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¿DE QUÉ ESTÁ HECHO TODO LO QUE NOS RODEA?

¿De qué manera se almacena la información biológica de los seres vivos?

Introducción

Figura 1. La genética y los estudios sobre el ADN

La genética es el estudio de la herencia, (gura 1) en este proceso biológico el padre le transmiteciertos genes a sus hijos o descendientes. Cada niño hereda genes de ambos padres biológicosy estos genes a su vez expresan rasgos especícos. Algunos de estos rasgos pueden ser físicospor ejemplo, cabello y color de ojos y color de la piel, etc. Por otro lado, algunos genes tambiénpueden conllevar el riesgo de ciertas enfermedades y trastornos que pueden transmitir de padres

a su descendencia.

Partiendo de la observación del video sobre el Rastreando el pasado por medio d e la genéticaResponde la pregunta:

¿Por qué se puede considerar que la genética es capaz de rastrear el pasado de los diferentes organismos?

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Explicar cómo se almacena la información genética en los seres vivos

Objetivos de aprendizaje

Descubriendo que los genes están compuestos de ADN

Experimento de Frederick Grifth

Actividad 1

Diferenciar las maneras en las que se almacena la información genética en los seres vivos.Distinguir cómo está organizada la información del código genético.

Determinar el papel de la información genética como lenguaje universal de los seres vivos.

En 1928, Frederick Griff ithexperimento con cepas debacterias de neumococo(Streptococcus pneumoniae)causantes de la neumonía.

Cepa Rugosa

(II-R)

Ratón vive

Cepa lisa

(III-S)

Ratón muere

Muerto por calor

Cepa lisa

Ratón vive

Cepa rugosa y muerto

por calor cepa lisa

Ratón muere

Figura 2. Experimento de Frederick Grifth

Grith estaba estudiando la posibilidad de crearuna vacuna contra la neumonía, que era unacausa grave de muerte a raíz de la pandemiade gripe española posterior a la Primera GuerraMundial, para ello Grith utilizó dos cepas (gura2) de neumococo, bacterias que infectaban a losratones.

Un tipo III-S (liso) y tipo II-R cepa (rugoso). Lacepa III-S está cubierta con una cápsula que laprotegía del sistema inmune del huésped, loque conlleva a la muerte del huésped, mientrasque la cepa II-R no tenía esa cápsula protectoray podía ser atacada por el sistema inmune delhuésped.

Posteriormente Grith sometió las bacteriasde la cepa III-S a calor, provocando su muertese añadieron a las bacterias de la cepa II-R, lacombinación fue capaz de matar a su huésped

Griffith concluyó que el tipo II-R se había“transformado” en la letal cepa III-S por algoque el denomino factor transformante.

En 1940 Avery, MacLeod, y McCarty demostraronque el factor transformante del que hablabaGriffith en su experimento era ADN y estepermitió que la cepa virulenta lisa de neumococotransformara una cepa rugosa en la cepa lisa.

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Experimento de Frederick Grifth

Primero sometieron las cepas S (lisas) a calor y separaron la mezcla en tres Erlenmeyer, así cadarecipiente tendría el “factor transformante”.

Posteriormente se añadió un tipo de enzima diferente a cada Erlenmeyer.

Al primero se introdujo la enzima RNAsa, (es una enzima que cataliza la hidrólisis de ácidoribonucleico ARN en componentes más pequeños); el segundo erlenmeyer fue tratado con laenzima proteasa, (rompen los enlaces peptídicos de las proteínas) y al tercer erlenmeyer se le

Filtrado de

Cepa SCepa S

virulenta(muerta por

calor

Proteasa(destruyeproteínas)

DNAasa(destruye

DNA)

Cepa Svirulenta(muerta por

calor

MÉTODO

RESULTADO

CONCLUSIÓN

1.Homogeneizar y filtrar

2.Tratamiento del filtradocon enzimas que destruyen elRNA,  las proteínas y elDNA.

3. El filtrado se añade a uncultivo de cepas R  (Novirulientas)

Los cultivos tratados con RNAasao proteasa  contienen cepas S transformadas...

...sin embargo en el cultivotratado con DNAasa sóloaparecen cepas R.

Dado que la DNAasa destruye el principio transformante,el principio

transformante es ADN.

Figura 3. Experimento de Avery, MacLeod, y McCarty

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adiciono DNasa (cataliza la rotura de los enlaces del ácido desoxirribonucleico ADN).

Como resultado se obtuvo que los cultivos tratados con la RNAsa y la proteasa, contenían cepas Stransformadas, por el contrario en el Erlenmeyer tratado con DNasa sólo aparecieron cepas R, loque les permitió concluir a estos tres cientícos que el principiotransformador era el ADN (Figura 3).

Observa con atención la ilustración y designa un número y una descripción a cada una.

DNAasa

(destruyeDNA)

DNAasa(destruyeDNA)

RNAasa

(destruyeARN)

Proteasa

(destruye

proteínas)

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Modelo de ADN de Watson y Crick

Actividad 2

Francis Crick  fue educado cerca de Londres.Estudió física en la universidad y obtuvo unalicenciatura. Interesado en la biología, decidiócentral sus estudios en el efecto de los rayos Xen las proteínas (gura 4).

James Watson, nació en Chicago, Illinois, yrecibió una beca para estudiar en la Universidadde Chicago. Recibió un título en zoologíade la Universidad de Indiana en Bloomington,donde estudió el efecto de los  rayos X enlas bacterias proteínas (figura 5).

Figura 4. Francis Crick Figura 5. James Watson

A principios de la década de 1950, en la Universidad de Cambridge, el estudiante graduado

Francis Crick y James Watson se habían interesado en el estudio del ADN, El enfoque del equipode Cambridge era hacer modelos físicos para crear una imagen exacta de la molécula, partiendode la difracción de rayos X del ADN.

En 1953 Watson y Crick demostraron que cada hebra de la molécula de ADN era un molde para eotro. Durante la división celular cada hebra da origen a una nueva mitad igual a la anterior. Este ADNpuede reproducirse a sí mismo sin cambiar su estructura (excepción de los errores ocasionales, omutaciones).

El descubrimiento del ADN ha sido llamado el trabajo biológico más importante de los últimos 100

años.

En 1962, Watson, Crick y Wilkins ganan el Premio Nobel de medicina, por sus descubrimientos sobrela estructura molecular de los ácidos nucleicos y su importancia para la transferencia de informaciónen los organismos.

Una molécula de ADN se compone de dos cadenas que se enrollan alrededor de la otra como unaescalera de caracol. Cada hebra tiene un esqueleto hecho de grupos alternativos como: de azúcar

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(desoxirribosa) y un grupo fosfato. Se adjunta a cada azúcar una de las cuatro bases: adenina (A),citosina (C), guanina (G) o timina (T).

En la gura 6 se observa las dos cadenas de ADN que se enrollan entre sí formando una doblehélice, las bases nitrogenadas aparecen en el centro y se organizan de la siguiente forma: La

adenina con la tiamina y la guanina con la

citosina (figura 7).

Tres enlaces de hidrógeno unen la guanina conla citosina y dos unen la adenina con la timinaLos enlaces de hidrógeno entre las bases es loque mantienen unidas las dos cadenas de ADN

El hidrógeno forma enlaces covalentes conotras moléculas para producir moléculas queson más estables que los átomos libres.

La parte positiva del hidrógeno es atraídohacia el átomo de oxígeno y de la partenegativa del átomo del nitrógeno.

Figura 6. Estructura de la cadena de ADN

Adenina(A)   Timina (T)

NAzúcar

N

N

N

N

Azúcar

N

HN

H   O

H

CH₃

Guanina(G) Citosina (C)

NAzúcar

N

O

N

N

Azúcar

N

H

NH

N

OHN

H

H

Figura 7. Bases nitrogenadas del ADN

Muchas personas creen que el biólogo estadou-nidense James Watson y el físico Inglés FrancisCrick descubrieron el ADN en la década de 1950.En realidad, este no es el caso. Más bien, el ADNfue identicado por primera vez a nales de 1860por el químico suizo Friedrich Miescher. Luego, en las décadas siguientes el descubrimiento de Miescher,otros cientícos - en particular, Phoebus Levene y Erwin Charga - llevaron a cabo una serie detrabajos de investigación que reveló detalles adicionales acerca de la molécula de ADN, incluidos suscomponentes químicos primarios y las formas en que se unieron uno con el otro. Sin la base cientícaproporcionada por estos pioneros, Watson y Crick nunca podrían haber llegado a su conclusiónrevolucionaria de 1953: que existe la molécula de ADN en forma de una doble hélice de tres dimensiones

G

G

A   T

A   T

A

A

A

T

T

T

C

G

G

C

C

C

C

C

G

G

G

C

} 0.34 nm

3.4 nm

2 nm

azúcar-fosfatocolumna vertebral 5’ 3’

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Reúnete con dos compañeros y respondan a las preguntas 1 y 2 partiendo de la informaciónpresentada sobre el modelo de ADN de Watson y Crick.

1. ¿Cómo se organizan las bases nitrogenadas en el modelo de cadena ADN, presentada porlos investigadores Watson y Crick?

2. ¿Cómo y porque se mantiene unida la molécula de ADN mostrando una doble hélice?

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8/19/2019 SEMANA S8

9/109

Genes y código de información

Actividad 3

Pares

Adenina Timina

Guanina Citosina

Mane jo

 Mane jo

Célula

Núcleo

Cromosoma

Gen

ADN

Nucleótidos

Letra

Palabra

Capítulo

Tomo

Enciclopedia

Figura 8. ADN y bases nitrogenadas Figura 9. Analogía núcleo, cromosoma, gen ADN y Nucleótidos

El código genético hace referenciaa la información almacenada en el

ADN (Figura 8).

El código genético se compone de 64 tripletes de nucleótidos,estas tripletas se denominan codones, cada codón codica parauno de los 20 aminoácidos utilizados en la síntesis de proteínas.

Los segmentos funcionales de ADN que se codican para latransferencia de información genética se llaman genes. (gura 9).

Los codones son

tripletas nucleótidos

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8/19/2019 SEMANA S8

10/1010

Partiendo de la observación del video sobre ADN, genes y código de información.

Responde a las siguientes armaciones falso F o verdadero  V según corresponda, justica turespuesta:

1. El codón que inicial el proceso para codicar un una proteína es AUG (Adenina, uracilo y

guanina) Falso  o Verdadero

Justifca tu respuesta: _____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________ _____________

____________________________________________________________________________________________ _________

2. El ADN en las células eucariotas forman las estructuras de los lisosomas.Falso  o Verdadero 

Justifca tu respuesta: _____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________ _____________

____________________________________________________________________________________________ _________

3. Los codones son bases de cuatro nucleótidos.  Falso  o Verdadero 

Justifca tu respuesta: _____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ _________

El código genético permite que un organismo traduzca la información genética que se encuentra ensus cromosomas en proteínas utilizables. Tramos de ácido desoxirribonucleico (ADN) se construyen apartir de cuatro bases de nucleótidos diferentes (guanina, citosina, timina y adenina), mientras que lasproteínas están hechas de veinte subunidades únicas llamadas aminoácidos.

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