División celular y nuclear y síntesis de proteínas Flashcards
(21 cards)
Defina replicación del ADN
La replicación del ADN es la producción de nuevas cadenas de ADN con secuencias de bases idénticas a las cadenas existentes.
Indique en que procesos se requiere el proceso de replicación del ADN
- Reproducción
- Crecimiento y reemplazo de tejidos en organismos multicelulares
Describa el proceso de replicación semiconservativa del ADN y la función del apareamiento de bases complementarias
La replicación semiconservativa es el proceso a través el cual después de la separación de la doble hélice de ADN, las cadenas por aparte se usan como molde para crear dos idénticas a la original y conservando una hebra de esta. Para lograr esto, se inician a agregar nucleótidos en cada una las cadenas originales, por lo cual el apareamiento de bases juega un rol fundamental. Ya que, dependiendo de los nucleótidos de las cadenas originales se unen los complementarios para garantizar una doble hélice igual a la original.
Indique las funciones de la helicasa y la ADN polimerasa en la replicación del ADN
Funciones de la helicasa:
* Rompe los enlaces de hidrógeno entre las bases
* separa las dos hebras de una
molécula de ADN
Funciones de la ADN polimerasa:
* ensambla nuevas hebras de ADN
* Agregan nucleótidos mientras se mueven a lo largo de las cadenas molde
* Une los nucleótidos a los extremos de las cadenas
Describa los pasos para la reacción en cadena de la polimerasa PCR y la electroforesis en gel.
Reacción en cadena de la polimeraca PCR
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se lleva a cabo en un termociclador y utiliza variaciones de temperatura para controlar el proceso de replicación mediante tres etapas:
1. Desnaturalización: La muestra de ADN se calienta (~90 ºC) para separar las dos cadenas.
2. Recocida: La muestra se enfría (~55 ºC) para permitir que los cebadores se unan a las cadenas (los cebadores designan la secuencia que se copiará).
3. Alargamiento: La muestra se calienta a la temperatura óptima para que una polimerasa termoestable (Taq) funcione (~75 ºC) e inicie a ensamblar nuevas cadenas de ADN.
Electroforesis en gel
Para la electroforesis en gel se siguen los siguientes pasos:
1. El ADN puede ser cortado en fragmentos utilizando endonucleasas de restricción; diferentes muestras de ADN generarán fragmentos de distintas longitudes.
2. Las muestras se colocan en un bloque de gel y se aplica una corriente eléctrica, lo que hace que las muestras se desplacen a través del gel.
3. Los fragmentos se separan porque el ADN tiene carga negativa debido a la presencia de un grupo fosfato en cada nucleótido.
4. Las muestras más pequeñas son menos obstaculizadas por la matriz del gel y, por lo tanto, se moverán más rápido a través de este.
5. Esto provoca que las muestras de diferentes tamaños se separen a medida que viajan a velocidades distintas.
Describa las aplicaciones de la PCR y la electroforesis en gel (incluir análisis del ADN para investigaciones forenses y pruebas de paternidad)
La PCR y la electroforesis en gel pueden ser utilizadas para el reconocimiento de perfiles de ADN. Estos hacen posibles la identificación de individuos de acuerdo a su respectivo perfil de ADN. Dentro de las regiones no codificantes del genoma de un individuo existen largas secuencias de ADN formadas por elementos repetitivos llamados repeticiones cortas en tándem (STR). Dado que es probable que los individuos tengan diferentes cantidades de repeticiones en un locus STR determinado, generarán perfiles de ADN únicos a través los cuales pueden ser reconocidos. Estos perfiles se utilizan para investigaciones forenses y pruebas paternidad. Siguiendo los siguientes pasos:
1. Se recoge una muestra de ADN y después se amplifica utilizando PCR.
2. Las secuencias STR se cortan con enzimas de restricción para generar fragmentos.
3. La longitud de los fragmentos es diferente entre individuos debido a la longitud variable de sus repeticiones cortas en tándem (STR).
4. Los fragmentos se separan mediante electroforesis en gel y se comparan los perfiles resultantes.
En el caso de las investigaciones forenses, el ADN de algún sospechoso debe coincidir con un perfil de ADN, generado a partir de la escena del crimen, para ser culpable. Y en las pruebas de paternidad, debido a que los hijos heredan la mitad de sus cromosomas de cada padre deben poseer una combinación de fragmentos de ambos. Es decir todos los fragmentos presentes en el hijo deben estar también presentes en la madre o el padre. Por lo que se prueba la paternidad o maternidad de un progenitor cuando coinciden los fragmentos.
Explique la importancia de las repeticiones en una investigación científica.
Las hipótesis hechas por científicos para una investigación se basan en observaciones. Por lo que la confiabilidad de estas suposiciones aumentan en medida que también lo hace el número de las repeticiones de observaciones o mediciones en un experimento. Debido a esto, las repeticiones en una investigación científica son sumamente importantes ya que dan fiabilidad y veracidad a la hipótesis planteada. Por ejemplo, en el caso de los perfiles de ADN al aumentar el número de marcadores utilizados se reduce la probabilidad de una coincidencia falsa.
Defina transcripción.
Es la síntesis de ARN mensajero, utilizando el ADN como plantilla, se da dentro del nucleo después de salir del ribosoma.
Indique las funciones de la ARN polimerasa en la transcripción.
La ARN polimerasa cumple las siguientes funciones:
* Se une un sitio del ADN al inicio del gen que se está transcribiendo
* Desenrrolla la doble hélice del ADN y la separa en dos hebras simples
* Se mueve a lo largo de la hebra de la plantilla y posiciona los nucleótidos de ARN en la cadena plantilla con bases complementarias a las de la plantilla
* Une los nucleótidos del ARN mediante enlaces covalentes azúcar-fosfato para formar una cadena continua de ARN
* Separa el ARN ensamblado de la cadena molde y permite que se reforme la doble hélice del ADN.
Describa la función de los enlaces de hidrógeno y el apareamiento de bases complementarias
Los enlaces de hidrógeno tienen la función de mantener unidas las bases nitrogenadas en los nucleótidos en las cadenas de ADN. De esta manera, los enlaces se forman entre dos hebras de ADN para formar una doble hélice. Sin embargo, para que se puedan formar las bases unidas deben ser complementarias. Si ambas bases en las cadenas no son complementarias, los enlaces de hidrógeno no podrán ser formados ya que el apareamiento de bases no es posible
Explique la importancia de la estabilidad de las plantillas de ADN
La estabilidad de las plantillas de ADN es sumamente importante, ya que esta garantiza que a través de la vida de la célula la transcripción se de múltiples veces de manera efectiva. En caso de que las plantillas fueran inestables y se dieran con frecuencia las mutaciones, las cadenas utilizadas frecuentemente las acumularían y las copias de ARN contendrían errores, esto llevaría a un funcionamiento erróneo de las células.
Defina expresión génica
Es el proceso mediante el cual la información transportada por un
gen tiene efectos observables en un organismo.
Explica porque es importante el papel de la transcripción en la expresión génica.
La expresión génica es el proceso a través el cual la información contenida es los genes se puede ver reflejada de manera física en un organismo. Los genes especifican el patrón de aminoácidos de polipéptidos, y estas proteínas formadas son aquellas que definen la apariencia de estas características genéticas en un individuo. La transcripción al ser el primer paso de la expresión génica es sumamente importante, ya que esta define que genes van a ser replicados. Por lo que al momento de la transcripción, solo se transcriben, valga la redundancia, los genes activos en una célula. Por lo que aquellos que no se transcribieron por no estar activos, no se van a ver reflejados en la expresión génica, contrario a aquellos que sí estuvieron activos que terminarían siendo el efecto observable de la información de los genes.
Defina traducción
Es la síntesis de polipéptidos a partir de ARNm.
Indique las funciones del ARNm, los ribosomas y el ARNt en la traducción.
Funciones del ARNm en la traducción:
- Transporta el código genéticola información genética , el cual determina el orden de los aminoácidos en una secuencia de polipéptidos.
Funciones de los ribosomas en la traducción:
- Subunidad pequeña: Contiene un sitio de union para el ARNm
- Subunidad grande: Posee tres sitios de unión para el ARNt y contiene un lugar catalítico que forma enlaces peptídicos entre aminoácidos para ensamblar el polipéptido.
Funciones del ARNt en la traducción:
- Es responsable de traducir los aminoácidos al ribosoma según la secuencia de ARNm.
Defina codón y anticodón y establezca la relación entre estos dos durante la traducción.
Un codón es una secuencia de tres bases en el ARNm. De forma similar, un anticodón es una secuencia de tres bases complementarias aquellas del codón.
Ambos tienen una relación importante durante la traducción, ya que el ARNt al unirse al ribosoma posicionado en un codón, lee las bases nitrogenadas de este, y basado en estas se genera el anticodón, que posee bases complementarias para poder sintetizar el aminoácido basado en la secuencia de bases del codón.
Explique que es el código genético y sus características
El código genético es el conjunto de reglas mediante las cuales la información codificada en las secuencias de ARNm se convierte en secuencias de aminoácidos (polipéptidos) en las células. Dos de sus características son la degeneración y la universalidad. La degeneración consiste en que diversos codones codifican para el mismo aminoácido, y la universalidad significa que es utilizado por todos los organismos vivos, y los virus, con mínimas excepciones.
Utilice una cadena de ADN de mínimo 30 bases, obtenga el ARNm y la cadena de aminoácidos.
Cadena de ADN: TAC – GGG – CAT – TTA- CTA – TCA – GGA – TGT – TGA – AAA - ACT
ARNm: AUG – CCC – GUA – AAU – GAU – AGU – CCU – ACA – ACU – UUU - UGA
Cadena de aminoácidos: Met – Pro – Val – Asn – Asp – Ser – Pro – Thr – Thr – Phe - Alto
Describa los pasos del ribosoma a lo largo del ARNm y unión de cada aminoácido mediante enlaces peptídicos.
Los polipéptidos se sintetizan a medida que el ribosoma avanza a lo largo de la transcripción de ARNm y une los aminoácidos transportados por el ARNt. El ribosoma sigue los siguientes pasos:
1. Al ARN s une una enzima activadora que se adapta al mismo, esta une el aminácido que corresponde a la codificación del anticodón del ARNt.
2. El ARNt llevando únicamente un aminoácido unido, se une al sitio A (amino acilo) del ribosoma. Su anticodón se une a través del apareamiento de bases complementarias al siguiente codón del ARNm.
3. El aminoácido del ARNt está vinculado al final del proceso de crecimiento. El nuevo aminoácido se une a este mediante la formación de un enlace peptídico. El ARNt ahora contiene todo el polipéptido en crecimiento.
4. Mientras se mueve el ribosoma a lo largo del ARNm por un codón, el ARNt se transporta del sitio A al P (peptidilo). El anticodón del ARNt continúa estando unido con el codón del ARNm.
5. Se transfiere el polipéptido retenido por el ARNt a otro ARNt que llega al sitio A.
6. El ARNt se desplaza del sitio P al sitio E (de salida) mientras el ribosoma avanza a lo largo del ARNm por un codón adicional. Esto provoca que el anticodón del ARNt se separe del codón del ARNm y que el ARNt se separe del ribosoma.
7. El ciclo vuelve a comenzar con la unión de un aminoácido a un ARNt.
Defina mutación genética
La mutación genética es un cambio en la secuencia de bases de un gen codifica un rasgo específico.
Defina mutación por sustitución y explique cómo se afecta una proteína utilizando la anemia falciforme de ejemplo.
La mutación por sustitución es un cambio en la secuencia de bases de un gen, en específico un cambio de aminoácido en algún polipéptido producido por traducción. Esto resulta en la generación de un aminoácido diferente al original en el momento de la traducción. Un ejemplo de esto es la anemia falciforme. Esta resulta de una sustitución de bases en el sexto codón de la cadena beta de la hemoglobina. El cual produce que la secuencia de ADN cambie de CTC a CAC en la cadena molde que se transcribe. Debido a esto, la secuencia de ARNm cambia de GAG a GUG en el sexto codón. Esto causa que en el polipéptido, el sexto aminoácido cambie de ácido glutámico a valina.
Este cambio en el aminoácido altera la estructura de la hemoglobina, y causa que forme hebras fibrosas insolubles.
La hemoglobina insoluble no puede transportar oxígeno muy fácilmente, lo que da como resultado una disminución del suministro de oxígeno a los tejidos.
