.
9. 9. Cuando la bacteria necesita sintetizar proteínas debe separar el operador delrepresor y utiliza para ello dos tácticas: 1. La inducción enzimática. Como en el caso del operón lactosa, que regula la síntesis de las enzimas encargadas de metabolizar la lactosa. 2. Como puede verse en el esquema, cuando aparece la lactosa (molécula inductora), se une a la proteína represora inactivándola; entonces el complejo inductor-represor se separa del operador, permitiendo el funcionamiento del operón. 3. La represión enzimática. El ejemplo es el operón histidina, que regula la síntesis de las enzimas que intervienen en la síntesis de la histidina.
10. 10. Bibliografíahttp://www.uned.es/091279/ingenieria_genetica/tema1/bases_de_la_genetica_molecular.htm

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