DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

 

 

BIOLOGÍA MOLECULAR

Licenciatura en Quimica
Especialidad: Química Médica

 

 

 

Tema 1. El DNA es el portador de la información genética

1. Descubrimiento del DNA

• Aislamiento de ácidos nucleicos: Friederich Miescher 1869
• 1930 – 1940: Hipótesis de los tetranucleótidos
• La función de los ácidos nucleicos no se dilucidó hasta 1945

2. El DNA es el portador de la información genética

• Experimento de Avery, Mc Leod y McCarty (1944)

- Cepa “S” del Streptococcus pneumoniae: virulenta
- Cepa “R” del Streptococcus pneumoniae: no virulenta
- Cepa “S” del Streptococcus pneumoniae sometida a calor: mueren (no infección)
- Cepa “R” en contacto con Cepa “S” sometida al calor (muerta): se vuelve virulenta: Existe un “principio transformante”
- El DNA de la cepa “S” es el la molécula (“principio transformante”) que transforma a la cepa “R” de no virulenta a virulenta: El DNA es el portador de la información que conduce a la virulencia.

• Experimento de Hersey y Chase (1952) (Fig 1; Fig 2)

- Marcan el DNA de una población de Bacteriófago T2 con 32P y las proteínas con 35S
- Infectan una población de bacterias (Escherichia coli) con los fagos marcados
- Agitan fuertemente para eliminar posibles restos de fago que puedan quedar adheridos a la surperficie de la bacteria
- El 35S queda localizado, de forma mayoritaria, fuera de las bacterias
- El 32P queda localizado en la bacteria
- El 30% del 32P se encuentra en los fagos que constituyen la progenie de los fagos marcados inicialmente
- Sólo el 1% del 35S se recupera en dicha progenie
- Conclusión: el DNA es el material genético que pasa de unos fagos a su progenie.

• ¿Material genético en eucariotas?

- Transfección de células eucariotas

3. Estructura de ácidos nucleicos

• Polímeros formados por nucleótidos
• Tamaños
• Estructura de los nucleótidos (Fig1; Fig2; Fig3)
• Polimerización de nucleótidos (Fig1; Fig2)
• Estructuras tridimensionales de los polinucleótidos

4. Modelo de la doble hélice. Estructura B del DNA.

• Modelo de Watson y Crick

- Importancia
- Antecedentes:

- Regla de Chargaff
- Forma tautomérica correcta de las bases nitrogenadas
- Datos previos de difracción de rayos X

• Estructura B del DNA (Enlace a web biomodel. Autor: Ángel Herráez)

- Condiciones en que aparece
- Parecido con la forma nativa del DNA
- Características:

- 2 polinucleótidos se enrollan en torno a un eje común: doble hélice (Fig1; Fig2; Fig3)
- Las bases se sitúan en el centro y sus planos son casi perpendiculares a la hélice. Interaccionan entre si por puentes de hidrógeno
- “Medidas” de la doble hélice “ideal”
- La hélice acomoda tan solo ciertos tipos de pares de bases en función de su geometría
- Surcos mayor y menor en la hélice

- Estabilización de la doble hélice
- Desviaciones del modelo en los estudios de difracción de rayos X sobre cristales

5. Replicación semi-conservativa del DNA.

• El modelo de Watson y Crick sugiere el mecanismo de replicación del DNA: cada una de las cadenas actúa como molde para sintetizar otra complementaria
• Demostración de la hipótesis de replicación semi-conservativa: experimento de Meselson y Stahl

6. La información del DNA se lee en tripletes

• Dos bases no son suficientes para codificar para los 20 aminoácidos de las proteínas
• Tres bases son mas que suficientes: el código es degenerado
• Estructuración de la lectura de los tripletes

7. Las mutaciones cambian la secuencia del DNA

• Tipos de mutaciones: Mutaciones puntuales, inserciones, deleciones
• ¿Porqué se producen mutaciones?

- Elementos móviles en el DNA
- Errores en la replicación
- Agentes mutagénicos (Fig1; Fig2)