N° 1
31-10-2017
17 Código genético 18 Características 21 ADN en las células 23 Acido Nucleicos 2 la vida de un científico 24 El ADN 6 Biosíntesis proteica 4 ojo con la noticia 26 Cocinando con 5 autoduplicacon del 7 traducción 13 3 ADN en mismo embrión Bioquímica ADN
Editora Jefe: Luisarys Díaz. Periodista: Eglexi Ramirez Jefe de Arte: Marco Sayago Créditos: Upel-Ipb Imágenes y Fotos: Víctor Calzadilla Diseño de Producción: Marco Sayago Encuentra más en nuestro canal de
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Francis Harry Compton Crick Nacido el 8 de junio de 1916 en Weston Favell (Reino Unido) fue un físico nuclear durante la Segunda Guerra Mundial, biólogo molecular y neurocientífico. Trabajó en diversos laboratorios, como el Strangeways Research Laboratory, hasta que en 1951 coincidió en los laboratorios de Cavendish de Cambridge con James Watson, con quien en 1953 hizo el gran descubrimiento de la estructura en doble hélice del DNA. En 1976, acepta un puesto de profesor en la Universidad de San Diego, y se instala en La Jolla frente al Océano Pacífico. En 1995, deja su puesto de Presidente del Salk Institute for Biological Studies por razones de salud. Murió el 28 de julio de 2004 con 88 años en san Diego (California, Estados Unidos) como consecuencia de un cáncer de colon.
James Dewey Watson Nacido el 6 de abril de 1928 en Chicago (Illinois, Estados Unidos) es un bioquímico, genetista y biólogo molecular.
En 1947 Watson ingresó en la Escuela de graduados de la Universidad de Indiana, donde trabajaba Hermann Müller, ganador del Premio Nobel por su trabajo sobre las mutaciones inducidas por los rayos X. En mayo de 1950, a los 22 años, Watson completó su doctorado en zoología. Trabajó en la Universidad de Cambridge, donde investigó, junto a Francis Crick, la estructura del ADN. Posteriormente, Watson trabajó en el Instituto Tecnológico de California, en Pasadena, y en la Universidad de Harvard, donde impartió clases de bioquímica y de biología molecular.
Ojo con la Noticia Modelo de Watson y crick James Watson y Francis Crick dedujeron un modelo estructural
tridimensional para el ADN que explicaba un patrón de difracción de rayos X y fue también la fuente de conocimientos notables de las propiedades funcionales de los ácidos nucleicos. Las características del modelo de ADN de Watson y Crick son: 1. Hay dos cadenas helicoidales de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común. Las cadenas transcurren en direcciones opuestas. 2. Los ejes de azúcar fosfato se sitúan en el exterior y, por tanto, las bases
de púricas y pirimídicas están en el interior de la hélice. 3. Las bases son casi perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están separadas 3.4 Aº. La estructura helicoidal se repite cada
3.4 Aº, de modo que hay 10 bases igual a 3.4 Aº por vuelta/3.4 Aº por base por cada vuelta de hélice; asimismo, hay una rotación de 36 grados por base (360° por vuelta completa/10 bases por vuelta). 4. El diámetro de la hélice es de 20 Aº.
Autoduplicación del ADN Replicacion instantanea Es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "réplicas" de la primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservador, lo que indica que los
dos polímeros complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original.
ADN original
Replicas
Biosíntesis de proteina Es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas. El proceso consta de dos etapas, la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y las modificaciones postraducción que sufren los polipéptidos así formados hasta alcanzar su estado funcional. Dado que la traducción es la fase más importante la biosíntesis de proteínas a menudo se considera sinónimo de traducción.
Traducción Componentes del equipo de traducción El ARN mensajero (ARNm) transmite la información genética almacenada en el ADN. Mediante el proceso conocido como transcripción, secuencias específicas de ADN son copiadas en forma de ARNm que transporta el mensaje contenido en el ADN a los sitios de síntesis proteica (los ribosomas).
Traducción Iniciación de la traducción
Es la primera etapa de la biosíntesis de proteínas. El ARNm se une a la subunidad menor de los ribosomas. A éstos se asocia el aminoacil-ARNt, gracias a que el ARNt tiene en una de sus asas un triplete de nucleótidos denominado anticodón, que se asocia al primer codón del ARNm según la complementariedad de las bases. A este grupo de moléculas se une la subunidad ribosómica mayor, formándose el complejo ribosomal o complejo activo. Todos estos procesos están catalizados por los llamados factores de iniciación (FI).
El primer codón que se traduce es generalmente el AUG, que corresponde con el aminoácido metion ina en eucariotas. En procariotas es la formilmetionina.
Traducción Elongación de la cadena polipeptídica El complejo ribosomal posee dos sitios de unión o centros. El centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A. El carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil transferasa. El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido. El ARNt sin aminoácido sale del ribosoma. Se produce la translocación ribosomal. El dipeptil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongación (FE) y precisa GTP. Según la terminación del tercer codón, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocación.
Traducción Terminación de la síntesis de la cadena polipeptídica Los codones UAA, UAG y UGA son señales de paro que no especifican ningún aminoácido y se conocen como codones de terminación; determinan el final de la síntesis proteica. No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis del polipéptido se interrumpe. Indican que la cadena polipeptídica ya ha terminado. Este proceso viene regulado por los factores de liberación, de naturaleza proteica, que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del ARNt. Un ARNm, si es lo suficientemente largo, puede ser leído o traducido, por varios ribosomas a la vez, uno detrás de otro. Al microscopio electrónico, se observa como un rosario de ribosomas, que se denomina polirribosoma o polisoma.
Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente.
Transcripción genética Es el primer proceso de la expresión génetica, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa la cual sintetiza un ARN mensajero que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.
Tres ADN en un mismo embrión Esta nueva técnica desarrollada por científicos de la Universidad de Newcastle (noreste de Londres), se utilizaría para evitar la transmisión de enfermedades mitocondriales hereditarias que pasan de la madre al hijo. Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de suministrar energía a la célula para que realice sus funciones vitales. Defectos en las mitocondrias pueden provocar en los individuos atrofia muscular, ceguera, enfermedades intestinales, cardíacas. Se estima que las enfermedades mitocondriales afectan a uno de cada 6500 niños. El procedimiento empleado consiste en extraer los núcleos celulares del óvulo de la madre y de una donante, para después introducir el núcleo materno en el óvulo de la donante. Finalmente, se insemina artificialmente el óvulo con el esperma del padre y se reimplanta en la madre obteniendo entonces un embrión con un 99% de los genes maternos, un 1% de material genético de la donante del óvulo (ya que las mitocondrias tienen ADN propio) y todo el genoma del padre. El embrión presenta material genético de tres progenitores, y además no presenta riesgo de padecer ninguna enfermedad mitocondrial.
Por: Marco Sayago
Aplicabilidad en la educación: Con esta nueva tecnica se le puede enseñar a los estudiantes las enfermedades mitocondriales raras que existen, la duplicacion y replicacion del ADN y se puede explicar la fertilizacion in vitro, procedimiento por el cual nacen los llamados bebés probetas.
Por: Marco Sayago
¿Sabias que?…
El ADN puede existir en variedad de formas desde triple hélice hasta cualquier forma.
Algunas fuentes dicen que la estructura de ADN la percibió Crick mientras estaba bajo los efectos del LSD.
Un poco de Historia… En 1933, cuando Morgan ganó el premio Nobel por su trabajo con los cromosomas, muchos científicos aún dudaban de la existencia de los genes. El concepto de genes finalmente se acuñó en 1944.
¿Sabe por qué se toman muestras de la saliva para analizar el ADN (ácido desoxirribonucleico) de una persona? Gordon
Proctor,
profesor en biología salival
del
College
de
King's Londres,
explicó que la saliva contiene
células
humanas
que
desprenden revestimiento
se del
de
la
boca y contiene ácido ribonucleico permite de
el
que traslado
información
genética del ADN.
El metabolismo de las mujeres es ligeramente más lento que el de los hombres y se reduce con el calor y se aumenta con el frío .
Codigo genetico Es el conjunto de reglas que define cómo se traduce una secuencia de nucleótidos en el ARN a una secuencia de aminoácidos en una proteína. El código es común a todos los seres vivos (aunque hay pequeñas variaciones), lo cual demuestra que ha tenido un origen único o universal, al menos en el contexto de nuestro planeta.
Cuando Francis Crick, Rosalind Franklin, James Watson y Maurice Wilkins presentaron el modelo de la estructura del ADN se comenzó a estudiar en profundidad el proceso de traducción en las proteínas. En 1955, Severo Ochoa y Marianne Grunberg-Manago aislaron la enzima polinucleótido fosforilasa, capaz de sintetizar ARNm sin necesidad de molde a partir de cualquier tipo de nucleótidos que hubiera en el medio. Así, a partir de un medio en el cual tan sólo hubiera UDP (uridína difosfato) se sintetizaba un ARNm en el cual únicamente se repetía el ácido uridílico, es decir, un poli-U. George Gamow postuló que el código genético estaría formado por tripletes de bases nitrogenadas (A;U;C;G) y que a partir de estas se formarían los 20 aminoácidos esenciales para la vida. La primera demostración de que los codones constan de tres nucleótidos la proporcionó el experimento de Crick, Brenner y colaboradores. Marshall Nirenberg y Heinrich J. Matthaei en 1961 en los Institutos Nacionales de Salud descubrieron la primera correspondencia codónaminoácido. Empleando un sistema libre de células
Características Universalidad El código genético es compartido por todos los organismos conocidos, incluyendo virus y organelos, aunque pueden aparecer pequeñas diferencias. Así, por ejemplo, el codón UUU codifica el aminoácido fenilalanina tanto en bacterias como en arqueas y en eucariontes. Este hecho indica que el código genético ha tenido un origen único en todos los seres vivos conocidos. La palabra "universal" en este contexto aplica solamente a la vida en la Tierra, ya que no se ha establecido la existencia de vida en otro planeta.
Especificidad y continuidad Ningún codón codifica más de un aminoácido; de no ser así, conllevaría problemas considerables para la síntesis de proteínas específicas para cada gen. Tampoco presenta solapamiento: los tripletes se hallan dispuesto de manera lineal y continua, de manera que entre ellos no existan comas ni espacios y sin compartir ninguna base nitrogenada. Su lectura se hace en un solo sentido (5' - 3'), desde el codón de iniciación hasta el codón de parada. Sin embargo, en un mismo ARNm pueden existir varios codones de inicio, lo que conduce a la síntesis de varios polipéptidos diferentes a partir del mismo transcrito.
Degeneración El código genético tiene redundancia pero no ambigüedad. Por ejemplo, aunque los codones GAA y GAG especifican ambos el ácido glutámico (redundancia), ninguno especifica otro aminoácido (no ambigüedad). Los codones que codifican un aminoácido pueden presentar diferencias puntuales en la tercera posición. Es por ello que de forma general la tolerancia al cambio en esta posición es mayor que en la primera y segunda, y por tanto tiende a estar menos enriquecida en variantes patológicas (situación que se concentra fundamentalmente en el primer nucleótido del codón).
Agrupamiento de codones por residuos aminoacídicos, volumen molar e hidropatía Una consecuencia práctica de la redundancia es que algunos errores del código genético sólo causen una mutación silenciosa o un error que no afectará a la proteína porque la hidrofilidad o hidrofobidad se mantiene por una sustitución equivalente de aminoácidos; por ejemplo, un codón de NUN (N =cualquier nucleótido) tiende a codificar un aminoácido hidrófobo. NCN codifica residuos aminoacídicos que son pequeños en cuanto a tamaño y moderados en cuanto a hidropatía; NAN codifica un tamaño promedio de residuos hidrofílicos; UNN codifica residuos que no son hidrofílicos.34 Estas tendencias pueden ser resultado de una relación de las aminoacil ARNt sintetasas con los codones heredada un ancestro común de los seres vivos conocidos.
El ADN en las células y De ADN a ARN a proteína En eucariontes, como plantas y animales, el ADN se encuentra en el núcleo, una cámara especializada rodeada de membrana dentro de la célula, así como en ciertos tipos distintos de organelos (como las mitocondrias y los cloroplastos de las plantas). En procariontes, como las bacterias, el ADN no está encerrado en una envoltura membranosa, aunque sí se encuentra en una región especializada de la célula llamada nucleoide. En eucariontes, el ADN se suele separar en un número de fragmentos lineales muy largos llamados cromosomas, mientras que en procariontes, como las bacterias, los cromosomas son mucho más pequeños y a menudo circulares (en forma de anillo). Un cromosoma puede contener decenas de miles de genes, y cada uno proporciona instrucciones sobre cómo hacer un producto particular que necesita la célula.
De ADN a ARN a proteínas Muchos genes codifican para productos proteicos, es decir, indican la secuencia de aminoácidos que es usa para construir una proteína en particular. Sin embargo, antes de que esta información se pueda utilizar para la síntesis de proteínas, primero debe hacerse una copia del gen en ARN (transcrito). Este tipo de ARN se llama ARN mensajero (ARNm) y sirve como un mensajero entre el ADN y los ribosomas, las máquinas moleculares que leen las secuencias de ARNm y que lo utilizan para sintetizar proteínas. Esta progresión de ADN a ARN a proteína es lo que se conoce como "dogma central" de la biología molecular.
Es importante resaltar que no todos los genes codifican para productos proteicos. Por ejemplo, algunos genes codifican ARN ribosomal (ARNr), que sirve como componente estructural de los ribosomas, o ARN de transferencia(ARNt), que son moléculas de ARN en forma de trébol que transportan aminoácidos al ribosoma para la síntesis de proteínas. Incluso otras moléculas de ARN, como el diminuto micro ARN (conocidos como miRNA), actúan como reguladores de otros genes, y todo el tiempo se están descubriendo nuevos tipos de ARN que no codifican para proteínas.
Nucleótidos El ADN y el ARN son polímeros (en el caso del ADN, suelen ser polímeros muy largos) y se componen de monómeros conocidos como nucleótidos. Cuando estos monómeros se combinan, la cadena resultante se llama polinucleótido (poli- = "muchos"). Cada nucleótido se compone de tres partes: una estructura anular que contiene nitrógeno llamada base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos, y al menos un grupo fosfato. La molécula de azúcar tiene una posición central en el nucleótido, la base se conecta a uno de sus carbonos y el grupo (o grupos) fosfato, a otro. Vamos a ver cada parte de un nucleótido a su vez.. Por: Eglexis Ramirez
Acidos Nucleicos Son grandes polímeros formados por la repetición demonómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, de millones de nucleótidos encadenados. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Johann Friedrich Miescher, que en el año 1869 aisló los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamónucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.
El ADN: el misterioso confidente: El ADN representa el cien por ciento de lo que somos. En él se encuentra almacenada la información de la vida y es lo que nos relaciona con otras especies llegando a compartir, en ocasiones, hasta el noventa y ocho por ciento del mismo. Si bien esto es cierto, aun guarda muchos secretos. La gran pregunta de cómo un conjunto de péptidos y proteínas unidas entre si formando macromoléculas moldea lo que somos aun es un gran misterio. Sin embargo, en la actualidad están logrando una manera de que el ADN almacene no solo la información genética, sino que también albergue información multimedia útil. Para ello, científicos realizaron una serie de experimentos tras los cuales lograron almacenar una impresionante cantidad de datos dentro de una molécula de ADN, la que luego se conserva en una cámara especial. Además, se debió sintetizar una molécula de ADN en un laboratorio. Una vez extraída y modificada la molécula, trabajaron sobre la información que se deseaba guardar. Para ello, se le codificó a través de códigos trinarios y luego se insertó en el ADN a través de trazas químicas. Por: Víctor Calzadilla
Los resultados fueron excelentes: Lograron almacenar 2.2 petabits (2 362 232 012.8Mb) en un solo gramo de ADN, los que luego pudieron ser recuperados en un 100% y sin ningún tipo de errores. Este tipo de aplicación biotecnología plantea que podamos utilizarla para almacenamiento de todo tipo de información y utilizarla en cualquier comento. Además, se perfila como una alternativa ecología ya que según los investigadores, reduciría la contaminación y el uso de metales preciosos como los que se usan en la actualidad para elaborar pendrives u otros dispositivos de almacenamiento. Se plantea además que este tipo de almacenamiento eliminara errores en la transferencia y uso de la información y será menos hackeable. Ahora bien, aunque los resultados hayan sido exitosos, a la humanidad le faltan años para perfeccionar esta nueva biotecnología y más le falta para que esté al alcance del ´público en general. Asi como también surgen muchas interrogantes como los problemas éticos que la utilización de esta técnica plantea así como los daños a largo plazo que pueda acarrear un error. Por los momentos solo resta esperar.
La Cocina Con Bioquímica
Ingredientes:
250 g. de mantequilla a temperatura ambiente 250 g. de azúcar glass 1 huevo XL a temperatura ambiente 650 g. de harina tamizada 1 chorrito de leche para ligar la masa (como 4 o 5 cucharadas) Aroma al gusto del consumidor (yo añadí 1 cucharadita de extracto puro de vainilla)
Preparación:
Poner la mantequilla en el vaso y batir durante 2 minutos a velocidad 3 hasta obtener una pasta suave. Con la máquina en velocidad 3, añadir poco a poco el azúcar glass a la mantequilla y seguir batiendo durante 2 minutos. Añadir el huevo batido y la esencia deseada (en mi caso vainilla) y mezclar durante 1 minuto a velocidad 3. El siguiente paso sería añadir poco a poco la harina tamizada con la máquina en velocidad espiga.
En mi caso, como quería hacer la mitad de la masa de chocolate, dividí la mezcla mantequilla+azúcar+huevo en dos partes. A una mitad le añadí 325 g. de harina tamizada, y a la otra mitad (la de chocolate) le añadí 225 g. de harina y 100g. de cacao en polvo, es decir, sustituí 100g de harina por 100 g. de cacao. Un poco antes de terminar de añadir la harina, agregar el chorrito de leche. La leche facilitará el ligado de la masa.
Incorporar el resto de la harina (y el cacao en polvo en el caso de las galletas de chocolate). Continuar amasando durante 1 minuto más a velocidad espiga. Sacar la masa del vaso y terminar de mezclar bien con las manos. Una vez preparada la masa, se forma una bola, se divide en 3 o 4 porciones y se extiende sobre una hoja de papel de horno con la ayuda de un rodillo hasta conseguir un grosor de aproximadamente medio cm (eso ya va en gustos).
La masa extendida hay que dejarla como mínimo 3 horas en la nevera antes de cortarla. Yo la dejé toda la noche y corté las galletas al día siguiente. Tras cortar las galletas, se deben dejar al menos otros 15 minutos en la nevera. Finalmente, hornear las galletas a 180ºC durante 10-15 minutos (dependerá del tamaño de la galleta). ¡¡Y ahora viene lo divertido!! La decoración de las galletas…
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