Del ADN a las Proteinas

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definir continuidad

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VER SI A MARTA LE GUSTA

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EXPRESIÓN GÉNICA: DEL ADN A LAS PROTEÍNAS I.E.S. Bañaderos

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1. El ADN, portador del mensaje genético. 2. Teoría "UN GEN-UNA ENZIMA". 3. Expresión del mensaje genético 4. Transcripción del ADN. 5. El código genético. 6. Traducción o biosíntesis de proteínas. 7. La regulación de la expresión génica: el operón 8. Mutaciones ▪ Según el tipo de célula que se vea afectada. - Mutaciones germinales - Mutaciones somáticas ▪ Según como sea la alteración del material genético. - Génicas a. Mutaciones por sustitución. b. Mutaciones por delección. c. Mutaciones por inserción.

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- Cromosómicas. a. Translocaciones, b. Inversiones c. Deleciones d. Duplicaciones - Genómicas. a. Aneuploidía. b. Euploidía. 9. Consecuencias evolutivas. selección natural 10. Ingeniería genética 10.1. Concepto de clonación 10.2 La manipulación del adn (de la información genética). 10.3. Aplicaciones de la ingeniería genética. ► Aplicaciones en medicina ► Aplicaciones en animales y plantas. 11. Proyecto Genoma Humano 11.1. Riesgos y aspectos éticos de las técnicas de ingeniería genética

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El ADN como material hereditario Bacteria con cápsula (virulenta) Tipo S Tipo R Bacteria sin cápsula (no virulenta) De los ratones muertos se extraen bacterias vivas de la cepa S De los ratones inoculados no se extraen bacterias vivas De los ratones inoculados no se extraen bacterias vivas, pues no crecen en el animal. De los ratones muertos se extraen bacterias vivas de la cepa S Experimentos de Griffith 1928 Experimentos de Griffith

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Un gen una enzima Establecen una relación directa entre la molécula de ADN y la secuencia de aminoácidos de una enzima: “un gen, una enzima”. Linus Pauling No todas las proteínas son enzimas y hay proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas. La hipótesis se transforma: “un gen, una cadena polipeptídica”. Descubre, estudiando la anemia falciforme, la relación entre una mutación en el ADN y la pérdida de actividad biológica de una proteína: En la cadena B el sexto aminoácido, que debería ser ácido glutámico, es sustituido por valina. Hershey y Chase Apoyan la teoría de que el ADN es el portador de la información para la síntesis de proteínas con el estudio del fago T2 que es capaz de hacer sintetizar a la célula infectada sus proteínas con la sola inoculación de su ADN. Neurospora crassa, moho con el que trabajaron Normales Falciformes G. Beadle y E. Tatum

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Gen, proteína y carácter Cromosoma Proteína ADN Carácter Aminoácidos Redes Proteínas. Vídeo 2’13 Redes Proteínas. Vídeo 51’05 Genes y Proteínas. EL PAÍS swf Del cromosoma a los genes. EL PAÍS swf

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Flujo de información genética ADN ARNm Transcripción Traducción ARNt PROTEÍNA Entre la información del ADN que se encuentra en el núcleo y la síntesis de proteínas que se realiza en los ribosomas (citoplasma), existe un intermediario: el ARNm Replicación Este esquema fue considerado durante muchos años el “dogma central de la biología molecular”. RIBOSOMAS NÚCLEO

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Redefinición del dogma central de la biología molecular ARN ADN Traducción Transcripción Transcripción inversa Replicación PROTEÍNAS Transcriptasa inversa Transcriptasa inversa Transcriptasa inversa RETROVIRUS Algunos virus poseen ARN replicasa, capaz de obtener copias de su ARN. Otros poseen transcriptasa inversa que sintetiza ADN a partir de ARN mediante un proceso de retrotranscripción. Replicación ADNc (complementario) ADNc bicatenario ADNc monocatenario Degradación del ARN DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

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El ARN El ARN consta de una sola cadena de nucleótidos, que pueden ser: adenina, guanina, citosina y uracilo. Adenina Guanina Citosina Uracilo Hay varios tipos de ARN ARN mensajero ARN transferente ARN ribosómico Copia la información de un gen y la lleva a los ribosomas. Transporta aminoácidos hasta los ribosomas para formar proteínas. Forma los ribosomas junto con ciertas proteínas.

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Requisitos previos para la síntesis del ARN La síntesis de ARN o transcripción necesita: CADENA DE ADN QUE ACTÚE COMO MOLDE ARN -POLIMERARAS RIBONUCLEÓTIDOS TRIFOSFATO DE A, G, C y U En eucariotas ARN polimerasa I ->ARNr ARN polimerasa II ->ARNm ARN polimerasa III -> ARNt y ARNr

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La transcripción Consiste en el copiado de un fragmento de ADN (gen) en forma de una molécula de ARN mensajero. ADN Adenina Uracilo Guanina Guanina Citosina Citosina Timina Adenina ADN ARNm ARNm

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El proceso de transcripción INICIACIÓN ELONGACIÓN TERMINACIÓN La ARN-polimerasa reconoce los centros promotores. Luego abre la doble hélice para que los ribonucleótidos se unan a la cadena molde. La ARN-polimerasa avanza en sentido 3’-5’ y sintetiza el ARN en sentido 5’-3’. . La ARN-polimerasa reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final de la transcripción. En procariontes son secuencias palindrómicas. En eucariontes 1 2 3

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ARNpolimerasa 3’ 3’ 5’ 5’ La transcripción: Síntesis de ARN.

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Esquema general de la transcripción en eucariontes Procesos postranscripcionales ARN mensajero para traducir La polimerasa sigue transcribiendo un tiempo y después se para. Final de la transcripción La ARN-polimerasa se une al centro promotor y comienza la transcripción.

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La maduración del ARN ORGANISMOS PROCARIONTES ORGANISMOS EUCARIONTES Transcrito primario Bucle Bucle Los ARNm no sufren proceso de maduración. Los ARNt y ARNr se forman a partir de un transcrito primario que contiene muchas copias del ARNt y ARNr. El ARN transcrito primario sufre un proceso llamado splicing mediante el que se eliminan los intrones y se unen los exones.

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T A C G A A C C G T T G C A C A T C Transcripción: 1- Iniciación: Una ARN‑polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN. ARNpolimerasa

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T A C G A A C C G T T G C A C A T C Transcripción: 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil‑GTP en el extremo 5‘ con función protectora. ARNpolimerasa

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Transcripción: 3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA‑polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. poliA-polimerasa ARNm precursor

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AAAAAA AUG UAG cola 4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN‑ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro. Cabeza

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Región codificadora del gen Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador ADN ARNm precursor ARNm maduro AAAAAA AAAAAA AUG UAG AUG UAG ATC TAC Cabeza Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola cola Maduración del ARNm (Visión de conjunto).

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Bases moleculares de la genética En 1869 Friedrich Miescher aisló un compuesto al que llamó nucleína (posteriormente ADN). En 1944 Avery y colaboradores establecieron que el ADN era la molécula portadora de la información genética. Franklin, Wilkins, Watson y Crick desarrollaron un modelo para explicar la estructura del ADN. En 1966 Severo Ochoa terminó de descifrar el código genético. Severo Ochoa fabricó cadenas de ácido nucleico en un tubo de ensayo. Watson y Crick sugirieron la hipótesis de la replicación del ADN.

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Desarrollo experimental de Nirenberg y Matthaei Poli U La història del codi genètic (Niremberg, Ochoa, et al.) Genes y Proteínas. swf

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Código genético AUG UGA UAA UAG Ej. ¿Qué aminoácido está codificado por el codón GAC?

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Juego código genético

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Características del código genético UNIVERSAL Compartido por todos los organismos conocidos incluso los virus. El código ha tenido un solo origen evolutivo. Existen excepciones en las mitocondrias y algunos protozoos. A excepción de la metionina y el triptófano, un aminoácido está codificado por más de un codón. Esto es una ventaja ante las mutaciones. DEGENERADO Cada codón solo codifica a un aminoácido. SIN IMPERFECCIÓN Los tripletes se disponen de manera lineal y continua, sin espacios entre ellos y sin compartir bases nitrogenadas CARECE DE SOLAPAMIENTO Posibilidad de solapamiento

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El proceso de traducción LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ARN MENSAJERO AMINOÁCIDOS ENZIMAS Y ENERGÍA SUBUNIDAD PEQUEÑA SUBUNIDAD GRANDE SITIO A SITIO P SITIO E AMINOÁCIDO POLIPÉPTIDO ARNt RIBOSOMAS EXTREMO 3’ ARN DE TRANSFERENCIA ANTICODÓN AMINOACIL-ARNt -SINTETASA

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El código genético: traducción I Transcripción Aminoácidos ADN ARN mensajero Ribosomas Proteína

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Reacción de activación de un aminoácido + + + Aminoácido Ácido aminoaciladenílico ARNtx Aminoácil -ARNtx Existen al menos 20 aminoacil-ARNt-sintetasas, una para cada aminoácido. Son enzimas muy específicas

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Síntesis de proteínas: iniciación y elongación E P A ARNt - Met ARNm INICIACIÓN ELONGACIÓN

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Síntesis de proteínas: terminación ARNm Separación de las dos subunidades del ribosoma ARNm A medida que se van sintetizando, las proteínas adquieren la estructura secundaria y terciaria que les corresponde.

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Polirribosomas Microfotografía electrónica (MET, falso color) de un polirribosoma. Si el ARN a traducir es lo suficientemente largo, puede ser leído por más de un ribosoma a la vez, formando un polirribosoma o polisoma.

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Traducción Síntesis de Proteínas Han intervenido en la realización de esta presentación: Los alumnos del IES Añaza: Vanesa Servando Sosa y Noe Suárez Ledesma Las profesoras del IES Añaza : Marta Casariego Ramírez y Esther Díaz Sánchez Para poder visualizar correctamente esta presentacion debe de utilizarse la versión Power Point XP

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la Traducción o Síntesis de proteinas Se divide en tres fases: Iniciación Elongación Terminación   

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En la fase de iniciación todo el proceso se prepara para llevar a cabo la síntesis proteica: Iniciación   En 1º lugar, el ARNm se une por su extremo 5’ a la subunidad menor del ribosoma gracias a un factor proteico IF3.     A continuación se une el primer aminoacil-ARNt al ARNm, a través de puentes de hidrógeno entre sus bases complementarias.El primer codón es 5’ AUG 3’ por lo que el anticodón del primer ARNt es UAC. El aminoácido unido al primer ARNt es siempre formil metionina. Este posteriormente puede formar parte de la proteína o ser eliminado al final de este proceso.Para que esta unión se produzca es necesaria la presencia del factor de iniciación IF2.  Posteriormente se produce el acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma, para lo cual se precisa otro factor de iniciación diferente (IF1). A todo esto se le une el siguiente aminoácido transportado por su ARNt.  Por último se forma el enlace peptìdico entre los aminoácidos  

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IF3

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IF2

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IF1

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Enlace Peptídico

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Elongación En esta etapa, la cadena peptídica se sintetiza por la unión de los sucesivos aminoácidos que se van situando en el ribosoma trasportados por los correspondientes ARNt. En este proceso se pueden diferenciar tres etapas:        Unión de un aminoacil ARNt al sitio A. Esto solo es posible si el anticodón del ARNt es complementario al codón del ARNm. Es necesario, GTP para proporcionar la energía necesaria y dos factores proteicos de elongación (EF-Ts y EF-Tu).     Formación del enlace peptídico. Una vez situados los dos aminoácidos, a través de sus ARNt, uno en el sitio P y otro en el sitio A, se produce la unión entre ellos, gracias a la enzima peptidil transferasa, localizada en la subunidad mayor del ribosoma.

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Enlace Peptídico UAC 5’ ARNm Anticodón Codón Iniciador Arg CGU GCA

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    Formación de nuevos enlaces peptídicos. Mientras el ribosoma recorre el ARNm, los sucesivos aminoacil ARNt que se van fijando al sitio A van incorporando los nuevos aminoácidos   Unión del primer aminoácido al segundo, el primer aminoácido se desprende de su ARNt, el cual se libera del ribosoma y, Translocación del Dipéptido al sitio P. Se produce el desplazamiento del ribosoma sobre el ARNm en sentido 5’  3’. Así el siguiente codón con el ARNt fijado sobre él, pasa del sitio A al sitio P quedando libre el sitio A, que es ocupado por el tercer codón del ARNm.

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Terminación    Cuando el ribosoma llega a un codón de terminación, no se situa ningun aminoacil ARNt en el sitio A y la cadena peptídica se acaba. En esta fase intervienen unos factores de liberación: R1F para los codones de terminación UAA y UAG, R2F para los codones UAA y UGA. Al situarse en el sitio A estos factores hacen que la enzima peptidíl transferasa libere el péptido del ARNt al que está unido, al hacer que reaccione el grupo carboxilo del último aminoácido con agua.     Los codones de terminación (UAA,UAG,UGA) marcan el final de la síntesis de proteínas.

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Codón de terminación Fin de la ´síntesis de proteínas

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Proteína sintetizada

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Iniciación Terminación 

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Anticodón Proteína sintetizada ARNm 5’ 3’

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Actividades 1.-¿Qué es la traducción? 2.-Nombra las fases de la traducción 3.-´¿Qué procesos ocurren en la fase de iniciación? 4.-¿Qué enzima cataliza la formación del enlace peptídico? 5.-¿Por qué es necesario que el péptido recién sintetizado pase del sitio A del ribosoma al sitio P? 6.-¿Qué ocurre a medida que el ribosoma va “avanzando” por el ARNm? 7.-¿Cuándo ocurre la terminación de la síntesis de la proteína y qué ocurre en este proceso? 8.-Observa la diapositiva 18 y describe todo el proceso Traducción. Mc Grau Hill. swf Vídeo La Traducción o Síntesis de Proteínas

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Modelo del operón EL OPERÓN LACTOSA ADN Transcripción bloqueada La ARN polimerasa no puede unirse al ADN Transcripción desbloqueada ADN Operón Lactosas. Inglés. swf

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Regulador Operón LAC Operador Gen x Gen a Gen y ARNm Represor activo Si no hay lactosa los Genes no se transcriben Regulación del operón LAC en E. coli. Si no hay lactosa el represor está en su forma activa, y los genes estructurales no se transcribe, con lo que la célula no tendrá los enzimas para metabolizarla.

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Regulador Operón LAC Operador Gen x Gen a Gen y ARNm Represor Transcripción Traducción Enzimas para metabolizar la lactosa Lactosa Regulación del operón LAC en E. coli. Si hay lactosa, esta se une al represor y lo inactiva. El operador, al estar libre, desencadena la transcripción de los genes estructurales, con lo que se sintetizarán las enzimas necesarias para metabolizar la lactosa. Cuando haya desaparecido la lactosa el represor volverá a su estado activo y dejarán de transcribirse los genes x, y y a. Operón LAC

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La regulación hormonal: hormonas esteroideas Traducción de las proteínas inducidas por esteroides Transcripción NÚCLEO CITOPLASMA ARNm Proteínas Cada hormona tiene acceso a todas las células, sin embargo, sólo responden las células diana, que contienen un receptor específico en su citoplasma.

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Genoma en eucariontes No existe relación directa entre la complejidad del organismo y la cantidad de ADN. La mayor parte del ADN no codifica proteínas: ADN no codificante Una parte del genoma se encuentra en los cloroplastos y las mitocondrias. ESTRUCTURA DE UN GEN EN EUCARIONTES

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Tipos de mutaciones SEGÚN LAS CÉLULAS AFECTADAS SEGÚN LA EXTENSIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO AFECTADO GERMINALES SOMÁTICAS GÉNICAS CROMOSÓMICAS GENÓMICAS Afectan a gametos o células madre. Se transmiten a la descendencia. Sobre ellas actúa la selección natural. Afectan a células somáticas y sus descendientes. Afectan al individuo. No son heredables. No juegan papel en la evolución. Afectan a la disposición de genes en el cromosoma. Provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen. Alteran el número de cromosomas típico de la especie.

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Mutaciones génicas TIPO DE MUTACIÓN C O N S E C U E N C I A S SIN MUTACIÓN TRANSICIÓN TRANSVERSIÓN INSERCIÓN DELECIÓN

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Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas. T A G C T A T C G A A C C G T T G C A C T A G C T A T C G A A C C G T T G C A C ADN original ADN con mutación génica

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Mutaciones Si la mutación ocurre en una célula no reproductora, la mutación desaparecerá con la muerte de la célula o del organismo. Si se produce en las células reproductoras, la mutación se transmitirá de generación en generación. MUTACIONES CROMOSÓMICAS Duplicación Traslocación Deleción Inversión

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Tipos de mutaciones cromosómicas DEFICIENCIAS O DELECCIONES DUPLICACIONES O REPETICIONES TRANSLOCACIONES INVERSIONES A A B B C C D D E E F G G H H F 1 1 2 2 3 4 3 4 Consisten en la pérdida de un segmento cromosómico de un cromosoma, y por tanto de los genes en él contenidos. Aparece un segmento cromosómico más de una vez, en el mismo cromosoma o en otro. Es el cambio de localización de un segmento cromosómico. Puede ser recíproca, con intercambio entre dos cromosomas no homólogos, o no recíproca o transposición, cuando no se produce intercambio. Segmentos cromosómicos que giran 180o, y su secuencia génica queda invertida con respecto a la del resto del cromosoma.

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Mutaciones genómicas Mutaciones genómicas MONOPLOIDÍA ALOPOLIPLOIDÍA POLIPLOIDÍA EUPLOIDÍAS SÍNDROME TRIPLO X MONOSOMÍAS SÍNDROME DE DOWN ANEUPLOIDÍAS TRISOMÍAS

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Síndrome de Down. swf

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Ejemplo de mutación: síndrome de Down Individuo normal Portador de la translocación 14/21 Normal Monosómico (letal) Trisomía del 21 (Down) Portador de la translocación 21 14

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Trisomías en los cromosomas sexuales Óvulo con dos cromosomas X XYY XXX XXY Hombre (Trisomía XYY) Superhembra (Síndrome triplo X) Hombre (Síndrome de Klinefelter) Espermatozoide con dos cromosomas Y

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Agentes mutagénicos Radiación ultravioleta Los dímeros distorsionan la conformación del ADN inhibiendo la replicación EMS Guanina 6-Etilguanina MUTÁGENOS FÍSICOS Radiaciones ionizantes Radiaciones no ionizantes MUTÁGENOS QUÍMICOS Ácido nitroso Agentes alquilantes Sustancias análogas a las bases nitrogenadas Sustancias intercalantes Pueden provocar la rotura de los cromosomas y modificar las bases nitrogenadas. Provocan la formación de enlaces covalentes entre dos bases pirimidínicas contiguas, dando origen a dímeros. Transforma la citosina en uracilo y la adenina en hipoxantina provocando incorporación de bases erroneas en la replicación del ADN. Añaden grupos etilo o metilo a las bases nitrogenadas alterando la replicación del ADN. Sustituyen a las bases nitrogenadas del Adn y provocan transiciones. Se intercalan entre las bases de una cadena dando origen a inserciones o delecciones de un solo par de bases. Las mutaciones. swf

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Selección natural El mecanismo de evolución propuesto por Darwin puede resumirse en cuatro puntos básicos: CAPACIDAD REPRODUCTIVA ELEVADA LUCHA POR LA EXISTENCIA VARIABILIDAD INDIVIDUAL Las especies son capaces de producir un elevado número de descendientes. La mayor parte de ellos no llegará a la edad adulta. La limitación de los recursos provoca competencia. Como consecuencia de ésta, no todos sobrevivirán para reproducirse. Dentro de una especie los individuos presentan características que los diferencian del resto. Algunas de las características individuales confieren mayor capacidad de adaptación y supervivencia. SUPERVIVENCIA DEL MÁS APTO

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BIOTECNOLOGÍA INGENIERIA GENÉTICA

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¿Qué es la biotecnología? Disciplina basada en la utilización de seres vivos o sus componentes, para realizar determinados procesos químicos con finalidad industrial. FERMENTACIONES Procedimientos biotecnológicos clásicos Extración del ARNm Traducción y obtención de la proteína Estudio de la posible solución terapéutica Producción de medicamentos Conseguir órganos para trasplante Ingeniería genética

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Se trata de una serie de técnicas que se basan en la introducción de genes en el genoma de un individuo que no los presente. Transferencia de genes: Mediante un vector apropiado, que pueden ser un plásmido o un virus, se puede introducir un gen de una especie en otra diferente. Por ejemplo, se puede introducir en bacterias el gen que produce la insulina humana. De esta manera las bacterias producen fácilmente y en abundancia esta hormona. INGENIERÍA GENÉTICA Ingeniería genética básica

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Clonación de organismos completos, tanto plantas como animales. Se suele utilizar en procesos de mejora genética de especies CONCEPTO DE CLONACIÓN Un clon es un conjunto de elementos genéticamente iguales. Los clones pueden ser moléculas, células u organismos completos. Clonación de células. No hay que confundirla con la clonación celular. En este proceso se pueden clonar células aisladas o tejidos u órganos. Puede utilizarse para terapias génicas, por ejemplo, en enfermos diabéticos Investigación con células madre Clonación. El Mundo. swf

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Desarrollo de un procedimiento de clonación génica Fragmentación del ADN con enzimas de restricción Aislamiento y corte del plásmido con la misma enzima de restricción Formación con ADN ligasa de una molécula de ADN recombinante Replicación Selección del clon deseado y producción de células Introducción en la célula huésped Fragmento de ADN Enzimas de restricción McHill. swf Enzimas de restricción. Web

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ENZIMAS DE RESTRINCIÓN: Son enzimas que cortan el ADN por secuencias específicas, denominadas secuencias de reconocimiento. Posteriormente, estos fragmentos de ADN podrán unirse a vectores de clonación que hayan sido cortados por el mismo procedimiento enzimatico.

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Las etapas del proceso consisten en: ► Cortar el vector con enzimas de restricción, las mismas enzimas que se utilizaron  para cortar el ADN que se quiere insertar. ► Unir el vector y el ADN que se va a clonar, formación del ADN recombinante, mediante los llamados extremos cohesivos, o pegajosos, o escalonados. Preparación de un vector de clonación Introducción del ADN recombinante en la célula anfitriona

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Vectores de clonación: plásmidos VENTAJAS DE LOS PLÁSMIDOS COMO VECTORES DE CLONACIÓN Mayor estabilidad del ADN circular durante su aislamiento químico. Facilidad de aislamiento y manipulación por su pequeño tamaño. Presencia de un origen de replicación independiente, fuera del control del cromosoma. La existencia en una célula de varias copias haciendo posible la amplificación del ADN. Fácil detección y selección de clones por la presencia de marcadores específicos (genes de resistencia a antibióticos). Zonas de corte para enzimas de restricción ESTRUCTURA DEL PLÁSMIDO pBR332

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APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA. La ingeniería genética es un nuevo campo de la Biología, nacido de la manipulación del ADN, que tiene como objetivo cambiar o alterar el genoma de un ser vivo. ▪ Introducir nuevos genes en un genoma. ▪ Eliminar algunos genes existentes en un genoma. ▪ Modificar la información contenida en un gen determinado. ▪ Clonar seres vivos o alguno se sus órganos o tejidos.

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Ingeniería genética. Fabricación de insulina Se extrae el plásmido que tiene la bacteria además de su material genético. La insulina puede ser empleada para tratar la diabetes. Se introduce el gen en el plásmido. Se aisla el gen que codifica la insulina humana. Se introduce de nuevo en una bacteria. Bacterias que sintetizan insulina humana.

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Terapia génica. Es un tratamiento médico que consiste en manipular la información genética de células enfermas para corregir un defecto genético o para dotar a las células de una nueva función que les permita superar una alteración. En principio existen tres formas de tratar enfermedades con estas terapias: ► Sustituir genes defectuosos o reparar la secuencia mutada. ► Inhibir o contrarrestar efectos dañinos. Se silencia un gen que produce una proteína dañina (se actúa sobre el ARN mensajero para que no prudusca la proteína. ► Insertar genes nuevos. ♦ Se insertan genes suicidas que destruyen la célula que los aloja. ♦ Insertar genes estimuladores de la respuesta inmune. ♦ Introducir una copia de un gen normal sustituyendo un gen mutante ► Otras estrategias que se siguen en la actualidad contra el cáncer son: ▬ Inactivar oncogenes. ▬ Introducir genes supresores de tumores. ▬ Introducir genes suicidas. ▬ Introducir genes que aumenten sensibilidad a fármacos.

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Ingeniería genética. Organismos transgénicos I Ratón transgénico gigante y normal La ingeniería genética consiste en la manipulación de la información genética de los organismos. Características incorporadas a cultivos transgénicos Se denomina organismos transgénicos a los animales y plantas que llevan en su genoma genes “extraños”, es decir, genes introducidos artificialmente y que no proceden de sus antepasados por herencia Mono transgénico

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Ingeniería genética en células vegetales Vector de transfección Transferencia por conjugación Transformación en E. coli A. tumefaciens Célula vegetal recombinante Cromosomas Regeneración de la planta con nuevas propiedades La aplicación de estas técnicas en agricultura tiene como objetivos: Conseguir plantas resistentes a herbicidas. Conseguir plantas resistentes a los insectos. Proteger las plantas frente a enfermedades microbianas y víricas. Mejorar el producto que se obtiene.

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Ingeniería genética. Organismos transgénicos II Planta de maíz no resistente a insectos. Célula vegetal Se cultivan las células en el laboratorio. Plantas de maíz resistentes a insectos. Se introduce el ADN bacteriano en la célula. El material genético de la bacteria se ha insertado en el ADN de la planta. Se corta el ADN y se selecciona el fragmento que tiene el gen para sintetizar el tóxico. ADN bacteriano Gen responsable de la toxicidad ADN planta Bacillus thuringiensis

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Animales transgénicos y obtención de sustancias de interés PRODUCCIÓN DE LECHE Rebaño de descendientes transgénicos que producen la proteína Oveja nodriza Transferencia génica Óvulo de oveja fecundado Purificación de la proteína Medicamento como la -1-antitripsina o el activador del plasminógeno.

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Proyecto Genoma Humano Gusano 19.000 genes Mosca 13.000 genes Ratón 30.000 genes Chimpancé 30.000 genes Principales objetivos de este proyecto El bandeado cromosómico identifica regiones concretas de ADN. Identificar todos los genes humanos.  Realizar mapas genéticos que indiquen la posición relativa de los diferentes genes.  Confeccionar mapas físicos que presenten la secuencia de nucleótidos de cada gen.  Datos comparativos de genomas de diferentes animales con el ser humano. Humanos 30.000 genes

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La biotecnología en el medio ambiente: biorremediación La biorremediación consiste en la utilización de microorganismos frente a la contaminación. BIODEGRADACIÓN DEL PETRÓLEO Algunos tipos de bacterias, mohos y levaduras y algas verdes pueden crecer sobre el petróleo, decomponiéndolo. Esto es útil cuando se produce un vertido. TRATAMIENTO MICROBIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES Los microorganismos se emplean para eliminar las sustancias orgánicas, que contaminan el agua, mediante reacciones de fermentación. Se obtiene productos como dióxido de carbono, amoniaco, nitratos, sulfatos y fosfatos. REMEDIACIÓN DE VERTIDOS TÓXICOS Muchas plantas que poseen una capacidad natural para concentrar metales pesados, pueden potenciar esa cualidad mediante un tratamiento de ingeniería genética.

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Ingeniería genética y bioética El vertiginoso avance de la ingeniería genética, plantea numerosas cuestiones éticas. LIMITACIONES ÉTICAS A LA MANIPULACIÓN DE GENES HUMANOS El 11 de noviembre de 1997 la ONU aprobaba la Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos. El genoma humano es Patrimonio de la Humanidad. Oposición a la comercialización del genoma humano. Derecho a la protección de la información genética propia de cada individuo. Prohibición de la clonación de seres humanos con fines reproductivos. Subordinación de las investigaciones sobre genoma humano a los principios éticos de respeto por la libertad y la dignidad. PATENTES DE GENES El Parlamento europeo se pronunció en contra de las patentes de genes en 1995 La Unión Europea aprobó en agosto de 1998 una directiva por la que se propone que un gen puede ser patentado si es producido por un procedimiento técnico, aunque éste sea igual al gen natural.

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ANIMACIONES ► Mitosis ► Cromosomas, ADN y genes. Anomalías genéticas. Proyecto Genoma Humano ► El Genoma Humano ► Cromosoma 21 y Síndrome de Down ► Nueva técnica de clonación ► Clonación de vacas ► Creación de un mono transgénico ► Selección genética de embriones

Summary: Fsanperg, IES Bañaderos, Biología, 2º Bachillerato, ADN, Proteínas, Enzima, Replicación, Transcripción, Traducción, Mutaciones, Código genético, Operón, Ingeniería genética, Clonación, Clon, Proyecto genoma humano,

Tags: fsanperg ies bañaderos biologia bachillerato adn proteinas enzima replicacion transcripción traducción mutaciones código genetico operón ingenieria genética clonación clon proyecto genoma humano

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