Todas las mandarinas, todas las rosas son realmente iguales o solo lo parecen

EL FAMOSO ADN! CAPITULO 1: Conociendo la doble hliceTodas las mandarinas, todas las rosas son realmente iguales o solo lo parecen?

Una manada de elefantes o leones nos parecen idnticos Ser as?

Los animales tenemos cosas en comn y cosas que nos diferencian a unos de otros. La mayora de los animales podemos movernos por ejemplo.

Pero que distintas son tus piernas de las patas de un lagarto!

En cambio, que complicado es distinguir una lombriz de jardn de otra!

Es difcil encontrar un ser vivo que sea una copia igual de otro, ni siquiera los mellizos, ni los bichitos de luz, ni los yuyos del campo.

No hay dudas que hay algo que no se nota a simple vista, y que nos hace nicos e irrepetibles: Algo que llevamos en alguna parte de nuestro cuerpo.

Te animas a descubrirlo con nosotros?

Todos sabemos que los seres vivos estamos formados por grupos de clulas que se ayudan para hacer todos los trabajos que nos permitan vivir.Pero en el interior de estas clulas hay NUCLEOS...! Y dentro de cada uno de ellos se encuentran un famoso director: el ADN o el Desoxirribonucleico..!!

Pero sabes que es el ADN?

El famoso ADN es una sustancia que las clulas leen cada vez que les hace falta como si fuera un libro de recetas de cocina.

All esta la informacin que necesitan las clulas de cada ser vivo. Este famoso personaje esta superenrrollado dentro del ncleo y tiene un 1,70 de largo mas alto que vos..!!

Parece, visto de cerca, un hilo de lana, formados por varios hilitos enrollados unos sobres otros formando 2 largas cadenas enroscadas. Estas 2 cadenas estn fuertemente unidas entre si, como retorcidas y a esto los cientficos le pusieron DOBLE HELICE.Sabes cuantos escalones tiene esta escalera en cada clula humana?

3000000!!!! Con decirte que si fuera una escalera de madera, seria tan alta, que llegara 2 veces hasta la luna..!!

Y sabes de que estn hechas estas 2 cadenas de ADN?

Estn formadas por 4 amigas: Adenina, Guanina, Citosina, y Timina, que serian las letras del idioma de las clulas que se repiten a lo largo de toda la doble hlice. Tene en cuenta, que estas amigas letras siempre se ordenan de a pares con la misma compaera: la Adenina con la Timina y la Citosina con la Guanina.

Y adems cada parejita seria un escaln de la doble hlice del ADN.Con estas cuatro amigas letras ordenadas de a pares se arman muchsimas sustancias palabras, y con las sustancias palabras unidas se van formando sustancias oraciones. Cada grupo de sustancias oraciones se llama GEN. Y todos ellos juntos forman lo que se conoce con el nombre de GENOMA.ES decir, que el idioma de las clulas no es un idioma hecho de palabras, es un lenguaje hecho de sustancias.

No es tan difcil despus de todo!!!! Si el ADN, como dijimos, es un libro de recetas, cada gen es una receta de ese libro y en cada receta, la clula puede leer como fabricar sustancias necesarias para vivir, llamadas PROTEINAS. Segn, cuantas y cuales sean esas protenas, ser la forma, el tamao y la manera de vivir de cada ser vivo.

Cada animal o cada planta necesita diferentes protenas para vivir con buena salud. Cada especie tendr una informacin especfica en su ADN, genes que la hacen diferentes de las dems.

SOMOS PARECIDOS, PERO TAMBIEN SOMOS UNICOS...!

En el ADN esta toda la informacin que tendrs cuando seas grande, como el color de piel, de ojos, de pelo, la altura, etc. Tambin hay informacin que diferencia a un animal de otros o a una planta de otra. Cmo llego el ADN a tus clulas? Cuando tu mama y tu papa te hicieron se unieron el ovulo y el espermatozoide, y se junto y combino la informacin del ADN de esas clulas. Tene en cuenta que estas combinaciones casi nunca salen iguales, y es por eso que algunos nos parecemos mas a mama y otros mas a papa. Los nicos que tienen copias idnticas de ADN, son los hermanos gemelos.

Cmo se forman los cromosomas?

Cuando crecemos o las clulas se estn multiplicando, la doble hlice de ADN se enrolla ms y al microscopio pueden verse unas estructuras llamadas cromosomas. Los humanos tenemos 46. Si observamos un mapa gentico, en el ltimo par veremos diferencias. Uno se parecen a las letras X, y otro es mas chiquito, y parecido a la letra Y. El cromosoma X nos indica que el individuo es mujer, mientras que el Y, que es varn.

Qu es una mutacin?

Cuando una clula se esta multiplicando, hace una copia de su ADN, pero en ocasiones, se producen errores al copiar. Estos errores cambian la receta que la clula lee en el ADN, y entonces la clula, termina leyendo un gen diferente del original.

A los errores que se cometen al copiar el ADN, se los llama MUTACIONES.

Algunas de ellas resultan beneficiosas porque por ejemplo, hacen que una planta sea ms resistente a los insectos, otras pueden causar enfermedades conocidas como ENFERMEDADES GENTICAS. Cuando se trata de 2 humanos comparando el ADN pueden resolverse crmenes o identificar personas. Y que es un clon?

Los cientficos han descubierto la forma de crear animales con la misma informacin gentica, crear gemelos artificiales, eso son los CLONES. Un CLON de un ser vivo es otro ser vivo con el ADN idntico que se fabrico a partir del primero. La informacin que llevas a en tu ADN de los que sos y de lo que sers cuando crezcas, te hace nico en el mundo.

Algo de historia

Hemos encontrado el secreto de la vida, se escuch un 28 de Febrero de 1953 en el bar The Eagles, en Inglaterra.

Esta frase fue la conclusin de un largo trabajo de un equipo de cientficos en Cambridge que estaba dedicado a averiguar la estructura de la molcula de ADN.

El bilogo estadounidense James Watson y el fsico ingls Francis Crick, que trabajaban en el Laboratorio Cavendish de Cambridge, se haban especializado en el empleo de los rayos X para deducir la estructura de las molculas biolgicas. Sin embargo, hasta ese momento los resultados que se obtenan eran muy imprecisos. Los cientficos suponan que la molcula de ADN era helicoidal, incluso haban demostrado matemticamente que, si realmente tena esa forma, en las fotografas de la difraccin de los rayos X aparecera reflejada como una cruz. Esta premisa fue confirmada al observar la fotografa obtenida por la cientfica britnica Rosalind Franklin.

Paralelamente, el qumico de Cambridge Alexander Tood, haba completado el anlisis del ADN, que demostraba que la estructura estaba formada por unas largas cadenas de azcar y fsforo unidas por unas molculas planas o bases que contenan carbono y nitrgeno (bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina y citosina).

Adems, contaron con la informacin del descubrimiento del bioqumico americano Erwin Chargaff que haba demostrado que, en cada muestra de ADN la cantidad de la base adenina era la misma que la de timina, mientras que la de guanina se corresponda con la de citosina. Con todos estos datos, Watson y

Crick comenzaron a construir modelos hasta que finalmente encontraron el que se corresponda con las investigaciones previas: el modelo de doble hlice del ADN.

Dos meses ms tarde, el descubrimiento fue publicado en la prestigiosa revista cientfica Nature.

El conocimiento de la estructura del ADN abri el camino a nuevas reas de investigacin dentro de la biologa. Aparte de sus innumerables repercusiones en bacteriologa y en virologa (permiti establecer cmo los virus infectan las clulas), hay que resaltar su contribucin a la ingeniera gentica.

Qu son los cidos nucleicos?

Tanto el ADN como el ARN pertenecen a un tipo de molculas llamadas cidos nucleicos. El descubrimiento de estos cidos se debe al investigador Friedrich Meischer (1869), el cual investigaba los leucocitos y espermatozoides de salmn, de los cuales obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y un porcentaje elevado de fsforo. Por encontrarse dentro del ncleo, llam a esta sustancia nucleica.

Aos ms tarde, se encontr que tena un componente proteico y un grupo prosttico (no proteico).

Debido a que este ltimo es de carcter cido, a la nuclena se la pas a llamar cido nucleico.

La estructura de los cidos nucleicos

Los cidos nucleicos son biopolmeros formados a partir de unidades llamadas monmeros, que son los nucletidos. Durante los aos 20, el bioqumico P.A. Levene analiz los componentes del ADN.Encontr que los nucletidos se forman a partir de la unin de:

a) Un azcar de tipo pentosa (cinco tomos de carbono)

b) Puede ser D-ribosa en el ARN, o D-2-desoxirribosa, en el ADN.

En este esquema se muestra la estructura qumica de los dos tipos de azcares que forman el ADN y ARN. La diferencia entre ambas, radica en la presencia de un grupo hidroxilo o alcohol (-OH) en la ribosa o un hidrgeno (-H) en la desoxirribosa, unidos al Carbono 2. Los nmeros indican la posicin de cada uno de los cinco carbonos de la molcula de azcar.

b) Una base nitrogenada. Son compuestos orgnicos cclicos, que incluyen dos o ms tomos de nitrgeno y son la parte fundamental de los cidos nucleicos. Biolgicamente existen cinco bases nitrogenadas principales, que se clasifican en dos grupos:

- Las Bases Purnicas, derivadas de la estructura de las Purinas (con dos anillos): la

Guanina (G) y la Adenina (A). Ambas bases se encuentran tanto en el ADN como el ARN.

Las Bases Pirimidnicas, derivadas de la estructura de las Pirimidinas (con un anillo): la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U).

La timina slo se encuentra en la molcula de ADN, el uracilo slo en la de ARN y la citosina, en ambos tipos de macromolculas.

Esquema de los cinco tipos de bases nitrogenadas presentes en los cidos nucleicos. Las mismas se encuentran divididas en dos grupos segn su estructura qumica: las purinas y las pirimidinas.

c) cido fosfrico, que en la cadena de cido nucleico une dos pentosas a travs de una unin fosfodiester.

Los nucletidos se enlazan para formar polmeros: los cidos nucleicos o polinucletidos.En la estructura de los cidos nucleicos, las bases nitrogenadas son complementarias entre s. La adenina y la timina son complementarias (A-T), al igual que la guanina y la citosina (G-C). Dado que en el ARN no existe timina, la complementariedad se establece entre adenina y uracilo (A-U). La complementariedad de las bases es la clave de la estructura del ADN y tiene importantes implicaciones, pues permite procesos como la replicacin del ADN y la traduccin del ARN en protenas.

En las hebras enfrentadas A se une con T mediante dos puentes hidrgeno, mientras que G se une con C mediante tres. Entonces, la adhesin de las dos hebras de cido nucleico se debe a este tipo especial de unin qumica conocido como puente de hidrogeno.

Las distintas estructuras del ADN

Se pueden definir distintas estructuras que adopta el ADN: primaria, secundaria y terciaria, haciendo una analoga con las estructuras de las protenas.

Estructura primaria: La estructura primaria del ADN est determinada por la secuencia en que se encuentran ordenadas las cuatro bases sobre la "columna" formada por los nuclesidos: azcar + fosfato.

Este orden es lo que se transmite de generacin en generacin (herencia).

Estructura secundaria: corresponde al modelo postulado por Watson y Crick: la doble hlice.Las dos hebras de ADN se mantienen unidas por los puentes hidrgenos entre las bases. Los pares de bases estn formados siempre por una purina y una pirimidina, que adoptan una disposicin helicoidal en el ncleo central de la molcula. En otras palabras, las dos hebras son antiparalelas es decir, tienen una orientacin diferente.

Esta estructura secundaria, puede desarmarse por un proceso llamado desnaturalizacin del ADN. Cuando la temperatura alcanza el punto de fusin del ADN, se separan las dos hebras y se produce su desnaturalizacin.

En este proceso se rompen los puentes de hidrgeno que unen las cadenas y se produce la separacin de las mismas, pero no se rompen los enlaces que forman la secuencia de la cadena.

Este es un proceso reversible, ya que al bajar la temperatura se puede producir una renaturalizacin.

Estructura terciaria: es la forma en que se organiza la doble hlice. En Procariotas, as como en las mitocondrias y cloroplastos eucariotas el ADN se presenta como una doble cadena (de cerca de 1 mm de longitud), circular y cerrada, que toma el nombre de cromosoma bacteriano.El cromosoma bacteriano se encuentra altamente condensado y ordenado (superenrollado). En los virus, el ADN puede presentarse como una doble hlice cerrada, como una doble hlice abierta o simplemente como una nica hebra lineal.

En los Eucariotas el ADN se encuentra localizado en el ncleo, apareciendo superenrollado y asociado con protenas llamadas histonas. Durante la mitosis, en las clulas eucariotas la cromatina se enrolla formando cromosomas, que son complejas asociaciones de ADN y protenas.

Los distintos tipos de ARN

El ARN se encuentra, en una clula tpica, en una cantidad 10 veces mayor que el ADN. El azcar presente en el ARN es la ribosa.

En las clulas, se encuentran varios tipos de ARN, los cuales poseen distinta funcin y tamao. Algunos de ellos, son:

ARN mensajero (ARNm): Se sintetiza sobre un molde de ADN por el proceso de transcripcin.

Este ARN pasa al citoplasma y sirve de pauta para la sntesis de protenas (traduccin).

ARN ribosmico (ARNr): El RNA ribosmico est presente en los ribosomas, orgnulos intracelulares implicados en la sntesis de protenas. Su funcin es leer los ARNm y formar la protena correspondiente.

ARN de transferencia (ARNt): Son cadenas cortas de una estructura bsica, que pueden unirse especficamente a determinados aminocidos.

Estos tres tipos de ARN estn implicados en el pasaje de informacin del lenguaje de los nucletidos del ADN al de los aminocidos de las protenas, en un proceso conocido como El dogma central de la biologa, que muestra la siguiente figura:

El ADN tiene informacin para la sntesis de protenas en el que participa

el ARN. Esas protenas determinan las caractersticas de cada organismo y sus funciones.

El ADN como almacn de informacin

La molcula de ADN es un almacn de informacin que se trasmite de generacin en generacin, conteniendo toda la informacin necesaria para construir y sostener el organismo en el que se encuentra.

Las principales implicadas en este proceso son las protenas. Estas pueden ser estructurales como las protenas de los msculos, cartlagos y pelo o bien funcionales como las de la hemoglobina, o la gran cantidad de enzimas del organismo.

La funcin principal de la herencia es la transmisin del ADN, una especie de receta para la fabricacin de protenas. En ocasiones, la modificacin del ADN (mutaciones) provoca un cambio en el funcionamiento de la protena, que puede resultar beneficioso, perjudicial o intrascendente.

El ADN de un organismo podra clasificarse en dos: el que codifica las protenas y el que no codifica.

En muchas especies de organismos, slo una pequea fraccin del total de la secuencia del genoma codifica protenas. Por ejemplo, slo un 3% del genoma humano consiste en secuencias (conocidas como exones) que codifican protenas.

Estas secuencias se llaman frecuentemente reguladoras. La presencia de esa gran cantidad de ADN no codificante en genomas eucariticos y las diferencias en tamao de los genomas representan an una incgnita que hay que resolver.

El ADN y la biotecnologa moderna

Cuando los cientficos comprendieron la estructura del ADN, de los genes, y cmo la informacin que portaban se traduca en funciones o caractersticas, comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a otro para conferirle una nueva caracterstica. Justamente, de eso se trata la ingeniera gentica, a la que podramos definir como un conjunto de metodologas que nos permite transferir genes de un organismo a otro, y que dio impulso a la biotecnologa moderna. La ingeniera gentica permite clonar (multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes (producir las protenas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. As, es posible obtener protenas de inters en organismos diferentes del original del cual se extrajo el gen, mejorar cultivos y animales, producir frmacos, y obtener protenas que utilizan diferentes industrias en sus procesos de elaboracin.

ACTIVIDADESActividad 1: Repaso. Estructura de los cidos nucleicosEl objetivo de esta actividad es repasar algunos de los conceptos trabajados en el texto acerca de las caractersticas de los cidos nucleicos.

a) Completar los espacios vacos de la Tabla:

Componentes de los cidos nucleicos

Base

FosfatoAzcarPurinasPirimidinas

ADNDesoxi-ribosaGuaninaCitosina

ARNPresenteGuaninaCitosina

b) Sealar la respuesta correcta1. Cual de estos cientficos no intervino en las investigaciones que llevaron al conocimiento de ADN?a. Friedrich Miescher

b. P. A. Levene

c. F. Griffith

d. Charles Darwin2. El cientfico P.A. Levene analiz los componentes del ADN y concluy que la unidad bsica (un nucletido) estaba compuesto a partir de:

a. una base pegada a un azcar y que el fosfato tambin estaba pegado al azcar

b. una base pegada a un azcar

c. una base pegada a un fosfato y que el azcar tambin estaba pegada al fosfato

3. Cual de estos compuestos no estaba en la lista de los que Levene describi como formando parte del ADN?

a) Citosina

b) Timina

c) Uracilo

d) adenina

e) guanina

4. Cual de estos es el azcar que Levene identific formando parte del ADN?

a) ribosa

b) glucosa

c) desoxirribosa

d) fructosa

5. Las hebras que forman el ADN son:

a) iguales

b) complementarias

c) especulares

6. Cuando de un lado de la molcula de ADN se encuentra A (adenina) del otro lado se encuentra:

a) A (adenina)

b) T (timina)

c) C (citosina)

d) G (guanina)

e) U (uracilo)

7. Las bases de ambas hebras de ADN se unen entre s por

a) uniones covalentes

b) puente hidrgeno

c) valencias de coordinacin

Actividad 2: Las investigaciones de Chargaff y el apareamiento de bases.En esta actividad se propone analizar los datos obtenidos por el cientfico checo Chargaff en 1950, los cuales permitieron sacar algunas conclusiones acerca de la estructura de los cidos nucleicos.

Composicin porcentual de ADN en varias especies

Purinas Pirimidinas _

Origen Adenina Guanina Citocina Timina

-Humanos 30,4% 19,6% 19,9% 30,1%

-Buey 29,0% 21,2% 21,2% 28,7%

-E. Coli 24,7% 26,0% 25,7% 23,6%

-Erizo de mar 32,8% 17,7% 17,3% 32,1%

-Mycobacterium 15,1% 34,9% 35,4% 14,6%

Preguntas para analizar los datos obtenidos:1. En qu especies se realizaron estos estudios? Rta: se realizaron en especies tan diferentes como los son E. coli (una bacteria) y el hombre.2. En qu tipo de cido nucleico se realizaron las mediciones? 3. Analizar para cada especie cmo es la relacin entre los cuatro tipos de bases nitrogenadas4. cul es la importancia de este descubrimiento, teniendo en cuenta las diferencia entre los organismos analizados? 5. Hasta que Erwin Chargaff public sus resultados, los cientficos trabajaron de acuerdo a la hiptesis del tetranucletido. Investigar que estableca esta hiptesis. Actividad 3: Efecto de la temperatura sobre el ADNA continuacin se indican las temperaturas de fusin de cinco molculas de ADN.a) Ordenar estos ADNs segn la cantidad creciente de pares de GC.

Nota: Para responder se debe tener en cuenta que a mayor cantidad de bases C y G, como estas se unen por tres uniones de tipo puente de hidrgeno, se necesitar mayor temperatura para separarlas que a las bases A y T, que se unen por slo dos puentes de Hidrgeno.

b) Elaborar un grfico que muestre la relacin entre la cantidad de pares de bases G+C de una molcula de ADN y la temperatura de fusin.Modelo recortable de ADNObjetivoPoner de relieve las caractersticas esenciales de la estructura del ADN (cido desoxirribonucleico).OrganizacinConfeccionar el modelo lleva unos 30 minutos. Si, adems, se quieren colorear las piezas recortables (en la pgina siguiente), se necesitar algo ms de tiempo.Equipo y materiales

Necesarios para cada alumno o grupo de alumnos Tijeras. Pegamento para papel, cinta adhesiva o una grapadora pequea. Nota: tambin puede emplearse cinta biadhesiva, aunque tiene tendencia a despegarse al cabo de un tiempo. Hilo (para ponerle al modelo una etiqueta, y para colgarlo una vez est terminado).Nota: si se desea confeccionar un modelo mas resistente, se pueden utilizar dos pares de cadenas de azcares fosfatados, en lugar de uno, y pegarlas formando dos cadenas dobles.

Detalles de montaje

1.Recortar las cadenas A y B de azcares /fosfatos.2.Recortar los travesaos intermedios(pares de bases nitrogenadas).3.Doblar las pestaas de los travesaos tal y como se indica en la pgina siguiente.4.Pegar una de las pestaas situadas en los extremos de cada travesao en los cuadrados numerados de la columna A. Los travesaos pueden pegarse en cualquier orden, sin que importe hacia donde apuntan.5.Pegar la otra pestaa de cada travesao enlos cuadrados numerados correspondientes de la columna B.6.Se conseguir un modelo de la doble hlicedel ADN. Poner la etiqueta, utilizando hilo. Si se desea, el modelo tambin puede etiquetarse empleando los diagramas situados bajo estas lneas.

El cdigo genticoCada una de las secuencias de tr es bases nitro genadas presentes en la doble hlice del ADN codifica uno de los veinte aminocidos representados en el centro de la tab la medianteun cdigo de tres letras.

TCAGT C

APHESERTYRCYS

PHESERTYRCYS

LEUSER STOP STOP

LEUSER STOP TRP

LEUPROHISARG

LEUPROHISARG

LEUPROGLNARG

LEUPROGLNARG

ILETHRASNSER

ILETHRASNSER

ILETHRLYSARG

METTHRLYSARGT C A G

T C A G

T C A GGVALALAASPGLY VALALAASPGLY

VALALAGLUGLY

VALALAGLUGLYT C A G

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