INFORMACION GENETICA

1. INFORMACION GENETICA REPLICACION, PEPARACION Y RECOMBINACION

2. INFORMACION GENETICA Requiere de dos aspectos , dos reinos moleculares: • Conservación ; el DNA, posee características estructurales que potencian el almacenamiento y duplicación de la información. 2.- Transferencia; las proteínas tienen estructuras tridimensionales diversas y flexibles que potencian la transferencia de información.- Pueden doblar, girar, desenrollar y abrir las moléculas de DNA; durante procesos como la replicación y la trascripción.

3. INFORMACION GENETICA Todos los individuos ,siguientes características: • Síntesis rápida y exacta del DNA • Estabilidad genética proporcionada por mecanismos de reparación del DNA eficaces • La supervivencia a largo plazo de las especies depende también de la variación genética para adaptarse al ambiente cambiante.- Estas variaciones surgen de las recombinaciones genéticas y también de las mutaciones

4. REPLICACION DEL DNA • La principal función consiste en proveer a la progenie con la información genética del progenitor • Debe ser completa, fiel que asegure la estabilidad • Tiene lugar antes de cada división celular • Al separarse las dos cadenas cada una se utiliza para la síntesis de una cadena complementaria • Cada una de las dos nuevas moléculas de DNA contiene una cadena vieja y y una cadena vieja • Replicación semiconservadora

5. SINTESIS DE DNA EN LOS PROCARIOTAS ( E.COLI) PASOS BASICOS: • Origen de replicacion • Desenrollamiento del DNA • Síntesis del cebador • Síntesis de DNA • Unión de los fragmentos de DNA • Control del superenrollamiento Tienen lugar durante la mayor parte de la división celular

6. ORIGEN DE REPLICACION EL DNA circular bacteriano tiene un único origen de replicacion,esta secuencia denominada Ori C, consta de un mínimo de 245 pares de bases donde se unirá una proteína iniciadora(DNA A en E.COLI )

7. DESENROLLAMIENTO DEL DNA • Las helicasasson las enzimas que catalizan el desenrollamiento del DNA del duplex en la E. Coli, la helicasa principal es la proteína Dna B, un producto de el gen DNAB ( requieren de ATP) • Rompe lps puentes de hidrogeno entre cadenas complementarias, pero solo lo hará si previamente se ha unido la proteína iniciadora al origen de replicación • Las bandas separadas se volverían a unirse ,si no fuera porque las proteínas de unión a cadena sencilla (SSB, del ingles Single Strand Binding Proteínas)se unen rápidamente a las bandas sencillas impidiendo su reanillamiento

8. SINTESIS DEL CEBADOR • La formación de segmentos cortos de RNA que se denominan cebadores (primers) (10 a 12 nucleótidos de largo).- Necesarios para la iniciación de la replicación del DNA Esta catalizada por la primasa, (una RNA polimerasa) Primosoma; es un complejo multienzimatico que contiene primasa y varias proteínas auxiliares

9. SINTESIS DE DNA • Por la formación de enlaces fosfodiester entre los nucleótidos apareados por la base a una cadena molde esta catalizada por grandes complejos enzimáticos ; DNA polimerasas • La DNA polimerasa III es la principal enzima que sintetiza DNA en los procariotas • La maquina de replicación del DNA ( replisoma); esta formada por dos copias de la holoenzima pol III, el primosoma y las proteínas de denserollamiento del DNA • Participa la DNA polimerasa I; eliminando el oportunamente el RNA cebador durante la replicación

10. DNA POLIMERASA DE LA E.COLI

11. DNA POLIMERASAprocariotas

12. COMPLEJO DE LA DNA POLIMERASA PROPIEDADES IMPORTANTES: • Elongación de la cadena : velocidad en la que ocurre la polimerización, en mamíferos 100 nucleótidos por segundo,10 veces menor que el bacteriano. • Posesividad : numero de nucleótidos agregados a la cadena naciente antes de que la polimerasa se separe del molde • Corrección de la lectura: identifica los errores y los corrige Gracias a su actividad correctora la DNA polimerasa solo se equivoca 1 vez cada 10 millones de bases añadidas

13. ACTIVIDAD DE CORRECCION DURANTELA LECTURA DE LA DNA POLIMERAZA LA DNA polimerasa aparea nucleótidos durante la replicación del DNA con un alto índice de precisión . Si se añade una base incorrecta, la polimerasa se detiene y elimina la base incorrecta,reemplazandola por la correcta, después la replicación continua

14. ACTIVIDAD EXONUCLEASA 5`--3` DE LA DNA POLIMERASA I ELIMINA EL PRIMERS EN DIRECCION 5`-- 3` Y REEMPLAZA EL ESPACIO DEJADO POR LOS PRIMERS CON NUCLEOTIDOS COMPLEMENTARIOS MEDIANTE SU ACCION POLIMERASA

15. DNA polimerasa de las células eucariotas

16. UNION DE LOS FRAGMENTOS • Al completarse la replicación una enzima denominada ligasa une los extremos del DNA recién sintetizado (DNA ligasa) • Sella la muesca en la cadena sencilla que existe entre la cadena naciente y los fragmentos de Okasaki en la cadena retardada.

17. CONTROL DEL SUPERENROLLAMIENTO • Las DNA topoisomerasas(DNA GIRASA); evitan el enmarañamiento de las cadenas de DNA.- alivian la torsión (fuerza giratoria) del DNA que puede lentificar el proceso de replicación. • La doble hélice se desenrolla rápidamente (50 revoluciones por segundo) • Las topoisomerasas son enzimas que cambian el superenrollamiento del DNA( rompen y unen las cadenas( superenrollamiento controlado)

18. COMPONENTES NECESARIOS PARA LA REPLICACION EN CELUAS BACTERIANAS

19. REPLICACION DEL DNA PROCARIOTA • La replicación del cromosoma circular de E.Coli comienza en un lugar de iniciación que se denomina oriC y se produce en dos direcciones • Al separarse uno de otro los dos lugares de la síntesis activa de DNA (horquillas de replicación) se forma un ojo de replicación • Unidad de replicación o replicón; DNA, iniciación y secuencia reguladoras.

20. HORQUILLA DE REPLICACION Componentes : • La DNA helicasa desenvuelve un segmento corto del DNA de doble cadena original • Una primasa inicia la síntesis de una molécula de RNA, esencial para la cebadura de la síntesis de DNA • La DNA polimerasa inicia la síntesis de la cadena hija naciente • Proteínas de unión a cadena sencilla ( SSB) se une al DNA de cadena sencilla y previene la transformación prematura en DNA de cadena doble

21. HORQUILLA DE REPLICACION • La síntesis bidireccional del DNA, se produce una síntesis continua en la dirección 5´--3´ en una cadena y en la dirección 3´---5´ en la otra • Cadena conductora: se sintetiza de forma continua en la dirección 5´---3´(actividad enzimática) • Cadena retardada: se sintetiza en dirección 5´---3´ de forma discontinua( fragmentos Okasaki),DNA ligasa.

22. HORQUILLA DE REPLICACIONLAS DOS CADENAS DE DNA RECIEN SINTETIZADAS TIENEN POLARIDAD OPUESTA

23. MODELO DE REPLICACION EN E.COLI • Velocidad de replicación hasta 1000 pares de bases por segundo y horquilla de replicación. • 1 error por 10 a la 9 a 10 a la 10 pares de bases • La pol III como la pol I corrigen el DNA sintetizado • La mayoría de los nucleótidos mal apareados se eliminan por las exonucleasas • La región ter (20pb )se une a una proteína de unión ter (TBP), la replicación cesa

25. DUPLICACION DEL DNA EN EUCARIOTAS PASOS BASICOS: • Identificación de los orígenes de la duplicación • Desenrollamiento( desnaturalización) del DNA de cadena doble para proporcionar un molde de DNA de cadena sencilla • Formación de la horquilla de replicación • Inicio y elongación de la síntesis de DNA • Formación de burbujas de duplicación con ligadura de los segmentos de DNA recién sintetizados • Reconstitución de la estructura de la cromatina

26. BURBUJAS DE DUPLICACION En los eucariotas: • La duplicación es bidireccional; la duplicación sucede en ambos sentidos a lo largo de todos los cromosomas y ambas cadenas se replican al mismo tiempo • La duplicación avanza desde múltiples orígenes en cada cromosoma( 100 en humanos)

27. DNA TOPOISOMERASAS • Además de la separación de las cadenas de la hélice doble, debe desenrollarse la molécula ( 1 de cada 10 pares de nucleótidos), esto debe ocurrir en segmentos • Esta función la proporcionan enzimas que introducen cortes que introducen cortes en una cadena de la doble hélice que se desenrolla • Los cortes se cierran con rapidez sin gasto energético

28. CICLO CELULAR Incluye las actividades de crecimiento y división. Es el periodo que va desde el principio de una división hasta el inicio del siguiente Fases; 1.- Interfase;etapa entre dos divisiones 2.- FaseM(mitosis) 3.-Fase de latencia o fase Go

29. CICLO CELULAR • En las células humanas, la duplicación del genoma del DNA ocurre durante un periodo especifico de la vida de la célula • Este periodo se le conoce como fase sintética o fase S • Durante la fase S las células contienen la mayor cantidad de DNA polimerasa, las enzimas tienen mayor actividad • El DNA nuclear se replica por completo una vez

30. En la actualidad parece que los fenómenos que desencadenan la división consisten en fosforilaciones de proteínas cromosómicas especificas, por quinasas nucleares, las quinasas son inactivas hasta que se unen de manera no covalente a unas proteínas denominadas ciclinas ciclinas

31. CICLINASTRANSICION DEL CICLO CELULAR

32. INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DEL DNA MECANISMOS DE REPARACION

33. MECANISMOS DE REPARACION • La fidelidad de la duplicación reside en el apareamiento especifico de las bases de nucleótidos Se vigila el apareamiento en dos ocasiones: 1.- En el momento del de la inserción de los trifosfatos de desoxirribonucleósido 2.- Corrección de lectura: impide que la frecuencia de incorporación errónea inducida por los tautomerías sea mayor a una vez cada 10 a la 8 a 10 a la 10 pares de bases de DNA sintetizado

36. La fidelidad en la replicación es crucial para la reproducción celular Se estima que la frecuencia de errores durante la replicación corresponde a una base cada 10 a la 9 a 10 a la10 nucleótidos incorporados

37. MUTACIONES Es un cambio heredable en la información genética Son la fuente de la variabilidad y diversidad de los organismos vivos, de la evolución Sin ellas los organismos no podrían adaptarse a los cambios del medio ambiente y estarían en peligro de extinción Pueden ser fatales , no solo para la vida de una célula sino para el organismo completo

38. MUTACION Una alteración en la secuencia de bases Púricas y pirimidicas de un gen causada Por un cambio, ya sea por eliminación o Inserción, de una o mas bases puede dar Origen a un producto génico anormal.

39. MUTACION La tasa de mutación espontánea natural es notablemente constante entre las especies con un valor de 0.1 a 1 mutación por gen por millón de gametos de cada generación La mayoría de las mutaciones son adversas Aproximadamente el 50% de las concepciones se pierden debido a factores genéticos Un humano dispone de 10 a la 14 células nucleadas , cada una con 3 por 10 a la 9 pares de bases de DNA ,ocurren cerca de 10 a la 16 divisiones celulares en toda la vida y 10 a la menos 10 mutaciones por par de bases, pude haber hasta 1 mutación por cada 10 a la 6 pb en el genoma

40. TIPOS DE MUTACIONES GENICAS Sustituciones de bases; Es el tipo mas sencillo de mutación génica. Se produce la alteración de un solo nucleótido en el DNA. Cuando se altera la base de un nucleotido,tambien se altera la base del nucleótido de la cadena opuesta. La sustitución de una base provoca la sustitución de un par de bases

41. SUSTITUCION DE BASES 1.- transición; se cambia una purina por otra diferente o, alternativamente ,una pirimidina se reemplaza por otra pirimidina diferente 2.- transversion:una purina es reemplazada por pirimidina o lo contrario, una pirimidina es reemplazada por una purina

42. TIPOS DE MUTACIONES GENETICAS Inserciones o deleciones; Suponen la adición o la eliminación ,respectivamente de uno o mas pares de nucleótidos son mas frecuentes que las sustituciones de bases la adición o delecion de un nucleótido cambia el marco de lectura y altera todos los aminoácidos codificados por los codones que siguen a la mutación

43. MUTACIONESCAUSAS Mutaciones espontaneas; Las que surgen por cambios naturales en la estructurales en el DNA Mutaciones inducidas; Provocadas por cambios causados por Sustancias químicas ambientales o por radiaciones

44. TIPOS DE DAÑO AL DNA

45. EFECTOS FENOTIPICOS DE LAS MUTACIONES Mutación cambio se sentido; la sustitución de una Que altera un codón en el mRNA y produce la Incorporación de un aminoácido diferente Mutación si sentido; cambia un codón con sentido (aquel codifica un aminoácido) por un codón sin Sentido(uno que termina la traducción) Mutación silenciosa; altera el codón, pero sigue Codificando el mismo aminoácido Mutación neutral; es una mutación de aminoácidos Que altera la secuencia de aminoácidos de una Proteína ,pero no cambia su función

46. EFECTOS FENOTIPICOS DE LAS MUTACIONES

47. MECANISMOS DE REPARACION

48. REPARACION AL APAREMIENTO INCORRECTO • Corrige errores que surgen cuando se copia el DNA • Podría insertarse una C frente a una A, o la polimerasa podría deslizarse o detenerse e insertar 2 a 5 base adicionales sin pareja • Proteínas que revisan el DNA recién formado y utilizan la metilación de A en una secuencia GATC como referencia • La cadena molde se metila y la nueva no

49. REPARACION POR ESCISION DE BASES • La despurinacion del DNA, sucede en forma espontánea por la labilidad térmica del enlace N- glucocidico de la purina • Ocurre a un ritmo de 5000 A 1000 células por día a una t° de 37°c • Las bases citosina, adenina y guanina forman uracilo, hipoxantina y xantina respectivamente • N-glucosilasas; las reconocen y eliminan del DNA

50. REPARACION POR ESCISION DE NUCLEOTIDOS • Se emplea para sustituir regiones de DNA dañado con una longitud hasta de 30pb • Implica la hidrólisis de dos enlaces fosfodiester de la cadena que contiene el defecto, por una excinucleasa • Se elimina esta cadena y se sustituye de nuevo mediante el apareamiento exacto de bases por una polimerasa y ligasa