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Estructura del ADN

El cuerpo de los organismos pluricelulares: Lo constituyen millones de unidades llamadas células. Las células que forman la flora y la fauna comunes, incluidos los seres humanos se denominan eucariotas; por el contrario, las bacterias son clasificadas como procariotas.

Los procariotas cuentan con células de estructura simple y su ADN ,portador de la información genética, se halla inmerso en su interior.

En el caso de los eucariotas, en cambio, el ADN se encuentra en el interior del núcleo, delimitado por una membrana y alcanza unos dos metros de longitud.

En una célula eucariota, las molécula de ADN se enrollan de una forma compleja, ayudadas por proteínas accesorias, las histonas, que forman estructuras con aspectos de bastoncillos llamados cromosomas.


Watson
El ADN, ácido desoxirribonucleico, y el ARN ácido ribonucleíco, constituyen los ácidos
nucleicos, es decir macromoléculas que se encuentran dentro de los cromosomas en el núcleo de las células que forman el material hereditario de todos los seres vivos.
Con fotografías del ADN el método de difracción de rayos X, realizadas por Rosalin Franklin con los descubrimientos de muchos investigadores y en sus propias y brillantes interpretaciones de los datos disponibles, Watson y Crick crearon un modelo de la estructura del ADN.
Estos descubrieron que no se trata de un enorme polinucleótido, sino de una estructura formada por dos cadenas. Los ácidos nucleicos están asociados a las proteínas y están formados por: Azúcar que contiene 5 átomos de carbono Carece de oxígeno por lo que es un azúcar oxidada y recibe el nombre de Dexosirribosa.

Bases nitrogenadas: Purinas
Adenina Guanina
Bases nitrogenadas: Pirimidinas
Citocina Timina
Molécula de azúcar

Cuando estos compuestos se combinan, forman los nucleótidos y muchos de ellos forman los polinucleótidos. Estos científicos encontraron que las bases púricas no podían aparearse con las bases pirimídinicas ni viceversa.


Evaluación:

Elabora un modelo de ADN utilizando alambre, madera, cable de colores, marcadores o colores, goma o silicón. Lo puedes hacer utilizando un modelo para que te guíes; luego llévalo a tu profesor para que te lo corrija. Sigue adelante con tu creatividad. Felicitaciones


Los nucleótidos son los iniciadores de la síntesis de los ácidos nucleicos y éstos son ADN y ARN que son las bases en la cual se apoya la vida.

La molécula de ADN está formado por cuatro nucleótidos que son Adenina,Guanina,Citocina y Timina, las cualesse escriben con la primera letra y en mayúscula, ejemplo Guanina(G),Timina(T).
El ADN está formado por miles de nucleótidos en una secuencia continu a y que se unen mediante puentes de hidrógeno que están entre las bases nitrogenadas.


Los nucleótidos están formados por tres componentes esenciales: un azúcar (la pentosa), un ácidofosfórico y una base nitrogenada.En la unión de la citosina con la guanina intervienen tres puentes de hidrógeno y entre la adenina y la timina intervienen dos puentes de hidrógeno.
La molécula de ADN es lineal y está constituida por dos hileras por lo tanto tiene la capacidad de duplicarse, es decir, forma copias exactas de si misma; para que este proceso ocurra, las dos bandas se desenrollan y separan;

cada una forma un molde y forma una nueva banda donde los nucleótidos se alinean siguiendo un orden que está determinado de manera específica donde la adenina se une con la timina y la citocina con la guanina.
Cuando los nucleótidos se ordenan, se forma la nueva banda que debe ser igual a la que le dio origen.
Esta replicación ocurre con exactitud para que la información genética no se altere, a medida que se va transmitiendo de generación en generación.


Es conveniente decir que la replicación no siempre es exacta ya que pueden ocurrir mutaciones que alterarían la información genética y esto es importante para la evolución.

Autoduplicación Semiconservativa:

Los investigadores Matew, Messelson y Sthal hicieron un experimento donde utilizaron células cultivadas, su ADN contenía isotopos radiactivos confirmaron que las moléculas hijas, resultantes de la duplicación del ADN, contienen una hebra de la doble hélice madre y otra hebra sintetizada de nuevo durante la duplicación, por lo tanto, ésta, es semiconservativa, es decir que este es el principio que permite la reproducción exacta del código genético.En la doble hélice,las bases nitrogenadas se halla en el interior de cada cadena enfrentando a las bases de la cadena complementaria.


Las dos cadenas están conectadas por puentes de hidrógeno que ligan específicamente la G con la C y la A con la T esta complementación en el apareamiento es de suma importancia, ya que la composición en bases de una cadena determina necesariamente la composición en bases de la otra.
El azúcar y el ácido fosfórico se encuentra en el lado externo de las cadenas, formando, por decirlo así, la columna vertebral de la molécula.
Para demostrar esto Messelson y Sthal realizaron varios experimentos donde utilizaron isótopos radiactivos de nitrógeno, cloruro de cesio (CsCl), y la bacteria Escherichia coli, luego de diferentes procedimientos llegaron a la conclusión de que la molécula de ADN se duplica semiconservativamente


La mayor parte del ADN que poseen los seres vivos se encuentran en el núcleo de las células, específicamente en los cromosomas.

Cada cromosoma se compone de una molécula de ADN y muchas moléculas de proteínas. Los cromosomas se distinguen unos de otros por su forma y tamaño y por las bandas características que presentan. El conjunto de los cromosomas de una célula se llama cariotipo y el conjunto de genes se denomina genoma.

El descubrimiento de la estructura del ADN dio origen a la genética molecular y estableció que la información genética está contenida en la secuencia de bases nucleotídicas de este polímero.

Las Enzimas de Restricción:
En l970, H.Smith y J. Hopkins, descubren que las bacterias poseen unas enzimas que limitan la entrada de ADN extraño al interior de la célula bacteriana y las denominaron enzimas de restricción. Ellos determinaron que éstas cortan segmentos de las moléculas de ADN en sitios específicos caracterizados por secuencias cortas de nucleótidos de 4 ó 6 pares.
estos cortes pueden ser rectos o sesgados; los cortes sesgados son de gran ayuda para los biólogos moleculares porque facilitan la inserción de un fragmento de ADN, debido a que dejan extremos “pegajosos” a los cuales se une la cadena complementaria del ADN insertado.

El uso de las enzimas de restricción ha permitido el desarrollo de un campo nuevo de mucho interés científico.

La Ingeniería Genética, que es la que se encarga de modificar las características hereditarias de un organismo en un sentido predeterminado mediante la alteración de su material genético.
Para que se puedan modificar las características hereditarias de un organismo vivo, la ingeniería genética manipula directamente el código genético contenido en el ADN.

En este proceso son importantes las enzimas de restricción, producidas por varias especies bacterianas, éstas son capaces de reconocer una secuencia determinada de la
cadena de unidades químicas (nucleótidos) que forman la molécula de ADN, y romperla en dicha localización, los fragmentos de ADN obtenidos se pueden unir utilizando otras enzimas llamadas ligasas; lo que quiere decir que, las enzimas de restricción y las ligasas permiten romper y reunir de nuevo los fragmentos de ADN.

Actualmente se conocen más de 150 enzimas de restricción, entre las cuales se pueden mencionar: EcoRI, EcoRII, HpII, HindII, BamI.
Estas enzimas se suelen elaborar a partir del nombre científico de la bacteria donde se encuentre, por ejemplo: Eco: Escherichia coli ; Hp: Hemophilus parainfluenzae; Hind: Hemophilus influenzae; Bam: Bacillus amy loliquefaciens.

ADN Recombinante:
La recombinación es un proceso por el que se originan células o individuos en los que los alelos en los que diferían sus padres están asociados de diferente manera. Por lo tanto, la recombinación es, como la mutación, una fuente de variación genética, aunque con la recombinación no se crean nuevos alelos, sino que se intercambian alelos entre moléculas homólogas de ADN.

El uso de las enzimas a permitido a los biólogos moleculares identificar, aislar, juntar, multiplicar, y expresar genes específicos del ADN de un organismo, se han desarrollado técnicas que permiten aislar un gen de la dotación total del ADN de un organismo insertado en otra molécula de ADN.

La técnica experimental básica para la formación de ADN recombinante es la clonación de genes; la cual consiste en cuatro etapas:


A.- Aislamiento del gen de interés para el investigador: Se extrae el ADN del organismo en estudio y se corta con una enzima de restricción específica para obtener el gen a estudiar.

B.- Construcción de moléculas de ADN recombinante: El gen en estudio se une a una molécula de ADN de otro origen, denominada vector de clonamiento y se forma la molécula de ADN recombinante ,los vectores utilizados son: los virus, bacterias y plásmidos.

C.- Multiplicación de las moléculas recombinantes: Las moléculas de ADN recombinante se introducen en una célula apropiada, generalmente bacterias, donde los vectores de clonación se multiplican replicando el gen en estudio introducido en el vector.

D.- Expresión del gen clonado: El gen clonado se extrae y se une a otra molécula de ADN conocida como vector de expresión a los nuevos organismos obtenidos y se les llama transgénicos. En los estudios del ADN recombinante, los principales instrumentos son las enzimas restrictivas, las plásmidios y los virus.

Las enzimas restrictivas fueron aisladas al mismo tiempo que se descubrieron los retrovirus.
Dichas enzimas funcionan a modo de tijeras y permiten cortar el ADN en regiones precisas. El Plásmido es un pequeño fragmento circular de ADN localizado afuera del cromosoma de las bacterias y de algunas levaduras.


 


Bibliografía utilizada: Tomado de:
Atlas Visuales Océano. (2000). Biología. Grupo Océano Editorial. España
Baker.J.J.W. Garland.A. (1970).Biología e Investigación Cientifica. .Fondo Educativo Interamericano..México
Díaz A., Rojas N., Merzon G., Martínez A. (2001) Biología 2000. McGraw Hill Interamericana de Venezuela S.A. Caracas.
Feliú Z. Tineo A. (2002) Biología II año. E.M.D.P. Ediciones CO - BO. Caracas.
Fried. G.(1990) Biología Schaum. MacGraw-Hill.Interamericana de México.S.A. México
Moreno. H. (1990) Ciencias Biológicas. Ediciones CO-BO. Caracas.
Morón N., (1996) Ciencias Biológicas Guía de Laboratorio Cosmos 9. Editorial Excelencia C.A. Caracas.
Puertas.M.J.(1999) Genética. Fundamentos y Perspectivas. Editorial MacGraw-Hill Interamericana. Segunda edición.España.
Ruíz. A. (1999) Biología 9º grado Editorial Triángulo. Caracas.
Teixeira J., (2003) Ciencias Biológicas 2. Ciclo Diversificado Librería Editorial Salesiana S.A, Caracas
Tellez G., Leal J., Bohorquez C.(1995) Biología Aplicada. Editorial MacGraw-Hill.Latinoamericana S.A.
Bogotá
Watson J.D. Crick F.H. (2003) El ADN. descubrir su estructura. Mundo Científico Nº 243

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