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El origen del ADN

En la clase del viernes, vimos el mecanismo en el que el ADN forma la burbuja de replicación.
La burbuja de replicación es un mecanismo que tienen las dos hebras que forman el ADN para crear copias de si mismo.

En este proceso podemos distinguir dos hebras principales:


  • Hebra conductora: Es la que se sintetiza en el sentido 5'→3'. Su síntesis se realiza con la ayuda únicamente de un solo ADN en el inicio, después de eso se sintetizará sin interrupciones.
  • Hebra Retardada: Se sintetiza en el sentido 3'→5'. En este caso, si que es necesario el uso del ADN polimerasa a lo largo de toda la cadena, la cual debido a esta característica se encontrará formando los Fragmentos de Okazaki. También es necesario un cebador y finalmente, la presencia del ADN pol 1, encargado de eliminar el cebador, y el ADN ligasa, que actúa como pegamento.

En la imagen se ve de una manera más visual el proceso que se ha descrito anteriormente.
Debido a que este tema tiene una gran base química de la cual carecemos, puede ser algo mas complicado de entender pero en el siguiente vídeo se explica de una manera sencilla el proceso.

   ¡PREGUNTA!

Conociendo este mecanismo tan precisamente como lo conocemos, ¿sería posible "crear" humanos a nuestro antojo introduciendo genes y modificándolos?



¿ESTO PARA QUÉ SIRVE?

Como hablamos en clase, este es un enorme campo de estudio en la biología. Conociendo el ADN y su comportamiento, podemos investigar para curar multitud de enfermedades, sobre todo muchas de las enfermedades de tipo genético.

Reproducción celular: No es solo una simple división.


Como ya señalo en el título, la reproducción celular no es tan simple como parece. Aunque a simple vista parezca tan fácil como una duplicación del ADN y su posterior separación, el proceso es bastante complejo y, a mi modo de ver, muy bonito.

Comencemos con la explicación del ciclo celular, que vendría a ser algo parecido a la vida de la célula. En ella se pueden distinguir cuatro etapas: 
-G1: En ella se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño. Comienza tras la citocinesis y su duración es muy variable, incluso a veces permanente en el caso de ciertas células extremadamente especializadas, donde la etapa pasa a ser G0.
-S: Se produce la replicación del ADN y se sintetizan las histonas, básicas para la formación de los cromosomas. En los mamíferos dura unas siete horas.
-G2: Se transcriben y traducen genes que codifican proteínas y se duplican los centriolos. Su duración es muy corta (alrededor de tres horas en los mamíferos) Tras esta fase, comienza la mitosis.

Dibujo más detallado del ciclo celular

Como he mencionado anteriormente, durante la fase S se produce la replicación del ADN. Se propusieron tres modelos diferentes, aunque el actualmente reconocido se denomina "modelo semiconservativo", en el que cada doble hélice conserva una de las dos originales y sintetiza una nueva. Este modelo fue aprobado por Meselson y Stahl. 

Dentro de tal replicación ,se distinguen dos etapas:
-Fase de iniciación: Consiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice. Se inicia en el oriC o punto de iniciación. En esta sección se encuentran las llamadas proteínas iniciadoras (girasas) que se encargan de desestabilizar la estructura helicoidal del ADN, abriéndola y fijándola para que no se vuelva a enrollar. Al separar las cadenas, otras proteínas (helicasas) se encargan de romper los enlaces de hidrógeno, a partir de aquí se forma la horquilla de replicación. Por último las proteínas SSB y topoisomerasas impiden que se formen otras estructuras secundarias, pues de la doble hélice original se formaran dos nuevas moléculas, siguiendo el patrón semiconservativo.
-Fase de elongación: Esta fase la explica mejor este vídeo ilustrativo donde se aprecia perfectamente el proceso: 


¿Y esto... para que sirve?

Esta unidad nos abre las puertas de la genética y nos muestra detalladamente la reproducción sexual, un tema inusualmente bonito, pero también complejo. Conocer como funciona la replicación de ADN es un conocimiento básico para cualquier biólogo, ya que de el depende nuestra propia reproducción y nos ayuda a comprender todo lo relacionado a las mutaciones, causa de la evolución, y por las que siento una pasión casi vocacional, por lo que pretendo aprender mucho de este tema y absorber todo lo que pueda. Como última causa, también se encuentra el interés de selectividad,cuyo tema puede ser recurrente.

Fernando B.G

ADN: La escalera de la vida.






Hoy hemos empezado la clase comentando la imagen del Science Quizz 5 titulado: ¿El eslabón perdido o una carrera de cuatro patas? No se trataba de una fiesta folclórica o una curiosa carrera, sino de un raro caso del llamado Síndrome de Uner Tan. Se trata de una alteración del ADN que provoca un subdesarrollo del cerebelo y produce una atrofia en el sistema del equilibrio y las habilidades motrices (vídeo 1).




Vídeo 1.- Síndrome de Uner Tan

Esta llamativa alteración de los genes nos ha servido para abrir nuestro apetito científico y profundizar en el sustrato molecular de la información genética: el ADN. Una apasionante macrobiomolécula en forma de escalera de caracol en la que los peldaños son las bases nitrogenadas y los pasamanos las cadenas formadas por el azúcar y el ácido fosfórico.

Para facilitar el estudio de la estructura de los ácidos nucléicos y la complementariedad entre las bases os recomiendo el enlace insertado en este párrafo, la  página interactiva sobre el ADN (muy ilustrativa y divertida) y el vídeo 2.




Vídeo 2.- La estructura del ADN





Para l@s más curios@s no puede faltar una lectura del artículo original de Watson y Crick (fig. 1) o la recopilación de artículos publicados en la revista Nature sobre la estructura del ADN, a propósito del 50º. aniversario celebrado en 2003. También, es interesante este otro enlace sobre los ácidos nucleicos como visión general del tema.





Figura 1.- Francis Crick (derecha) junto a James D.Watson, 
codescubridores de la estructura y función del ADN


Finalmente, recordar que aunque las estructuras alternativas a la doble hélice no son muy importantes, la función biológica del ADN, sí lo es. No hay que olvidar que es la molécula encargada de almacenar la información genética, que tiene la posibilidad de replicarse y que existe una relación entre la cantidad de ADN y la complejidad de los seres vivos (fig. 2)





Figura 2.- Niveles de complejidad del ADN


¿ESTO PARA QUÉ SIRVE?

Como dijo Francis Crick, el conocimiento de la estructura del ADN nos ha permitido conocer el secreto de la vida. Cada molécula de ADN lleva un mensaje escrito. Sus bases nitrogenadas son las letras con las que se construyen los "enunciados" proteícos que componen el texto de la vida.

Hoy hemos descubierto dónde está escondido el jeroglífico y, a partir de aquí, iremos descubriendo cómo la célula lo descifra y fabrica las herramientas proteícas que le permiten realizar sus funciones vitales de nutrición, relación y reproducción.  

 ¿Quién sabe?, a lo mejor, algun@ de nosotr@s llegue algún día a descubrir cómo reparar el ADN de enfermos como los del Síndrome de Uner Tan. Si llega ese día, recordaremos que fue hoy cuando conocimos la molécula que guarda el secreto de la vida.  


FUENTES

Imagen:

Imagen de portada: realizada por la autora.

Imagen 1: 
http://www.abc.es/Media/201302/27/francis-crick-subasta-carta--644x362.jpg

Imagen 2: 
http://api.ning.com/files/5YTVA7zjayji7l5bXgdkQ2bpWYThSDTpJtFv0Eq-m-v8FPLeO4p*imSUU-3Yj08Pi7P8jOeuuSEhPBdchv22086n*gbkKrCn/an5bis2.bmp

Vídeos:

Vídeo 1:
http://i1.ytimg.com/vi/jXZdOaJOMc0/mqdefault.jpg

Vídero2:
http://www.youtube.com/watch?v=i-ATJ1FwYp


Información:

http://gori-gori.blogspot.com.es/2013/10/science-quizz-5-el-eslabon-perdido-o.html

http://www.elmundo.es/elmundo/2006/03/08/ciencia/1141780387.html

http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Estruadn/estruadn.htm#Composicion

http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf


http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html


http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena6/4quincena6_contenidos_1a.htm


http://eduredes.ning.com/profiles/blogs/los-acidos-nucleicos





Marta C.S.



El ADN, nuestro código de barras.

Hoy hemos comenzado una nueva lección, la última ya de lo que viene siendo bioquímica en si. El tema se titula: "Nucleótidos y ácidos nucleicos" en el que obviamente vamos a estudiar el ADN, sin olvidarnos también del ARN, que son los causantes de que seamos más o menos rubios, o que tengamos una tonalidad de piel u otra.



La función principal de los ácidos nucleicos es almacenar, transmitir y expresar la información genética, que va a ser la que determine nuestras características tanto físicas como internas. Estos se dividen en nucleótidos que a su vez están formados por: 

A) Una base nitrogenada, que puede ser citosina, timina o uracilo si son pirimidinicas; o adenina y guanina sin son púricas.

B) Un azúcar que es siempre una pentosa, que puede ser ribosa si es una molécula de ARN, o desoxirribosa si nos encontramos ante un ADN.

C) Un ácido fosfórico que se encuentra en forma de ión.

Para la formación de un nucleótido primero se tiene que formar un nucleósido (cuidado no confundir los términos) que es la unión de una base nitrogenada con una pentosa mediante un enlace glucosídico. Una vez formado el nucleósido se une a este el ión fosfato por medio de un enlace tipo éster.



Además de integrar los acidos nucleicos, los nucleótidos tambien se encuentran de forma libre en las células donde tienen un papel importante en el metabolismo, son los llamados nucleótidos no nucleicos.

NUCLEÓTIDOS DE ADENINA.

El ADP y el ATP son los mas relevantes, ambos de grandisima importancia biologica ya que los enlaces que unen sus grupos fosfatos al ser rotos liberan gran cantidad de energia, lo que las convierte en transportadoras de esta.
El ADP significa adenosín difosfato, y el ATP adenosín trifosfato (no lo del tenis), este ultimo se utiliza como moneda de cambio de energía ya que al romper uno de sus enlaces de tipo éster se libera mucha energía, la misma que es necesaria para formarlo.

El AMP cíclico solo tiene un grupo fosfato que está esterificado. Este se forma cuando se unen una hormona y un receptor en la membrana plasmática por lo que recibe el nombre de segundo mensajero,  ya que los primeros son las hormonas que llegan a esa parte de la membrana.

NUCLEÓTIDOS COENZIMÁTICOS.

Las coenzimas son moléculas orgánicas que se encargan de llevar electrones para las reacciones enzimáticas, muchas de ellas son nucleótidos. Los principales son:

A) Nucleótidos de flavina, formados por una base, la flavina, y como pentosa un derivado de la ribosa que es es ribitol. Esto formaría un nucleósido que dependiendo a lo que se una puede formar FMN, si esta unido a un grupo fosfato; o FAD, que es un FMN unido a un AMP. Son catalizadores de procesos de oxidación-reducción.

B) Nucleótidos de piridina, son dinucleótidos surgidos de la unión de nicotinamida con adenina. Si no se les une nada mas reciben el nombre de NAD+, mientras que si se les une un grupo fosfato pasan a llamarse NADP+. También intervienen en procesos de oxidación-reducción.

C) La coenzima A, formada por un ADP, ácido pantoténico y una cadena de etilamina unida a un triol. Se abrevia en CoA o CoA-SH para resaltar el grupo triol. Interviene  en reacciones de metabolismo celular.



¿ESTO PARA QUE SIRVE?

Principalmente sirve para conocer, aunque eso lo haremos mas adelante, como una molécula minúscula puede hacer que cambien tanto nuestras características. Lo que hemos tratado hoy nos servirá a la hora del estudio del metabolismo celular, ya que para entender el proceso hay que conocer primero las sustancias que intervienes en el.