Videoconferencia 13 febrero. Ácidos nucleicos. Parte 2 - Contenido educativo - Contenido educativo - Contenido educativo
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Pues vamos a repasar un poco lo que vimos el último día, que empezamos en la unidad 3, que era de los ácidos nucleicos. Repasamos un poco rápidamente lo que vimos para recordarlo un poquillo.
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¿Veis mi pantalla, verdad? ¿Qué pone? ¿Ácidos nucleicos?
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Sí, sí la vemos.
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Vale, gracias. Bien, pues vamos a ver lo que es lo más importante de los ácidos nucleicos.
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Entonces, bueno, los ácidos nucleicos vimos que forman parte de la célula y que los ácidos nucleicos estaban constituidos por nucleótidos.
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Los ácidos nucleicos, bueno, esos son macromoléculas y constituyen el 1% del peso seco de la célula.
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Y bueno, ya vimos que estaban constituidos por carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y también un porcentaje elevado de fósforo.
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Vamos a ver, vale, esto aquí os explicaba aquí el dogma central de la biología molecular, esto es importante, que bueno, luego lo vamos a ver, pero es simplemente que el ADN se replica y se hacen nuevas copias de este ADN.
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el ADN se transcribe a ARN y el ARN se traduce a proteínas
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o sea que a partir del ADN se van a formar unas proteínas u otras
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luego vimos también que el ADN es el que es el portador de la información genética
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es el que contiene la información hereditaria
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es decir, porque heredamos de nuestros padres
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pues si tenemos los ojos claros, oscuros, la piel clara, las características.
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Y el ARN es el que actúa como intermediario, lo veis aquí, es el intermediario entre el ADN y las proteínas.
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Y luego vimos que había diferencias entre, bueno, los dos ácidos nucleicos son el ADN,
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que es el ácido desoxirribonucleico, y el ARN que es el ácido ribonucleico, que lo podemos ver como DNA, por las siglas en inglés, o RNA, pero bueno, yo suelo poner así, ADN y ARN.
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Y vimos que había como tres o cuatro diferencias entre ADN y ARN.
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Una de ellas es esta que tenemos aquí.
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El ADN está formado por una doble hélice, son dos cadenas que se enrollan helicoidalmente
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y en cambio el ARN está formado solo por una sola cadena.
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Esta sería una de las diferencias entre ARN y ADN.
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y luego vimos que estos nucleótidos que forman los ácidos nucleicos
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tienen un grupo fosfato que sería este de aquí
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tienen una pentosa que es esta de aquí
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y tienen una base nitrogenada que es esta de aquí que está en color
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entonces el grupo fosfato en todos los nucleótidos es igual
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Este de aquí, un fósforo y cuatro oxígenos. Luego tendríamos la pentosa. La pentosa es un azúcar, un ciclo de cinco átomos.
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Y la pentosa, aquí podemos ya ver otra diferencia entre el ARN y el ADN. En el ARN tenemos aquí dos grupos OH y en cambio en el ADN solamente vamos a tener un grupo OH.
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Esta sería otra de las diferencias entre ARN y ADN. Y luego teníamos las bases nitrogenadas. Y como bases nitrogenadas vimos que había de dos tipos. Vamos a buscarlo.
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Bueno, esta sería la cadena, bueno, esta sería ARN porque tiene OHs y este serían los nucleótidos, ¿vale?
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Esto que está aquí en el cuadrado sería el grupo fosfato, el azúcar y la base nitrogenada.
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Y así se van uniendo un nucleótido con otro, con otro, con otro.
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Y ahora vamos a ver lo que os decía de las bases nitrogenadas, que son de dos tipos.
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las bases púricas y las bases pirimidínicas. Las bases púricas son la adenina, que es
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una A, y la guanina, G, y las bases pirimidínicas son la citosina, la timina y el uracilo. Bueno,
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aquí tenemos otra diferencia entre ADN y ARN. El ADN tiene citosina y timina y el ARN
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en vez de timina tiene uracilo. Esta es otra diferencia entre ARN y ADN. Estas sí que son
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importantes que las sepáis, adenina, guanina, citosina, timina y uracilo, porque luego vamos
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a hablar mucho de estas bases. Porque cuando nosotros, bueno, el ADN ya vimos que tiene
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varias estructuras, primaria, secundaria y terciaria. Entonces, según la estructura
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primaria es la sucesión de nucleótidos. Voy a ver si lo tengo por aquí, a ver dónde
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estaba. La estructura primaria es la secuencia de nucleótidos, en qué orden están. Y entonces
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cuando se habla de la estructura del ADN o del ARN, pues se habla solamente de las bases
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nitrogenadas, porque como la otra parte es común, el ADN tiene el grupo fosfato y el
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azúcar, sin un OH aquí, el grupo fosfato y el azúcar. Esta parte como es igual, cuando
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hablamos de ADN, pues simplemente hablamos de las bases, que es lo que se diferencia
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entre un nucleótido y otro. Y por eso decimos, por ejemplo, A, C, G, T, T, T, A, A, adenina,
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citosina, guanina, timina, timina, timina, adenina, adenina, citosina, guanina, adenina, ¿vale?
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Y otra cosa importante, que me he saltado aquí a la estructura primaria, pero otra cosa importante
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es que los nucleótidos se unen entre un nucleótido y otro por enlaces fosfodiéster.
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Esto es un enlace fosfo-diéster porque tiene un fósforo y dos grupos éster que es un oxígeno aquí unido a dos enlaces. Esto es un enlace fosfo-diéster. Y luego el enlace entre la base nitrogenada y el azúcar es un enlace N glucosídico. Estos dos enlaces son importantes.
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Y bueno, ya vimos eso, que el ADN es el portador de la información y que puede duplicarse y el conjunto del ADN en su organismo es el genoma.
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También vimos que la estructura primaria, que es la que os acabo de comentar, y que luego tiene una estructura secundaria que es la doble hélice.
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Entonces, esta cadena de aquí se enrolla con otra cadena formando una doble hélice. Y aquí es importante saber de esta estructura secundaria, bueno, por supuesto que les dieron el Nobel a Watson y Crick por proponer este modelo y ellos lo descubrieron con ayuda de Rosalind Franklin y de los datos también de Chargaz.
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Y lo que es también importante es eso, que se enrolla helicoidalmente y importante que las bases nitrogenadas quedan en el interior de la doble hélice.
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Esto de aquí que tenemos aquí en colores serían las bases nitrogenadas, adenina, guanina, citosina, timina.
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y estas bases nitrogenadas que están aquí enfrentadas están unidas por puentes de hidrógeno.
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Estas rayitas de aquí son puentes de hidrógeno, enlaces de hidrógeno.
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Y es importante saber también que entre la adenina y la timina,
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o sea, la adenina siempre se enfrenta con la timina y la guanina siempre está enfrentada a la citosina.
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y entre timina y adenina hay dos enlaces, ¿vale?
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o entre adenina y timina dos enlaces
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y entre guanina y citosina hay tres enlaces por fuentes de hidrógeno
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y también es importante saber que de las dos cadenas de la doble hélice
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una es la 5'-3' y la otra es la complementaria
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Es la 5'-3'.
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Entonces, cuando tenemos guanina en una cadena, en la otra tenemos citosina.
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En una tenemos adenina, pues en la otra tenemos que tener timina.
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En una tenemos timina, pues en la otra adenina.
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Citosina, pues guanina.
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Y esto de 5'-3', si os acordáis, lo vimos porque es por el primer nucleótido.
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bueno aquí se podría ver el primer nucleótido el fósforo este de aquí está en la posición 5 prima
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de la pentosa y esta sería la cadena que empieza por el átomo de carbono 5 prima y termina en el
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3 prima porque este átomo de aquí sería el 3 prima de la pentosa esta sería la cadena 5 prima 3 prima
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Los números es por los átomos de carbono de la pentosa
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Empiezan a numerarse aquí, en este de aquí, uno, dos, este sería el tres, el tres prima
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Este sería el cuatro y luego aquí tenemos un CH2 que sería el cinco que está unido al fósforo
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Entonces esto es extremo, cinco prima, tres prima
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Y bueno, yo creo que esto es lo más importante, lo de los puentes de hidrógeno,
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que la timina está unida por dos enlaces a la adenina y la guanina por tres a la citosina.
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Aquí lo podéis ver también.
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Esta es la adenina y esta sería la timina y están unidas por dos puentes de hidrógeno.
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Y en cambio aquí serían la citosina y la guanina y aquí tenemos tres puentes de hidrógeno.
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Y también vimos que había una tercera estructura, que en el caso de células eucariotas,
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como las cadenas de ADN son muy largas, pues tienen que seguir compactándose para que quepan en el núcleo.
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Y estas cadenas se unen a unas proteínas que se llaman histonas, que serían aquí estos círculos que están aquí representados.
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Esto sería el collar de perlas y esto se seguiría compactando, compactando hasta que se forman los cromosomas. Esto serían células eucariotas.
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Y luego vimos también, bueno, en células eucariotas el ADN está en el núcleo y vimos también que en las células procariotas, que por ejemplo son las bacterias, no tienen núcleo celular como tal.
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Y el ADN en vez de estar asociado a las proteínas, a las histonas, en este caso el ADN está asociado a ARN y proteínas no histónicas.
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Y una cosa importante de las células prokaryotas es que pueden tener otras moléculas de ADN que es ADN que es extracromosómico y que se llaman plásmidos.
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Y estos plásmidos se pueden replicar independientemente de la información genética de la célula, de la bacteria.
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Y estos plásmidos van a ser importantes para luego alguna de las técnicas que vamos a estudiar.
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Entonces, las bacterias tienen, aparte del ADN cromosómico, tienen un ADN extra cromosómico y se denominan plásmidos. Son pequeñas moléculas de ADN que se replican independientemente del ADN cromosómico.
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Vale, e incluso estos plásmidos, el cromosoma de los plásmidos, incluso hay algunos que tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma de la bacteria.
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Bien, y bueno, lo que vimos también el otro día es el ácido ribonucleico, el ARN
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Como hemos dicho antes, pues tiene como bases la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo
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Este sería el que es diferente
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Importante del ARN, que sirve de intermediario entre el ADN y las proteínas
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Y bueno, en el ARN las bases complementarias serían la guanina con la citosina, está normal como antes, pero ahora serían adenina y uracilo. Antes en el ADN tenemos adenina-timina, pues ahora aquí vamos a tener la unión adenina-uracilo.
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Y lo mismo, aquí dos puentes de hidrógeno y entre estas dos, tres puentes de hidrógeno.
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Y lo que os decía, el ARN solamente está formado por una cadena de nucleótidos, salvo en algunos virus.
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Lo único que hay veces es que aunque sea una cadena, sí que adoptan esta forma, una estructura secundaria.
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Y esto es porque algunas de las bases son complementarias y entonces se forman puentes de hidrógeno.
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esto que vemos aquí en azul. La cadena que estaba estirada se enrolla y forma una estructura
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secundaria. Y bueno, vimos también que había tres tipos de ARN, pero esto ya os dije también
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yo creo la otra vez que lo vamos a ver después cuando veamos el dogma central de la biología
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molecular que vemos estos tres tipos de ARN. El otro día yo creo que ya nos quedamos aquí
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y vamos a ver las propiedades de los ácidos nucleicos. Vamos a ver por un lado la influencia
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que tiene la proporción de las bases nitrogenadas. Vamos a ver qué propiedades tienen en disolución,
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cómo se comportan los ácidos nucleicos en disolución, cuál es la densidad de los ácidos
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nucleicos. Vamos a ver también cómo se desnaturalizan los ácidos nucleicos. Ya vimos que las proteínas
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ya vimos que se desnaturalizaban, pues ahora vamos a ver cómo se desnaturalizan los ácidos
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nucleicos. Vamos a ver qué significa temperatura de fusión en los ácidos nucleicos. Y vamos
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a ver también que los ácidos nucleicos absorben la radiación ultravioleta. Bien, pues vamos
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a empezar por la proporción de bases nitrogenadas. Bueno, pues al principio se pensaba que los
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ácidos nucleicos eran repeticiones monótonas del tetranucleótido hasta que luego se vio
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que eran secuencias diferentes de adenina, timina, adenina, adenina, citosina, guanina,
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guanina pero estas bases nitrogenadas y en las reglas y estas reglas las
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descubrió en 1950 y estas reglas son que la adenina la proporción de adenina es
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igual a la de timina por lo tanto la relación adenina timina
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va a ser igual a 1 la proporción de guanina es igual a la
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de citosina, por lo tanto también la relación entre guanina y citosina pues claro será
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igual a 1 también y luego que la proporción de bases púricas que son adenina y guanina
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es igual a la proporción de bases pirimidínicas que serían timina, citosina y por lo tanto
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la relación entre bases púricas y bases pirimidínicas va a ser igual a 1. Y la proporción
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entre adenina más timina y guanina más citosina, esta es característica de cada
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organismo. Esto lo descubrió Sargaz, esto demostró las proporciones que había entre
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las bases nitrogenadas. Adenina igual a timina, la cantidad de guanina igual a la de citosina
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y la proporción de bases púricas igual a la proporción de bases pirimidínicas. Y
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lo único, la proporción entre adenina más timina y guanina más citosina es ya característica
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de cada organismo. Bien, pues otra propiedad de los ácidos nucleicos, ¿cómo se comportan
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en disolución. Bueno, pues los ácidos nucleicos son hidrófilos. Quiere decir esto que se
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disuelven en agua. ¿Y por qué son hidrófilos? Pues porque pueden formar puentes de hidrógeno
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con el agua. Como tenemos grupos fosfato y OH libres en el azúcar, pues estos grupos
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van a formar puentes de hidrógeno con el agua si os acordáis los puentes de hidrógeno se forman
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entre oxígeno de una molécula y un hidrógeno de otra molécula o entre el nitrógeno de una
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molécula y un hidrógeno de otra molécula también entre entre flúor e hidrógeno pero aquí lo que nos
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interesa es eso, en este caso sería entre oxígeno e hidrógeno. Entonces, como los
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grupos fosfato tienen grupos oxígeno, pues van a formar puentes de hidrógeno con el
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agua. Esta sería una de las propiedades. Además, como la molécula es una molécula
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muy larga, muy grande, pues las disoluciones que vamos a tener van a ser muy viscosas.
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Y son muy estables también y lo único que si variamos el pH o la temperatura pues esta viscosidad disminuye debido a que se desnaturaliza la cadena de ADN, se desnaturaliza.
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Ahora vamos a ver cómo es la desnaturalización en ácidos nucleicos.
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Bien, pues esto serían propiedades en disolución.
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Ahora, otra de las propiedades de los ácidos nucleicos que vemos es la densidad.
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Bueno, pues los ácidos nucleicos a mayor cantidad de guanina y citosina van a tener mayor densidad.
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Mayor cantidad de guanina y citosina, mayor densidad.
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¿Y por qué es esto?
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Pues porque entre la guanina y la citosina hemos dicho que había tres puentes de hidrógeno.
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Por lo tanto, si hay tres puentes de hidrógeno, pues la densidad va a ser mayor.
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Van a estar más compactadas las moléculas.
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Como hay más puentes de hidrógeno, pues la densidad es mayor.
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Y por último, no, por último no, nos quedan todavía dos.
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Esta sería la desnaturalización.
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En la desnaturalización lo que ocurre es que cambia la estructura del ADN.
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En este caso, en la desnaturalización, se pierde la estructura secundaria.
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y en la estructura secundaria acordaros que teníamos la doble hélice
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y que tenemos las bases nitrogenadas enfrentadas entre sí.
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Por lo tanto, para que se desnaturalice el ADN
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lo que tiene que ocurrir es que se rompan los puentes de hidrógeno
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entre esas bases nitrogenadas y entonces se paran las dos hebras.
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Y en este caso va a ser igual que en el caso que hemos hablado de la densidad.
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A mayor contenido de guanina y citosina en una molécula tendrá más triples de más enlaces por puentes de hidrógeno.
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y por lo tanto para desnaturalizar esa cadena se va a necesitar más energía, porque necesitamos romper tres, de cada unión guanina y citosina hay tres enlaces de hidrógeno, por lo tanto a mayor cantidad de guanina y citosina habrá más enlaces y necesitamos romper más enlaces de hidrógeno.
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a mayor contenido de guanina y citosina, mayor cantidad de calor hay que suministrarla a un ADN de doble hélice para desnaturalizarlo.
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Bueno, pues eso, la desnaturalización sería un cambio estructural, implicaría la pérdida de la estructura nativa,
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pérdida del óptimo funcionamiento del ADN y a veces también cambio en propiedades fisicoquímicas.
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Entonces hay tres formas de desnaturalizar el ADL
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La forma más común es mediante temperatura
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A bajas temperaturas la molécula posee la clásica estructura de doble hélice
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Y al aumentar la temperatura parte de la doble hélice se desenrolla
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Y empiezan a separarse las dos cadenas hasta llegar a hacerlo completamente
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Entonces, simplemente dando calor por las dos cadenas se separan. Y este proceso se produce de forma brusca. Si os fijáis aquí, cuando a 85 grados así, de repente se desnaturaliza el ADN.
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Y una cosa importante es, bueno, primero esto, el proceso es reversible, es decir, que el ADN se desnaturaliza, se rompen los puentes de hidrógeno que hay aquí, pero luego se puede volver a, mediante enfriamiento, se pueden volver a aparear esas bases, se pueden volver a unir.
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Y otra cosa importante es la temperatura de fusión. Temperatura de fusión que se representa como Tm, porque M en inglés es melting, pues es Tm.
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Y esta temperatura de fusión es la temperatura a la que se desnaturaliza un 50% de toda la molécula.
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Entonces, por ejemplo, aquí suponemos que el 50% de la molécula está desnaturalizada,
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pues a esta temperatura correspondería a la temperatura que se llama temperatura de fusión.
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si seguimos calentando pues ya se desnaturaliza
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todo el ADN, se separan las dos cadenas
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y bueno, luego esto es parecido
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a lo que hemos dicho antes, pues a mayor cantidad
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de guanina y citosina, pues mayor
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será la temperatura de fusión
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porque como hay más
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enlaces de hidrógeno, pues más temperatura
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más calor necesitamos para que se rompan esos enlaces
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Esa sería la desnaturalización térmica. Y hay otros tipos de desnaturalizaciones que pueden ser o con ácidos o con bases.
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La unión de las bases disminuye o se debilita por valores de pH alejados de la neutralidad, con la consiguiente desnaturalización del ADN.
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En condiciones ácidas, pues se puede romper incluso la estructura primaria del ADN, por lo que se suelen emplear condiciones alcalinas, mejor para la desnaturalización.
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Bueno, vamos a ver los dos tipos de hidrólisis.
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La hidrólisis ácida.
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Como os acabo de decir, los ácidos fuertes rompen los enlaces fosfodiéster.
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Y los enlaces glicosídicos entre cada nucleótido. Por lo tanto, la cadena se nos va a romper y se nos van a quedar los nucleótidos.
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Porque se rompen los enlaces fosfodiéster, que son los enlaces que unen los nucleótidos.
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Por lo tanto, si se nos rompen esos enlaces fosfodiéster, nos van a quedar los nucleótidos separados.
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Tenemos un grupo fosfato con el azúcar y con la adenina, por ejemplo. Por otro lado, otro grupo fosfato, el azúcar y la timina. Entonces, cuando los ácidos son fuertes, se rompen los enlaces fosfodiéster.
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Y sin embargo, si la hidrólisis es alcalina, aquí se rompen los enlaces fosfodiéster, pero si estamos hablando de ARN.
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Pero si estamos hablando de ADN, simplemente se rompen los enlaces entre bases nitrogenadas, los puentes de hidrógeno.
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Entonces hidrólisis, o sea desnaturalización térmica y desnaturalización por ácidos y bases.
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Y por último hay otro tipo de desnaturalización que es con agentes químicos.
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Y estos agentes químicos pueden ser por ejemplo la urea, la formamida o el formaldehido.
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Son moléculas pequeñas, sencillas, pero muy colares.
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con grupos amino y carbonilo que compiten en la formación
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de puentes de hidrógeno de las propias bases nitrogenadas
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y por lo tanto rompen los enlaces
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entre las bases nitrogenadas
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se rompen las uniones entre las bases nitrogenadas porque
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estas moléculas se meten ahí como entre medio
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porque son tan polares
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que compiten en la formación de puentes de hidrógeno.
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Esta sería desnaturalización por agentes químicos.
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Y otra cosa que puede ocurrir, que se puede hacer, es la renaturalización.
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Renaturalización que puede ser el propio ADN que se vuelve a unir otra vez,
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se vuelven a unir las bases nitrogenadas y se forma otra vez la doble hélice.
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Pero en el laboratorio se utiliza una técnica que consiste en,
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por ejemplo, si nosotros tenemos una cadena de ADN, la desnaturalizamos
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y añadimos una secuencia de ADN que sea complementaria a una de esas cadenas,
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una secuencia de ADN o de ARN.
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Y ese ADN o ese ARN se va a hibridar a esa cadena que se había desnaturalizado,
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o sea, se va a unir a esa cadena desnaturalizada.
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En ocasiones el proceso de renaturalización se denomina hibridación,
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debido a que las moléculas desnaturalizadas no renaturalizan con su hebra original,
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sino con cualquier otra con la que tengan complementariedad o pueden volver a formar una doble hélice con un segmento de ARN que contenga la secuencia complementaria, hibridación de ADN con ARN.
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Entonces, esto es importante conocerlo para después entender alguna de las técnicas
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O sea, el ADN se puede desnaturalizar, se separan las dos cadenas
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Y luego lo que podemos hacer es añadir una molécula de ADN o de ARN
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Que sea complementaria a una de esas cadenas
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Y entonces esa molécula se une a esa cadena de ADN
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Bien, y por último teníamos la absorbancia, la absorbancia en el ultravioleta, o sea, sí, la absorción ultravioleta.
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No sé si os acordáis que las proteínas absorbían a 280 nanómetros, pues los ácidos nucleicos absorben luz a 260 nanómetros.
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y dependiendo si el ácido nucleico está en estado de doble hélice o está como hélice sencilla
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o si están los nucleótidos libres, pues esa absorción de ADN varía.
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Entonces, sí, aquí tenemos la doble hélice, aquí las dos cadenas separadas
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y aquí los nucleótidos por separado.
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Pues a medida que, o sea, según vamos hacia la derecha, aumenta la absorción ultravioleta a 260 nanómetros.
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De aquí para allá aumenta la absorción a 260 nanómetros.
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y así si medimos la absorbancia a 260
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pues nos puede dar una idea de en qué estado físico se encuentra el ADN
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si están en forma de doble hélice, si están las cadenas separadas
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o si están los nucleótidos sueltos
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y también en la absorbancia a 260 nanómetros
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se utiliza para estimar el grado de pureza del ADN
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Nosotros extraemos ADN y queremos saber si ese ADN, aparte de ADN, tiene a lo mejor proteínas o algún azúcar.
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Entonces lo que se hace es medir la absorción a 260 y la absorción a 280 nanómetros, que da la absorción de las proteínas.
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Si la relación está entre la absorción a 260 y la de 280 es de 1,8, pues esto nos da idea de que tenemos preparaciones puras de ADN.
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Y en cambio, si hay contaminación con proteínas, por ejemplo, pues el valor este va a ser menor a 1,8.
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Y lo que nos va a indicar es que tenemos contaminación.
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Vale, pues esto sería hasta el punto 3.2.
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bueno aquí en el archivo de la aula virtual tenéis algún vídeo que podéis ver
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y también tenéis una evaluación
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que bueno la autoevaluación yo creo que es fácil
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si no sabéis, si no lo entendéis ya el próximo día me lo preguntáis
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y ahora vamos a pasar al punto 3.3
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que es el metabolismo de los ácidos nucleicos y la síntesis de las proteínas
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Voy a abrir el otro PDF.
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Bien, bueno, pues seguimos con los ácidos nucleicos y ahora vamos a ver lo que os he explicado antes del dogma central de la biología molecular,
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cómo el ADN se replica, cómo el ADN se transcribe a ARN y cómo se traduce a proteínas.
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Pues vamos a ver estos tres procesos, replicación, transcripción y traducción.
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Bueno, pues este dogma fue propuesto por Francis Crick. Watson y Crick fueron los que establecieron la estructura secundaria, o sea, propusieron la estructura secundaria del ADN y posteriormente Crick, en 1958, propuso el dogma central de la biología molecular.
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Este dogma describe el flujo de información genética en una célula
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O sea, cómo el ADN a través del ARN da lugar a las proteínas
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Cómo se sintetizan las proteínas a partir del ADN
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Bueno, pues aquí más o menos es esto
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Para que una célula realice sus funciones vitales
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es preciso que sinteticen proteínas. Estas proteínas ya hemos visto que son secuencias de aminoácidos.
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Y estos aminoácidos están unidos uno a otro en una determinada secuencia, pero ¿cómo sabe la célula?
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Si tiene que poner primero la serina o la valina o la lanina o el criptófano.
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Entonces, ¿quién indica a la célula cómo se deben unir estos aminoácidos para producir proteínas?
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Pues el que indica cómo se unen es el ADN, que ya hemos visto que está formado por una secuencia de nucleótidos.
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Y este ADN lo podemos dividir en fragmentos y a estos fragmentos los vamos a denominar genes.
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Y estos genes van a codificar la información para la síntesis de una proteína.
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Estos genes son las unidades de herencia y controlan las características del individuo.
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El color del pelo, el tipo de sangre, el color de la piel, el color de los ojos.
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Y estos genes se disponen en cromosomas.
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Ya hemos visto cómo se iba enrollando la cadena de ADN, cómo en las eucariotas se unían a las histonas, se va enrollando hasta dar lugar a los cromosomas.
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Y el conjunto de cromosomas en una especie se denomina genoma.
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Entonces los genes son fragmentos del ADN.
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Entonces aquí tenemos el ADN que está formado por nucleótidos que da lugar a los cromosomas y los cromosomas estarían en el interior, en el núcleo de la célula.
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Bien, y de estos genes que tenemos hay unos que se llaman exones que sí que dan lugar a proteínas y en cambio hay otros que se llaman intrones que no dan lugar a proteínas.
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Y las células prokaryotas no tienen estos intrones, solo tienen las células eukaryotas. De todas formas, esto luego lo vamos a ver. Vemos mejor lo que son los exones y los intrones. Pero bueno, por ahora que suene.
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Bueno, pues vamos a ver la primera parte del dogma, que es cómo se replica el ADN,
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cómo se van formando cadenas de ADN que son copias de la cadena de la doble hélice original.
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Bien, pues este mecanismo de replicación permite hacer copias idénticas de moléculas de ADN,
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conservándose toda la información genética que esa molécula tenga.
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Bueno, para que una especie no se extinga, los individuos deben reproducirse con el fin de engendrar nuevos seres.
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Esto lleva implícito la formación de copias del ADN del progenitor o progenitores.
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De la misma manera, para que una célula pueda dividirse, es necesario que primero duplique su material genético
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y así poder garantizar la misma dotación cromosómica a las células hijas.
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El modelo de la doble hélice de Watson y Crick permitió explicar cómo las moléculas de ADN pueden copiarse, es decir, replicarse y dar una molécula idéntica al molde o patrón.
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Una réplica es una copia. Bueno, pues hubo varias hipótesis de cómo tenía lugar esta replicación y al final la hipótesis aceptada es la que se llama hipótesis semiconservativa.
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Tenemos hipótesis semiconservativa y hipótesis conservativa. Y en la hipótesis semiconservativa lo que dice es que de las dos cadenas de ADN, de las dos cadenas originales, las nuevas moléculas, las células hijas, van a tener una de las cadenas originales y una copia.
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Y esta tiene una cadena, la original, la que está más oscura, y una copia.
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En cambio, la hipótesis conservativa lo que decía era que una de las copias se quedaba con las dos originales y la otra tenía las dos cadenas que eran copias.
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Pero la que prevaleció, la que se acepta, es esta, la semiconservativa.
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entonces las nuevas moléculas tienen una hebra antigua y otra nueva
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ahora, esta etapa de replicación, bueno, o este proceso de replicación
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se divide en tres etapas
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lo primero que tenemos que hacer es desenrollar y abrir la doble hélice
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y además esta apertura de la doble hélice se da en un lugar en concreto
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que se denomina origen de replicación
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Una vez que tenemos ya abierta la doble hélice ya se van a copiar esas dos cadenas
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Se van a sintetizar dos nuevas cadenas, dos nuevas hebras de ADN
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Y este proceso se llama elongación
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Y en la tercera etapa se van a corregir errores que hayan podido tener lugar
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Bueno, pues vamos a ver cómo son estas etapas
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En la primera etapa, que es la apertura de la doble hélice, se necesitan una serie de enzimas y proteínas.
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Acordaros que las enzimas en realidad son proteínas también.
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Bueno, pues a todo este conjunto de enzimas y proteínas se denomina replisoma y son las helicasas, topoisomerasas, proteínas SSB y polimerasas, ¿vale?
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Bien, entonces, este proceso de replicación, como es muy parecido entre prokaryotas y eucariotas, lo vamos a ver en conjunto.
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Bien, pues entonces, lo primero que tenemos que hacer, como hemos dicho, es abrir la doble hélice.
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Pues para eso, de eso se encarga la enzima, la helicasa.
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Y esta enzima helicasa lo que va a hacer es romper los puentes de hidrógeno que hay entre las bases nitrogenadas.
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Acordaros que en el interior de la doble hélice tenemos las bases nitrogenadas enfrentadas a adenina, contimina y citosina enfrente de guanina.
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pues la efima helicasa lo que va a hacer va a ser romper estos puentes de hidrógeno
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y así se abre la doble hélice y se forma lo que se conoce como horquilla de replicación.
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Esto es la horquilla de replicación.
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Ahora, cuando se abre esta doble hélice es como si tenéis enrollados dos hilos o dos cables
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y lo abrís por el centro, entonces se generan en los extremos, se generan tensiones, pues para que no se generen
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estas tensiones, actúan las topoisomerasas, estas enzimas liberan la tensión que se produce cuando se está abriendo
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la doble hélice, pues en los extremos de la horquilla se producen tensiones, para liberar estas tensiones
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pues ahí actúan las topoisomerasas y hay otras proteínas que se llaman las proteínas
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estabilizadoras, SSB, que lo que hacen es que mantienen separadas estas hebras, claro
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porque como tenemos pues eso, las bases nitrogenadas por dentro, pues esas bases nitrogenadas podrían
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volver a unir otra vez, se forman los puentes de hidrógeno, sería fácil, pues para eso
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están estas proteínas SSB que hacen que esa cadena que hemos abierto se mantenga,
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se mantenga la apertura. Bueno, pues aquí os he puesto este gráfico, la helicasa sería
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esto en morado, rompe los puentes de hidrógeno y abre la doble cadena. Aquí en verde tendríamos
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las topoisomerasas que alivian esta tensión que se genera aquí. Y aquí tenemos las proteínas
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SSB que son las que hacen que no se vuelva a unir las bases nitrogenadas. Ahora, la siguiente
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etapa, ya tenemos abierta la doble hélice, pues ahora lo que tiene lugar es la copia
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de las dos cadenas de ADN. Entonces, para esto hay unas enzimas que copian las dos cadenas de ADN
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y que se denominan ADN polimerasas. La polimerasa va a ir recorriendo la hebra que le sirve de molde
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Y va a ir seleccionando el nucleótido que corresponda. Si por ejemplo tenemos en la hebra, en una de las cadenas tenemos adenina, pues la ADN polimerasa pondrá la timina porque siempre se pone, la hebra que se copia es la complementaria.
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Entonces, donde tengamos adenina, pues la ADN polimerasa pondrá timina. La siguiente, si tenemos una citosina, pues la ADN polimerasa cogerá una guanina y pondrá la siguiente.
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Bueno, y aquí, bueno, como nota, pues en Escherichia coli se han encontrado tres tipos de ADN polimerasa. Es la 1, la 2 y la 3. Pero la que se encarga principalmente de leer es la 3.
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Bien, pues para que estas ADN polimerasas puedan empezar a leer la cadena, las dos cadenas, esta sería una cadena, esta sería la otra, la ADN polimerasa va a ir cogiendo nucleótidos y los va a ir colocando aquí, los complementarios a la base nitrogenada que tengamos.
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Pero para que esta ADN polimerasa pueda empezar a leer la cadena y a ir colocando aquí ácidos, o sea nucleótidos, necesita de un iniciador, de una secuencia que se llama ARN cebador o primer.
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Y a partir de esta secuencia ya la ADN polimerasa empieza a leer y a copiar, pero necesita de una secuencia que es una secuencia entre 25 a 30 ribonucleótidos, o sea es ARN y que se llama ARN cebadoro primer.
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Y a partir de una vez que está colocada esta secuencia, la ADN polimerasa ya empieza a leer, a leer, a leer.
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Y esta secuencia de ARN, que se llama cebador o primer, lo sintetiza una enzima que se llama primasa, la primasa o ARN polimerasa.
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Esta enzima sintetiza este cebador o primer
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Y a partir de aquí ya la ADN polimerasa ya puede empezar a copiar
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Una vez que ya está el cebador colocado
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La ADN polimerasa, esto que tenemos aquí en moradito
00:51:18
Ya va leyendo y va cogiendo nucleótidos y los va colocando
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Bueno, pues ahora viene otra cosa también complicadilla
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La ADN polimerasa lee la cadena que va de 3' a 5', o sea, lee en el sentido, bueno, lee las dos cadenas, pero en el sentido de 3' a 5'.
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Entonces, como tenemos doble cadena, una de ellas sí que es 3' a 5', la que está en azul es 3' a 5'.
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Por lo tanto, la ADN polimerasa, una vez que tiene ya el cebador, el primer aquí colocado, pues lo lee y va leyendo seguido.
00:52:00
Va colocando nucleótidos y va leyendo la cadena.
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Pero, claro, la otra cadena está en dirección 5'-3'.
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Por lo tanto, la ADN polimerasa tiene que ir leyendo desde aquí hacia allá.
00:52:18
Desde aquí hacia allá, ¿vale?
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Desde aquí hacia allá, o sea, como al contrario.
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Por lo tanto, de las dos cadenas, esta de aquí que va de 3' a 5', la ADN polimerasa la lee bien, la lee en esta dirección y la lee seguida.
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Sin embargo, esta otra cadena que es 3', 5', lo que hace la ADN polimerasa necesita de varios primers o cebadores
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Que sería esto que está aquí en verde
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Se coloca un cebador o primer y ya la ADN polimerasa lee un cachito
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Se coloca otro cebador primer y la ADN polimerasa lee otro trocito. Esta segunda hebra se llama retardada porque va como con retraso. Esta de aquí la lee seguida con un solo primer, ya lee toda la cadena y en cambio esta de aquí va como a trocitos.
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Y estos fragmentos de aquí se llaman fragmentos de Okazaki.
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A ver, vamos a leerlo aquí, porque, bueno, esto ahora os parecerá igual un poco complicado.
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Cuando la doble, dice, se abre, una de las hebras sí que va a tener la dirección a la cual la ADN polimerasa puede ir trabajando de forma continua.
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A dicha hebra se la llama hebra conductora o líder.
00:54:04
A la hebra opuesta se la conoce como hebra retardada. En este caso, la lectura no puede hacerse de forma continua y la polimerasa va recorriéndola en dirección opuesta, en forma de tramos.
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A estos tramos se les conoce como fragmentos de Ocasaz.
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Pensaba que tenía algún otro dibujo, pero bueno.
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El caso es que la cadena de 3' a 5', la ADN polimerasa la lee de seguido.
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Y en cambio, esta otra que sería en rojo 5', 3', la ADN polimerasa necesita que aquí haya un primer y lee un cachito.
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Se necesita poner otro primer y lee desde aquí en esta dirección.
00:54:50
Tiene que ir en esta dirección.
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Y luego la última etapa sería la etapa en la que se corrigen errores.
00:55:02
La ADN polimeras A1 elimina los fragmentos de ARN, los cebadores estos que hemos ido poniendo, pues los va eliminando.
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Y luego la ADN polimeras A2 repara el ADN que no se haya copiado bien.
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Y por último, la enzima ligasa lo que hace es unir los fragmentos que se han quedado, cuando se han eliminado los primers, por ejemplo, une los fragmentos de ADN que han quedado sueltos.
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Bueno, pues como son casi las 7 menos 25 y ya la siguiente etapa ya sería la transcripción, que es un poquito más fácil que la replicación que hemos visto y luego quedaría la transcripción y la traducción.
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La traducción también es un poquito más complicada. Entonces yo creo que lo vamos a dejar por hoy. Voy a parar la grabación.
00:56:03
- Autor/es:
- S.A.
- Subido por:
- Susana A.
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- 22 de febrero de 2024 - 12:11
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