La transcripción el código genético
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Tema 14: La base molecular de la herencia Biología 2º Bachillerato TEMA 14: LA BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
En 1953, Watson y Crick proponen la estructura en doble hélice del ADN. Esta aportación ha supuesto el comienzo de la “revolución genética”. En poco más de 50 años los avances científicos en este terreno no han dejado de sucederse. 1.- EL ADN, PORTADOR DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA Actualmente sabemos que el ADN es la molécula responsable de portar la información genética. Además es capaz de autocopiarse, posee un nivel bajo de mutación y se localiza en los cromosomas. EL EXPERIMENTO DE GRIFFITH En 1928 F. Griffith estudiaba el proceso de infección en ratones por Streptococcus pneumoniae, más conocido como "neumococo", una bacteria que se encuentra entre los agentes causantes de la neumonía humana y que resulta especialmente patógena para el ratón: la inyección en un ratón de esputos procedentes de un paciente afectado de neumonía neumocócica le ocasiona a aquél la muerte en menos de 24 horas. En sus experimentos, Griffith utilizó dos cepas distintas del neumococo: La “S” y la “R”. Ambas variantes podían distinguirse una de la otra con facilidad debido al aspecto de las colonias que formaban en las placas de cultivo, que tenían aspecto brillante (S) en la variante patógena común y aspecto rugoso (R) en la variante mutante no patógena. El aspecto brillante o rugoso de las colonias era también una consecuencia de la presencia o ausencia respectivamente de la cápsula de polisacáridos. En el curso de sus investigaciones Griffith descubrió que las bacterias S muertas y las R no producían la muerte del ratón si se inyectaban separadas pero observó con sorpresa que los ratones inoculados con mutantes R no patógenos mezclados con una muestra de bacterias S patógenas previamente muertas por efecto del calor, contraían la neumonía y morían a las pocas horas. Las bacterias recuperadas de la sangre de los ratones muertos habían recuperado su capacidad para sintetizar la cápsula de polisacáridos y con ello su carácter patógeno y el aspecto brillante de las colonias a las que daban lugar. Había algo en las células S muertas capaz de transformar a las células R vivas.  EL EXPERIMENTO DE AVERY Los experimentos de Griffith fueron el punto de partida del trabajo de Avery, McLeod y McCarthy, quienes en 1944, se plantearon identificar la naturaleza química del "principio transformante" responsable del fenómeno observado.
Los resultados de sus experimentos se reflejan en la siguiente tabla:
EL EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASE En 1952 Alfred D. Hershey y Marta Chase diseñaron un experimento con el objeto de elucidar los detalles del proceso de infección de células bacterianas de la especie Escherichia Coli por bacteriófagos T2. Las partículas infecciosas de este fago están compuestas exclusivamente por DNA y proteínas. Hershey y Chase querían saber como se comportaba uno y otro tipo de macromoléculas durante el proceso de infección. Para ello, idearon una ingeniosa técnica de marcaje mediante isótopos radiactivos. Se percataron de que en las partículas virales la práctica totalidad de los átomos de fósforo se encontraban en el DNA (en los grupos fosfato de la cadena polinucleotídica) mientras que la práctica totalidad de los átomos de azufre se encontraban en las proteínas (en los aminoácidos metionina y cisteína). Así, decidieron utilizar los isótopos radiactivos 32P y 35S para delatar respectivamente la presencia de DNA y de proteínas.
Con las cepas virales obtenidas Hershey y Chase procedieron a infectar dos cultivos de E. coli no marcados radiactivamente (cada uno de ellos con una cepa diferente). Después de la infección, y antes de que se completara el ciclo lítico sometían a las células a una fuerte agitación mecánica para desprender de la superficie de la célula a todos los virus que pudiesen estar adheridos, y después, por centrifugación separaban las células de las partículas víricas: Las células se acumulan en el sedimento, y los fagos permanecen en el sobrenadante. A continuación medían la radioactividad asociada a las células. Las células presentaban radioactividad únicamente cuando se hacía el experimento con virus 32P. Cuando se realizaba el experimento con virus 35S, las células no contenían radioactividad. Como los virus que surgen de ambos ciclos líticos son absolutamente normales, este experimento indica que las características genéticas del virus han sido comunicadas a la progenie mediante el DNA, no mediante la proteína. 2.- EL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR  El dogma central de la Biología molecular describe cómo se produce el flujo de la información genética que se encuentra en el ADN.Las modificaciones que ha sufrido se deben fundamentalmente a dos hechos observados en virus:
3.- LA REPLICACIÓN DEL ADN La replicación es el proceso por el que el ADN se duplica y se obtienen dos copias idénticas de él. Tiene lugar en la interfase del ciclo celular y es necesaria para que se lleve a cabo la división celular. Con el modelo de la doble hélice de Watson y Crick se desarrolló la idea de que las hebras originales debían servir de patrón para hacer la copia, aunque en principio había tres posibles modelos de replicación:
 Meselson y Stahl demostraron en 1958 que el modelo válido era el semiconservativo. Para ello utilizaron nucleótidos marcados con nitrógeno pesado.    Elementos que intervienen Para que se lleve a cabo la replicación del ADN en las células se requieren los siguientes elementos:
Mecanismo Aunque existen pequeñas variaciones entre procariotas y eucariotas, el mecanismo básico es bastante similar:
  LA REPLICACIÓN EN EUCARIOTAS Es similar a la de los procariotas, es decir, semiconservativa y bidireccional. Existe una hebra conductora y una hebra retardada con fragmentos de Okazaki. Se inicia en la burbujas de replicación (puede haber unas 100 a la vez) Intervienen enzimas similares a los que actúan en las células procariotas y otros enzimas que han de duplicar las histonas que forman parte de los nucleosomas. Los nucleosomas viejos permanecen en la hebra conductora. Hay cinco tipos de ADN polimerasas que se reparten las tareas de elongación y corrección de errores. La replicación se va completando normalmente hasta llegar al extremo del cromosoma, el telómero. Cuando se elimina el último cebador, la hebra retardada queda incompleta, ya que la ADN polimerasa no puede rellenar el hueco al ser incapaz de sintetizar en dirección 3´-5´. Este hecho hace que el telómero se vaya acortando un poco cada vez que la célula se divide, fenómeno que se asocia con el envejecimiento y la muerte celular. Consulta este enlace sobre la acción de la telomerasa: http://www.bionova.org.es/biocast/tema19.htm  |
