Genética

Genes. ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Organismos procariotas y eucariotas. Clave y código genético

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Tema 7

Primera parte

Genes:

4. ¿En qué partes de la célula eucariota hay genes?

En una célula eucariota, podemos encontrar genes en la mitocondria, en el citoplasma y en el cromosoma, en el núcleo.

5. ¿En qué partes de la célula se sintetizan proteínas?

La síntesis de proteínas, siempre ocurre en el citoplasma, tanto en procariotas como en eucariotas.

11. ¿Qué son los genes?

Un gen es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para que, mediante la transcripción y la traducción, se sintetice una proteína determinada (se dice que un gen se expresa cuando se descodifica, o sea, cuando se transcribe y se traduce).

No todos los genes almacenan información para la síntesis proteica; algunos sólo se transcriben (y no se traducen).

12. ¿ Están formados siempre por ADN?

Los genes, además de estar formados por ADN, pueden estar formados por ARN en algunos virus y bacterias.

Lo que en la década de los sesenta se llamó el “dogma central de la Biología molecular” recibió un duro golpe en 1970, cuando H.M. Temin descubrió que los retrovirus eran capaces de sintetizar ADN a partir de ARN mediante un enzima denominado retrotranscriptasa. Actualmente se ha detectado la existencia de retrotranscripción, además de en los retrovirus, en otros organismos mas complejos, como las levaduras, los insectos e incluso los mamíferos.

13. ¿Cómo se expresan los genes?

Generalmente es un proceso universal característico de todos los seres vivos. Aunque el proceso es similar en todos los seres vivos, existen diferencias peculiares en organismos eucariotas y procariotas.

En los organismos procariotas, como las bacterias, la transcripción y la traducción tienes lugar a la vez en el mismo lugar, pues el ADN forma un cromosoma desnudo disperso en el protoplasma celular y, según de transcriben los genes que contienes información para la síntesis de ARNm, los ribosomas proceden a su lectura, que conduce a la síntesis de proteínas.

En los organismos eucariotas, los procesos de transcripción y traducción estan separados en el espacio y el tiempo: el ADN se transcribe en el núcleo, y los ARNm formados atraviesan la membrana nuclear y se dirigen al citoplasma, donde los ribosomas proceden a su lectura como paso previo a la síntesis de proteínas.

Los genes de los procariotas son unidades contínuas, es decir, que un segmento de ADN contiene toda la información necesaria para la síntesis de un aproteína; sin embargo, los genes de los eucariotas se encuentran fragmentados: cada gen consta de un aserie de secuencias que transcriben (exones) separados por otras secuencias , más o menos largas, que no se transcriben (intrones), cuya función actualmente se desconoce; en realidad, los genes de los eucariotas se encuentran inmersos en un océano de ADN que no codifica.

Ademas de estas secuencias, tanto en los procariotas como en los eucariotas existen secuencias que no se transcriben, pero que desempeñan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica, pues constituyen las señales que indican el inicio o el final del gen, que se va a transcribir.

Un gen se expresa cuando se transcribe y se traduce, y se fabrica la proteína que se pide.

Casos:

  • Genes se expresan: se transcriben y traducen.

  • Sólo se transcriben pero no se traducen.

  • Una secuencia del ADN que nunca se trnascribe ni se traduce.

  • GCA/TGG/TCG/AGG/GTT/CCA/CGT/AAG/TGC/GAC/TTC/GCA

    Z GEN 13 GEN 1 GEN 5 GEN 7 GEN 8 GEN 10

    ARNr ARNm ARNt ARNm ARNn ARNTz

    5s

    PROTEÍNA PROTEÍNA

    Genes: 1 y 7 (TIPO A)

    Genes: 13, 5, 8 y 10 (TIPO B)

    Z: señal que indica el principio o el final del gen (TIPO C)

    18. Genes discontinuos. ¿ En qué consisten? Características. Posible importancia en la evolución.

    Los genes de los procariotas son unidades contínuas, es decir que un segmento de ADN contiene toda la información necesaria para la síntesis de una proteína; sin embargo, los genes de los eucariotas se encuentran fragmentados: cada gen consta de una serie de secuencias que se transcriben (exones)separadas por otras secuencias, más o menos largas, que no se transcriben (intrones), cuya función actualmente se desconoce; en realidad, los genes de los eucariotas se encuentran inmersos en un océano de ADN que no codifica.

    27. Distinción entre procariotas y eucariotas en su estructura y en sus genes.

    Los genes de los procariotas son unidades contínuas, es decir, que un segmento de ADN contiene toda la informción necesaria para la síntesis de una proteína; sin embargo, los genes de los sucariotas se encuentran fragmentados: cada gen consta de una sreie de secuencias que se transcribes (exones) separadas por otras secuencias, más o menos largas, que no se transcriben (intrones), cuya función actualmente se desconoce; en realidad, los genes de los eucariotas se encuentran inmersos en un océano de ADN que no codifica.

    Además de estas secuencias, tanto en los procariotas como en los eucariotas existen secuencias que no se transcriben, pero que no desempeñan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica, pues constituyen las señales que indican el inicio o el final del gen, que va trancribir.

    41. ADN_recombinante.

    La ingenieria genética es una técnica que fundamentalmente consiste en la introducción de genes de una especie en el genoma de un individuo que carece de ellos. Para ello se utilizan los llamados enzimas de restricción que cortan al ADN en puntos concretos, separando así los segmentos de ADN que nos interesan.

    Se denomina ADN_recombinante a aquel que se ha formado al introducir un segmento de ADN de una especie en otro ADN.

    Por ejemplo: introducir ADN de un virus en el ADN de un abacteria o de una célula eucariota.

    Distinción entre ADN_híbrido y ADN_recombinante

    ADN_híbrido ADN_recombinante

    Genes de varias

    Especies

    El material genético que cogemos de una especie para meter en otra se llama ADN_pasajero (Por ejemplo: el gen de la medusa que inyecta al mono) y mediante un vector adecuado que puede ser un virus o un plásmido de ha introducido en las bacterias.

    virus

    Las bacterias al reproducirse van ampliando el número de copias de su material genético del ADN_pasajero también.

    Este proceso de amplificación se denomina clonación.

    Un plásmido es un pequeño ADN_circular de doble candena del que puede haber en un a misma bacteria.

    ADN

    Plásmido

    Con esto conseguiremos que esta segunda bacteria adquiera genes y características que antes no tenía.

    60. Paso de sustancias a través de la membrana celular.

    Código:

    19. ¿En qué consístela clave genética o código genético?

    El ADN celular tiene como funciones el controlar y regular todas las funciones de la célula y ser el portador de los caracteres que se heredan a los descendientes.

    El ADN al ser una macromolécula no puede salir del núcleo con lo cual ejerce sus funciones utilizando unos intermediarios que serán el ARNm, que lleva esta información hasta el citoplasma y allí con los ribosomas y el ARNt fabricará las proteínas que el ADN quiere para realizar todas las funciones, luego el ADN controla las funciones celulares a través de las proteínas.

    El código genético se define como la relación que existe entre los nucleótidos del ADN y los aminoácidos de las proteínas. Cada tres nucleótidos del ADN, que se llaman codógenos, se corresponde con un aminoácido determinado de la proteína.

    El idioma que realiza el ADN sólo tiene 4 letras, que son los cuatro tipos distintos de nucleótidos con adenina, timina, guanina y citosina.

    Las letras se combinan dando palabras, las cuales tendrán todas siempre sólo tres nucleótidos, por ello se llaman tripletes, que si están en el ADN recibirán el nombre de codógenos y si están en el ARN se llamarán codones.

    20. ¿Qué repercusión ha tenido su conocimiento?

    21. ¿ Qué características presenta?

  • Es universal.

  • Todos los seres vivos utilizan este código y el mismo triplete se corresponderá con el mismo aminoácido de la proteína en cualquier organismo.

    Hay una excepción a esta universalidad y se encuentraen el Adn mitocondrias el codón UGA codifica para el aminoácido triptófano, mientras que en el ADN del núcleo el codón de su ARN significa terminación de la síntesis de proteínas, no codifica para ningún aminoácido.

  • Sentido de lectura.

  • Los tripletes siempre se leen de izquierda a derecha. El codón UGG la primera letra será U, le segunda C y la tercera la G, este se corresponde con el aminoácido serina. Si ambiamos el orden sería otro aminoácido distinto.

  • Codón iniciación.

  • Todos los genes del ADN comienzan con el codógeno TAC, que en ARN sería el codón AUG y que codifica para el aminoácido metionina en los eucariotas y formilmetionina en los porcariotas.

  • Codones terminación.

  • Son codones que no codifican par aningún aminoácido, indican STOP o el final de la síntesis de dicha proteína. Son tres UAA, UAG y UGA.

  • El código está degenerado.

  • Si fuese ub código perfecto como sólo hay 20 aminoácidos diferentes tendríamos 20 codones distintos, un codón para cada aminoácido. Se dice que está degenerado porque tenemos más codones que aminoácidos, de lo cual se deduce que tendremos varios codones distintos para un solo aminoácido.

    Si tomamos lo snucleótidos de tres en tres nos salen 64 combinaciones, ahora tengo más codones que aminoácidos, por ello está degenerado: AAA, AAG, AAC, AAU, etc.