SEP SNEST DGEST
INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD ALTAMIRANO
vINVESTIGACIÓN SOBRE LAS DIFERENTES FORMAS DE ADN.
vPRESENTA:
vCÁNDIDO TORRES SANTIBÁÑEZ
vCON # DE CONTROL 09930058.
vLICENCIATURA EN BIOLOGIA IV SEMESTRE.
vALTAMIRANO GRO, MEXICO. 21/02/2012.
RESUMEN
El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés deoxyribonucleic acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido.
Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.
La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
INDICE
1.
Antecedentes
2.
Definición del problema
3.
Justificación
4.
Objetivos
5.
Fundamento teórico
6. Materiales y métodos
7. Resultados
8. Conclusiones
9.
Recomendaciones
10. Fuentes consultadas
1-ANTECEDENTES
El ADN lo aisló por primera vez, durante el invierno de 1869, el médico suizo Friedrich Miescher mientras trabajaba en la Universidad de Tubinga. Miescher realizaba experimentos acerca de la composición química del pus de vendas quirúrgicas desechadas cuando notó un precipitado de una sustancia desconocida que caracterizó químicamente más tarde Lo llamó nucleína, debido a que lo había extraído a partir de núcleos celulares.
Se necesitaron casi 70 años de investigación para poder identificar los componentes y la estructura de los ácidos nucleicos.
En 1919 Phoebus Levene identificó que un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar y un fosfato Levene sugirió que el ADN formaba una estructura con forma de solenoide (muelle) con unidades de nucleótidos unidos a través de los grupos fosfato.
En 1930 Levene y su maestro Albrecht Kossel probaron que la nucleína de Miescher es un ácido desoxirribonucleico (ADN) formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina (C), timina (T), adenina (A) y guanina (G)), el azúcar desoxirribosa y un grupo fosfato, y que, en su estructura básica, el nucleótido está compuesto por un azúcar unido a la base y al fosfato. Sin embargo, Levene pensaba que la cadena era corta y que las bases se repetían en un orden fijo. En 1937 William Astbury produjo el primer patrón de difracción de rayos X que mostraba que el ADN tenía una estructura regular
La función biológica del ADN comenzó a dilucidarse en 1928, con una serie básica de experimentos de la genética moderna realizados por Frederick Griffith, quien estaba trabajando con cepas "lisas" (S) o "rugosas" (R) de la bacteria Pneumococcus (causante de la neumonía), según la presencia (S) o no (R) de una cápsula azucarada, que es la que confiere virulencia (véase también experimento de Griffith).
La inyección de neumococos S vivos en ratones produce la muerte de éstos, y Griffith observó que, si inyectaba ratones con neumococos R vivos o con neumococos S muertos por calor, los ratones no morían. Sin embargo, si inyectaba a la vez neumococos R vivos y neumococos S muertos, los ratones morían, y en su sangre se podían aislar neumococos S vivos. Como las bacterias muertas no pudieron haberse multiplicado dentro del ratón, Griffith razonó que debía producirse algún tipo de cambio o transformación de un tipo bacteriano a otro por medio de una transferencia de alguna sustancia activa, que denominó principio transformante.
Esta sustancia proporcionaba la capacidad a los neumococos R de producir una cápsula azucarada y transformarse así en virulentas. En los siguientes 15 años, estos experimentos iniciales se replicaron mezclando distintos tipos de cepas bacterianas muertas por el calor con otras vivas, tanto en ratones (in vivo) como en tubos de ensayo (in vitro).
La búsqueda del «factor transformante» que era capaz de hacer virulentas a cepas que inicialmente no lo eran continuó hasta 1944, año en el cual Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty realizaron un experimento hoy clásico. Estos investigadores extrajeron la fracción activa (el factor transformante) y, mediante análisis químicos, enzimáticos y serológicos, observaron que no contenía proteínas, ni lípidos no ligados, ni polisacáridos activos, sino que estaba constituido principalmente por "una forma viscosa de ácido desoxirribonucleico altamente polimerizado", es decir, ADN. El ADN extraído de las cepas bacterianas S muertas por el calor lo mezclaron "in vitro" con cepas R vivas: el resultado fue que se formaron colonias bacterianas S, por lo que se concluyó inequívocamente que el factor o principio transformante era el ADN
A pesar de que la identificación del ADN como principio transformante aún tardó varios años en ser universalmente aceptada, este descubrimiento fue decisivo en el conocimiento de la base molecular de la herencia, y constituye el nacimiento de la genética molecular. Finalmente, el papel exclusivo del ADN en la heredabilidad fue confirmado en 1952 mediante los experimentos de Alfred Hershey y Martha Chase, en los cuales comprobaron que el fago T2 transmitía su información genética en su ADN, pero no en su proteína
2-DEFINICION DEL
PROBLEMA
Existen varias formas de la molécula del ADN, aparte
del modelo que descubrieron Watson y Crick.
Es de gran importancia
mostrar como se encuentra formada la estructura del ADN. Y
Qué función principal desempeña.
El ADN se puede
observar y manifestarse en diferentes formas, pero la mas importante a nivel
biológico es la que propusieron Watson y
Crick.
estudio basado del ADN en disolución
(hidratado). Ya que es la que presenta el ADN en interacción con las proteínas
nucleares.
3-JUSTIFICACION
Dicha investigación
se realiza con el motivo de saber las distintas formas del ADN
Es significante
para encontrar y llevar en práctica como se encuentra la estructura del ADN.
4-OBJETIVO
ü Llevar en práctica e identificar
las diferentes formas que se puede encontrar la molécula del ADN, sus movientes
y funciones de cada molecula.
El modelo de la Doble Hélice propuesto por Watson y
Crick está basado en estudios del ADN en disolución (hidratado).
La denominada forma B ó ADN-B tiene un mayor
interés biológico ya que es la que presenta el ADN en interacción con las
proteínas nucleares.
Además de la
forma B, existen otras estructuras posibles que puede presentar el ADN. Algunas
de estas alternativas son las siguientes:
- ADN-B: ADN en disolución, 92% de
humedad relativa, se encuentra en soluciones con baja fuerza iónica se
corresponde con el modelo de la Doble Hélice.
- ADN-A: ADN con 75% de humedad,
requiere Na, K o Cs como contra iones, presenta 11 pares de bases por giro
completo y 23 de diámetro. Es interesante por presentar una
estructura parecida a la de los híbridos ADN-ARN y a las regiones de auto
apareamiento ARN-ARN.
- ADN-C: ADN con 66% de humedad, se
obtiene en presencia de iones
Li, muestra 9+1/3 pares de bases por giro completo y 19 de diámetro.
- ADN-Z: doble hélice sinistrorsa
(enrollamiento a izquierdas), 12 pares de bases por giro completo, 18 de diámetro, se observa en segmentos de ADN
con secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC), debido
a la conformación alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un curso
en zig-zag. Requiere una concentración de cationes superior a la del
ADN-B, y teniendo en cuenta que las proteínas que interaccionan con el ADN
tienen gran cantidad de residuos básicos sería posible que algunas
convirtieran segmentos de ADN-B en ADN-Z. Las posiciones N7 y C8 de la
Guanina son más accesibles.
- ADN con enrollamiento paranémico: Las dos hélices se pueden
separar por traslación, cada hélice tiene segmentos alternantes dextrorsos
y sinistrorsos de unas cinco bases. Uno de los principales problemas del
modelo de la doble hélice (ADN-B) es el enrollamiento plectonémico, para
separar las dos hélices es necesario girarlas como un sacacorchos, siendo
necesario un gran aporte energético.
- ADN triple hélice o ADN-H: "In vitro" es
posible obtener tramos de triple hélice intercalando oligonucleótidos cortos constituidos
solamente por pirimidinas (timinas y citosinas) en el surco mayor de una
doble hélice. Este oligonucleótido se une a pares de bases A-T y G-C
mediante enlaces de hidrógeno tipo Hoogsteen que se establecen entre la T
o la C del oligonucleótido y los pares A-T y G-C de la doble hélice. No se
sabe la función biológica del ADN-H aunque se ha detectado en cromosomas
eucarióticos.
- ADN cuadruplexo: "In vitro" se
han obtenido cuartetos de Guanina (ADN cuadruplexo) unidas mediante
enlaces tipo Hoogsteen, empleando poli nucleótidos que solamente contienen
Guanina (G). Los extremos de los cromosomas eucarióticos (telómeros)
tienen una estructura especial con un extremo 3' OH de cadena sencilla
(monocatenario) en el que se repite muchas veces en tándem una secuencia
rica en Guaninas. Se piensa que el ADN cuadruplexo telomérico serviría
para proteger los extremos cromosómicos de la degradación enzimática.
Ejemplo de secuencia telomérica rica en guaninas (G): 5´P TTGGGTTGGGGTTGGGG.__________TTGGGG
3'OH
- Palíndromos:
plegamiento o apareamiento de una hélice consigo misma. El palíndromo
también es una figura gramatical que se lee igual en los dos sentidos, por
ejemplo: DABALE ARROZ A LA ZORRA EL ABAD. Existe ADN palindrómico de
hélice sencilla y de hélice doble. En el palíndromo de doble cadena la secuencia
de bases se lee igual en dirección 5’ P→ 3’OH en ambas cadenas.
6-MATERIALES Y MÉTODOS
Para llevarse a cabo esta
investigación se necesito de tiempo y fuentes de información electrónica.
Los pasos a seguir han sido sugeridos por el
profesor: ya sea libros, documentos electrónicos de acuerdo dicho tema que se
quiera investigar.
El método descriptivo en dicho tema tiene como
función principal, describir cada una de las características del objeto de
estudio y su aplicación.
Lo obtenido de esta investigación fue lo siguiente:
Las formas en que se puede
encontrar el ADN aparte del modelo común son las que se muestran acontinuacion.
FIGURA: 1
ADN-A ADN-B ADN-Z
FIGURA:
2
ADN-C
FIGURA: 3
ADN-H
FIGURAS: 5
SECUENCIAS
PALINDRÓMICAS
PALINDRÓMICAS
PALÍNDROMOS EN ADN DE UNA Y DOBLE HÉLICE
8-CONCLUSIONES
Lo realizado fue el
objetivo, es decir, ya se sabía que el ADN se podía o se puede encontrar de
diferentes formas.
Esto muestra que el ADN es una de las estructuras
mas importantes que todo ser vivo tiene y que sin ella no podríamos tener vida.
Ya menudo que en ella se encuentran diferentes moléculas
que necesitan de ella para poder llevar a cabo sus diferentes funciones.
Gracias a dicha
investigación se lleva en práctica y se
puede identificar qué tipo de ADN tiene o presenta un organismo y qué función
desempeña,
9-RECOMENDACIONES
En esta investigación se pueden realizar otros
mas a fondo, ya que este trabajo solo se basa en las formas en que podemos
encontrar el ADN y no se investigo el surgimiento de esas distintas formas.
En fin este tema es
muy amplio de investigar a fondo Porque
con datos obtenidos de esta investigación se dio cuenta de que algunos de estas
formas se pueden realizar en vitro.
10-FUENTES CONSULTADAS
- Clayton, Julie. (Ed.). 50 Years of DNA,
Palgrave MacMillan Press, 2003. ISBN 978-1-4039-1479-8.
- Judson, Horace Freeland. The Eighth Day of
Creation: Makers of the Revolution in Biology, Cold Spring Harbor
Laboratory Press, 1996. ISBN 978-0-87969-478-4.
- Olby, Robert. The Path to The Double Helix: Discovery of
DNA, first published in October 1974 by MacMillan, with foreword by
Francis Crick; ISBN
978-0-486-68117-7; the definitive
DNA textbook, revised in 1994, with a 9 page postscript.
- Ridley, Matt. Francis Crick: Discoverer of the Genetic
Code (Eminent Lives) HarperCollins Publishers; 192 pp, ISBN
978-0-06-082333-7 2006.
- Rose, Steven. The Chemistry of Life, Penguin, ISBN
978-0-14-027273-4.
- Watson, James D. and Francis H.C. Crick. A structure for
Deoxyribose Nucleic Acid (PDF). Nature 171, 737–738 p. 25 de abril de 1953.
- Watson, James D. DNA: The Secret of Life ISBN
978-0-375-41546-3.
- Watson, James D. The Double Helix: A Personal
Account of the Discovery of the Structure of DNA (Norton Critical
Editions). ISBN 978-0-393-95075-5.
- Watson, James D. "Avoid boring people and
other lessons from a life in science" (2007) New York: Random House. ISBN 978-0-375-41284-4.
- Calladine, Chris R.; Drew, Horace R.; Luisi, Ben
F. and Travers, Andrew A. Understanding DNA, Elsevier Academic
Press, 2003. ISBN 978-0-12-155089-9.
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