El documento trata sobre conceptos básicos de genética molecular como la diferencia entre genética molecular y biología molecular, el código genético, la replicación del ADN, la transcripción, la traducción y las mutaciones. Explica estos procesos a nivel molecular detallando las etapas, enzimas y mecanismos involucrados. También menciona inhibidores de la replicación, transcripción y traducción, así como algunas patologías asociadas a mutaciones.

1. GENÉTICA MOLECULAR
ROSANNA ELÍAS DE QUIÑONES, M.Sc.

2. • La genética molecular no debe confundirse
con la biología molecular.
• Es el campo de la biología que estudia la
estructura y la función de los genes a nivel
molecular. La genética molecular emplea los
métodos de la genética y la biología
molecular.

3. CÓDIGO GENÉTICO
Es el conjunto de normas por las que la
información codificada en el material genético
(secuencias de ADN o ARN), se traduce en
proteínas (secuencias de aminoácidos) en las
células vivas.
El código define la relación entre secuencias de
tres nucleótidos, llamadas codones, y
aminoácidos.
Un codón se corresponde con un aminoácido
específico.

4. • El número de codones posibles es 64, de los
cuales 61 codifican aminoácidos (siendo
además uno de ellos el codón de inicio, AUG)
y los tres restantes son sitios de parada (UAA,
llamado ocre; UAG, llamado ámbar; UGA,
llamado ópalo).
• La secuencia de codones determina la
secuencia aminoacídica de una proteína en
concreto, que tendrá una estructura y una
función específicas.

5. REPLICACIÓN
La replicación semiconservativa se originan dos moléculas de
ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra de el ADN
original y de una hebra complementaria nueva. En otras
palabras el ADN se forma de una hebra vieja y otra nueva. Es
decir que las hebras existentes sirven de molde
complementario a las nuevas

6. • La replicación del ADN ocurre una sola
vez en cada generación celular, necesita de
muchos nucleótidos, enzimas y una gran
cantidad de energía en forma de ATP
(recuerde que luego de la fase S del ciclo
celular las células pasan a una fase G a fin
de, entre otras cosas, recuperar energía
para la siguiente fase de la división
celular). La replicación del ADN en el ser
humano a una velocidad de 50
nucleótidos por segundo

7. • La iniciación de la replicación siempre
acontece en un cierto grupo de nucleótidos, el
origen de la replicación, requiere entre otras
de las enzimas helicasas para romper los
puentes hidrógeno y las topoisomerasas para
aliviar la tensión y de las proteínas de unión a
cadena simple para mantener separadas las
cadenas abiertas.

8. • Una vez que se abre la molécula, se forma una área
conocida como "burbuja de replicación" en ella se
encuentran las "horquillas de replicación" . Por acción
de la ADN polimerasa los nuevos nucleótidos entran
en la horquilla y se enlazan con el nucleótido
correspondiente de la cadena de origen (A con T, C
con G).
• Dado que las cadenas del ADN son antiparalelas, y
que la replicación procede solo en la dirección 5' to 3'
en ambas cadenas, numerosos experimentos
mostraron que, una cadena formará una copia
continua, mientras que en la otra se formarán una
serie de fragmentos cortos conocidos como fragmentos
de Okazaki . La cadena que se sintetiza de manera
continua se conoce como cadena adelantada y, la que
se sintetiza en fragmentos, cadena atrasada.

9. • Para que trabaje la ADN polimerasa es
necesario la presencia, en el inicio de cada
nuevo fragmento, de pequeñas unidades
de ARN conocidas como cebadores, a
posteriori, cuando la polimerasa toca el
extremo 5' de un cebador, se activan otras
enzimas, que remueven los fragmentos de
ARN, colocan nucleótidos de ADN en su
lugar y, una ADN ligasa los une a la
cadena en crecimiento.

11. TRANSCRIPCIÓN
• Es lo mismo que la síntesis del ARNm
• Ocurre en el núcleo
• Durante la transcripción genética, las
secuencias de ADN son copiadas a ARN
mediante una enzima llamada ARN
polimerasa que sintetiza un ARN mensajero
que mantiene la información de la secuencia
del ADN.

12. ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
1) Preiniciación: Durante el inicio de la transcripción no se
requiere la presencia de un cebador para sintetizar la
cadena de ARN.
• Antes del inicio de la transcripción se necesitan toda una
serie de factores de transcripción que ejercen los factores
de iniciación. Estos se unen a secuencias específicas de ADN
para reconocer el sitio donde la transcripción ha de
comenzar y se sintetice el ARN cebador. Esta secuencia de
ADN en la que se ensamblan los complejos de transcripción
se llama promotor.
• Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales
de los genes, antes del comienzo del gen, y a ellos se unen
los factores de transcripción mediante fuerzas de Van der
Waals y enlaces de hidrógeno

13. 2) Iniciación: Primero, una Helicasa separa las
hebras de ADN en estas denominadas cajas TATA, ya
que la adenina y timina poseen un doble enlace,
mientras que la citocina y guanina poseen uno
triple.
Posteriormente se unen los factores y las proteínas
de transcripción permitiendo, de esta manera, el
acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN de
cadena simple, siendo esta la última en
posicionarse. La burbuja de transcripción se llama
complejo abierto.
Cuando se forma el complejo abierto, la ARN
polimerasa comienza a unir ribonucleótidos
mediante enlaces fosfodiéster, y una vez que se
forma el primer enlace fosfodiéster, acaba la etapa
de iniciación.y comienza comienza la siguiente
etapa

14. 3) Disgregación del promotor: Una vez sintetizado
el primer enlace fosfodiéster, se debe deshacer el
complejo del promotor para que quede limpio
para volver a funcionar de nuevo.
Durante esta fase hay una tendencia a
desprenderse el transcrito inicial de ARN y producir
transcritos truncados, dando lugar a una iniciación
abortada.
Una vez que la cadena transcrita alcanza una
longitud de unos 23 nucleótidos, el complejo ya no
se desliza y da lugar a la siguiente fase, la
elongación.

15. 4) Elongación: La ARN polimerasa cataliza la
elongación de cadena del ARN. Una cadena de
ARN se une por apareamiento de bases a la
cadena de ADN, y para que se formen
correctamente los enlaces de hidrógeno que
determina el siguiente nucleótido del molde de
ADN, el centro activo de la ARN polimerasa
reconoce a los ribonucleótidos trifosfato
entrantes. Cuando el nucleótido entrante forma
los enlaces de hidrógeno idóneos, entonces la
ARN polimerasa cataliza la formación del enlace
fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama
elongación

16. 5) Terminación: Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula
ya se ha separado completamente del ADN (que recupera su
forma original) y también de la ARN polimerasa, terminando
la transcripción. La terminación es otra etapa distinta de la
transcripción, porque justo cuando el complejo de
transcripción se ha ensamblado activamente debe
desensamblarse una vez que la elongación se ha completado.
La terminación está señalizada por la información contenida
en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo,
por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas
secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en
guanina y citosina, situadas en el extremo de los genes,
seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias
palindrómicas, que cuando se transcriben el ARN recién
sintetizado adopta una estructura en horquilla que
desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de
la ARN polimerasa, renaturalizándose la burbuja de
transcripción.

17. TRADUCCIÓN
• Es la síntesis de proteínas en el ribosoma a
partir de la información que lleva el ARNm

18. INHIBIDORES
• Replicación:
- Antibióticos: mitomicina, puroflavina.
- Colorantes: acridina, colchicina
• Transcripción:
- Actinomicina: se une a la cadena molde
- Rifampicina: inhibe la ARN polimerasa
• Traducción:
- Penicilina: inhibe la enzima
- Estreptomicina: se une a la subunidad menor del
ribosoma, modificando su estructura e
impidiendo la iniciación de la síntesis de proteína
- Tetraciclinas: bloquea la fijación del ARNt en el
sitio aminocil, interrumpiendo el proceso.

19. MUTACIONES
• La mutación en genética y biología, es una
alteración o cambio en la información
genética (genotipo) de un ser vivo y que, por
lo tanto, va a producir un cambio de
características, que se presenta súbita y
espontáneamente, y que se puede transmitir
o heredar a la descendencia. La unidad
genética capaz de mutar es el gen que es la
unidad de información hereditaria que forma
parte del ADN.

20. Por sustitución de bases
molecular
Por inserciones o deleciones de bases
Inversiones
Mutación cromosómica
Deleciones o duplicaciones
Translocaciones
Poliploidía
genómica
Aneuploidía

21. PATOLOGÍAS ASOCIADAS A
MUTACIONES
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FALCEMIA
HEMOFILIA
TALACEMIA
QUIMERISMO
FENILCETONURIA
SÍNDROME DE DOWN

22. Videos Recomendados
• http://www.youtube.com/watch?v=EGKrYdQEHQ
• http://www.youtube.com/watch?v=P4MLjyZasJo
• http://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoM
PQ
• http://www.youtube.com/watch?v=ZwBZpKWwY
Qo
• http://www.youtube.com/watch?v=gSVGWRwaGU

23. Luego de terminada la unidad nos
gustaría que nos comentaras sobre los
aspectos éticos de la clonación