Genetica

Separata de Genética (BIOL 3770)
Preparada por Sandra L. Maldonado Ramírez, PhD

Esencialmente, todas las características metabólicas y morfológicas discutidas están controladas o influenciadas por la genética.

Genética es la parte de la biología que estudia como las características pasan de un organismo a otro y como estas características se expresan. La genética nos permite conocercomo fluye la información genética, entender los mecanismos moleculares por los cuales las células funcionan, modificar organismos y utilizarlos como control biológico, terapía genética, entender como funcionan los organismos sanos y compararlos con organismos enfermos, terapia de antibióticos y resistencia a antibióticos.

Hay varias moléculas envueltas en el flujo de información genética. Entreellas se distinguen las proteínas y los ácidos nucleicos (DNA y RNA). El flujo de información es unidireccional:
DNA RNA proteína
Debido a que hasta el momento este flujo d einformación ocurre de la misma forma en todos los organismos y los virus es el DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR.

Definiciones básicas:

1. Genoma- total de genes en una célula o virus. Tradicionalmente sepiensa solo en cromosomas, sin embargo se deben considerar como parte del genoma los genes en los elementos extracromosomales como los mitocondrios, cloroplastos, plásmidos, etc.
2. Gen - segmento de DNA (excepto en virus) que especifíca la secuencia de aminoácidos en una proteína (polipéptido) mediante un RNA o algún tipo de RNA particular.
La información en un gen está representada por lasecuencia de bases nitrogenadas en el material genético. En eucariotas, los genes están divididos en varias regiones codificadoras (exones) separadas por regiones que no codifican para proteína (intrones)
3. Polipéptido – secuencia de aminoácidos. Hay 20 aminoácidos que se unen para formar un sin número de proteínas diferentes (ver código genético).

El ácido deoxirribonucleico (DNA) es unamolécula descubierta y descrita por Watson y Crick como una doble hélice. Es una macromolécula compuesta de unidades repetitivas llamadas nucleotides. Cada nucleotido está compuesto por: una base nitrogenada, un azúcar (deoxiribosa) y un grupo fosfato. La variedad en los nucleotides proviene de las bases nitrogenadas que se dividen en dos grupos: purinas (adenina y guanina) y las pirimidinas (citocinay timina). En el RNA la timina se sustituye por uracilo y el azúcar es una ribosa.











¿Como fluye la información genética?
Replicación
El material genético se duplica produciendo dos hélices dobles de DNA. Está replicación es semiconservativa y requiere la presencia de varias proteínas celulares, las cuales dirigen una secuencia de eventos complejos. El proceso comienzacuando las dos hebras en la hélice se separan formando una estructura llamada tenedor de replicación. Los nucleotidos que están libres en el citoplasma se aparean con las bases complementarias (A=T y G=C). La DNA polimerasa se encarga de unir esos fragmentos individuales para formar una sola hebra que será complementaria a la hebra original. Este proceso continua a lo largo da cada hebraoriginal y a medida que se va replicando el DNA la dobre hebra vuelve a formarse.











Es importante notar que las hebras de DNA en la molécula original están orientadas en direcciones opuestas. Cada hebra se denomina con el número 3’ ó 5’ dependiendo del componente del nucleotido al cual están unidas. La DNA polimerasa solo puede unir nucleotidos en el extremo 3’ y por lo tanto lahebra que se sintetiza continuamente utiliza como molde la hebra que va de 5’a 3’.
La hebra que se está formando a partir de la orginal que va de 3’a 5’ no es continua y requiere de una DNA ligasa que una los pequeños fragmentos que se forman desde el extremo 3’. Estos fragmentos (fragmentos de Okazaki) tienen una longitud de aproximadamente 1,000 pares de bases. En E. coli la replicación es...