www.etareas.

com

GENÉTICA.1
Definición: Ciencia que se ocupa de los genes en todos sus aspectos; es utilizada como tal desde el
SXX. Pretende entender las propiedades del material genético, el ácido desoxirribonucleico, mejor
conocido como ADN.
Resulta útil definirla también como el estudio de los genes, a través de su variación.

Las células de todos los organismos, de las bacterias al hombre, contienen una o más copias de una
dotación básica de ADN, característica de la especie, llamada genoma; este puede estar dividido en
cromosomas, cada uno de los cuales es una molécula de ADN única, continua y muy larga. A lo
largo del cromosoma pueden demarcarse, a su vez, miles de regiones funcionales llamadas genes, y
otras con función menos esclarecida.

Gen: unidad funcional de la herencia, trozo de la molécula de ADN que confiere un carácter.

En cada célula somática de un organismo cada núcleo presenta la misma dotación genética y un
número haploide de cromosomas; cada uno posee su pareja, cromosomas homólogos, que
presentan los mismos genes pero con versiones diferentes.

Cada una del trillón de células de un ser humano posee 46 cromosomas, que constituyen dos
conjuntos equivalentes, o genomas, de 23 cromosomas, cada uno de los cuales es único, pudiendo
igualarse tan solo a su equivalente en el otro conjunto.

Algunos de los éxitos de la genética dentro de la biología básica:

1. Se a descubierto que existen genes implicados en prácticamente todos los aspectos de la

estructura y función biológica estudiados en organismos de experimentación.
2. Hoy día es posible determinar la posición de dichos genes en sus respectivos cromosomas
es relativamente fácil.
3. Se sabe que los genes ejercen su acción mediante el control de miríadas de reacciones
químicas que se producen en el interior de las células, y se han relacionad miles de genes
concretos con una reacción química específica.
4. Se ha estudiado el control de la acción génica, como se “encienden” y “apagan” los genes.
5. Se han aislado genes en tubos de ensayo, determinándose sus estructuras químicas
particulares.
6. Se ha experimentado la introducción de genes de unos organismos en otros, para
reproducirlo en grandes cantidades y experimentar con posteriormente, o bien examinar
sus efectos en otros sistemas biológicos.
7. Podemos modificar los genes a voluntad para estudiar los efectos de estos cambios en
procesos biológicos; pudiendo afectar zonas grandes del gen o regiones muy precisas.
8. Esta demostrado que la mayoría de los genes ocupan una posición cromosómica específica
de forma estable, mientras otros trozos de ADN han mostrado su capacidad para mudarse
repentinamente de un sitio a otro.
9. Por último se sabe que gran parte de estos descubrimientos tienen una influencia tremenda
en los procesos evolutivos, que lógicamente se relacionan con los cambios en la estructura
y función del conjunto de genes.

1
Tomado de http://www.biologia.org/documentation/8598/doc_LdBDu0/genetica.doc

www.etareas.com 1
www.etareas.com

La genética cubre dos aspectos contradictorios de la naturaleza: los descendientes se parecen a sus
padres, pero no son idénticos a ellos; se denomina herencia a la similitud entre progenitores y
descendientes, y variación a las diferencias entre ellos.
Cuando el hombre comenzó a domesticar animales y plantas, cuyas referencias datan de mejoras
genéticas realizadas para obtener organismos con las mejores características, y tratar de
reproducirlas en la descendencia encontradas en inscripciones de tumbas de Egipto y en la Biblia.
La genética moderna nace con los experimentos realizados por Mendel, un monje agustino que
trabajo a mediados del S.XIX en un monasterio de Berno, en la actual Checoslovaquia; este
comprendió que tanto las semejanzas como las diferencias entre generaciones podían explicarse por
una transmisión mecánica, de los progenitores a los descendientes, de unidades hereditarias
discretas, genes. Hoy se sabe que mediante los genes pasa regularmente información hereditaria, de
padres a hijos, en todos los organismos y que las regularidades y variaciones observadas son
consecuencia de las regularidades de las vías mecánicas de transmisión y la actividad de estos
genes.

Por lo tanto una molécula de ADN no es solo una hilera de genes, sino su paso sucesivo de padres a
hijos representa un estrecho hilo conductor entre generaciones; así surgen dos propiedades básicas
que hacen de él la molécula fundamental de la vida.
 Capacidad para actuar como modelo en la producción de copias de sí mismo: replicación,
mecanismo por el cual la vida mantiene su estabilidad a lo largo de las generaciones.
 Capacidad para actuar como portadora de información, aquello necesario para dar forma.

Las estructuras y fenómenos vitales se producen básicamente por la interacción del ADN con el
mundo inanimado. El universo tiende al desorden de forma natural, y para ordenarlo necesitamos
aporte energético; pero con el ADN nace el sistema más ordenado conocido: el fenómeno de la
vida; se sabe que el mecanismo para convertir la información en forma es idéntico en todos los
organismos de este planeta.

Una característica de un ser vivo es que puede poner en acción los componentes de su alrededor y
convertirlos en su propio material vivo, o en artefactos que constituyen extensiones de ellos
mismos. Ejemplo:
- Bellota + H2O, 02, compuestos inorgánicos del suelo, energía luminosa, etc. = encina
La semilla de encina generara una encina mientras la de musgo generara un musgo, aunque ambos
crezcan codo a codo; esto se debe a que la información para crear protoplasma vivo pasa en forma
de genes de progenitores a descendientes, también se da dentro de una misma especie, ya que no
hay dos individuos con genes idénticos, tanto en tipos heredables normales, como el color del pelo,
como para anormales como cualquier enfermedad hereditaria.

1 Otro ejemplo, en el que la interacción de los medios es más determinante, es el caso de dos
gemelas monocigóticas, resultado de un único óvulo fecundado que genera dos individuos con
los mismos genes, que son criadas en dos países diferentes; cada una asimilará los valores
culturales y las costumbres de su propio ambiente.

De estos dos ejemplos deducimos que la transformación que sufre un organismo es

consecuencia de la interacción singular de sus genes con el medio que le rodea en cada
momento. Por ello si deseamos saber el resultado visible del desarrollo de un ser vivo, debemos
conocer la constitución genética heredada de sus padres y la sucesión histórica de ambientes a los
que el organismo en desarrollo ha estado expuesto; siendo importante no sólo qué ambientes
encuentra sino el orden en que se suceden.

Llegados a este punto conviene matizar que los individuos heredan los genes de sus progenitores,

www.etareas.com 2
www.etareas.com

no los resultados finales de su desarrollo histórico individual; por ello se definen:

2 Genotipo: conjunto completo de genes heredados por un individuo.
3 Fenotipo: parecido de morfología, fisiología, de conducta y relaciones ecológicas.
En la practica estos dos términos se usan de forma más restringida para hablar de algún aspecto
parcial del fenotipo o de algún subconjunto del genotipo.

Pero existen un par de problemas, mientras que en el mundo de la genética experimental dominan
las relaciones “uno a uno”, entre genotipo y fenotipo, en la naturaleza son casi siempre de “uno a
muchos”; esta es la causa de la rareza de las clases fenotípicas discretas en las poblaciones
naturales.
El otro problema, es que la relación entre genotipo y fenotipo no puede extrapolarse de una especie
a otra, ni tampoco los rasgos fenotípicos dentro de la misma especie, sino que deben realizarse
análisis genéticos particulares en cada caso.

Una diferencia importante entre los dos, es que el primero es una característica permanente y
prácticamente inmodificable por factores ambientales, mientras los segundos cambian
continuamente a lo largo de la vida del individuo; por ello un genotipo particular puede producir
muchos fenotipos, y varios genotipos distintos pueden producir un solo fenotipo, dependiendo del
medio ambiente: normas de reacción.

Los genotipos pueden tener normas de reacción superpuestas siendo más difícil su estudio, ya que
en el caso contrario se pueden ignorar prácticamente las condiciones ambientales. En general los
genéticos buscan estas variantes, ya que su expresión es muy clara y fiable; estas hicieron posibles,
entre otras cosas, los experimentos de Mendel.

Mendel y Darwin, están muy asociados a la genética ya que dieron teorías acerca de ella, uno de la
transmisión de la herencia y el otro acerca de la evolución de las especies.
Mendel utiliza plantas de guisantes que presentan para un carácter, dos características diferentes;
para plantas altas, al cruzar dos de ellas, se obtenían las mismas, por lo que dedujo que era una raza
pura. Hizo lo mismo con plantas bajas, obteniendo de ellas las mismas. También probó con otros
caracteres como la rugosidad del guisante o la característica de la vaina, en este caso ondulada o
lisa.
Luego comenzó a realizar cruzamientos estudiando lo que ocurría en la descendencia:

1. Al cruzar plantas altas con enanas obtuvo en la 1ª generación plantas altas, se había perdido
la característica de "enanas", por lo que algo dominaba.
2. Al cruzar dos plantas altas, en la 2ª generación obtenía plantas altas y también enanas, de
aquí nació el termino de dominante y recesivo.
3. Siempre obtenía en la 2ª una proporción de 3:1.

Pero también hay un factor aleatorio que interviene durante el desarrollo, capaz de provocar una
variación incontrolable del fenotipo, esta variación se denomina ruido de desarrollo. Esto provoca
que durante el desarrollo de concreto, se mantiene cierta incertidumbre respecto del fenotipo exacto
que se producirá.

El proceso de identificación de los componentes hereditarios particulares de un sistema biológico

determinado se denomina: disección genética. El uso de y análisis de variantes hereditarias
constituyen el instrumento de investigación básico de los genéticos; siendo este enfoque igualmente
eficaz desde el nivel molecular, para analizar procesos celulares y del organismo, hasta el nivel de
población, para el estudio de los procesos evolutivos.

www.etareas.com 3
www.etareas.com

En el ámbito molecular la molécula de ADN es importante en muchos campos, un ejemplo de ello

son determinadas enfermedades como la fibrosis quística, que presenta una molécula de ADN con
alteraciones en los genes, gen CFTR.
El conocimiento de la secuencia del ADN nos permite deducir las alteraciones que tengan lugar en
el caso de enfermedad. Mediante cruzamientos se han obtenido aspectos diferentes; este es el fin de
la genética.

En la célula existen parejas de factores para cada carácter, estas se separan cuando se producen los
gametos y a cada gameto va cada factor; así obtuvo unas leyes de herencia.
Genotipo Morfología (colonia) Cápsula Virulencia
 Genética
II R Rugosa Ausente no virulentas
de la
III S Lisa Presente virulentas
herencia
: estudio del modo de transmisión de los genes de generación en generación.
 Genética molecular: estudio de la estructura y función de los genes.
 Genética de poblaciones: estudio del comportamiento en poblaciones naturales.

A lo largo del S.XJX se obtuvieron conocimientos acerca de la meiosis; tres hombres

redescubrieron las leyes de Mendel, ya que las parejas de factores usadas por este se comportaban
igual que los cromosomas en meiosis. En la meiosis hay parejas de cromosomas homólogos,
presentan alternativas distintas para el mismo carácter, que se aparean, (en un organismo diploide
hay dos alelos)
En este redescubrimiento de las leyes de Mendel, se empieza a entender la genética; ya se sabe que
al transmitirse los cromosomas se transmiten las características del individuo y no donde esta
situada la información genética.

Morgan trabajó con Drosophila, la mosca del vinagre, realizando cruzamientos con ella; está es la
etapa de genética clásica, años 40.
A partir de aquí empieza la genética molecular, ácidos nucleicos o proteínas, uno de los dos podía
poseer la información genética. La mayoría de las evidencias obtenidas apoyaba que eran las
proteínas las portadoras de la información genética.
Pero había gran cantidad de proteínas y un modelo que decía que el ácido nucleico está formado
por cuatro nucleótidos; debido a esto no apoyaban que los ácidos nucleicos no fuesen portadores de
la información genética, además las proteínas están formadas por 20 aminoácidos distintos, lo que
dio posibilidad de que las proteínas fuesen portadoras.

www.etareas.com 4
www.etareas.com

Los primeros experimento genéticos:

En el año 1944, Avery, Maclead y Mccarty hicieron un experimento definitivo basándose en unos
previos, que hizo Griffith en 1928, así establecieron " El principio transformante" que demostraba
que la información genética la portaban los ácidos nucleicos.

1) El experimento de Griffith: trabajo con un tipo de bacterias que tenían varias cepas distintas; uso
dos de ellas, una con envuelta de polisacáridos que le daba apariencia lisa, las S, con virulencia
normal y otras sin la cápsula, con aspecto rugoso, las R, tipo mutante no virulento.

 Mato con calor las células virulentas y las inyecto en ratones, estos sobrevivían.
 Luego mezclo células virulentas muertas con no virulentas vivas y se las inyecto a los
ratones, los cuales murieron, pudiéndose recuperar de ellos bacterias vivas, que producían
colonias S que en siguientes inyecciones llegaban a ser virulentas.
En el principio transformante había algo que transformaba a las bacterias rugosas en lisas;
Transformación: restos celulares de células S + células vivas R = células S vivas.

2) En 1944, basándose en estos experimentos, Avery, Mcdead y Mccarty y realizando otros,

demostraron que el principio transformante era el ADN.
Su experimento comenzaba a partir de un cultivo de células III S, de ellas separaron los distintos
tipos de moléculas, estudiando su capacidad de división y transformación por separado, y llegaron a
la conclusión de que el ADN es el agente que determina la aparición del polisacárido, y por tanto
del carácter patogénico; parece además que provee a las células R del ADN de las S.
La demostración de que el principio transformante es ADN fue la 1ª que demostró que los genes se
componen de ADN.

3) En 1952, Alfred Hershey y Martha Chase razonaron mediante experimentos con el fago T 2, que
la infección del fago debe implicar la introducción dentro de la bacteria de la información que dicta
la reproducción viral.
La mayor parte de la estructura del fago son proteínas, estando el ADN en el interior de la
envoltura proteica. En las proteínas no hay fósforo, P, que sí forman parte del ADN mientras ocurre
lo contrario con el azufre, S.

 Marcaron el ADN del fago P32 y las proteínas con S35 en cultivos distintos.
 Usaron cada cultivo por separado para infectar células, y luego separaron de las células
bacterianas las carcasas vacías de los fagos mediante agitación.
 Mediante centrifugación separaron las células bacterianas y midieron la radioactividad de
las dos fracciones.

Con P32 la mayor parte de la radioactividad terminaba en las células bacterianas, indicando que el
ADN viral entraba en las células, y además podía recuperarse el P de los fagos descendientes.
Mientras con S35 la mayor parte de la radioactividad terminaba en los fantasmas virales, lo que
indica que la proteína viral entra en la célula bacteriana.

www.etareas.com 5
www.etareas.com

Bacteriófago: virus que infecta bacterias, también conocidos como fagos; su ciclo de vida, T-par,
son los que infectan a la bacteria Echerichia coli, y cuando lo hace se obtiene una población de
fagos con los materiales de las bacterias mediante la replicación, estos son los encargados de
destruir.

Conclusión: el ADN es el material hereditario y las proteínas meros empaquetamientos

estructurales que se desechan tras inyectar el ADN viral en las bacterias.

Otros experimentos se realizaron con el virus del mosaico del tabaco, “in Vitro”, cuyo material
genético lo contiene el ARN.

www.etareas.com 6
www.etareas.com

TEMA II: Propiedades estructurales y físico químicas de las ácidos

nucleicos.

El ADN esta formado tan solo por cuatro moléculas básicas llamadas nucleótidos, idénticas entre
si, excepto en cada una posee una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene fosfato, una
de las cuatro bases y la desoxirribosa.

Ácidos nucleicos: son la unión de varios componentes:

 Una base nitrogenada, que se une al C1 del azúcar, puede ser:

 Purinas: adenina o guanina.
 Pirimidinas: timina, citosina o uracilo.
 Un azúcar, que puede ser:
 Ribosa: en el ARN.
 Desoxirribosa: en el ADN.
 Grupo fosfato que se une al C5 de su azúcar y al C3 del siguiente,
pueden ser uno dos o tres grupos.

Los nucleósidos son la unión de la base nitrogenada y del azúcar.

Los trifosfatos son los precursores del ADN y dan energía para hacer posible infinidad de
reacciones metabólicas: ATP, GTP...

Al unirse los nucleótidos se queda solo un fosfato en cada ácido, que permite la unión con el
siguiente: enlace fosfodiester; formando cadenas polipeptídicas. Son cadenas que poseen una
propiedad importante, que son cadenas polares, 5´-3´.

La unión de menos de 20 nucleótidos se denomina oligonucleótidos, mientras que si la unión es de

más de 20 se denomina polinucleótidos.

La información genética la transmiten gracias a la disposición de estos nucleótidos.

1. Dinucleótidos: 42 = 16 posibilidades de unión.

2. Trinucleótidos: 43 = 64 posibilidades de unión.

En 1953 Watson y Crick descubrieron la estructura de los ácidos nucleicos, lo cual permitió:

 Explicar la transmisión de información genética de unas células a otras.

 Explicar como se producen variaciones genéticas que dan lugar a la variación de las
especies.

www.etareas.com 7
www.etareas.com

Modelo sencillo de la doble hélice; para ello se basaron en:

1. Análisis de la composición de las bases de los ácidos nucleicos.

En 1944-53 Chargaff investiga sobre los ácidos nucleicos de varios organismos, y de ellas resultan
unas reglas:
 nº de adeninas = nº de timinas y nº de guaninas = nº de citosinas.
 Nº de purinas = nº de pirimidinas, A + G / C + T = 1.
 Nº de A + T no tiene que ser necesariamente = nº de C + G; y además es
distinto para cada especie.

2. Análisis de la difracción de los rayos X de moléculas de ácidos nucleicos dada

por Pauling:

Se dirigen rayos X sobre fibras de ADN y se recoge la difracción de los rayos sobre una película
fotográfica, en la que los rayos producen manchas. El ángulo representado por cada mancha de la
película, suministra información sobre la posición en la molécula de ADN de un átomo, o ciertos
grupos de átomos.

Además hubo más investigadores: Chargaff, Wilkins, Franklin, Pauling, Crick y Watson.
Franklin: dio el modelo de los rayos X de cristales de ácidos nucleicos.

Los datos disponibles sugerían que el ADN es largo y muy fino, que consta de dos partes similares
que corren paralelas a lo largo de la molécula y que la molécula es helicoidal (como una espiral),
pero no pudieron definir una estructura tridimensional.

En resumen el modelo de la doble hélice consiste en la explicación de la organización de las

moléculas de ácidos nucleicos. Constituidas por dos cadenas polinucleadas por dos cadenas antipara
léelas y gira a derecha.
Las bases nitrogenadas están en el centro apiladas perpendicularmente al eje de la molécula y el
esquema azúcar fosfato esta en el exterior.

Las características de la hélice, son:

1. Distancia de diámetro son 20 A*.

2. Distancia entre 1 par de bases 3´4*.
3. Giro en cada ácido: 36º.
4. Giro entre cada vuelta: 360º.

Además se genera en la molécula dos surcos como consecuencia de la disposición de las bases
dentro de la molécula: el surco mayor y el surco menor; su importancia es de expresión genética.
 El surco mayor: más cantidad de uniones de proteínas.
 El surco menor: determinadas proteínas reconocen determinadas bases.

Las bases nitrogenadas se emparejan de una forma específica, nunca al azar, emparejando A con T,
y C con G, en el ADN; mientras en el ARN, al no existir la T, la A se empareja con U.

www.etareas.com 8
www.etareas.com

Fuerzas que mantienen la estructura.

1. Primero tenemos los puentes de H que son muy numerosos, debido a que se dan entre los
pares de bases de los distintos nucleótidos que se van uniendo; son fuerzas débiles, que ayudan
a mantener la estructura de doble hélice de la molécula, pero interaccionan de forma distinta
dependiendo de las bases que se unan; mientras entre la unión A-T, se dan dos puentes de H 2,
entre C-G se dan tres uniones por puente de H2, por lo tanto las regiones ricas en C-G, están
más fuertemente unidas.

La región que se antepone a la de codificación de un gen, y a partir de la cual se realiza la

trascripción, se denomina la caja TATA, o promotor.

Para que la ADN-polimerasa pueda comenzar a transcribir, las cadenas deben ser separadas, por lo
que estas zonas tendrán uniones A-T (más fáciles de separar ya que se encuentran unidas por dos
puentes de H2, y no tres, como en el caso de C-G).

2. Como segunda fuerza de unión se encuentran las fuerzas de Wander Wals, que se dan entre
cada peldaño de la hélice, gracias a que los P están cargados negativamente.

3. También ayuda a la estabilidad de la estructura, que las bases sean hidrófobas, lo cual favorece
la cohesión, ya que excluye a las moléculas de agua de su interior. Además los P- se estabilizan con
iones + de la solución acuosa que impiden la repulsión entre estos P-.

No son posibles otros apareamientos de bases, aparte de los descritos, ya que no se darían las
uniones descritas para la doble hélice, y además la molécula tendría las características comentadas,
que se sabe con seguridad que posee.

El apareamiento específico existente, hace posible que se pueda replicar el ADN de forma idéntica
a la parental, para la transmisión de la información genética a la descendencia, y a la vez explica las
variaciones, como equivocaciones a la hora de la trascripción de esta información.

El modelo de la doble hélice se conoce como ADN-B, en condiciones fisiológicas normales, el cual
gira a derecha; pero también existen otros como ADN-A y ADN-C, que también giran a derecha
como el B. No obstante, Rich descubrió una estructura de la doble hélice que giraba a izquierda, el
ADN-Z.

En el ADN fisiológico, es posible encontrar en la molécula configuración Z, donde existan muchas

uniones C-G; está molécula posee un esqueleto en zig-zag y forma una hélice hacía la izquierda.

ADN: estructura bicatenaria que gira dentro de la célula, codifica proteínas.

ARN: resulta de la trascripción del ADN y es monocatenaria, aunque en ocasiones forma
moléculas bicatenarias. Hay de varios tipos:

 Mensajero: el que lleva la información.

 Ribosómico: que forma parte los ribosomas, donde se lleva a cabo la síntesis de
Pp.
 Transferente.
 Otros más pequeños...

www.etareas.com 9
www.etareas.com

En algunos virus hay genomios de ARN, y además algunos son bicatenarios.

En el ADN las dos cadenas van entrelazadas, luego enrolladas y con los extremos fijados,
asociados a Pp; esto quiere decir que no poseen libertad para separarse, por lo que debemos
cortarlas, ni para rotar libremente; mientras en bacterias el ADN posee forma circular, los extremos
de la cadena están unidos entre sí.

Este tipo de molécula sufre un súper-enrollamiento, convirtiéndose en una súper-hélice para que
quepa dentro del compartimiento donde se encuentra; el súper-enrollamiento es negativo, lo que
quiere decir que posee menos vueltas de las normales, lo que hace que en determinados lugares sus
bases estén separadas, lo que facilita la entrada de la ADN-polimerasa encargada de la trascripción
de la molécula.

Propiedades fisicoquímicas.

Desnaturalización: capacidad que posee la molécula de separar sus dos cadenas.

Para seguir esta desnaturalización los anillos de las bases son capaces de absorber una longitud de
onda de 260nm, absorbiéndose menos si las bases están hacia fuera, no unidas; se mide con la
absorbancia, obteniéndose la curva de desnaturalización.
La Tª de fusión indica la Tª a la que la mitad de las moléculas están desnaturalizadas.

El proceso: se aplica calor a la molécula y se mide la absorbancia a 260nm, progresivamente se va

aumentando la Tª hasta llegar al punto medio, que será en el que se da la Tª de fusión. Si la Tª de
fusión es alta significa que hay más enlaces del tipo C-G y si es baja que existe menos enlaces de
este tipo; por lo que conseguiremos saber él % del enlace C-G.

Reabsorción: emparejamiento de las cadenas tras quitar el calor al que son sometidas para la
desnaturalización.

Hibridación: emparejamiento entre cadenas complementarias de origen diferente.

www.etareas.com 10
www.etareas.com

TEMA 3: Estructura de los cromosomas y organización del genomio.

Cromosomas eucarióticos: poseen mayor grado de complejidad que los procariótas, ya que
contienen más cantidad de ADN y un gran número de Pp asociadas a sus bases nitrogenadas.
Mientras Coli posee 1200um, en humanos hay entre 14000-73000um.

En un núcleo humano hay 46 cromosomas, cuya long es de aproximadamente 2m y el diámetro del

núcleo es de 5um, por esta razón las moléculas de ADN deben ser empaquetadas para que puedan
caber en el núcleo.

Los cromosomas eucariotas están formados aproximadamente por: 50% de ADN + 50% de Pp +
0,2%. De las proteínas tiene unas básicas, las histonas ricas en aa básicos y con carga neta +, y las
no histonas o no básicas. El ADN posee carga neta -, por lo que se une con las proteínas básica por
una unión nucleosomica.

El ciclo celular esta muy definido; hay periodos de interfase, en los que se despliega el ADN y se
realiza su duplicación para que cada célula hija posea igual número de moléculas de ADN que los
de la madre.

Más tarde se da la trascripción de ADN a ARN para ello es necesario separar la estructura de ADN.

El cromosoma equivale a 1 doble hélice de ADN asociada a Pp. Al final de la interfase se da la

compartición del ADN para formar un cromosoma metafásico, que contiene dos cromátidas
hermanas, y se encuentra 10000 veces más compactado que el ADN libre.

De los 23 pares de cromosomas que contiene una célula, 20 son autosomas, después tenemos los
cromosomas X e Y. Los cromosomas se ordenan por tamaños, con excepción de los X e Y, donde
sobre todo el X es mayor que algunos de los demás cromosomas.

Niveles de empaquetamiento:

1. Se lleva a cabo entre 1 molécula de ADN y 1 octómero de Pp; 200 pares bases envolviendo
al octomero de Pp: nucleosoma.
Además existe ADN de enlace que une nucleosomas.
Existen cinco histonas distintas:
 H1
 H2A
 H2B
 H3
 H4
El octómero de proteínas esta compuesto por un tetraedro, H3-H3-H4-H4 y dos heterodímeros,
H2A-H2B, H2A-H2B. De los 200 pares de bases, 146 forman lo que envuelve al octómero, siendo
el resto de unión.
2. La hélice de ADN posee 20 Aº de diámetro, se envuelve sobre el octómero y pasa a tener
11um de diámetro estructura : de solenoide.
3. Cada nucleosoma se enrolla en espiral, mediante la unión de la H1, llegando a los 30um
de diámetro.

www.etareas.com 11
www.etareas.com

El ADN desenrollado posee un diámetro de 10um o 30um.

El ADN + Pp = Cromatina. Existen dos tipos de cromatina:
 Heterocromatina: está muy compactada, cromosoma metafásico, en ella no se codifican
genes, por lo que su ADN no se expresa, está tan asociado a Pp que no se puede
transcribir.
 Constitutiva: es siempre igual.
 Facultativa: depende del tipo celular, puede estar como hetero/eu-
cromatina.
 Eucromatina: está más abierta, en ella se encuentran los genes.

La disposición del ADN interviene en la expresión de los genes, ya que no se expresan igual en
todas las células, aunque haya los mismos genes.

A nivel microscópico se ha visto a la estructura de nucleosoma con tratamiento de nucleosoma,

está rompe en “regiones linque” entre nucleosomas, ya que para que funcione debe llegar al ADN
libre de Pp; corta cada 200 pares de bases, o múltiplo de 200.
Para visualizar esto:
 Primero debemos desproteinizar las moléculas.
 Realizamos la electroforesis en gel, que consiste en separar moléculas de ADN.
o Aplicamos un gel a través del cual migraran las células, del polo – al + del campo
eléctrico aplicado. Los ácidos nucleicos cargados – bajaran, a una velocidad que
dependerá de su tamaño.
o Se visualizan, colocando bromuro de etilo, que se introduce entre las moléculas de
ADN y les hará florecer.

Nucleasa sobre 11um, encontramos bandas de 200, 400,600... este experimento demostró la
estructura de 11um.

4. Estructura de 30um, está forma bucles o lazos: 300um debido a la asociación de un

núcleo de Pp central, no histonas.
5. Estructura de 300um, vuelve a enrollarse: 700, forma una cromatina, y dos de ellas
formaran 1400um: cromosoma.

Tipos de cromosomas:

Cromosomas politécnicos: constituidos por muchas células de ADN (dobles hélices) pueden
visualizarse en un microscopio óptico. Se dan en células que deben producir muchas Pp, por ello se
hacen con gran cantidad de moléculas de ADN.
Cromosomas plumosos: enlaces sobre el ADN; todo el cromosoma con estos enlaces, están libres
de Pp menos unidas.

Según la disposición de su centrómero los cromosomas se clasifican en:

 Metacéntrico.
 Telocéntrico.
 Acrocéntrico.
 Submetacéntricos.

www.etareas.com 12
www.etareas.com

Telómero: partes finales de los cromosomas que hace que no se peguen.

El telómero y el centrómero tienen secuencias muy repetidas de bases, son regiones que no
contienen genes: heterocromatina.

Genomio: una cromátida de cada cromosoma, haploide.

Diploide: dos cromátidas de cada cromosoma.

El genomio humano haploide: 3.000.000Kb.

 25% genes y secuencias génicas relacionadas:
 10% ADN codificado.
 90% ADN no codificado proteica.
 75% ADN extragénico.
 ADN centromerito.
 ADN telomérico.
 La mayor parte de ADN de formación
desconocida.

Dentro de una secuencia de ADN nos encontramos:

Intrones: secuencia dentro del gen que no codifica Pp ya que al pasar de ARN a Pp se pierden.
Exones: secuencias dentro del gen que codifican Pp.

El % de intrones es mucho mayor que el de % de exones.

ADN

ARNm.
Procesamiento en el cual se pierden los intrones.

Pp

www.etareas.com 13
www.etareas.com

TEMA 4: Replicación del material genético.

3.000.000Kb 3000 errores/ciclo.

Watson y Crick: ADN + disolución + nucleótido.

1. La hélice se abre.
2. Unión de nucleótidos con ADN.
3. Replicación semiconservativa cada molécula es híbrida de 1 cadena nueva y una vieja.

Pero las posibilidades podían ser tres:

1. Semiconsevativa.
2. Conservativa: se obtienen moléculas viejas y nuevas.
3. Dispersiva: reorganización cada molécula consta por trozos antiguos y nuevos.

Meselson y Stalhe ,y Watson y Crick en 1954: marcaron las síntesis de las nuevas cadenas,
experimentaron con ellas sin obtener resultados.

Cuatro años más tarde consiguieron demostrar que la replicación del ADN, en la bacteria Coli, era
semiconservativa. Los experimentos fueron:

 Cultivaron la bacteria en un medio, cuya fuente de N era N 14.

 Se pasa una de esas bacterias a un medio con N 15; al replicarse las bases de nueva
formación se marcan con ese N15, al cabo de una generación se ha replicado todo el ADN.
 Se iba replicando hasta obtener varias generaciones en N 15.
 Cada generación era metida en un gradiente de densidad como Cloruro de cesio,
separándose por centrifugación las moléculas, obteniéndose:

o Generación cero: todas con N ligero(14).

o Generación 1ª: todo era híbrido.
o Generación 2ª: tenemos dos bandas de densidades, 1 intermedia y otra pesada.

En cada nueva generación la banda pesada se hará más ancha, y la intermedia más estrecha; hasta
que llegue un momento en que no se aprecie la intermedia.

Ya se descarta que la replicación pudiese ser conservativa, ya que en la 2ª generación hubiésemos

obtenido mitad ligero y mitad pesado.

Tampoco es dispersiva ya que hubiésemos tenido graduación de bandas.

En el mismo año Taylor hizo el experimento en las células eucariotas, en concreto en Vicia faba, el
haba. Analizo las células de la raíz, que es donde estaba la timidina (marcaje) y experimemto,
obteniendo el mismo resultado que Watson y Crick.

Hoy en día se sigue estudiando cual es el aparato bioquímico que lleva a cabo esta replicación,
¿ cual es su origen?, ¿hacía donde se dirige?.

www.etareas.com 14
www.etareas.com

En Escherichia Coli se observo que el inicio es de 250 pares de nucleótidos y que inicia en un
punto donde se abren las dos cadenas y avanza en ambos sentidos. Donde se abre se forma una
burbuja, que tiene dos horquillas de replicación, una a cada lado, que cuando llega al final de la
cadena ya se ha formado y se separan.

En eucariotas también pasa todo, la única diferencia es que poseen cromosomas mayores y lineales,
no circulares, y además poseen varias burbuja de replicación o inicios.

Aparato bioquímico que lleva a cabo la replicación del material genético.

Todos los experimentos se han hecho con Escherichia Coli por tener pequeño tamaño de
cromosomas y reproducirse rápido.

La primera enzima que es aisló fue la ADN-polimerasa I, la cual fabrica polímeros de ADN, lo
hizo Kornberg. Vio que era capaz de aislar y sintetizar una molécula de ADN “in Vitro”; debía
haber una molécula 4d ATP(d-ATP, d-GTP, d-CTP, d-TTP).

Observo que la función de esta enzima es ir poniendo nucleótidos trifosfatos, emparejándolos,

forma un enlace éster del que se libera un pirofosfato, lo que da energía para la formación de otro
enlace; esto es un ataque nucleofilico.
(La polimerasa necesita un extremo OH 3´ para unir el fosfato 5´)

Esto sucedía “in Vitro”, pero en vivo se experimento y se descubrió que tenían una mutante de la
ADN-polimerasa I de Coli que hace que no fabrique la Pp correspondiente; el ADN se replica con
otra Pp la ADN-polimerasa III, y además contienen otra la ADN-polimerasa II.

Las características generales de las ADN-polimerasas son:

 Ninguna es capaz de iniciar la síntesis por si sola, necesita un cebador, pequeña molécula
de ADN ó ARN suplen a los primeras bases del ADN a replicar.
 Polimeriza en dirección 5´-3´.
 Tiene actividad exonucleasa dirección 3´-5´: degrada el ADN desde fuera, desde un
extremo; sirve para reparaciones, actividad correctora.
 PM(peso molecular) alto.
 Nº de moléculas /células = 400.

En dirección 3´-5´ pueden actuar las tres polimerasas, mientras que en dirección 5´-3´ solo puede
hacerlo la polimerasa I.

La polimerasa III es la que realmente lleva a cabo la replicar, es una oloenzima, una enzima
constituida por muchas subunidades, cada una con actividad específica; es un gran complejo y cada
monómero posee 10 subunidades, muchas con actividades diferentes.

www.etareas.com 15
www.etareas.com

¿Cómo se lleva a cabo?

En la cadena 3´-5´, la replicación se lleva a cabo de forma contigua, pero en la cadena 5´-3´ no se
puede llevar a cabo de forma contigua, ya que la polimerasa de síntesis no puede sintetizar en ese
sentido.
Para ello en esta cadena se colocan cebadores cada vez que la horquilla avanza, colocándose este
junto a la horquilla, y de esta forma la ADN-polimerasa III puede sintetizar de 3´-5´.
El cebador puede ser un trozo de ARN que luego será sustituido por ADN. A la vez que se sintetiza
la cadena por actividad exonucleasa 5´-3´ de Pol I , se elimina ARN y se sustituye por ADN, con
actividad polimerasa.
Cada trozo de la cadena de síntesis discontinua se denomina fragmento de Okasaki; en cada
fragmento de Coli hay 1000-2000 nucleótidos.
Cuando la ADN-polimerasa rellena el hueco de ARN con ADN, no se quedan unidos, el último
nucleótido que se integra con extremo 3´OH con el 5´P del extremo de okasaki, esto se lleva a cabo
por la:

1. ligasa.
2. La enzima encargada de separar las cadenas de la doble hélice se llama helicasa.
3. Las que estabilizan las cadenas monocatenarias son las SSB.
4. Las que sintetizan el cebador de ARN son las primasas.
5. Otra enzima que participa en la duplicación de ADN, una enzima que corta la cadena y
desenrolla la doble hélice, 1 vuelta, es la topoisomerasa.

Lo hace:
 Uniendose a una de las cadenas y la corta sin soltarla, pasa la otra por el hueco y luego
vuelve a unir l que corto; a quitado una vuelta.
(La topoisomerasa de Coli es la girasa.)

En eucariotas hay varios tipos de polimerasa:

1. Alfa: replicación nuclear.
2. Beta: reparación.
3. Gamma: replicación mitocondrial (ya que la mitocondria posee su propia molécula
de ADN).
4. : replicación nuclear.

La ADN-polimerasa II en Coli es de reparación:

1. Síntesis polimerasa III.

2. Reparación de la síntesis de ADN polimerasa I (ARN a ADN).
3. Reparación general polimerasa II.

En un cromosoma lineal, al final de la replicación, se coloca el último cebador y se sintetiza el

fragmento, se elimina el cebador, pero la ADN-plimerasa no puede rellenar el hueco. Por ello a la
hora de replicarse el molde será más corta la cadena.

Estas regiones corresponden a los telómeros de los cromosomas; en cada nueva replicación de
cromosomas lineales se acortan los cromosomas, esto es el envejecimiento celular.

La evolución a resuelto este problema con un gen que codifica una enzima telomerasa, activa en
las células sexuales, y no lo es en las células somáticas. Si una célula somática tuviese esta enzima

www.etareas.com 16
www.etareas.com

se convertirá en cancerigena.
Acción de la telomerasa. (es una ribonucleoproteinas, compuesta también por ARN).
El final del cromosoma posee GT. Posee ARN de unos 300 nucleótidos con bases A C que aparea
con el extremo del telomero sirve como molde para que se replica el extremo que falta de la cadena.

La telomerasa se quita, entonces las últimas repeticiones se doblan formando unas falsos enlaces
para que a partir de ellos se replique con ADN- polimerasa III la cadena.
Después de la replicación la telomerasa corta la zona de falso emparejamiento.
La telomerasa posee ARN y Pp capaces de replicar y cortar.

www.etareas.com 17
www.etareas.com

TEMA 5: La meiosis y su significado genético.

Cromosomas homólogos: parejas de cromosomas que no son idénticos, pero poseen la misma
información genética, son distintos alelos de unos mismos genes. Uno procede del padre y otro de la
madre.
Excepción: los cromosomas X e Y solo poseen una región de homología.

Una zona diploide contiene dos copias de cada cromosoma. También existen cromosomas
haploides, triploides... poliploides.

Cariotipo: se obtiene con una muestra de sangre, mediante detención de la mitosis tras la
duplicación, y así encontramos los cromosomas homólogos con sus dos cromátidas.

Idiograma: panel de ordenación de cromosomas, por pares homólogos. El centrómero nos

diferencia cromosomas; pueden observarse las cromátidas macroscópicas.

Locus: lugar donde se encuentra un gen, en plural “loci”; dos cromosomas homólogos poseen igual
locus pero distintos alelos.

Meiosis: obtención de células haploides a partir de diploides, uniéndose después para formar una
diploide; por lo que una célula haploide no puede realizar la meiosis.

Procesos de división celular.

1. Mitosis: se obtienen células hijas con la misma dotación genética que la célula madre.

Su efecto neto es que cada cromosoma nuclear forma una copia a todo lo largo de sí mismo y,
luego, esta estructura doble se divide para convertirse en dos cromosomas hijos, cada uno de los
cuales se dirige a un núcleo descendiente distinto, resultando la aparición de dos núcleos idénticos
entre sí y al núcleo del que fueron formados.

2. Meiosis: se obtienen células hijas con la dotación genética de los dos progenitores, existe
recombinación, que da la variabilidad genética.

Reduce a la mitad el nº de cromosomas de una célula, de manera que cada célula hija posea una
copia de cada cromosoma. Existen dos divisiones, la primera es la división reduccional ya que
reduce a la mitad el nº de centrómeros, cada célula posee dos cromátidas en cada cromosoma; la
segunda división es en realidad mitótica, división ecuatorial.

Los organismos diploides con R asexual tienen que sufrir meiosis antes de la fecundación, mientras
en haploides la meiosis ocurre tras la fecundación, donde se forma una célula diploide
La mitosis tiene cuatro periodos:

4 M: es con frecuencia el periodo más corto.

5 S: aquí se da la síntesis de ADN, (pasando de 23 cromosomas a 92 cromátidas hermanas)
6 G1 YG2: son las fases intermedias entre S-M .

Juntos, G1, S, y G2 constituyen la interfase, período de tiempo entre dos mitosis.

www.etareas.com 18
www.etareas.com

1. Interfase: los cromosomas se encuentran en una forma muy extendida y se entrelazan unos
con otros como una maraña de hilos.

Fases de la mitosis:

2. Profases: es el comienzo de la mitosis y se reconoce por la aparición de los cromosomas

como formas distinguibles conforme se van acortando progresivamente en un proceso de
contracción y condensación, conseguida, mediante la formación de espirales o
enrollamientos sobre sí mismos; esto produce estructuras que pueden desplazarse con más
facilidad.

Conforme se hacen más visibles, los cromosomas adoptan una apariencia de doble filamento,
estando formados cada uno por dos mitades separadas a lo largo, denominadas cromátidas.

Estas “cromátidas hermanas” se mantienen juntas en una región llamada centrómero, en este
momento desaparecen los nucleolos, estructuras intranucleares grandes y esféricas, y la membrana
nuclear empieza a fragmentarse y se une el citoplasma con el nucleoplasma, formándose uno solo.

3. Metafase: en esta fase se hace visible el huso nuclear o huso metafásico, una estructura
con apariencia de jaula de pájaro que aparece en la zona nuclear, y está formada por una
serie de fibras que apuntan a los dos polos de la célula. Alaos cromosomas se desplazan al
plana ecuatorial de la célula y cada uno de ellos se fija por el centrómero a las fibras del
huso.

4. Anafase: comienza con la separación de las dos cromátidas hermanas, moviéndose cada
una hacía un polo (también parece que el centrómero se ha dividido), lo que provoca que
sus dos brazos se retrasen respecto del centrómero, en el cual comienza el proceso de
separación, formándose una serie de estructuras con forma de V, con sus vértices dirigidos
a los polos.

5. Telofase: en está se da la formación de una membrana alrededor de cada núcleo, los

cromosomas se desenrollan y reaparecen los nucleolos: regeneración efectiva de núcleos
interfásicos. Para entonces el huso se ha dispersado, y una nueva membrana ha dividido el
citoplasma en dos.

Ahora las cromátidas toman el papel de cromosomas de todo derecho.

Como en la mitosis la meiosis viene precedida por una fase S premeiótica en la que tiene lugar la
mayor parte de la necesaria síntesis de ADN, cierta síntesis ocurre también durante la primera
profase de la meiosis.

Dado que la meiosis consiste en dos divisiones celulares, distintas entre sí, y diferentes de la
mitosis.

www.etareas.com 19
www.etareas.com

Fases de la meiosis:

1. Profase I: aquí continua el proceso de contracción cromosómica.

 Leptotene: en está fase los cromosomas se hacen visibles, como hebras largas y finas;
también se desarrollan pequeñas áreas de engrosamiento a lo largo del cromosoma,
cromómeros, que le dan apariencia de un collar de perlas.

 Cigotene: período de apareamiento activo; cada cromosoma tiene su pareja: pares

homólogos, que comienzan a aparearse progresivamente lado a lado: sinapsis, a
manera de una cremallera: existiendo entrecruzamiento, que es un hecho de rotura y
reunión preciso entre dos cromátidas no hermanas.

Nótese aquí una gran diferencia con la mitosis en la que el apareamiento no existe, el
entrecruzamiento juega un papel importante en la dirección del comportamiento de los cromosomas
apareados, y la ocurrencia de al menos uno por pareja es esencial para una segregación correcta.,
además fomentan la variación genética la formación de nuevas combinaciones de genes.

Además mientras que la mitosis puede ocurrir en células con cualquier número de cromosomas, la
meiosis ocurre normalmente sólo en células con dos conjuntos cromosómicos, dos genomas, o sea
diploides (2n, siendo n el nº de cromosomas de un conjunto)

 Paquitene: los cromosomas aparecen ya como hebras gruesas indicativas de una sinapsis
completa, siendo el número de unidades igual a (n), y a menudo los nucleolos son muy
prominentes en esta fase; los engrosamientos en forma de perlas se encuentras alineados de
forma precisa en las parejas homólogas, formando en cada una un patrón distinto.

 Diplotene: se pone de manifiesto la síntesis del ADN, que tubo lugar en la ase S,
en la duplicación longitudinal de cada cromosoma homólogo en apareamiento, las
unidades formadas por cada división se denominan cromátidas, por lo que cada la
estructura completa apareada consiste en un haz de 4 cromátidas homólogas.

Los cromosomas parecen repelerse, se separan ligeramente apareciendo unas estructuras en forma
de cruz, llamadas quiasmas, entre dos cromátidas no hermanas. En cada cromosoma aparece 1 o
más quiasmas, que son la manifestación visible de el entrecruzamiento, que se da entre cigotene-
paquitene cuando a tenido lugar cierta síntesis de ADN.

 Diacenesis: hay una mayor contracción cromósomica. Los cromosomas de la interfase,

en forma de largos filamentos, se han convertido en este momento en unidades
compactas, mucho más manejables para los desplazamientos de la división meiótica.

2. Metafase I: al llegar a esta etapa, membrana nuclear y los nucleolos han desaparecido y
cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar en el plano ecuatorial. En esta fase
de a meiosis, los centrómeros no se dividen; esta ausencia de división representa otra
diferencia importante con la mitosis. Los dos centrómeros de una pareja de cromosomas
homólogos se unen a fibras del huso de polos opuestos.

www.etareas.com 20
www.etareas.com

3. Anafase I: comienza, como en la mitosis, con los cromosomas moviéndose hacia los
polos, dirigiéndose cada miembro de una pareja de homólogas a un polo distinto.

4. Telofase I: en ella se forman las membranas nucleares de nuevo dando lugar a las dos
células hijas, pero en muchos organismos es muy corta o no se da está fase, pasándose
directamente a la meiosis II . en todo caso no se produce nunca nueva síntesis de ADN y no
cambia el estado genético de los cromosomas.

Meiosis II:

1. Profase II: caracterizada por la presencia de cromosomas compactos en número haploide.

2. Metafase II: los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial; en esta caso las
cromátidas aparecen, con frecuencia, parcialmente separadas una da otra, en lugar de
permanecer perfectamente adosadas, como en la mitosis.

3. Anafase II: los centrómeros se separan y las cromátidas son arrastradas por las fibras del
huso hacia polos opuestos.

4. Telofase II: en los polos, se forman de nuevo los núcleos alrededor de los cromosomas.

En suma podemos considerar la meiosis como, la duplicación del material genético, seguida de dos
divisiones celulares, generándose 4 células haploides como producto.
Variación de la meiosis:

1. Gran variabilidad por combinación cromosómica.

2. Intercambio genético: tras la profase se produce una sinapsis, donde hay una estructura en
forma de X entre las células, es un punto físico de intercambio genético entre cromatidas no
hermanas.

Bivalente: parejas de cromosomas homólogos al final de la profase.

Ciclo de vida con meiosis:

En las plantas con flores, la forma verde principal es diploide, mientras su estado haploide es
extremadamente pequeño, dependientes del diploide, y se encuentran en la flor.

Cuando ocurre la meiosis en los meiocitos de la antena y el ovario , los productos haploides
resultantes se denominan esporas, las cuales sufren unas pocas divisiones mitóticas y generan un
estado haploide multicelular pequeño.

En la alternancia de generaciones el estado diploide se denomina esporofito, y el haploide

gametofito; el gametofito masculino de las plantas con semilla es el grano de polen.

www.etareas.com 21
www.etareas.com

 DROSOPHILA:

 Posee dimorfismo sexual, se diferencian los dos sexos.

 Se obtiene 4 células haploides gaméticas, y cualquiera de los de los 4 va a ser el óvulo.
 También es al azar el espermatozoide que lo fecundara.

 MAÍZ:

 Dan células haploides, microsporas, 4 células, cada una de las cuales da lugar un grano
de polen que crece por mitosis.
 Las células haploides que por divisiones mitóticas dan lugar al saco embrionario.
 Cualquiera de los 4 productos mitóticos puede ser el que actúe, fenómeno aleatorio.
 Hay dos fusiones 2n + n , tejido de sustento del embrión.

 , LEVADURA: individuo haploide.

 Para que se de la R sexual deben encontrarse una célula “a” con otra “b”, ambas
haploides, que se aparean dando lugar a una célula diploide o cigoto.
 El cigoto sufre meiosis obteniéndose 4 células hijas, esporas, que se encuentran en el
asca.
 Salen del asca como nuevos individuos.

Una diferencia entre esta reproducción y la anterior, es que los productos de la meiosis son visibles.

 NEUROESPORA:

 Realiza el ciclo sexual si se encuentran dos gametos distintos “a” y “b”.

 La diferencia que existe con la anterior, es que su envuelta de neuroesporas es ovalada,
lo que obliga a que la división se haga en una dirección.
 Van a estar ordenadas dentro del asca, ordenadas, lo que permite la colocación original
de los cromosomas, en general hay 4 esporas.
 Después ocurre una mitosis, por lo que en el asca hay ahora 8 esporas, una octada.
 Para que se vea el cambio de un gen “Aa”, si se realiza la recombinación génica entre
el centrómero y el gen.

 CHAMIDOMONAS: alga verde-azulada.

 Cigoto diploide forma las 4 células haploides.

 Hay dos tipos sexuales “+” y “-“.
 Los 4 productos son ya independientes.

www.etareas.com 22
www.etareas.com

TEMA 12: Transformación.

El ADN transformante, puede ser:

 ADN de plasmido.
 ADN cromosómico.

El plasmido no se integra en el cromosoma, ya que posee su propio origen de replicación. Se

replican en coordinación, cuando se replica, el ADN cromosómico se fragmenta, transformándose
tan solo algunos cachos, que luego entrarán en la bacteria receptora. Para que las bacterias sean
capaces de introducir ADN en su interior deben estar en estado de competencia; algunos lo poseen
de forma natural, pero en general debemos inducirles este estado tratándolas con ClNa, en frío, y
sometiéndolas a un choque térmico de 0º-42º.

Una bacteria posee receptores donde se acopla el ADN, que se desnaturaliza en sus dos cadenas al
entrar, una cadena se asocia con la zona homologa de la bacteria y se degrada por enzimas que hay
en las dos cadenas. El ADN se aparea con el cromosoma normal y el otro con el otro con el ADN
del híbrido.

DIFERENCIA: el ADN entra por unos receptores que deben estar activados; en el ADN
cromosómico, podemos usar 2 ó 3 marcadores, el fragmento de ADN que entra tiene de 10-20
kilobases.
Cuando se trata de 2 marcadores ¿irán en el mismo fragmento o no?

ADN (transformante)
A+B+ (en tubo) X A-B- (Bact. Receptora) Þ A+B- = 127
 A-B+ = 98
 A+B+ = 275
 Total = 500

Si el nº de cotransformantes es mayor que el de tranformantes simples, concluimos que los

marcadores van en el mismo fragmento, es decir están ligados.

 275> 127
 275> 98, están ligadas.

Para que A-B- pase a ser A+B+ necesitamos 2 recombinaciones, igual que para los simples, mientras
que si fuesen no ligadas necesitamos 4 recombinaciones.

A B A B

B- A- B- A-

Mientras que si son no ligadas, necesitamos 4 recombinaciones.

www.etareas.com 23
www.etareas.com

A B

A- B-

La distancia entre A-B:

FR: ( nº de recombinantes / total ) x 100 = (127 + 98 / 500) x 100 = 45%
Frecuencia de cotransformación: (nº de cotransformantes / total) x 100 = (275 / 500) x 100 = 55%

TRANSDUCCIóN: sistema de transformación de material genético entre bacterias a través de

fagos. Unos fagos con cola, fibras de la cola y cabeza, infectan a bacterias inyectándoles su material
genético, que empieza a transcribirse, fabrican las cápsulas, luego saldrán unos 200 fagos al
exterior.

Uno de cada 10-5 fagos, incorpora ADN cromosómico bacteriano, con ellos se inyecta a una
bacteria receptora A- , ahora el fago inyecta ADN bacteriano A+ que es homologo al receptor, por 2
recombinaciones pasa de A-® A+.

Se descubrió en 1952, por Lederberg y Zinder, fue el último, estaban intentando demostrar la
conjugación en Salmonella typhimurium.

Mezclaron dos estirpes de Salmonella:

L22: phe- trp- x L2: met- his-

Met+ his+ phe+ trip+

1. Mezclaron las dos estirpes, encontrando prototofos que se mezclan.

2. En un tubo en U, se introducen por cada rama una estirpe.
3. Se coge un alipota de cada una.
4. Siembran en Mm (medio mínimo) encontrando prototofos en L22, piensan en la
transformación.
5. Echan ADN-asa, que rompe el ADN; pero sigue sucediendo lo mismo, por lo que se
descarta la transformación.
6. Descubren un fago P1, capaz de atravesar la membrana y llevar material genético de L2 a
L22.

Partícula transductante: fago que es capaz de transportar ADN bacteriano.

Cuando un fago inyecta a una bacteria, la lisa, apareciendo aros de lisis.

Existen dos tipos de transducciones:

1. Generalizada: se usa para hacer mapas genéticos de 2 ó 3 marcadores, se da cuando el

fragmento que va dentro del fago es cualquiera, si el fragmento no se recombina con el
cromosoma de la bacteria se acabará degradando, esto se denomina transducción abortiva.
2. Especializada: lleva genes específicos del cromosoma bacteriano.
La transducción de forma natural se da en el suelo, en las plantas, en zonas de aguas residuales, en
crustáceos y en ratones.

www.etareas.com 24
www.etareas.com

Problema: en un experimento de transducción generalizada usando el fago T 1, la bacteria

donadora es pur+ nad+ pdx- y la receptora es pur- nad- pdx+. Después de la transducción se selecciona
el alelo pur+ y a continuación se prueban para el resto de los alelos con los siguientes resultados:

Pur+: Se generan con – probabilidad.

+ +
 nad pdx - 3
 nad+ pdx- -10
 nad- pdx+ -24
 nad- ddx- -13
 total = 50
Si son tres marcadores, podemos averiguar el orden igual que en las anteriores. Cuando en el
fragmento van + de dos genes, podemos hacer mapas genéticos, puede infectarse a - b- y posee a+ b+
puede transformarse en a- b-, entonces si los cotransformantes > que los simples, son genes ligados,
y podemos determinar la distancia.
A frecuencia de cotransducción, ¯ distancia (no confundir con afrecuencia de recombinación,
distancia)

Para saber el orden de los marcadores, debemos fijarnos en el genotipo menos frecuente, que será
la que se a originado con un nº mayor de intercambios.

Pur+ nad+ pdx- pur+ pdx- nad+ pdx- pur+ nad+

Pur- nad- pdx+ pur- pdx+ nad- pdx+ pur- nad-

Frecuencia de cotransducción: entre pur y nad (debe ser pur+ y nad)

Fr d cotrans(pur-nad) = (3+10) / 50 x 100 = 26%
Fr d cotrans(pur-pdx)= (10+13) / 50 x 100 = 46%

El orden será pur+ nad+ pdx+.

El orden más probable es el 2º donde pdx está en el centro.
El mapa genético será:

Pur pdx nad

Comparación de los tres fenómenos:

1. Transformación: el ADN está desnudo.
2. Conjugación: el ADN que se transfiere está protegido por una bacteria, y la transmisión
se produce de manera ordenada, a partir del origen de transferencia.
3. Transducción: el ADN esta protegido por la cápsula del fago, y su transmisis se realiza al
azar.

TEMA 13: Estructura y función del gen.

www.etareas.com 25
www.etareas.com

Un gen es ,normalmente, la secuencia de nucleótidos que codifica una Pp, pero no todos los genes
codifican proteínas.

Hasta los años 40, el gen se consideraba la unidad de función, de recombinación y de mutación,
esto es lo que se conoce como ``triple unidad del gen``. En la actualidad, se sabe:
 Que el gen es la unidad de función.
 Que la recombinación no se da entre genes, sino entre pares de nucleótidos.
 Y que la mutación se puede producir en nucleótidos, no en genes.
Los genes se dibujaban como las cuentas de un collar, la recombinación se daba entre genes y las
mutaciones se representaban rellenando las cuentas.

El gen es la unidad de función definida por ‘‘la prueba de complementación‘‘ o ‘‘prueba cis-
trans‘‘; está consiste en poner 2 mutaciones en la misma célula y ver si se restaura el fenotipo
silvestre, está prueba tiene dos requisitos:
1. Las mutaciones deben ser recesivas.
2. Las mutaciones deben afectar en genes que codifiquen sustancias que puedan
difundir por el citosol celular.

Las mutaciones m1 y m2 no sabemos si afectan a un solo gen o a dos; si las colocamos en el mismo
cromosoma, decimos que están en ‘‘cis‘‘, y si el fenotipo es silvestre decimos que las mutaciones
son recesivas.

M1 M2

Para ver los genes son recesivos hay que colocarlos en cis, mientras que si los colocamos en
cromosomas diferentes estarán en ‘‘trans‘‘.

M1
M2

Aquí pueden ocurrir dos cosas:

1. Que el fenotipo sea silvestre, decimos entonces que las dos mutaciones complementan
porque afectan a distintos genes, son mutaciones génicas.
2. Que el fenotipo sea mutante, decimos que las mutaciones no complementan, ya que afectan
al mismo gen, y se les llama mutaciones alélicas.

A B Los genes A y B normales, son capaces de producir sus

productos normalmente.
N1 B(normal)

A(norm) N2

M1 Las mutaciones afectan al gen completo, y no se obtienen

los productos.
M2

La complementación se da tanto en diploides como en haploides.

www.etareas.com 26
www.etareas.com

1. Dipoloides:
1. (blanco)aaBB x AAbb ® Lineas puras homocigóticas AaBb (purpura)

AaBb x AaBb :
 AABB –9 Purpuras: alelo mayúscula en ambos.
 A_bb –3

 AaB_- 3 Blanco: falta el alelo mayúscula.

 aabb -

El metabolismo ocurre por etapas, cada una de las cuales está controlada por un enzima.

S I Pigmento.
Enz A enz B

El gen A codifica la enzima A, mientras que el gen B codifica la enzima B; con que no haya un
alelo A mayúscula ya no se codifica la enzima A, por lo que se interrumpe el proceso
complementación ó interacción de productos génicos.

2. Haploides: no se puede llevar a cabo la complementación, a no ser que la fusionemos con

otro haploide, ej: fagos. Se consigue coinfectando la bacteria con 2 fagos distintos, habrá
complementación si hay fagos distintos.
En la F1 a y b se complementan, son interacciones de productos génicos.
Recombinación: intercambio de material genético, habrá 4 productos, mientras que si existe
complentación habrá tan solo 2.

El investigador que llevó a cabo el estudio del gen basado en la complementación, fue Benzer,
1952 (todavía no se había publicado el modelo de Watson y Crick) trabajó con el fago T 4, de ADN,
infecta a E. Coli. En una placa de petri:
 Si infectan los fagos a E. Coli, da halos con bordes sinuosos (r +)
 Si existen mutaciones que da halos de lisis grandes y nítidos (r 2)

Sin embargo existen la estirpe E. Coli B y la estirpe K 12.

La B es capaz de ser infectada tanto por fagos silvestres (r +) como por mutantes (r2) mientras que
K12 solo se infecta por r+ ; por tanto B será permisiva, y K12 no permisiva.
1. Obtuvo gran nº de mutantes.
2. Coinfectaba con ellos, de 2 en 2, mirando si había halos, K 12, complementación, 2 fagos
uno con A y otro con B, posición trans, recesiva = genes distintos.
Dependiendo del resultado de la descendencia sabremos si cumplen o no.
Se llego a la conclusión de que el halo de lisis se codifica tan solo por r 2A, r2B...

Para obtener recombinación debemos infectar la estirpe B, permisiva.

5 Silvestre.
Doble mutante.
6 5 6

www.etareas.com 27
www.etareas.com

Ahora podemos calcular los Fr, que serán muy pocos debido al gran número de descendencia.
 R5-6 = nº recombinantes / total (los q crecen en B) x 100

Para diferenciar los dobles mutantes de los mutantes, deben sembrarse en K 12, así salen los
silvestres, y como tenemos productos recíprocos, los multiplicamos por dos.

Mutación por deleción: son mutantes con falta de un trozo de ADN, el apareamiento será:

+ Descubiertos por B enzimas en el fago

T4.
m1

Si la deleción de 1, coincide con la mutación puntual de otra, nunca habrá recombinantes de tipo
silvestre, mientras que si está fuera de la zona si puede haberlos.

Problema: En un análisis de r2, los test de complementación mutantes de deleción dieron:

Deducir los Mutaciones Lisis resultados de la prueba de complementación entre los

mutantes 2,3 1,2 + 2,4 y 2,5.
1,3 +
1,4 -
1,5 -

Tenemos los resultados de la prueba llevada a cabo por el mutante 5.

La Mutaciones Lisis mutación 5, se trata de una deleción porque no complementa con

nadie. 2,5 -
3,5 -
4,5 -

¿Qué clase de mutación tendrá dicho mutante?

1 y 5 no complementan.
Gen A GenB 1 y 2 complementan.
1 y 3 complementan.
1 4 5 2 3 1 y 4 no complementan.

Mutaciones Lisis
2,3 -
2,4 +
2,5 + (Esta no es cierta)

Después de infectar E. Coli con los mutantes 2,3, los fagos descendientes fueron sembrados en
diluciones en las estirpes B y K12. Con los siguientes resultados:

Estirpe Dilución Nº de halos Nº total de halos

B 10-5 2 2 x 10+5
K12 10-1 5 5 x 10+1

www.etareas.com 28
www.etareas.com

¿Cual es la distancia entre estas 2 mutaciones?

Fr2,3 = nº de recombinantes / total = 2 x 50 / 2·105

(Solo se detectan 2 recombinantes silvestres y los hay también dobles recombinantes)
La complementación es entre genes a no ser que los genes codifiquen para una proteína polimérica
(dímero, 2 cadenas)

Función del gen: en 1902, Garrod, descubrió la relación que existe entre los genes y el
metabolismo; estudió la enfermedad alcaptonuria, envejecimiento de la orina al contacto con el aire-
oxidación por acumulación en la orina de ácidos hemagentisico.
Estudió una familia, su árbol genealógico, en la que tanto a personas sanas como a enfermas, les
dio una dieta rica en fenilalanina (phe), las sanas son capaces de metabolizar el ácido, por lo que no
ocurre nada; mientras que en las enfermas aumenta el ácido.

En 1940, Beadle y Tatum, pronunciaron la hipótesis:

 Un gen codifica una enzima; lo comprobaron en el hongo Neurospora, si los mutantes son
incapaces de sintetizar una enzima no crecen en Mm, solo crecen los silvestres.
 El metabolismo se lleva a cabo por etapas.

A  B  C  D
  
Enz1 enz2 enz3
  
Gen1 gen2 gen3

Se descubrió la relación entre la mutación y el bloqueo de la ruta metabólica, si la enzima no

funciona es porque el gen que la codifica está mutado, y que las mutaciones no crecen en medio
mínimo, por lo que están afectados para la síntesis de algún bio-compuesto.

Par saber cual es la mutación, se va colocando al mutante en Mm + aa, Mm + vit, Mm + etc, el

medio de cultivo en el que crezca nos dará la respuesta de la mutación, ya que le hemos añadido un
factor x que le ha permitido crecer en este medio, la conclusión será que la mutación afecta a ese
factor x. Si la mutación es a nivel de biosíntesis de aa, para saber cual de los 20 aa es el mutado, se
harán cultivo en Mm añadiendo a cada uno tan solo un aa, en el crezca el cultivo será el no
sintetizado.

Para comprobar si dos mutaciones afectan al mismo gen, se cultivan 2 a 2:

 Si complementan, afectan a genes distintos.
 Si no complementan, afectan al mismo gen.

Ejemplo:

Nos dan esta ruta metabólica,

A  B  C  D  Producto
    Tenemos un mutante que afecta al
Enz1 enz2 enz3 enz4 gen3, por lo que el producto no
   
www.etareas.com 29
Gen1 gen2 gen3 gen4
www.etareas.com

llega a producirse. Si le añadimos

D, llegaremos al producto final, ya
que el gen4 funciona
normalmente.

Los mutantes de está reacción podrían ser: m 1, m2, m3 y m4, afectando cada uno de ellos al gen 1, 2,
3 y4 respectivamente; tenemos:

Suministro / m A B C D Producto final

m1 No crece + + + +
m2 No crece No + + +
m3 No crece No No + +
m4 No crece No No No +

De esto se deduce, que cuanto más producto intermedio sea capaz de usar un mutante, más al
principio se producirá el bloqueo.

Problema: la formación de un compuesto para el bienestar psicológico es sintetizado a través de

una ruta metabólica, de la cual se tienen 5 líneas celulares mutantes. Se probaron en esta ruta 4 de
sus compuestos intermedios, obteniéndose los siguientes resultados:

Intermedios / I N E B + = crecen.
mutantes 7 = no crecen.
M1 + + + - Preguntas:
M2 - + - - 1. Determina el orden y el
m3 - + + - paso que bloquea cada
m4 + + + - mutación.
m5 - + - - 2. Decir si existe alguna
etapa bloqueada por
más de un mutante.
3. Decir que mutantes complementan y cuales no.
Respuestas:
1. El más usado va siempre al final:
B  I  E  N
m1 y m4 m3 m2 y m5
2. B  I; m1, m4.
E  N; m2, m5.

3. Las mutaciones m2 y m5 no.

Las mutaciones m1 y m4 no.

TEMA 14: expresión génica. Transcripción.

Transcripción Traducción
ADN ARNm Pp
Retrotranscripción
Replicación

www.etareas.com 30
www.etareas.com

Retrotranscripción: virus como el virus del sida, pasa el ARN a ADN y este se integra en los
linfocitos.

Transcripción: paso de ADN a ARN, la cadena molde es 3´5´, ya que se copia siempre en esa
dirección, formándose una cadena nueva 5´3´, pero pueden funcionar como molde cualquiera de las
dos cadenas.

Las características propias del ARN, son tres:

 Es una cadena monocatenaria, mientras el ADN es bicatenario; para distinguir como es la
cadena, se mira cuantos extremos tiene 2 ó 4.
 En su estructura encontramos como azúcar la ribosa, mientras en el ADN tenemos la
desoxiribosa.
 En su estructura no existe la timina, como en el ADN, sino que se sutituye por el uracilo.

Cadena de ADN 5´ 3´ = Coding = Antisense, cadena no molde = ARNm.

Cadena de ADN 3´ 5´ = No coding = Sense, cadena molde = Complementaria al ARNm.

Un gen para transcribirse utiliza siempre como molde la misma cadena; el producto de la
transcripción se llama transcrito, siempre es un poco más grande que el gen. El primer nucleótido
que se transcribe se llama +1, forma parte del segmento leador, luego viene lo que se transcribe en
realidad y por último esta el segmento trailer.

Los productos de la transcripción son de 3 tipos:

 ARNr 80% : es elproducto final de la transcripción del gen ARNr.

 ARNt 15% : es el producto final de la transcripción del gen ARNt.
 ARNm 5% : es el producto intermedio que codifica a una proteína.

Mientras que los productos de la expresión génica son tan solo los dos primeros.

Transcripción en bacterias:

 La transcripción en bacterias lo lleva a cabo una sola ARN-polimerasa, esta es una holoenzima
constituida por las subunidades 2, , ´, ; para que se lleve a cabo necesita un molde que
pude ser ADN mono ó bicatenario, ribonucleótidos-tri-fosfato y Magnesio.
 La transcripción comienza en una zono del gen denominada promotor, secuencia que reconoce
la ARN-polimerasa, es una secuencia muy conservada.
 En procariotas existen dos promotores:
 Región -10 : caja Tataat.
 Región –35

www.etareas.com 31
www.etareas.com

El promotor es reconocido por la ARN-pol, que va desnaturalizando la cadena de ADN a una

velocidad de 50 nucleótidos / s y va transcribiendo la cadena molde formandose el ARN hasta que
llega a una serie de señales que hacen que la ARN-polimerasa se separa del ADN y termine la
transcipción.

Transcripción en eucariotas:

Este mecanismo lo llevan a cabo 3 ARN-polimerasas.

 ARN-pol I: transcribe genes que codifican ARNr.
 ARN-pol II: Transcribe genes que codifican Pp.
 ARN-pol III: transcribe genes que codifican a ARNt.

La transcripción también comienza en un promotor, en este caso:

 Región –25: secuencia Tata.
 Región –75: secuencia Caat.

La transcripción en eucariotas es más compleja porque, además de intervenir las 3 enzimas,

necesita el acoplamiento de varios factores de transcripción; se lleva a cabo en el núcleo de la célula
la traducción del ARNm, que debe de salir del núcleo hacía el citosol.

Diferencias entre la transcripción de procarotas y eucariotas.

El extremo 5´ del transcrito se encuentra modificado: estructura cap o caperuza: una vez transcrito
el primer nucleótido se adiciona una guanina metilada, estableciendo con el nucleótido un enlace 5
´-5´, que tiene como función dar estabilidad al ARN y señal de reconocimiento para que el
ribosoma inicie la síntesis de proteína.

Modificación del extremo 3´: cola poli A.

Una vez transcrito el ARN se le añade una secuencia de unos 250 residuos de adenina para dar
estabilidad a la molécula.

Eliminación de intrones: los genes en eucariotas se encuentran interrumpidos, existen secuencias

que se expresan, que se traducen a proteínas, son los exones; y otras que no se expresan, los
intrones, que son eliminadas por el ARNm obteniendo así un ARN maduro.
Los intrones suelen tener una secuencia 5´GU-------AG3´.

Edición del ARN: modificación que solo sufren algunos ARN, que consiste en que al pedazo ya
transcrito se le adicionan nucleótidos, uracilo, esto se descubrió en protozoos.
Esta modificación también puede darse en mamíferos y en humanos, pero en vez de añadirse
uracilo, se sustituye la C por el U.

Edición del ARNm de la apoliproteína  humana: en el hígado ese ARNm no cambia, codifica a
una proteína de 4563, mientras en el intestino ese ARNm sufre una edición; no es un fenómeno
universal sino que ocurre solo en algunos ARNm, además en un codo posee una C sustituida por un
U que lo transforma en un codon fin de mensajes, formándose así una proteína de 2153 aa.
Los ARN-pol se diferencian de las ADN-pol en que no necesitan un cebador para llevar a cabo la

www.etareas.com 32
www.etareas.com

transcripción, mientras las ADN-pol si lo necesitan para realizar la replicación.

En procariotas la transcripción y la traducción se realizan a la vez, debido a que no se dan en el
núcleo sino en el citoplasma.
En eucariotas la transcripción se da en el núcleo saliendo ARNm maduro que sale al citoplasma
donde se traduce. Por esta diferencia la vida del ARNm es más corta que en eucariotas.

Codigo genético.

1954-1956, se crearon dos hipótesis:

 Colinealidad gen-Pp: si hay mutaciones en genes, se dan cambios de aa en la Pp.
 Cada palabra es igual a un triplete: se llego a está hipótesis porque de un lenguaje de 4
nucleótidos debemos pasar a uno de 20 aa; 41= 4, 42= 16, 43= 64...cada codón codifica un
aa.

Descubrieron: ( todo ello “in-vitro” )

 Una enzima, polinucleótido fosforilasa, que degrada ARN y lo sintetiza.
 Estratos acelulares , las células se rompen y se le añaden aa para llegar a la biosíntesis
del compuesto.
 Se sintetiza ARN al azar, sin molde.

Experimento:
 Partimos de un ARN-polinucleótido fosforilasa, que sintetiza homopolímeros; Ej:
homopolímero U: UUUU....
 Para saber cual de los 4 homopolimeros existentes ( U, A, T ó G) sintetiza, se le añaden
ribosomas y se transcribe.
 Cogieron 20 aa y marcaron radioactivamente 1 de ellos, encontrando en uno de ellos
radioactividad en el fondo: fenilamina= UUU. ( fue el primer triplete al que se le asigno un
aa, 27 de mayo)
 Más tarde se realizo lo mismo con los demás homopolímeros, descubriéndose:
a. Pol (A): lys.
b. Pol (C): pro.
c. Pol (G): nada.
 Después se sintetizaron heteropolímeros desordenados: sintesis de ARN con dos
nucleótidos poniendo una mayor proporción de uno de ellos. (FOTOCOPIAS)
Se conocían ya los tripletes CCC y AAA, al sintetizar las proteínas se obtenian las siguientes
frecuencias:
 Si hay un 69% de AAA y un 57´9% de CCC; lo que falte para llegar
serán 2C y 1A.
 ...
Ensayo de unión al triplete: podía servir de molde cualquier triplete, se marca radioactivamente el
aa, que al unirse: ribosoma + ARN + Transf., no pasa por la membrana si contiene ese aa
radioactivo, mientras que si no lo tiene si atraviesa la membrana. Con este ensayo se consiguió
asignar la secuencia de triplete, su ordenación.

Ensayo con heteropólimeros: ACA = thr y ACA = his, caben por tanto dos posibilidades con estas
dos bases; en 1966 se acabo de analizar el código genético.

Representación del código genético: (FOTOCOPIAS)

www.etareas.com 33
www.etareas.com

 De los 64 tripletes existentes, 61 de ellos codifican aa y los 3 restantes son de fin de mensaje.
 Solo dos aa están codificados por un solo triplete:
 AUG metionina.
 UGG triptofano.
 Otros están codificados por hasta 6 aa.
 Los codones fin de mensaje son:
 UAG: ambar.
 UGA: opalo.
 UAA: ocre.

Es casi universal, existiendo pocas excepciones, por ej. UGA en mitocondrias humanas es de fin de
mensaje, mientras en levaduras codifica el trp.

Ribosomas: sitio donde tiene lugar la transcripción, ARNr + Proteínas.

E. Coli:
 50s ARNr 235 y 55 + 34 polipeptidos.
 30s ARNr 165 + 21 polipeptidos.
Eucariotas:
 60s ARNr (285, 5,85,559) + 49 polipeptidos.
 40s ARNr 185 + 33 polipeptidos.

Se transcriben en un solo ARN, que luego se rompe en 3 fragmentos distintos.

ARNt: molécula adaptadora, encargadas de adaptar el lenguaje de los nucleótidos al de aa.

Son pequeños, adoptan estructuras secundarias mediante cadena intracatenarias en forma de trébol,
están constituidos por 70-90 nucleótidos y poseen un extremo 3´aceptor en el que tiene el
trinucleótido CCA, al que se une el aa.
Además tienen otros 3 brazos:
 T  C: Timina  citosina.
 DHU
 Anticodon: establece complementaridad con el codon de ARNm.
Hay un brazo variable, brazo opcional.

El codon y el anticodon son complementarios. Forman puentes de H 2

Siempre se nombran en dirección 5´----- 3´.

En la unión, 3ª posición de codon con la 1ª del anticodon, puede haber uniones raras: hipótesis del
tambaleo.
I = inosina se forma con desaminación de la G, que puede unirse con C, A y U.
Unión entre la ARNt y los a.a: necesita una enzima llamada aminoacil-ARNt sinteta sa, para que se
forme un complejo enz-sustrato-aa. Para este proceso está el ATP, aa y la enzima, se desprende
pirofosfato y se forma el complejo enz-AMP-asa.
El enlace es entre carboxilo- aa-extremo 3´OH de ARNt en una célula.
El inicio de la traducción tiene 3 etapas:
1 Iniciación: tenemos primero la secuencia de Shire-Dagarno en el ARNm, es el sitio de unión a
la subunidad pequeña del ribosoma, es la secuencia complementaria a una de ARNr y se une al
extremo 5´.
La subunidad reconoce la secuencia y se fija y se mueve en dirección 5´ 3´, hasta
encontrarse el codon AUG de inicio de la traducción está en el sitio P, a la derecha del ribosoma.

www.etareas.com 34
www.etareas.com

En el momento de encontrarse con AUG llega el ARNt cargado de met, y se forma el complejo de
iniciación, AUG + ARNt.
La met esta formilada en Coli, met está unido al grupo amino del aa, mientras el carboxilo del aa se
une al ARNt.
El complejo atrae la subunidad grande con gasto de energía GTP que pasa a GDP + Pi.
El sitio P, a la izquierda del ribosoma, está ocupado, mientras el sitio A de la derecha se queda
vacío para que entre el siguiente aa complementario a la cadena.

2 Elongación: para que se forme el enlace péptido entre COOH del 1 er aa, rompiendo
previamente su unión al ARNt.
El 1er aa sale del ribosoma quedando el 2do en P y A vacío, donde se unira el siguiente ARNt con el
aa complementario. La elongación de la Pp se producirá hasta llegar al triplete de fin de mensaje.

3 Finalización: al llegar al triplete de fin de mensaje, no hay ARNt que lo reconozca, pero hay
un factor de determinación que entra en A y se termina la traducción.
Se disocia las unidades, se despegan y liberan las Pp recién sintetizadas.

Sitio P Sitio A

AUG ARNt G G U ARNt: conmpl.

Transcripción en eucariotas: la subunidad pequeña reconoce el extremo CAP, imprescindible

para que la subunidad lo reconozca y escanea el ARNm hasta que encuentra el codón de inicio
AUG.
La elongación y terminación difieren en que hay más factores protéicos, que son mucho más
complejos y una vez sintetizados pueden experimentar modificaciones tales como:
 Modificaciones del extremo amino, 5´, y del carboxilo,3´: el primero puede acetilarse... incluso
desaparecer.
 Adición de grupos fosfato: lo añaden unas enzimas, las quinasas a los grupos hidroxilo de
algunos aa como la tyr.
 Adición de cadenas de azucares ó glicoxilación; por ello se llama a los azúcares glicoazúcares.
 Hay proteínas que se unen a metales formando complejos con ellos, como por ejemplo la
hemoglobina.
Los antibióticos actúan inhibiendo el crecimiento bacteriano, ya que inhiben la síntesis de
proteínas de las células procariótas; no inhibiendo en los eucariotas. Existen antibióticos que
inhiben hasta 20 proteínas en eucariotas, la cicloheximina.
La síntesis de proteínas, no solo se dan en el citoplasma, sino que también se da en las
mitocondrias.

Existe una secuencia de aa que es reconocido por la ARN-polimerasa, el promotor.

También existe un operón, cuyos genes se transmiten en un único ARNm, en procariotas.
Genes solapantes: genes que están incluidos dentro de otros; solo se encuentran en virus que tienen
que aprovechar la poca información al máximo y por eso tiene que solaparse sus genes, por ejemplo
el fago X 174.

Problema: A continuación se dan los fragmentos de la cadena que se transcribe de un gen.

www.etareas.com 35
www.etareas.com

F1: 3´AGA, GCC, ATG, TTT, CCT, S´.

F2: 3´CCT, TAC, ACA, CCA, GAA, 5´.
F3: 3´ACA, CCA, ACT, CCT, TTT, 5´.

Preguntas:
 Escribe la secuencia de ARN, y ordena los fragmentos.
 Marca los extremos amino y carboxilo de la proteína e indica el nº de aa que contiene.
AUG = met.
UAG, UGA y UAA = no significa ningún aa.

 ¿ Que tipo de secuencias necesita un gen para transcribir?

Respuestas:
 5´ UCU CGG UAC AAA GGA 3´. F1
5´ GGA AUG UGU GGU CUU 3´. F2
5´ UGU GGU UGA GGA AAA 3´. F3

F2, es el primer fragmento correspondiente al ARNm.

F3, es el último fragmento correspondiente al ARNm.

El orden de la secuencia será entonces F2 – F1 – F3.

 NH2 - - COOH.
El nº de aa = 11 porque UGA, no significa ningún aa.

 Todo gen para poderse transcribir necesita un promotor = sitio de reconocimiento de la ARN-
polimerasa.

TEMA 16: Mecanismos de recombinación.

Es uno de los mecanismos de cambio del material genético
Recombinación: mecanismos mediante el cual se crean nuevas combinaciones de genes.
Este proceso se descubrió a principio del siglo XX y lo descubrió Morgan en Drosophila; lo que se
sabe de virus y bacterias.

Tipos de recombinación:

www.etareas.com 36
www.etareas.com

1. Recombinación general u homóloga: se efectúa entre secuencias casi idénticas del ADN.
2. Recombinación de sitio específico: es el que se lleva a cabo en un sitio específico, como por
ejemplo el fago .En la conjugación de bacterias siempre se recombinan a partir de virus de
unas secuencias específicas.
3. Recombinación de sitio inespecíficos: elementos genéticos, móviles o transposomas, son
secuencias capaces de moverse de un sitio a otro provocando mutaciones.
4. Recombinación artificial.

Recombinación general:

Hay recombinación homóloga en la meiosis celular, en virus y bacterias; se efectúa siempre entre
secuencias homologas casi idénticas.
En procariotas: cuando dos cromosomas homólogas expresan la recombinación porque ha habido
duplicación previa de ADN. La recombinación se da entre cromátidas de cromosomas homólogos.
El resultado es que se dan nuevas recombinaciones de genes; para ello hace falta que se den
rotaciones en el ADN, y este se va bien en un ensayo que se llama intercambio de cromátidas
hermanas (SCE).
Se basa en que puede haber intercambio entre las cromátidas de un mismo cromosoma; se basa en
que las células se crean en un medio que contiene bromuracilo (BrU). Cuando crecen en presencia
de este componente se separan las cromátidas y se crean las de nueva síntesis de BrU, dándose
después otro paso en presencia de BrU que provoca que se rompa quedando una cromátida con un
solo bromuracilo.

Modelo de Holliday: predice que dos cadenas de la misma polaridad se rompen en posiciones
equivalentes, dos cadenas antiparalelas homólogas, y se unen a la hélice opuesta. En los extremos
actúa una ligasa que une las roturas, formándose una estructura intermediaria de Holliday que puede
migrar, y tira de esas moléculas formando una estructura en el que aparece unida por un punto, esta
estructura no es estática y puede girar.

La estructura resultante queda de forma que los extremos inferiores cambian y los superiores no,
porque han sido sujetados; pueden darse dos casos:

- En uno de ellos, uno se queda en posición parental y el otro en posición no parental ó

recombinante; la recombinante puede ser reciproca o no.

El molde de Holliday hace unas predicciones:

1. Se forman intermediarios en forma de , esto ocurre cuando recombinan dos plásmidos E.
Coli de restricción, corta el ADN en determinada secuencia.

www.etareas.com 37
www.etareas.com

2. Proteínas que intervienen en la recombinación.

 Habría enzimas generales: endonucleasas, ligasas, polimerasa de ADN.
 También intervienen proteínas específicas RecA que hace es pegarse al ARN
monocatenario porque tiene ATPasa. Los homólogos de RecA en E. Coli son los Rad
51, se encuentran desde levaduras a humanos.

RecBCD: tiene actividad helícosa. Lo que hace es romper los puntos de H 2, se pone en el extremo
del ADN y lo va desnaturalizando, recorre el ADN hasta que se encuentra la secuencia sit
(GCTGGTGG), lo que hace es pasar la secuencia chi; hay una actividad endonucleasa en una de las
cadenas donde está la secuencia Chi. Se forma un grupo 3´OH y un grupo 5´P, este ADN se
despega de la cadena complementaria y se le une la proteína RecA.

3. Al final lo que se forma es un heteroduplicado, que es igual a una secuencia de ADN que
tiene apareamientos erróneos. Las dos cadenas secundarias se va a romper, ambos serán
heteroduplicados por tener apareamientos erróneos.

Los heteropolímeros pueden seguir dos vías.

- Replicación.
- Reparación: la célula perdón reparar el apareamiento erróneo. Se puede usar de molde
cualquiera de las 2 cadenas.
Esto explica un fenómeno que se da en hongos que se llama conversiongénica, donde un alelo se
convierte en otro.

A+ X B+

A+ AB A+ A+
A+ AB A+ A+
+B ++ ++ AB Parece como si se fuese convirtiendo el + en
+B ++ +B +B A.
DP DNP T

Recombinación de sitios específicos: cuando un fragmento de ADN intercambia material genético

con una zona específica de ADN
Integración del fago : este fago posee una doble hélice de ADN con extremos monocatenarios
(secuencias de unos 12 nucleótidos complementarios, zona cos) que cuando va infectar se
circulariza. El fago  va a integrar su material genético en una zona específica del cromosoma de
E. Coli, en una región de homología de unas 15 pares de nucleótidos que se encuentran entre los
genes gal y bio.

Esta secuencia en el fago la denominamos POP´y en E. Coli BOB´; pero el ADN del fago se puede
escindir, pudiéndose llevar fragmentos de ADN del bacteriano, fragmento del gen bo o del gen gal,
transducción especializado.
La transducción generalizada es cuando el fago incorpora cualquier fragmento del cromosoma
bacteriano, al interior de su cápsula.

Recombinación en sitios inespecíficos: es la que llevan a cabo los elementos genéticos móviles o
transpasores; Es un segmento de ADN que se puede integrar en principio en cualquier sitio del

www.etareas.com 38
www.etareas.com

genomio y puede desplazarse por todo el.

La transposición se escinde de un sitio y migra hacía otro.
Un gen puede quedar interrumpido por un transpasor, quedando el gen inactivo; también puede
integrarse en el promotor, no afecta a la tasa de transcripción del gen, puesto que el promotor es la
secuencia que reconoce la ARN-pol para transcribir.

En 1940, Mc Clintock descubrió el fenómeno de la capacidad de movimiento del genomio, por el

que le dieron el premio nobel en 1983.
La base molecular se descubrió en bacterias:
- Secuencias de inserción.
- Transposones: suele llevar genes de resistencia a antibióticos.

Los transposores en eucariotas son de dos tipos:

1. Retrotransposores: son la clase 1, se transponen mediante retrotranscripción.

Transcripción Retroalimentación

2. Clase II: transposición se exinde y se va hacía una nueva localización.

En Drosophila casi 12%-15% de su genomio son elementos móviles, y el 50% de las mutaciones se
deben a transposones.

Recombinación artificial ó ADN recombinante: es la asociación de secuencias de ADN que no

se encuentran juntos de forma natural.

TEMA 17: Mutaciones.

La mutación es un mecanismo de cambio del material genético, proceso que se conserva por ser
una base de la evolución.
Mutación: alteración de la secuencia nucleotídica del material genético de un organismo.
Mutante: toda célula ú organismo portador de una mutación detectable.
Mutágeno: agente capaz de originar una mutación, pueden ser agentes físicos, químicos... exógenos
o endógenos, etc.

www.etareas.com 39
www.etareas.com

Existen distintos tipos de mutantes:

Morfológicos: halos de lisis, (personas que presentan el albinismo)
Letales: aquellos organismos que llevan una mutación que les lleva a la muerte.
Letales condicionados: organismos que son letales en unas condiciones y no lo son n otras.
Bioquímicos: auxotrofía, mutantes que afectan a la degradación de determinadas sustancias:
lactosa, arabinosa, etc.

Hay dos tipos de organismos, los unicelulares constan de una sola célula que si posee mutación se
manifiesta y los pluricelulares que poseen dos tipos diferentes de células, las células somáticas no
transmiten mutaciones a los descendientes, mientras que las células germinales si se transmiten a la
descendencia.

En diploides las mutaciones pueden ser:

- Recesivas: necesitan los dos alelos mutantes para que se manifieste la mutación.
- Dominantes: so lo necesitan uno de los dos alelos para que se manifieste.

También debemos distinguir entre mutaciones en cromosomas sexuales, o en autosomas; en

cromosoma X, en machos se manifiesta la mutación debido a que solo presenta un cromosoma X.

Clasificación de mutaciones:

 Génicas ó puntuales.
 Cromosómicas estructurales: afectan a la estructura del cromosoma.
 Numéricas:
i. Emploidía: perdida ó ganancia de un nº de cromosomas ó juegos:
a. Poliploidia: ganancia.
b. Haploidía: perdida.
ii. Aneuploidía: perdida o ganancia de cromosomas aislados.

Mutaciones génicas ó puntuales: afectan a uno ó dos pares de nucleótidos; dentro de estas
mutaciones:
 Sustitución por transición: cambio de una base púrica por otra púrina ó de una
pirimidina por otra pirimidina; son 4:
 A a G.
 G a A.
 T a C.
 C a T.
 Sustitución por transversión: cambio de una base púrica por una pirimidína ó
viceversa; son 8:
 A a C y C a A.
 A a T y T a A.
 T a G y G a T.
 G a C y C a G.

 Mutaciones de desfase: son las que producen un desfase en la lectura, se dan bien por la
inserción o ganancia de un par de nucleótidos ó delección ó perdida de un par de
nucleótidos.
 Inversión: se da un giro de 180º hacía arriba, de forma que se pueden unir el extremo 3ÓH
con el extremo 5´P.

www.etareas.com 40
www.etareas.com

Consecuencias de las mutaciones génicas:

- Consecuencia de las sustituciones: en la transición no se da un cambio en el ARN, se da una

mutación silenciosa. El paso a ARN en el silvestre y en la mutación no varía ya que codifica al
mismo aa.
En la transversión, el paso de ARN en el silvestre y en la mutación si varía ya que cambia el aa. Se
le llama mtación de cambio de sentido. ( UGU a UGG)
También se da una mutación fin de mensaje, un triplete que codifica a un aa cambia a otro de fin
de mensaje; también se llama mutación sin sentido. (UGU a UGA)

Desfase: dan consecuenias más drásticas que en la mutación anterior. Se pierde u en ARNm por lo
que se pierde el par A-T en el ADN; si se pierde una base se pierde la pauta de lectura y cambia la
secuencia de aas.
También puede darse otro caso en el que se pueden formar proteínas más largas de lo normal
Un ejemplo es ABO de la sangre; la sustancia H en presencia de una glicosiltransferasa, que da
como productos el antigeno A y el B. La enzima está codificada por un gen; el grupo sanguíneo O
carece de los antígenos.
Cuando una mutación se produce de Silvestre a mutante, se le llama mutación directa.

Se llama Retromutación ó reversión en sentido estricto: cuando la mutación se produce en el

sentido mutante: silvestre.
La reversión en sentido amplio ó supresión: es la producción de una segunda mutación en un
sentido diferente al que ocurrió la primera y que tiene como objetivo paliar los efectos de la primera
mutación.
Hay dos tipos:

- Intragénica: cuando la segunda ocurre en el mismo gen donde ocurrió la primera.

 Intracodonica: la segunda mutación se da en el mismo codon que la primera.
 Intercodonica: la segunda se da en distinto codón al de la primera.
- Intergénica: cuando la segunda mutación ocurre en un gen diferente de donde ocurrió la
primera, suele darse en genes que codifican ARNt.

Dependiendo de donde tenga lugar la mutación así serán los efectos más o menos drásticos, siendo
más drástico en el promotor ó en el intron ó exon, pero no en el de fin.

Hay mutaciones que se producen en un gen, y afecta a otros genes: mutación polar; esto puede
dar lugar a que se termine antes la transcripción, esto se da en los operones.

Problema 78

ARN 3´X´ UAU AUC CCC CGU Y´-5´ Cadena q se transcribe.

5´X ATA TAG GGG GCA Y´-3´
3´X´ TAT ATC CCC CGT Y´3´
5´X AUA UAG GGG GCA Y´-3´ ARNm.
Codón de fin de mensaje, no es la secuencia.

Cys – Pro – Tyr – Met.

www.etareas.com 41
www.etareas.com

3´X´ UAU AUC CCC CGU –Y´5´.

Tyr Leu Pro Cys
Deleción

Deducimos que la proteína silvestre viene codificada por:

NH2 – Cys – Pro – Leu – Tyr......COOH.

Mientras en:

NH2 -....Cys – Pro – Tyr – Met.....COOH se da un desfase porque se ha corrido la secuencia

UGC – CCC – UAU – AUG.
UAC
X´= G Lo que se delecciona en el ADN es el par GC.
X=C

TEMA 18: Mutagénesis.

- Es el conjunto de procesos que conllevan a la aparición de una mutación.

Mutación: es la alteración de la secuencia , no son en el ADN.

Daño ó lesiones: modificación de los componentes del ADN.

El daño puede ser reparado, sin embargo la célula no reconoce a las mutaciones, cambia la
secuencia de nucleótidos, no lo reconoce.
Las mutaciones se dan por daños en el ADN.

www.etareas.com 42
www.etareas.com

Hay dos tipos de mutagénesis:

 Espontanea: se origina de forma natural por agentes externos.

a. Tautomerismo: surgen por la modificación temporal de las bases nitrogenadas del
ADN.
Se forman bases tautoméricas de las bases que establecen complementariedad con otras bases
distintas al apareamiento normal.
b. Errores en la replicación: se dan si no se reparan los apareamientos erróneos.
c. Depurinizaciones ó pérdidas de bases: el ADN tienda a perder con más facilidad
las bases púricas que las pirimidinas.
d. Desaminaciones: pérdida del grupo amino. Si una base como C pierde el grupo
amino se transforma en U; las desaminaciones conllevan a la producción de
transiciones.
Especies reactivas de origen (ROS: mecanismos mutantes.
Transposores: si se introducen en u gen, se inactiva.

 Inducida: cuando las mutaciones se dan como consecuencia de la acción de agentes

internos; puede ser llevada a cabo por agentes físicos ó bien por agentes químicos.

a. Agentes físicos:
 Radiación ionizante: produce roturas en el esqueleto azúcar-fosfato, en
una cadena ó en las dos cadenas.
 Radiación no ionizante.
Otra radiación ionizante es el calor, que induce sitios AP (apúrico ó apirimidimico) si no se reparan
se produce mutación que no puede ser reparada.

b. Agentes químicos:
 Análogos de bases: producto químico parecido a una base.
Ej: 5- bromouracilo, es un análogo de la base timina, producen sustituciones de tipo transición.
 Agentes alquilantes: transfieren grupos alquilo a las bases nitrogenadas
de la adenina. Producen sustituciones del tipo transición.
 Agentes intercalantes: productos que se intercalan entre las bases del
ADN.
Ej: bromuro de etidio, proflavina, naranja de acridina. Producen mutaciones de desfase, inserción ó
deleción.

Mutagénesis dirigida ó in-vitro:

- Cuando se pueden inducir estas mutaciones, se hace cuando de queremos saber la mutación en
una función de la proteína. Para este debemos saber el gen que codifica a esa proteína.
La primera que se hace es desnaturalizar el ADN con calor ó con ácido para romper los puentes de
H2... A partir de la cadena lo que hacemos es cambiar un triplete en la cdena complementaria,
cambiar un aa por otro, debemos conocer la secuencia exacta del ADN.
Con pol1 y la ligasa se termina la replicación, una vez obtenemos el plásmido entero; cuando se da
la replicación de cada cadena, una da el plásmido original y la otra da otro distinto, observamos si
afecta ó no a la función de la proteína.

www.etareas.com 43
www.etareas.com

Transgen: cuando un organismo se le añade un gen además de las copias que tiene, el gen no tiene
porque ser de especies distinta.
Organismos Knockant: cuando se cambia un gen normal y ese gen se interrumpe. Se cambia por
otro gen distinto que hace que se produzca una interpretación en el que el gen no funciona. Se usa
mucho en ratones para el modelo de enfermedades humanas.

Mutagénesis ambiental.

Surgió de la relación de la mutagénesis con las poblaciones humanas; había mucha relación entre
mutagénesis y carcinogénesis (producción de cancer en los organismos).
Se dieron unos ensayos de mutagénesis, el más importante y popular es el ensayo de Anes ó de la
histidina, que se lleva a cabo en la bacteria Salmonella typhimuriun, auxotrófa para la histidina que,
no es capaz de vivir en Mm.
 Se pone en contacto la bacteria con la sustancia a ensayar ó agente mutágeno.
 Sembramos en una placa de Petri 108 bacterias, en Mm, aparecerá un número de
bacterias con mutaciones espontáneas de his+.
 La frecuencia de mutación espontánea ó de bacterias inducidas será = nº de mutantes
(his+) / 108

Criterios para considerar un compuesta mutagénico:

- Generan una relación dosis – respuesta, a medida que aumenta la dosis aumenta el nº de
mutaciones.
- Duplican el valor de revertientes espontáneos.

Problema 81:

TA 1952: cambio de fase; tiene toda la pared.

TA 1532: carece de parte de la pared.
Ta 1937: carece de la pared.

En organismos no hay compuestos y aparecen mutágenos espontáneos.

La frecuencia de espontáneos es igual a 20.

TA 1952 no es mutagénico porque no duplica la frecuencia de espontáneos. Se da mutación de

cambio de fase en esas 3 estirpes aunque nonos específica si es una inserción ó una delección
TA 1535 sustituciones, no es mutagénico porque no duplica la frecuencia esperada.
TA 1536 cambio de fase.
TA 1537 cambio de fase, es más sensible porque tiene más números de mutantes.
TA 1538 cambio de fase.
TEMA 19: Reparación del material genético.
El objetivo es estudiar las respuestas que tienen las células frente a los daños del material genético.
Una mutación no se puede reparar, pero un daño ó lesión si.
Cualquier mutación, en cualquiera de los genes es perjudicial para el organismo.
Existen distintos tipos de daños: se pueden producir espontáneamente ó por agentes externos:

- Rotura de una de las cadenas ó de las dos cadenas: a nivel de las dos cadenas puede romper
cromosomas enteros.

www.etareas.com 44
www.etareas.com

- Pérdida de bases: al perder la base se quedan sitios sin base ó sitios AP. Se produce de forma
espontánea.
- Modificación de una base: los grupos alquilo se transforman en grupos alquilo.
- Dímeros de Limina: pueden bloquean la transcripción y replicación.
- Enlaces cruzados: se unen por enlaces de H2, normalmente, pero estos enlaces se unen por
enlace de tipo covalente altera el apareamiento de las bases ó la continuidad del esqueleto
azúcar – fosfato. Interfieren en el metabolismo normal del ADN.

Respuestas celulares al daño: se dividen en grupos.

 Mecanismos de reparación del daño:

 Reversión del daño: (en ellos, no se da sintesis del ADN)
Fotoreactivación.
Eliminación de grupos alquilo.
 Escisión del daño.

Fotoreactivación: se descubrió en 1947. Fue el 1º descubierto por Kelner.

Estudio por UV la bacteria Streptomyces griscus y observo que las cajas que dejaba a la luz crecían
más que las que dejaba crecer e la oscuridad después de la rad UV.
El proceso de fotoreactividad se lleva a cabo por enzimas fotoliasas ó Phr, además es específica de
un tipo de lesión de un dímero de pirimidina, es un modo directo de reparación el daño y no hay
síntesis de ADN.
Es un mecanismo que no produce mutación. La fotoliasa reconoce el daño y necesita un fotón de
luz visible para romper el enlace covalente y reparar el daño. La fotoliasa se ha visto que aparece en
muchos organismos como vegetales, bacterias y eucariotas excepto en mamíferos.

Eliminación de grupos alquilo: los grupos alquilo son transformantes por los grupos alquilantes;
existe una enzima, O6 metil-transferasa, que elimina grupos metilo ó alquilo de las bases dañadas,
como por ejemplo de la G.
La base transpasa el grupo metilo a la enzima y se queda en estado normal, estas enzimas aceptan
el grupo alquilo y se inactivan, por lo que hacen falta otras enzimas. Es un mecanismo de reversión
porque se vuelve al estado original.

Escisión del daño: puede reparar cualquier tipo de daño que se produzca en el ADN, no revierte el
daño, lo elimina. La base de la realización, revierte en que el material genético esta duplicado, se
producen cortes para reparar el ADN, la ADN- polimerasa rellena el hueco mediante el extremo
3ÓH de la cadena molde; no interviene la luz visible.

Tipos de mecanismos de reparación por escisión:

- Reparación por escisión de bases (VER): primero actúa una enzima, N-glicosilasa, que
rompe el enlace glucosilico y se genera un sitio AP que carece de bases, que debe ser
reparable.
Hay una endonucleasa de sitios AP que rompe el esqueleto azúcar-fosfato del lado 5´.
Una vez que se produce el corte, actúa una exonucleasa 5´-3´que se va comiendo nucleótidos en
ese sentido, a la vez va añadiendo nuevos en untrozo de 10-12 nucleótidos.
Las ADN-polimerasas y por último las ligasas.

www.etareas.com 45
www.etareas.com

- Reparación mediante escisión de nucleótidos (NER): intervienen muchas enzimas, algunas

de ellas son específicas de este mecanismo, y otras son generales.

En E. Coli, los genes son tres, uvrA, uvrB y uvrC; la proteína UvrA reconoce el daño, utiliza ATP
que actúa después con UvrB, y esta con UvrC forma un complejo que produce roturas en el
esqueleto azúcar-fosfato en ambos extremos.
Actúa la helicasa, que rompe los puentes de H 2 despegándose el fragmento, de unos 12
nucleótidos, dejando un hueco que rellenará la ligasa; mientras el fragmento que se desprende es
degradado.
Si se produce una mutación en uno de los genes específicos, afecta a las células.
Frente a la luz UV la estirpe uvr+ si sobrevive, pero la uvr- no.

En mamíferos, intervienen 30 proteínas.

Existe una enfermedad que presenta 1 mutación en 7 grupos de complementación diferentes, se
llama Xerderma pigmentosum (XPA-XPG), los animales con dicha enfermedad tienen una alta
sensibilidad a la radiación UV que les produce con frecuencia cancer de piel.

- Reparación de apareamiento erróneo ó misma th: un posible origen de apareamiento

erróneo es el heteroduplex, recombinación de dos secuencias homólogas, es una forma de
reparación mediante escisión de nucleótidos que consiste:

En E. Coli existe una secuencia repetida, GATC*, que está metilada; intervienen las proteínas
mutH, Mult., mutS y mutV, las dos primeras producen cortes, actúa la helicasa, después la ADN-
polimerasa y por último una ligasa. Este mecanismo lo tienen desde bacterias a mamíferos.
Las células deficientes en este sistema de reparación tienen una tasa de reparación de 100 a 1000
veces la tasa normal.

Mecanismos de tolerancia del daño:

Recombinación: cuando se llega a una lesión la polimerasas de la replicación se estanacan. Un

fragmento de la cadena del cromosoma homólogo, donde existe la lesión, invade el hueco frente a la
lesión con lo cual queda un hueco en el cromosoma que rellena la polimerasa. Replica el ADN pero
la lesión permanece, esto hace que aumente la supervivencia a costa de la mutagénesis.
En humanos hay unos genes que invierten en estesistema de reparación BRCA1, BRCA2.

Síntesis de translesión: son polimerasas distintas a las que intervienen en la replicación, capaces
de poner nucleótidos frente a la lesión. Estas polimerasas se han conservado desde bacterias a
humanos.

La polimerasa normal al no pararse en la lesión, le deja el sitio otras polimerasas que cometen
muchos errores y ponen frente a la lesión, o donde no hay lesión, cualquier nucleótido. Pero su
ventaja es que pasan la lesión y cede el sitio a la polimerasa replicativa.
Este sistema se descubrió en E. Coli y se llamó sistema SOS que se activa cuando hay daño en el
ADN y cuando no hay lesión el sistema está inactivado porque están las proteínas represoras.

Ante la presencia de muchos daños se activa el proceso, porque la acción proteasa de la Rec A que
rompe la proteína represora lex A para que se active el sistema y los promotores quedan libres para
que empiezan la replicación.
En humanos se han descubierto muchas proteínas translesión una de ellas es la pol ; es capaz de

www.etareas.com 46
www.etareas.com

poner A-A frente al dímero de T-T.

Una de las formas de la enfermedad Xeroderma pigmentosum (XPV) tienen una mutación en el
gen que codifica la polimerasa  que les produce cancer de piel.
Existen enfermedades humanas que tienen defectos en la reparación.

TEMA 20: Regulación de la expresión génica en procariotas.

En la célula no todas los genes se están expresando continuamente, sino que según las necesidades
que se requieran.
Tenemos dos tipos de genes:
1. Constitutivos: aquellos que están expresando de forma continua, como los
genes que codifican las proteínas de los ribosomas.
2. Reguladores: su expresión depende de las necesidades del organismo.

La regulación puede ser:

www.etareas.com 47
www.etareas.com

- Reversible: aquella que puede variar, ya que si a la célula le hace falta una proteína, el gen está
expresándola, mientras que si no hace falta no se expresa el gen.

Un operón es un conjunto de genes estructurales que codifican Pp, y de elementos de control que se
transcriben en un único ARNm y son secuencias de ADN que son reconocidas por PP.

Hay Dos tipos de elementos de control:

 Promotor: es una secuencia de ADN que es reconocida por la ARN-polimerasa o
transcriptasa.
 Operón: es la secuencia del ADN recocido por la proteína reguladora.

La pieza clave de la regulación es la proteína reguladora, que se une al operador, y una vez que se
une incrementa o disminuye la tasa de transcripción. Esta proteína a su vez está regulada por la
molécula efectora.

De acuerdo con la proteína reguladora la relación puede ser de dos tipos:

 Positiva: que la proteína reguladora tiene que estar presente para el inicio
la transcripción.
 Negativa: es necesario que la proteína reguladora este despegada o ausente
del ADN para que se inicie la transcripción.

De acuerdo con la molécula efectora podemos agrupar a los operones en:

 Inducibles: la molécula efectora tiene que estar presente para que se
transcriba el operón.
 Reprimibles: la molécula efectora reprime al operón, a de estar ausente la
molécula efectora.

La base de nuestros conocimientos sobre la regulación de la expresión génica en procariotas viene

de la investigación de Jacob y Manod,en E. Coli sobre la utilización de la lactosa.

P´ R P o 1 2 3

La proteína reguladora reconoce al operador (o). Es de control positivo, ya que se une la proteína
reguladora al ADN, si fuese de control negativo el que se uniría al ADN sería la ARN-polimerasa,
ya se puede transcribir.
La lactosa es un disacárido que se hidroliza en glucosa + galactosa. Hay 3 enzimas I:
- La -galactosa transforma la lactosa en glucosa + galactosa.
- La permeasa transporta la lactosa de fuera al interior de la bacteria.
- La transacetilasa tiene el 2º papel de hidrólisis.

Estas enzimas están codificados por 3 genes: se transcribe en un único ARN.

Lac Z lac Y lac A

www.etareas.com 48
www.etareas.com

- galactosa Permeasas Transacetilosa

La 1, 6 Alolactosa, es el verdadero indoctor del operón de la lactosa. En el laboratorio se utiliza I p

(isopropiltisgalactosa.
El gen regulador de la lactosa se llama lac I.
En ausencia de lactosa, la proteína represión está unida al operador e impide que se transcriba. Pero
en presencia de lactosa, esta se unirá a la proteína represora e impedirá que la proteína se una al
operador, y se producirá la transcripción, es de tipo negativo.

En el operón de la lactosa la proteína represora es un tetrámero, 4 monómeros; cuando hay lactosa

cada monómero tiene sitio de unión. Se necesitan 4 moléculas de lactosa para inhibir la ARN-
polimerasa; operón silvestre d+.

El conocimiento del funcionamiento del operón en E. Coli se lleva a cabo por mutaciones:

Mutaciones en el gen regulador:

- Mutación en el gen que codifica la proteína reguladora: i -. Inactiva la proteína o no codifica
enzimas reguladoras, por lo que el operón se expresa con o sin lactosa, Fenotipo Constitutivo.
El operón silvestre es inducible con lactosa, ya que normalmente esta pegada al operón y no deja
transcribirse.
- Las mutaciones i-d, i-s: la proteína conoce en un sitio al ADN y otro a la lactosa, si muta el
primer sitio no se pegará al ADN, Fenotipo Constitutivo.
La primera mutación, afecta al sitio de unión al ADN
La segunda mutación afecta al ADN que codifica la parte del ADN que une a la lactosa, por lo que
se reprime continuamente el operón del ADN, no se transcribe nunca, Fenotipo Superreprimido.

Mutaciones en elementos de control: en el promotor o en el operador, que son los elementos de

control. Las mutaciones son O- y P-.
- La primera afecta al operador, lo hace incapaz de reconocer a la proteína represora, Fenotipo
Constante.
- La segunda afecta al promotor, la ARN-polimerasa no reconoce al promotor, por lo que no se
lee nada, Fenotipo Superreprimido.

Mutaciones en genes estructurales: hay dos Z- y Y-.

- La primera no produce lactosa, no reprime.
- La segunda no hidroliza permeasas por lo que la lactosa no penetra en la bacteria por lo que no
puede vivir con esa fuente de C.

Diploides parciales ó merodiploides:

Los estudiaron Jacob y Monol.

Si una bacteria no codifica un gen , como por ejemplo Z-, se puede hacer de ella un diploide parcial
transmitiéndole un plasmido F de otra bacteria que tenga ese gen Z +. El plasmido F´ que va a
transmitr, contienen cromosomas con operón, promotor y Z+.
Se transfiere el F´ mediante conjugación, por lo que la bacteria podrá vivir con lactosa como fuente
de C, porque el F´ le a incluido en su ADN el gen Z+ .
Esta mutación Z-, será Recesiva, por lo que el fenotipo nuevo será Fenotipo Silvestre.

www.etareas.com 49
www.etareas.com

Tenemos un diploide parcial como: i+ P+ O+ Z- Y+ A+ / i+ P+ O+ Z+ (F´) donde el primer genotipo

corresponde a la bacteria receptora, y el segundo al plásmido que se transmite; el diploide parcial
posee parte del ADN de los dos.

Problema:

Tenemos unos genotipos, debemos decir si producirán (+) o no (-) galactosa dependiendo de la
mutación de cada uno.

- galactosidasa.
Lactosa (+) Lactosa (-)
I+ O+ Z+ + -
I+ O+ Z- - -
I- O+ Z+ + +
I+ Oc Z+ + +

Y en un diploide parcial:

Lactosa (+) Lactosa (-)

I- O+ Z+ / F´ I+ + -
I+ Oc Z+ / F´ Oc + +
I+ O+ Z+ / F´ I- + -
I+ O+ Z+ / F´ Oc + -
Is O+ Z+ - -
Is O+ Z+ / F´ I+ - -

La mutación en elementos de control solo afecta a genes adyacentes, mientras que los de genes
reguladores pueden afectar a otros genes.
En el tercer genotipo, será – porque no codifica proteínas solo las reconoce.
En el último genotipo, Is domina sobre el I+.

http://www.etareas.com/
SI NO ENCONTRASTE EL EJERCICIO O EL TEMA QUE BUSCABAS,
NO TE PREOCUPES INGRESA A NUESTRO SERVICIO PREMIUM Y EN
MENOS DE 6 HORAS HABILES TENDRAS LAS RESPUESTA A TUS DUDAS EN
TU CORREO ELECTRONICO DESDE LA COMODIDA DE TU HOGAR

www.etareas.com 50
www.etareas.com

www.etareas.com 51