Trabajo para la clase de Ciencias para el Mundo Contemporáneo.

1. El ADN y el Código Genético Trabajo diseñado por: Salvador Hidalgo Fuentes y Carlos Terrero Guillamón

2. ¿Qué es el ADN? El ADN o ácido desoxirribonucleico es uno de los 2 tipos de ácidos nucleicos que existen ya que el otro se trata del ARN. Son largas cadenas de unidades más simples llamadas nucleótidos. Los nucleótidos son moléculas formadas por 3 subunidades: la desoxirribosa o ribosa, en el caso de ARN, una molécula de ácido fosfórico y una base nitrogenada. Existen dos clases de bases nitrogenadas: Púricas: la Adenina y la Guanina Pirimidínicas: la Citosina, la Timina y el Uracilo (en el ARN)

3. ¿Cómo se forma un ácido nucleico? Los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster. En este tipo de enlaces el grupo hidroxilo de la posición 3’ de un nucleótido reacciona con un grupo –OH del ácido fosfórico de otro, liberándose una molécula de agua, de forma que los dos nucleótidos quedan enlazados por un puente de oxígeno. Es decir, el esqueleto estructural de un polinucleótido tiene una parte variable que son las bases nitrogenadas y una ,invariable, el esqueleto azúcar-fosfato. En las cadenas de nucleótidos se distinguen un extremo 3’ terminal y un extremo 5’.

4. Estructura del ADN La molécula de ADN está formada por dos cadenas de desoxirribonucleótidos de A, G, C y T, enrolladas en forma de doble hélice. Las dos cadenas son antiparalelas y se mantienen unidas por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases por uniones complementarias: A-T; G-C; T-A; C-G

5. Estructura del ARN El ARN es un ácido nucleico pero tiene unas diferencias respecto a la estructura del ADN: Está formado por una única cadena de ribonucleótidos de A, G, C y U, que sustituye a T, y en algunos casos puede plegarse sobre sí misma y establecer estructuras de doble hélice. Existen tres tipos de ARN: ARN mensajero (ARNm) ARN transferente (ARNt) ARN ribosómico (ARNr)

6. Funciones de los ácidos nucleicos El ADN es la molécula portadora de la información genética. Es, por eso, la molécula que almacena la información que se transmite a las generaciones y que se expresa en la propia célula para llevar el control de las funciones vitales. A continuación, vamos a explicar en que consisten las 2 principales funciones de los ácidos nucleicos.

7. De generación en generación: la información genética se transmite por el proceso de replicación en el que la molécula de ADN se duplica y tenemos 2 copias idénticas. Cada copia irá a una célula hija durante la división celular, que explicaremos más adelante. Expresión en la propia célula, o síntesis de proteínas: la información contenida en la secuencia de base del ADN produce todas las proteínas de la célula. Éstas regulan los procesos químicos celulares y controlan las funciones vitales. Para expresar la información en la célula hay dos procesos que serán explicados en el siguiente apartado.

9. ARN mensajero

10. ARN ribosómico

11. ARN transferenteEl enzima ARN polimerasa lee la secuencia de bases de la hebra molde del ADN, y sintetizando la cadena de ARN por la colocación y unión de ribonucleótidos complementarios de Adenina, Citosina, Guanina y Uracilo, (que sustituye a la Timina en el ARN). Así, si en el ADN aparece una A, la ARN polimerasa colocará una U; si lee una T, colocará una A, y si aparece una G, se sitúa una C e viceversa.

13. Traducción Consiste en la síntesis de una proteína y se realiza en los ribosomas. La información del ARNm esta codificado en forma de triplete (codones); cada tres bases indican un aminoácido (AA). Los aminoácidos son transportados al ribosoma por los ARNt. Los ARNt tienen un anticodón complementario de un codón del ARNm lo que permite la colocación del aminoácido correcto. Los aminoácidos, mientras son situados, van estableciendo entre ellos enlaces peptídicos que originan la proteína.

14. Ciclo Celular Se define al ciclo celular como al conjunto de procesos que sufre una célula desde que se forma a partir de otra preexistente hasta que se reproduce. En general, un ciclo celular tiene 2 periodos: la interfase, en la que la célula crece y se prepara para dividirse, y la división celular, en la que la célula lleva a cabo su reproducción y genera 2 células hijas.

15. Interfase Este periodo abarca desde que la célula se forma hasta que va a iniciar su división. Durante la interfase se produce, entre otras cosas, la duplicación del ADN. A su vez, presenta 3 fases: G1,S y G2. Fase G1.- la célula recién formada crece y aumenta el numero de orgánulos celulares que contiene. Fase S.- se produce la duplicación del ADN, de manera que, al final de la etapa, la célula contiene 2 copias de su material genético. Fase G2.- se sintetizan las estructuras necesarias para la división celular.

16. División Celular La células eucariotas se reproducen por un proceso conocido como división celular que comprende la mitosis y la citocinesis. Mitosis o Cariocinesis: Consiste en la división del núcleo. En ella a partir del núcleo de una célula madre, se obtienen dos núcleos hijos con el mismo numero de cromosomas que el núcleo materno. La citocinesis: es la separación del citoplasma, que origina dos células hijas independientes. Tiene lugar al final de la mitosis y sucede de forma diferente en las células animales y en las vegetales.

17. Fases de la mitosis Profase: en la célula se duplican los centríolos. Cada par de centríolos se dirige hacia un polo de la célula y origina el uso mitótico gracias al desarrollo del haz de microtúbulos. La cromatina se condensa y aparecen los cromosomas; al final se observa que están formados por dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero. La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen. Metafase: los cromosomas alcanzan su máxima condensación y se sitúan en el ecuador de la célula unidos a la fibras del uso mitótico. Anafase: Las fibras del uso se acortan lo que provoca la separación de las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma. Cada cromátida migra hacia un polo de la célula. Telofase: Las cromátidas pierden su condensación y vuelven a su estado de cromatina, se inicia la citocinesis, y reaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. Al final del proceso habrá dos núcleos hijo con 2n cromosomas de una cromátida cada uno.

18. El Código Genético El Código Genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético se traduce en proteínas en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Cada codón se corresponde con un aminoácido especifico. La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C) en el ADN y adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y citosina (C) en el ARN. Debido a esto, el número de codones posibles es 64, de los cuales 61 codifican aminoácidos. La secuencia aminoacídica de una proteína en concreto, que tendrá una estructura y una función especificas.

19. Descubrimiento del Código Genético Cuando James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin descubrieron la estructura del ADN, comenzó a estudiarse en profundidad el proceso de traducción de proteínas. George Gamow postuló que un código de tres bases debía ser el empleado por las células para codificar la secuencia aminoacídica, ya que tres es el número entero mínimo que con cuatro bases nitrogenadas distintas permiten más de 20 combinaciones.

20. FIN