TEMA 4: GENÉTICA MOLECULAR
Biología y Geología 4º ESO Lourdes Baile Lorenzo
IES “Gabriel yGalán” (Montehermoso
)
1.- ADN, molécula de la herencia 1.1. Composición y estructura
4 bases nitrogenadas: ADENINA – GUANINA – TIMINA - CITOSINA
NUCLEÓTIDO = ácido fosfórico + desoxirribosa + base nitrogenada
El ADN es un polinucleรณtido. El รกcido fosfรณrico de un nucleรณtido estรก unido a la pentosa del siguiente mediante un enlace.
COMPLEMENTARIEDAD de bases: A- T ; C - G.
La doble hélice: 1953. ●
●
●
Francis Crick y James Watson, establecieron el modelo de la “doble hélice de ADN”. Se basaron en los trabajos de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Premio Nobel en 1962.
Adenina – Timina: unidas por un doble enlace (puentes de hidrógeno). Citosina – Guanina: unidas por un triple enlace.
1.2. Replicación del ADN
El ADN puede replicarse, es decir, realizar copias idénticas de sí mismo. INTERFASE
1.- Rotura de los enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas complementarias. Las dos hebras comienzan a desenrrollarse. 2.- Cada hebra original sirve de molde para la síntesis de otra nueva complementaria. Se van uniendo los nucleótidos complementarios. 3.- Poco a poco se van formando los enlaces entre las bases y las hebras vuelven a enrollarse. 4.- Resultado: 2 moléculas de ADN iguales entre sí.
Cada nueva molĂŠcula de ADN estĂĄ formada por una hebra original y una hebra reciĂŠn copiada. Conserva la mitad del material original (semiconservativa).
2.- Expresi贸n de la informaci贸n gen茅tica
El ARN es una cadena sencilla (no doble), que tiene ribosa en lugar de desoxirribosa (glúcido) y que no tiene la base nitrogenada llamada timina, sino uracilo (U) en su lugar. Existen tres tipos: ●
●
●
ARN mensajero (ARNm). Es una copia del mensaje genético del ADN. ARN ribosómico (ARNr). Forma parte de los ribosomas, orgánulos que constituyen auténticas fábricas de proteínas. ARN transfererente (ARNt). Transporta, hasta los ribosomas, los aminoácidos que deben unirse para formar la proteína correspondiente.
TRANSCRIPCIĂ“N
Se obtiene una cadena de ARN (ARNm) con una secuencia de bases complementaria a la de la cadena de ADN utilizada como molde.
TRADUCCIÓN
Para cada proteína existe un ARNm distinto, que es traducido en los ribosomas. Cada tres bases nitrogenadas del ARNm se codifican como un aminoácido que es transportado por el ARNt.
El CÓDIGO GENÉTICO
Los 20 aminoácidos que forman todas las proteínas.
a) Se localiza el gen que se quiere INGE NIE R ÍA GE NÉ T IC A
manipular. Previamente se necesita saber su secuencia de nucleótidos. b) Se corta el gen en cuestión, mediante unas enzimas especiales denominadas “endonucleasas de restricción”. c) Se une el gen a una molécula de ADN pequeña que se denomina “vector” (generalmente un plásmido de una bacteria). La unión del gen y el vector se denomina “ADN recombinante”. d) Se introduce el ADN recombinante en una célula para que el gen se exprese y se sintetice la proteína correspondiente.
Caso práctico: planta transgénica
Conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético.
Aplicaciones de la ingenierĂa genĂŠtica
¿Son técnicas modernas o prácticas de origen milenario?
Desarrollo histórico de la biotecnología • 6000 a.C. Fermentación de cerveza por Sumerios y Babilonios. • 4000 a.C. Elaboración de pan por Egipcios. • 1400 Destilación licores por Chinos. • 1687 Descripción de microorganismos por Leeuwenhoek. • 1929 Fleming descubre la Penicilina.
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
¿Qué relación presentan estos tres alimentos?
Un mismo responsable‌
‌un microorganismo del Reino Fungi.
FABRICACIÓN DEL PAN • Fabricación del pan Fermentación alcóholica • Saccharomyces cerevisiae.
FABRICACIÓN VINO y CERVEZA • Saccharomyces cerevisiae.
¿Y entre estos tres alimentos‌?
Se trata de una Bacteria‌
Lactobacillus bulgaricus
Fermentaci贸n l谩ctica
FERMENTADORES
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA
FARMACÉUTICA • Obtención de vacunas. • Producción de antibióticos – PENICILINA – Penicilium chrysogenum
• Fármacos de diseño. • Productos con moléculas BIOACTIVAS.
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA QUÍMICA
• Producción de etanol y butanol. – Clostridium sp.
• Producción de ácido acético – Acetobacter sp.
BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA AGRÍCOLAGANADERA
• BIOFERTILIZANTES – Rhizobium sp. NITROGENASA.
• INSECTICIDAS BIOLÓGICOS – Bacillus thuringiensis.
BIOTECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
• AGUAS RESIDUALES. • BIORREMEDIACIÓN • BIORREPARACIÓN • COMPOSTAJE
BIOTECNOLOGÍA E INGENIERÍA GENÉTICA. • Biosanitaria: – Proteínas de mamíferos (insulina, hormona del crecimiento). – Obtención de vacunas – Terapia génica – Diagnóstico clínico
• Organismos transgénicos – Plantas transgénicas (Agrobacterium tumefaciens). – Animales transgénicos
Coloca los siguientes términos en las etiquetas de la ilustración:
Escherichia coli – plásmido bacteriano – insulina – gen de la insulina humana – insulina humana purificada – bacteria recombinante.
¿Impacto de la Biotecnología y Tecnología del ADN?
• ¿Puede ser algún organismo modificado genéticamente perjudicial para otros organismos o el medio ambiente? • ¿Puede el desarrollo y uso de los organismos modificados genéticamente reducir la diversidad genética natural?