Presentación del capítulo 13

1. Estructura y
funcionamiento del ADN
Semana 10, capítulo 13
James Watson y Francis Crick

2. 13.1 El estudio del ADN
Miescher (1844-1895)
 El proceso investigativo que
culminó con el descubrimiento de la
estructura del ADN nos permite
apreciar cómo la ciencia avanza a
través de observaciones y
experimentos.
 Johann F. Miescher encontró ADN
en núcleos de células.
 Frederick Griffith transfirió material
hereditario de células muertas a
células vivas.
Griffith (1879-1941)

3. Los experimentos de Griffith
Se transfirió un “factor de transformación” de células
patógenas muertas a células no patógenas vivas. El factor
pasó a la próxima generación de células transformadas.

4. Avery y McCarty encuentran el factor de
transformación
 Oswald Avery y Maclyn
McCarty extrajeron
lípidos, proteína y ácidos Avery (1877-1995)
nucléicos de las células
patógenas S usadas por
Griffith.
 Descubrieron que sólo el
ADN podía transformar
células R en células S y
concluyeron que el ADN
es el “factor de
transformación”. McCarty
(1911-2005)

5. Confirmación de la función del ADN
 Alfred Hershey y Martha Chase
experimentaron con
bacteriófagos (virus que
Hershey
infectan bacterias). Encontraron (1908-1997)
que el componente protéico del
virus se mantuvo fuera de la
bacteria, mientras que el ADN
entró a la bacteria.
 Concluyeron que el ADN y no la
proteína (como casi todos Chase
sospechaban) es el material (1927-2003)
que contiene la información
hereditaria.

6. Los experimentos de Hershey y Chase

7. 13.2 Descubrimiento de la estructura del
ADN
 El descubrimiento de la
estructura de la molécula de
ADN por James Watson y
Francis Crick en el 1953 se
basó en investigaciones
realizadas y publicadas por
otros científicos.
 Watson y Crick no realizaron
experimentos, sino que
analizaron los datos obtenidos
por otros investigadores y
construyeron una molécula que Watson y Crick en el 1953
se ajustara a esos resultados.

8. Maurice Wilkins y Rosalind Franklin
1916-2004
 Maurice Wilkins y Rosalind
Franklin sí realizaron
experimentos importantes
para determinar la
estructura del ADN.
 Una foto de cristalografía
1920-1958
tomada por Franklin fue la
última pieza necesaria
depara determinar la
estructura del ADN. La
importancia de la foto fue
reconocida por Francis
Crick.

9. Estructura del
ADN
 El ADN se compone de
dos cadenas de
nucleótidos que corren
en dirección opuesta y
asumen la forma de una
escalera doble en espiral.
 Las cadenas se
mentienen unidas por
enlaces de hidrógeno.
 La columna vertebral de
la molécula consiste de
desoxirribosa y grupos
fosfato alternados.

10. Componentes
del ADN
 Nucleotido- monómero
compuesto por una azúcar de
cinco carbonos
(desoxirribosa), tres grupos
fosfato y una de cuatro bases
nitrogenadas.
 El ADN se compone de cuatro
nucleótidos que se repiten a lo
largo de la molécula.
• Dos pirimidinas: timina y
citosina
• Dos purinas: anedina y
guanina

11. Pareo de bases
 Las bases del ADN siempre parean A con T y C con G
(una purina de dos anillos con una pirimidina de un
anillo).
 La secuencia de bases forma el código genético
• La variación en la secuencia de bases es
directamente responsable de la diversidad de la vida.

12. Resumen de la estructura del ADN

13. 13.3 Duplicación y reparación del ADN
 La célula duplica su ADN durante el periodo G de la
interfase, antes de la mitosis o la meiosis.
 La célula tiene mecanismos de lectura y reparación que
corrigen la gran mayoría de los errores de duplicación.
 Cada cadena de ADN sirve de plantilla para sintetizar
una cadena nueva complementaria. La molécula nueva
se compone por lo tanto de una cadena vieja y una
cadena nueva (la duplicación es semiconservadora).
 Una de las cadenas se copia continuamente, la otra se
copia por segmentos.

14. Enzimas envueltas en la duplicación del
ADN
 ADN helicasa
• Rompe los enlaces de hidrógeno que unen los
nucleótidos y separa las dos cadenas del ADN.
 ADN polimerasa
• Une nucleótidos libres para formar una nueva cadena
de ADN.
 ADN ligasa
• Une segmentos cortos de ADN para formar una
cadena continua.

15. Duplicación del ADN

16. Síntesis discontinua del ADN

17. En búsqueda de errores
 Mecanismos de reparación
del ADN
• Moléculas de ADN
polimerasa leen las
secuencias de ADN según
va formándose la cadena
nueva y reparan los
errores.
• Si el mecanismo de
corrección falla, se produce
una mutación: un cambio
permanente en la ADN polimerasa
secuencia de nucleótidos
del ADN.

18. Mutaciones
Algunas
Una mutación condiciones
es un cambio causadas por
mutaciones:
heredable en
la composición Anemia falciforme
Acondroplasia
de la molécula Hemofilia a
de ADN. Galactosemia
Daltonismo
Xeroderma pigmentoso

19. 13.4 Uso del ADN para duplicar los
mamíferos existentes
 Un clon es una copia exacta de
una molécula, célula u
organismo.
 La clonación sucede
naturalmente en organismos
que se reproducen
asexualmente (e.g., una mata
de guineos) y en organismos
que se reproducen sexualmente
(e.g., gemelos idénticos).
 Las técnicas de clonación Dolly (primer mamífero clonado)
y un hijo que tuvo cruzándose
reproductiva producen copias con un macho.
exactas (clones) de un individuo.

20. Tecnologías de clonación
reproductiva
 Transferencia nuclear en célula
somática
• Se transfiere el núcleo de una
célula de un organismo adulto a
un óvulo sin núcleo.
• El citoplasma del óvulo
reprograma el ADN adulto para
que se comporte como ADN del
óvulo.
• La célula se desarrolla en un
embrión que se implanta en una
hembra. Más tarde nace un
organismo genéticamente
idéntico al que donó el núcleo.

21. Algunos resultados de la transferencia
nuclear en célula somática

22. ¿Debemos clonar especies que el
hombre ha extinguido?
Mamut
Lobo de Tasmania Coquí dorado
Arriba- último ejemplar viviente
Abajo- disecado en un museo Ibex de los pirineos

23. ¿Debemos clonar personas?
Clones
naturales
(gemelos
idénticos)

24. Clonación terapéutica
 La clonación
terapéutica produce
embriones de los que
se extraen células
madre o pluripotentes
(stem cells). Estas
células pueden
convertirse en otros
tipos de célula.
 Algunos embriones
podrían usarse para
producir tejidos útiles
en trasplantes.

25. 13.5 Fama y gloria
 En la ciencia, al igual que en las
demás profesiones, el reconocimiento
público no siempre incluye a todas
las personas responsables de un
descubrimiento. Aunque Rosalind
Franklin contribuyó grandemente a
determinar la estructura del ADN, el
premio Nobel de 1962 le fue otorgado
a Watson, Crick y Wilkins.
 Rosalind no lo recibió porque había
muerto de cáncer, probablemente
debido a la exposición a dosis altas
de rayos X durante sus
investigaciones.

26. Biodiversidad- Amazona vittata
La cotorra
puertorriqueña fue
muy común hasta que
la isla comenzó a
deforestarse para uso
agrícola. Hay
poblaciones pequeñas
en El Yunque y en el
Bosque de Río Abajo.
Hay planes de
establecer una tercera
población en Maricao.