jueves, 8 de marzo de 2012

DEL ADN A LAS PROTEÍNAS

La entrada del año pasado: http://cienciascic.blogspot.com/2011/03/genetica-molecular.html

Animación muy interesante sobre la replicación: http://www.bionova.org.es/animbio/anim/dnareplicacion/menu.swf

Sobre la transcripción: http://www.bionova.org.es/animbio/anim/expresiondna/transmenu_s.swf
Sobre la traducción: http://www.bionova.org.es/animbio/anim/traduccion2.swf
sobre la maduración del ARN: http://www.maph49.galeon.com/arn/splicean.html
para practicar: http://www.bionova.org.es/animbio/anim/transcribetranslate.swf
y hacer test sobre el tema: http://www.testeando.es/test.asp?idA=39&idT=rrllycjx
Más ejercicios: http://www.lourdes-luengo.org/actividades/12-5replicacion_pro_eucariotas.htm y http://www.lourdes-luengo.org/actividades/13-5mecanismo_traduccion.htm
Para entender mejo los procesos del dogma de la biología:http://www.elpais.com/elpaismedia/ultimahora/media/200211/02/sociedad/20021102elpepusoc_1_G_SWF.swf
El control de la expresión génica: http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_ctrl_gene_expression.swf
Un vídeo de los experimentos de Grifith:


para repasar:

3 comentarios:

  1. Nirenberg fue uno de los científicos más destacados del sigloXX realizó los experimentos iniciales y cruciales para descifrar el código genético.
    Nirenberg, nacido en Nueva York (1927), se licenció en Zoología y Química por la Universidad de Florida ya que su familia se había mudado a Orlando en 1939. Su interés por la biología le surgió siendo un niño. Realizó la tesis doctoral en química biológica en la Universidad de Michigan (1957). Su tesis doctoral consistió en un estudio ecológico y taxonómico de las moscas Caddis (Trichoptera). Posteriormente realizó una estancia postdoctoral en el Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Metabólicas del NIH (Nacional Institute of Health), donde permaneció el resto de su carrera científica.

    Nirenberg obtuvo de 1957 a 1959 su formación postdoctoral en los Institutos Nacionales de Salud como miembro de la Sociedad Americana del Cáncer. En 1960 se celebró un Servicio de Salud Pública de becas y se convirtió en un investigador bioquímico en la sección de enzimas metabólicas, dirigido por el doctor Gordon Tompkins.

    Desde su incorporación al Instituto Nacional de Salud empezó a investigar la existencia del ácido ribonucleico que contiene la información genética procedente del ADN, y el papel del mensajero RNA en la síntesis de proteínas (para confirmar la propuesta del "dogma de la biología molecular" de Francis Crick. Con su colaborador Heinrich Matthaei desarrolló una técnica con la que se podía detectar la síntesis de proteína en acción, a través del estudio de la incorporación de aminoácidos radiactivos en proteínas. Esta técnica les permitió realizar uno de los experimentos más interesantes de la ciencia al demostrar que el ácido poliuridílico es un precursor de polifenilalanina.

    Varios grupos de investigación (entre los que destacaba el de Severo Ochoa, que había elaborado un método enzimático para acoplar ribonucleótidos en una cadena larga de RNA.) compitieron para descifrar el código genético, siendo el de Nirenberg el primero en conseguirlo. Nirenberg recibió el Nobel de Medicina en 1968, con los químicos Har Gobind Khorana y Robert W. Holley.
    Una vez establecido que la información genética estaba contenida en las moléculas de ADN, el siguiente desafío, que cobró realidad en la década de 1960, fue deducir el código genético, es decir, el conjunto de instrucciones que determinan cómo será el organismo de cada especie. En esto se destacó el bioquímico norteamericano Marshall Nirenberg, quien en 1962, trabajando con el becario posdoctoral alemán Johann Heinrich Matthaei en los National Institutes of Health de los Estados Unidos, logró leer la primera palabra del alfabeto: encontró que cuando la molécula de ARN es UUU (contiene una secuencia de tres uracilos juntos), el organismo fabrica el aminoácido fenilalanina. Estos científicos lograron descifrar el código luego de realizar experimentos donde traducían distintos ARN mensajero (ARNm) compuestos por un único triplete repetido y analizaban el aminoácido producido.
    Para poner a prueba la hipótesis de que cada aminoácido era codificado por tripletes de nucleótidos o codones, utilizaron una mezcla de aminoácidos libres, enzimas, ribosomas, ácidos nucleicos y adenosín trifosfato (ATP). A esto le agregaron distintos ARNm sintéticos compuestos por un sólo tipo de nucleótido (poliuracilo) y analizaron la composición del polipéptido generado. Notaron que cuando colocaban un ARNm poliuracilo el polipéptido generado estaba compuesto sólo por el aminoácido fenilalanina. Dedujeron, por lo tanto, que el triplete UUU codifica el aminoácido fenilalanina. De esta manera lograron descifrar el código completo: sintetizando distintos ARN con tripletes conocidos y analizando la composición del polipéptido generado.
    Además, Nirenberg y sus colegas demostraron que el código es universal: los componentes del ADN son los mismos para reptiles, anfibios, bacterias y seres humanos

    ResponderEliminar
  2. Experimento de Meselson y Stahl (1958)
    Meselson y Stahl intentaron demostrar cuál era el modelo que explicaba la replicación del ADN. Llenaron un tubo de ensayo con cloruro de cesio (CsCl). El cloruro de cesio es una sal, y el cesio un elemento muy pesado. Hicieron que el tubo se centrifugara a altas velocidades. Esto produjo un gradiente, una distribución de moléculas a lo largo del tubo que van de menor concentración a mayor concentración.
    Luego cultivaron bacterias (que tienen el ADN circular), rompieron su pared celular y extrajeron su ADN. Lo introdujeron en el extremo superior del tubo. Centrifugaron de nuevo. El gradiente del CsCl no iba a cambiar, pues se había establecido un equilibrio entre fuerzas antagónicas (centrífuga y de sedimentación), pero el ADN iba a bajar hasta detenerse en un punto en que su densidad coincidiera con la densidad del CsCl de esa porción del tubo.
    Lo que hay que hacer es distinguir el ADN marcado radiactivamente del ADN no marcado. Para marcar introdujeron una fuente radiactiva, cloruro de amonio radiactivo (15*NH4Cl), en el cultivo. El ADN de las bacterias incorpora ese 15*N radiactivo a su estructura (a sus bases). El 14N normal tiene un peso atómico de 14, el 15*N radiactivo que añadieron al cultivo tiene peso atómico 15. Esta diferencia en peso podría producir 2 bandas distintas en el tubo. El ADN con 15*N forma una banda un poco más alejada (más al fondo). Cuanto más pesadas son las moléculas más se acercan al fondo del tubo.
    Para llegar a la conclusión de que el modelo de replicación adecuado era el semiconservativo hicieron lo siguiente: incubaron bacterias con 15*NH4Cl (radiactivo). Observaron la banda que formaba el ADN marcado en el tubo (con luz ultravioleta, pues el ADN tiene la propiedad de absorberla). Luego pasaron algunas bacterias a un cultivo con 14N normal. A medida que las generaciones avanzan la banda del 15*N va desapareciendo, apareciendo bandas intermedias entre la del 15*N y la del 14N.
    Interpretación: en un principio todas las bacterias tendrían en su ADN 15*N (radiactivo). En la primera generación, si suponemos que la replicación es del tipo semiconservativo, las dobles hélices contendrían una cadena parental (radiactiva: con 15*N) y otra sintetizada (no radiactiva: con 14N).
    http://www.youtube.com/watch?v=gxUzcuami-I

    ResponderEliminar
  3. GUILLERMO DEL VALLE10 de abril de 2013, 11:40

    Reiji Okazaki nació el 08 de octubre de 1930 en Hiroshima, Japón. Se graduó en 1953 de la Universidad de Nagoya, y trabajó como profesor en la misma después de 1963.
    Okazaki murió de leucemia siete años después de su descubrimiento, que había sido fuertemente irradiado en Hiroshima cuando la primera bomba atómica fue lanzada
    Okazaki descubrió la forma en que se replica la hebra retardada de ADN a través de los fragmentos mediante la realización de un experimento con E. coli. Después de la reacción de E. coli con 3 [H] timidina para sintetizar ADN a tan sólo diez segundos, se coloca la muestra en un tubo de ensayo de sacarosa alcalina. El más grande, más pesado ADN fluía hacia la parte inferior del tubo de ensayo, mientras que el más ligero de ADN más pequeñas no lo hicieron.
    Cuando las muestras fueron tomadas de la parte inferior del tubo de ensayo, se encontró que la mitad de ellos estaban cargados de luz y la otra mitad, lo que demuestra que la mitad del ADN se completa y la mitad en fragmentos. Luego tomó una muestra de ADN de E. coli que había sido sintetizado por un período adicional de cinco segundos, y encontró toda la actividad dado como resultado el mayor peso molecular. Por lo tanto, ya no había ningún fragmento. Esto demostró que durante la persecución de cinco segundos, el cebador de ARN se extrajo utilizando ADN polimerasa-I-y las bases estaban unidos por ADN ligasa, dejando el nuevo ADN completamente maduro y reparados.
    ¿Qué son?
    Se conoce como fragmentos de Okazaki a los fragmentos de ARN-ADN que son el resultado de la síntesis de ADN en la hebra discontinua. Éstos son sintetizados en dirección 5’→ 3’ pero discontinuamente, luego de la remoción de los primeros (RNA) son unidos por la ADN Ligasa.
    En el momento de la replicación de ADN, la doble hélice debe abrirse, trabajo que es realizado por el enzima HELICASA, que rompe los puentes de hidrógeno que unen la hebra de ADN formando la horquilla de replicación, a medida que la helicasa va rompiendo la cadena, se deben ir replicando las nuevas cadenas, para esto se debe empezar con un fragmento de ARN, llamado ARN cebador para iniciar luego la nueva secuencia de ADN, en la cadena continua, los nuevos desoxirribonucleotidos se sintetizan en dirección 5' -> 3', pero la otra cadena, cadena discontinua, se encuentra en sentido contrario, por la condición de antiparalelismo que el ADN posee. Luego la síntesis de los nuevos nucleotidos no puede llevarse a cabo de forma continua, debido a que los nucleótidos deben sintetizarse en sentido 5' -> 3' y la cadena discontinua está en sentido 3' -> 5', luego a medida que la helicasa va rompiendo la cadena original, debe agregarse un cebador en el extremo 3' de la cadena discontinua, luego sintetizar ADN hasta el ARN cebador anterior. Estos fragmentos de ARN cebador, luego deben ser reemplazados por secuencias de ADN, los cebadores son retirados o degradados por la ADN polimerasa I, siendo sustituidos por los dNTP's correspondientes en lo que se conoce como desplazamiento de la mella. Posteriormente, una vez han sido retirados los cebadores de ARN, la ADN ligasa une los extremos de los fragmentos de Okazaki y da lugar a una cadena continua de ADN.

    Videos
    • http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ


    ResponderEliminar