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GuíaMATERIAL GENETICO

Objetivo: 1. Reconocer los componentes del material genético 2. Comprender la organización del material genético

MATERIAL GÉNETICO. Material Genético¿Qué es el material genético?El material genético es toda la totalidad de ADN que presenta un ser vivo.Siendo esta la molécula capaz de asegurar la transmisión de célula a célulaen su totalidad los caracteres hereditarios, pero por su estructura ylimitada variedad química no permitía suponer que poseyera la versatilidad yductilidad necesarias para almacenar la información genética de los seresvivos.

El descubrimiento del ADN.

 En 1869 un biólogo suizo Johann Friedrich Miesscher, utilizo primeroalcohol caliente y luego una pepsina enzimática, que separa la membranacelular y el citoplasma de la célula, el científico quería aislar el núcleocelular, concretamente en los núcleos de las células del pus obtenidas delos vendajes quirúrgicos desechados y en la esperma del salmón, sometió aeste material a una fuerza centrifuga para aislar a los núcleos del resto yluego sometió solo a los núcleos a un análisis químico. De esta maneraMiescher identifico a un nuevo grupo de substancias celulares a las quedenomino nucleínas, observo la presencia de fósforo, luego Richard Altmannlas identifico como ácidos y les dio el nombre de ácidos nucleídos.Robert Feulgen, en 1914, describió un método para revelar por tinción elADN, basado en el colorante fucsina. Se encontró, utilizando este método, lapresencia de ADN en el núcleo de todas las células eucariotas,específicamente en los cromosomas.Durante los años 20, el bioquímico P.A. Levene analizo los componentes delADN, los ácidos nucleicos y encontró que contenía cuatro bases nitrogenadas:citosina y timina (pirimidinas), adenina y guanina (purinas); el azúcardesoxirribosa; y un grupo fosfato. También demostró que se encontrabanunidas en el orden fosfato-azúcar-base, formando lo que denomino unnucleótido. Levene también sugirió que los nucleótidos se encontraban unidospor los fosfatos formando el ADN. Sin embargo, Levene pensó que se tratabande cadenas cortas y que las bases se repetían en un orden determinado.En el año 1928 Frederick Griffith investigando una enfermedad infecciosamortal, la neumonía, estudió las diferencias entre una cepa de labacteria Streptococcus peumoniae que producía la enfermedad y otra que no lacausaba. La cepa que causaba la enfermedad estaba rodeada de una cápsula(también se la conoce como cepa S, del ingles smooth, o sea lisa, que es elaspecto de la colonia en las placas de Petri). La otra cepa (la R, derugosa, que es el aspecto de la colonia en la placa de Petri) no tienecápsula y no causa neumonía. Griffith inyectó las diferentes cepas de labacteria en ratones. La cepa S mataba a los ratones mientras que la cepa Rno lo hacía. Luego comprobó que la cepa S, muerta por calentamiento, nocausaba neumonía cuando se la inyectaba. Sin embargo cuando combinaba lacepa S muerta por calentamiento, con la cepa R viva, es decir con

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componentes individuales que no mata a los ratones e inyectaba la mezcla alos ratones, los ratones contraían la neumonía y morían. Las bacterias quese aislaban de los ratones muertos poseían cápsula y, cuando se lasinyectaba, mataban otros ratones. Frederick Griffith fue capaz de inducir latransformación de una cepa no patogénica Streptococcus pneumoniae en patogénica.Griffith postuló la existencia de un factor de transformación comoresponsable de este fenómeno.El experimento de Hershey-Chase  ,el ADN es el material genético. En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentosdestinados a dilucidar si el ADN o las proteínas era el materialhereditario. Marcando el ADN y las proteínas con isótopos radiactivos en uncultivo de un virus se podía seguir el camino de las proteínas y del ADN enun experimento, demostrando cuál de ellos entraba en la bacteria.Ese sería el material hereditario (factor transformador de Griffith). Dadoque el ADN contiene fósforo (P) pero no azufre (S), ellos marcaron el ADNcon fósforo-32 radioactivo. Por otra parte, las proteínas no contienen Ppero si S, y por lo tanto se marcaron con azufre-35. Hershey y Chaseencontraron que el S-35 queda fuera de la célula mientras que el P-32 se loencontraba en el interior, indicando que el ADN era el soporte físico de laherencia.

James Watson y Francis Crick

Un año después de los experimentos de Hershey-Chase apareció en larevista Nature un artículo conjunto de Watson y Crick que narraba de formacautelosa el descubrimiento que habían realizado; comenzaba con estaspalabras:"Deseamos sugerir una estructura para la sal del ácido desoxirribonucleico (ADN).Estaestructura posee nuevas características que son de considerable interés biológico.Watson y Crick, escribieron en 1953, “esta estructura tienen una novedoso

característica, la cual la hace tener unaconsiderable interés biológico”. Eligiendolos datos más relevantes de un cúmulo deinformación y analizaron con recortes decartón y modelos de alambre y metal, fueroncapaces de develar la estructura de ladoble hélice de la molécula del ácidodesoxirribonucleico, ADN, y formularon losprincipios de almacenamiento y transmisiónde la información hereditaria. Estehallazgo les valió el premio Nobel, quecompartieron

¿Cómo está formado?

Nuestro material genético está formado pormoléculas de ADN. Estas moléculas estánhechas de dos largas cadenascomplementarias unidas y retorcidas entre

sí.Las cadenas están formadas por bloques o subunidades. Estos componentes delADN (polímero) son los nucleótidos (monómeros); cada nucleótido está formado

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por un grupo fosfato, una desoxirribosa y una base nitrogenada, y sonprecisamente las bases nitrogenadas las que portan la información

Componentes

Ácido fosfórico: Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede conteneruno (monofosfato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres (trifosfato: ATP) gruposde ácido fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidosnucleídos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato.

Desoxirribosa: Es un monosacáridos de 5 átomos de carbono (una pentosa)derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos delADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el ADNy el ARN es el azúcar, pues en el ARN la 2-desoxirribosa del ADN esreemplazada por una pentosa alternativa, la ribosa.

Bases nitrogenadas: Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que seencuentran en el ADN son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) yla timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón deazúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos condos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, seclasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina) ylas bases pirimidinicas o pirimidinas (timina, citosina y uracilo)

Adenina: compuesto orgánico nitrogenado de fórmulaC5H5N5, que forma parte de los ácidos nucleídos. Es underivado de la purina (es una ‘base púrica’) en la queun hidrógeno ha sido sustituido por un grupo amino(NH2):Al igual que la guanina, la citosina, la timina y eluracilo (todas bases nitrogenadas), forma parte de losnucleótidos que constituyen las largas cadenas deácidos nucleídos; cada nucleótido está formado por ungrupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) y una deestas bases. En la estructura de doble hélice en forma de ‘escaleraretorcida’ que presenta el ácido desoxirribonucleico (ADN), cada base seacopla con otra base específica, formando los ‘travesaños’ de la escalera.La unión de estas bases se produce por afinidad química, de forma que en elADN, la adenina siempre se une a la timina. En las secuencias denucleótidos, la adenina se representa por la letra A.También forma parte de la molécula de trifosfato de adenosina, queconstituye la fuente principal de energía a nivel celular, y está presenteen muchas sustancias naturales como la remolacha, el té y la orina.La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el bioquímicoalemán Albrecht Kossel.

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Timina: base orgánica nitrogenada de fórmulaC5H6N2O2, que forma parte del ácidodesoxirribonucleico (ADN). Es un compuesto cíclicoderivado de la pirimidina (es una ‘basepirimidínica’):Los nucleótidos que constituyen el ADN estánformados por un grupo fosfato, desoxirribosa (unazúcar de cinco carbonos) y una base nitrogenada. Latimina es una de las cuatro bases que forman estosnucleótidos; las otras tres bases son la adenina, lacitosina y la guanina. Estas últimas tambiénintervienen en la composición del ácido ribonucleico (ARN), pero la cuartabase de este ácido es el uracilo.Las uniones transversales en la estructura de doble hélice del ADN tienenlugar a través de las bases, que siempre se emparejan de forma específica;la timina, que se representa por la letra T en las secuencias denucleótidos, siempre se acopla con la adenina.La timina fue descubierta en 1885 por el bioquímico alemán Albrecht Kossel.

Citosina:

Base orgánica nitrogenada de fórmula C4H5N3O, que formaparte del ácido desoxirribonucleico (ADN) y del ácidoribonucleico (ARN). Es un compuesto cíclico hexagonalderivado de la pirimidina (es una ‘base pirimidínica’):Los ácidos nucleídos (ARN y ADN) están constituidos porunidades denominadas nucleótidos, formadas por un grupofosfato, un azúcar de cinco átomos de carbono (ribosa odesoxirribosa) y una base nitrogenada. La citosina esuna de las cinco bases que forman parte de losnucleótidos; adenina, guanina, timina y uracilo son lasotras cuatro. La unión entre las dos hebras del ADN queconstituyen su estructura de doble hélice tiene lugar a través de estasbases, que se emparejan siempre de la misma forma; la citosina siempre seacopla con la guanina. En las secuencias de nucleótidos, la citosina serepresenta por la letra C.

Guanina: base orgánica nitrogenada de fórmula C5H5N5O, que forma parte de los ácidos nucleicos. Es un compuesto cíclicoderivado de la purina (es una ‘base púrica’):En las secuencias de nucleótidos, unidadesconstituyentes de los ácidos nucleicos, laguanina se representa por la letra G. En laestructura de doble hélice del ácidodesoxirribonucleico (ADN), la guanina siempre seacopla con la citosina, otra de las basesnitrogenadas que junto con la adenina y latimina forman parte de las largas cadenas deADN. También está presente en el ácido ribonucleico.La guanina fue descubierta en el guano, de ahí su nombre. La presencia deguanina cristalizada en la piel y las escamas de los anfibios, reptiles y

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peces es lo que muchas veces origina, por acción de la luz, la aparición deciertos colores característicos de la dermis de estos animales.

Uracilo

Es una de las cuatro bases químicas del ARN y en elcódigo genético se representa con la letra U. Eluracilo reemplaza a la timina que es una de lascuatro bases nitrogenadas que contiene el ADN. Aligual que la timina, el uracilo siempre se apareacon la adenina. También como :Uracil es 2-oxy-4-oxypirimidina..

¿Para qué se emplea?El material genético se emplea para guardar la información genética de unaforma de vida orgánica. Para todos los organismos conocidos actualmente, elmaterial genético es casi exclusivamente ácido desoxirribonucleico (ADN oDNA). Algunos virus usan ácido ribonucleico (ARN o RNA) como su materialgenético.

I.- Procedimiento

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Antes de comenzar.1. ¿Podrías señalar como puedes usar esta guía?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Crees que requieres de algún otro material, indica cual yexplica porque.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. ¿Cómo realizarías esta guía, responda brevemente__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Desarrolla las siguientes actividades: (2ptos c/u)

a. Explique de que manera Johann Friedrich Miesscher identifico a lascélulas denominadas nucleínas,

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b. Indique cual fue el aporte a la ciencias Biológica que relazaron lossiguientes científicos científico

RobertFeulgen:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Richard Altmann: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Frederick Griffith: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Alfred Hershey y Martha Chase:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

c. A través de un diagrama explica los experimentos mas relevaste en eldescubrimiento del ADN (10ptos)

d. Señale cual es la Relevancia del trabajo de investigación realizado JamesWatson y Francis Crick

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e. ¿Cuál es la importancia del material genético?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Para y piensa:5. Para realizar esta guía debes ser muy cuidadoso ¿Puedes señalarporque?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. ¿Cómo crees que has trabajado hasta este momento?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. ¿Cuál es la importancia de trabajar los contenidos de esta guía?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Competa el siguiente crucigrama (2ptos c/u)

 4

       

 1  

 1  2     2                 

 3        

        

 3            

 4            

  

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HORIZONTAL VERTICALES 1.- ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO 1.-COMPONENTES DEL ADN2.- REEMPLAZA A LA TIMINA EN EL ARN

2.- BASE ORGANICA QUE SE ACOPLA A LA GUANINA

3.-UNIDAD DE INFROMACIÓN 3.-EN SU ESTRUCTURA UN HIDRÓGENO HA SIDO SUSTITUIDOPOR UN GRUPO AMINO (NH2):

4.-PERTENECEN LAS BASES NITROGENADAS ADENINA Y GUANINA

4.-FORMAN ENLACES FOSOFODIESTER

II. Revisa tu trabajo ahora que terminaste:

III. Disciplina, orden y limpieza a) Mi trabajo fue limpio si____ no___b) Realice cada paso sin saltarme ninguno si____ no___

Evaluación25. Indique en el siguiente espacio cual fue el aporte de esta

actividad para la comprensión de la unidad en estudio

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9. ¿Se presento alguna dificulta para realizar esta guía?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. ¿Cuál fue el proceso que te resulto mas difícil de comprender?,explica brevemente.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. De esta guía, ¿qué fue lo que más te llamo la atención?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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