INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO
UNIDAD 3
ORGANIZACIÓN
DEL MATERIAL GENETICO
QUE PRESENTA:
ELVIRA ROJAS NAVA.
09930053
LICENCIATURA EN BIOLOGIA
CIUDAD
ALTAMIRANO GRO. MEXICO, FEBRERO DEL
2012
INTRODUCCIÓN
El material
genético se emplea para guardar la información genética de una forma de
vida orgánica. Para todos los organismos conocidos actualmente, el material
genético es casi exclusivamente ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA).
Algunos virus
usan ácido ribonucleico (ARN o RNA) como su material
genético.
El material genético
corresponde a una molécula que debe cumplir con tres propiedades: Capacidad de auto
duplicación. Capacidad de almacenar información. Capacidad de variar la
información. De las moléculas orgánicas que forman parte de los seres vivos
(proteínas, glúcidos, lípidos y los ácidos nucleicos) la única que cumple las
propiedades corresponde a los ácidos nucleicos.
El material genético se compacta en un área discreta de la célula
formando los cromosomas. Éstos se encuentran en los virus, células procariotas,
en el núcleo de células eucariotas y en cloroplastos y mitocondrias.
OBJETIVOS.
Comprender la forma en que está organizado el
genoma de los organismos para entender su funcionamiento
Relacionar los distintos grados de empaquetamiento
con las distintas etapas del ciclo celular.
Discutir las distintas maneras en que el ADN
se organiza en cromosomas, incluyendo virus, bacterias y eucariotas
MATERIAL GENÉTICO EN BACTERIAS.
El cromosoma bacteriano se compacta formando una estructura llamada
NUCLEOIDE. Es un cromosoma circular y bicatenario formado por ADN, ARN y
proteínas básicas. Se produce una interacción entre el ADN cargado
positivamente y las proteínas cargadas negativamente.
Junto al cromosoma se pueden encontrar plásmidos.
Las células que portan el factor F se conocen como F+ y las que no son
F-. Las propiedades del factor F son las siguientes:
1. El factor F puede replicarse por lo que se mantiene en una población
celular que se esté dividiendo.
2. Las células F+ producen pili que son túbulos proteicos que les
permiten ponerse en contacto y adherirse a otras células.
3. Las células F+ pueden transmitir el factor F a células F- pero no a
células F+. Siempre permanece una copia en la célula donante.
4. Ocasionalmente el factor F se integra en el cromosoma de la célula
hospedadora.
Cuando esto ocurre, al transferirse el factor F, se transfiere también
el ADN de la célula hospedadora, así se transfieren marcadores cromosómicos de
la célula hospedadora a la célula nueva.
En principio, el factor F se integra en una pequeña proporción de
células con lo que éstas células puede transferir marcadores cromosómicos a una
nueva estirpe. Se pueden aislar las células con el factor F integrado en el
cromosoma y cultivar especies puras derivadas de estas células. En estas
estirpes, cada célula transmite marcadores cromosómicos durante la
transferencia de F, de modo que la frecuencia de recombinantes es mucho mayor
que en las células de la población original donde el factor F está en el
citoplasma. Por esta razón a las estirpes con el factor F integrado se les
llama Hfr (high frequency of recombination). La integración del factor F en E.
coli se produce entre regiones homólogas del factor F y de su ADN.
PLÁSMIDOS
Son elementos extracromosómicos, moléculas pequeñas de ADN que están
libres en el citoplasma. Los plásmidos llevan información genética y se
replican dando lugar a nuevos plásmidos que se incorporan a las células hijas
en la división celular. Algunos de ellos pueden integrarse en el cromosoma. Los
plásmidos pueden tener funciones diversas y algunos de ellos son plásmidos R,
Col, y el factor F cuando está en estasdo citoplásmico.
SUPERENROLLAMIENTOS
Los superenrollamientos se producen en los plásmidos, los ADN circulares
y los ADN lineales que no pueden girar sobre uno de sus extremos. Existen dos
tipos de superenrollamientos, los positivos y los negativos. Los positivos
enrollan más el dúplex, con lo que las bases están más apretadas (hay más pares
de bases por vuelta)(el dúplex se gira a la derecha). Los negativos desenrollan
más el dúplex, las bases están por tanto más separadas (hay menos pares de
bases por vuelta)(el dúplex se gira a la izquierda).
Dos formas de un ADN circular que difieran únicamente en una propiedad
topológica (como es que esté más o menos superenrollado) son topoisómeros ya
que no cambia su composición en pares de bases, etc.
Esto tiene mucho que ver sobre todo para el empaquetamiento del ADN en
eucariotas y también en procariotas.
DIFERENCIAS ENTRE EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS.
La diferencia fundamental está en la cantidad de ADN que es inferior en
procariotas que en eucariotas como por ejemplo: en E. coli el ADN mide 1.3 mm y
tiene 4.2 Mb mientras que una célula humana tiene 1.8 mm y 6000 Mb pero si hay
10 elevado a 13 células, el ADN humano mide 2 x 10E13 m.
En la siguiente tabla se muestran las diferencias más importantes:
EL CROMOSOMA EUCARIÓTICO.
Los cromosomas se encuentran en el núcleo celular separados del resto de
la célula por la membrana nuclear. Un cromosoma tiene tres partes
fundamentales: centrómero, telómero y los brazos.
Los cromosomas eucarióticos están la mayor parte del ciclo celular como
una sola cromátida y como dos cuando se replica. La replicación del ADN es
semiconservativa, esto se demostró en un experimento en el que se marcó con
tritio una cromátida. Entonces se procedió a replicar esta cromátida en
presencia de tritio y se obtuvo un cromosoma de dos cromátidas marcadas. Se
hizo volver a replicarse, esta vez sin presencia de tritio y se obtuvieron
cuatro cromátidas formando dos cromosomas. Cada cromosoma tenía una molécula
marcada y la otra no con lo que en la replicación se conservaba para el nuevo
cromosoma una de las cromátidas parentales.
ORGANIZACIÓN DEL CROMOSOMA EUCARIÓTICO
En células eucarióticas que no se hayan sometidas a división celular el
cromosoma recibe el nombre de cromatina. La cromatina consiste en fibras que
contienen proteínas, ADN (en cantidades muy parecidas) y una pequeña porción de
ARN. Las proteínas que se asocian al ADN son básicas y se llaman histonas. Las histonas que participan
son H1, H2A, H2B, H3 y H4 y su porcentaje de aminoácidos básicos y
características son:
Ahora pondré por orden de empaquetamiento los diferentes niveles, desde
el primero hasta el último Sucesivamente.
PRIMER NIVEL: NUCLEOSOMA
Esta estructura vista al microscopio se ve como si fuera un collar de
perlas del que las cuentas son los nucleosomas.
El nucleosoma está formado por un octámero de histonas en el que hay dos
subunidades de las histonas H2A, H2B, H3 y H4. Alrededor de este octámero se
arrolla el ADN con dos vueltas. El espaciamento entre las cuentas está formado
por ADN que se llama ADN puente. El nucleosoma mide 6 nm. Los nucleosomas se
vuelven a organizar con la ayuda de la histona H1 habiendo una por cada
nucleosoma.
SEGUNDO NIVEL: FIBRA DE 30 nm.
El nucleosoma que contiene H1 se pliega en una conformación en zigzag
cuya apariencia sugiere que los nucleosomas interaccionan mediante contactos
entre sus moléculas H1. Esta fibra que se forma tiene 30 nm de espesor, en el
que se aprecian los nucleosomas. Las histonas H1 se disponen de manera que
forman el eje central sobre el que se arrollan los nucleosomas. Por cada vuelta
de la espiral que forma esta fibra hay seis nucleosomas. A este arrollamiento
de los cromosomas sobre sí mismos se le llama solenoide.
TERCER NIVEL: FIBRA DE 200 nm.
Si eliminamos las histonas del cromosoma en metafase mitótica se puede
ver que los cromosomas tienen un esqueleto central densamente teñido. Desde
este esqueleto se proyectan lazos de ADN que comienzan y acaban en el
esqueleto. Este esqueleto central está compuesto por la enzima toposiomerasa II
(enlazan o desenlazan nudos o lazos en una cadena) en el que parece haber
regiones especiales llamadas regiones de unión al esqueleto o SAR.
CUARTO NIVEL: CROMOSOMA
Se produce por el arrollamiento de la fibra de 200 nm sobre sí misma.
MATERIAL GENÉTICO EN VIRUS
La mayoría de los virus, presenta un sólo cromosoma formado por ADN o
ARN que puede ser unicatenario, bicatenario, lineal o circular.
Los fagos de bacterias están rodeados por una cubierta de proteínas e
inyectan su cromosoma al interior de la bacteria. El cromosoma del virus puede
seguir dos rutas dependiendo del tipo de fago que sea:
·
FAGO
VIRULENTO: siempre sigue la ruta
lítica.
·
FAGO
TEMPERADO: pueden seguir la ruta lítica
pero normalmente siguen la ruta lisogénica según la cual el fago está en la
célula como un profago.
CICLO LÍTICO
1.
1º Un fago se adhiere a la
célula hospedadora e inyecta su ácido nucleico en la célula.
2.
2º Con la
"maquinaria" de la bacteria, el fago replica su material genético y
sintetiza sus proteínas mientras que el cromosoma del huésped se degrada.
3.
3º Los fagos se ensamblan en
el interior de la célula huésped.
4.
4º La bacteria se lisa y los
fagos quedan libres.
CICLO LISOGÉNICO
1.
El fago se adhiere a la célula
hospedadora e inyecta su material genético.
2.
La célula, tiene, en estos
momentos, dos ADN circulares (uno de ellos del fago).
3.
El ADN del fago se integra en
el cromosoma de la célula huésped.
4.
Se produce entonces la
lisogenia: la bacteria es portadora del ADN del fago pero es inmune a su acción
lítica aunque sí que pueden infectar a otras bacterias no resistentes a estos
virus y provocar su lisis.
ENSAMBLAJE DE LOS VIRUS
1.
Procabeza I: está formada por
el núcleo protéico de lo que será la cabeza.
2.
Procabeza II: la cabeza está formada
pero vacía.
3.
Comienza el empaquetamiento
del ADN que va entrando a la célula conforme está empaquetándosse.
4.
La cabeza se expande cuando ya
está parcialmente llena de ADN y se hace un poco más grande.
5.
La cabeza está completamente
rellena y preparada para el enganche de la cola.
La cola se engancha y el virus está completamente maduro
BIBLIOGRAFIA
www.slideshare.net/.../material-gentico-4286509
biologiacelularb.com.ar/joomlaespanol/images/.../unidad%204.4ii.pd
