martes, 13 de abril de 2010

Dogma de la Biología


Durante los últimos años la ciencia ha tenido unos de los descubrimientos más importantes de la época; la codificación de la doble hélice del ADN.

Descubrimiento que ha revolucionado el mundo de la ciencia y que nos ha llevado a describir de manera gráfica y dinámica los procesos que involucran la traducción de este código hasta la síntesis de proteínas, proceso denominado Dogma de la Biología.

Adentrémonos al fascinante mundo de la Biología Molecular, eje principal de nuestra herencia.

Antes de proceder debemos aclarar ciertos términos esenciales que nos permitan comprender la participación de las diversas estructuras de los genes y los diferentes procesos metabólicos del ADN.

  • Genes: son los segmentos de ADN que contienen la información genética necesaria para fabricar un producto determinado.
  • Proteínas: molécula que interviene sobre diversas funciones celulares.
  • ADN: ácido nucleicos contenido en el cromosoma de las células y actúan como almacenadores de información genética.
  • ARN: ácido ribonucleicos que se encuentran en el núcleo celular, ribosomas y citoplasma, estos actúan como transmisores de información (ARNt), como componentes de los ribosomas o para transferir aminoácidos.
  • ARNm: molécula que sirve de intermediaria en la síntesis de proteínas.
  • Replicación: proceso donde el ADN se reproduce y forma moléculas hijas idénticas.
  • Transcripción: proceso que implica copiar la secuencia de ADN en ARNm en el núcleo celular.
  • Traducción: proceso por el cual los ribosomas descifran los códigos de la secuencia.
  • Enzimas: modifican la velocidad de las reacciones químicas sin intervenir en los productos finales.
  • Codón: es un triplete o cada tres bases que constituyen una palabra del código genético.
  • Anti codón: es un triplete o cada tres bases que es complementario al codón de ARNm.
Desarrollo del Dogma de la Biología

El dogma central de la biología molecular es un concepto que ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética tras el descubrimiento de la codificación de esta en la doble hélice del ADN que lleva como producto final la síntesis de proteínas.

¿Que propone este descubrimiento?

El descubrimiento por Francis Crick y James Watson propone:

  • Que existe una sola dirección en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN se transcribe a ARNm y que este es traducido a proteína, elemento que finalmente realiza la acción celular.
  • Que solo el ADN puede replicarse y por lo tanto reproducirse y transmitir la información genética a la descendencia.
Científicos que descubrieron los componentes del ADN



¿Qué constituye el ADN?

El ADN humano, portador de la información genética es una estructura de doble hélice compuesta por una serie de nucleótidos en una secuencia exacta llamados genes. Cada gen contiene la información para la producción de una proteína. Las dos cadenas de nucleótidos o hebras permanecen unidas entre si cuando las bases de una se aparean con la otra atraves de puentes de hidrógeno, moléculas de azúcar y grupos de fosfatos.

Estas bases nitrogenadas en parejas son específicas y se aparean de una manera específica.
  • Adenina (A) - Timina (T)
  • Guanina (G) - Citocina (C)
Para poder entender este proceso a continuación les presento una gráfica sencilla de las uniones moleculares en el ADN.

Estructura de AND

Flujo de Información



Este flujo de información constituye de forma sencilla el Dogma Central de la Biología.
Sin embargo entre cada uno de ellos se encuentran unos procesos que hacen posible que este flujo de información codificada llegue a las proteínas.

Procesos secuenciales


Los procesos que involucran la transmisión inalterable de este código que termina en la síntesis de proteínas, empieza en el núcleo celular con la replicación, proceso por el cual el ADN se auto duplica para formar moléculas hijas idénticas.

Sin embargo para que el ADN pueda sintetizar las proteínas que ocurre en el citoplasma debe existir una molécula que le sirva de intermediaria, es por eso que ocurre el segundo de los procesos denominado transcripción; donde el ADN se copia en el ácido ribonucleico mensajero (ARNm, molécula intermediaria).

En este momento de la replicación el ARNm que contiene cuatro bases nitrogenadas al igual que el ADN reemplaza la base de Timina por la de Uracilo para entonces formar los pares de:

  • Guanina (G) – Citocina (C)
  • Adenina (A) – Uracilo (U)
El ARNm continua su paso atraves del citoplasma siendo transportado por el ARN de transferencia (ARNt) para llevar la información genética que va sintetizar (construir) las proteínas; para que esto suceda debe ocurrir el tercero de los procesos llamado traducción, responsable de la síntesis de proteínas en el ribosoma; lugar donde se descifra el mensaje genético en una secuencia de aminoácidos específicos; dirigida por el ARNm.

Procesos secuenciales en la Síntesis de la Proteína

Durante este paso son incorporadas las instrucciones de producción de proteínas, compuesto por aminoácidos que determinan su estructura y función. La síntesis comienza cuando el codón de iniciación (AUG) del ARNm se complementan con el anti codón del ARNt y termina cuando aparece un codón de ARNm de terminación (UAA, UAG o UGA), ayudados por enzimas que modifican la velocidad de la reacción sin intervenir en los productos finales además de factores de iniciación, prolongación y terminación constituidos por proteínas.

Producto final de la síntesis

Una vez finalizada la síntesis de proteína, el ARNm queda libre para ser leído de nuevo, proceso que ocurre hasta por varios ribosomas simultáneamente.

Importancia de las Proteínas

La síntesis de proteínas es sumamente importante ya que son moléculas que trabajan en la mayoría de nuestras funciones celulares.



Resumen Gráfico del Dogma de la Biología





Otra manera del ver el Dogma de la Biología


video


lunes, 12 de abril de 2010

Estrategias


I. Utiliza la figura a continuación para identificar con los componentes del ADN: #1-6



_______1. Representa el grupo fosfato (PO4)
_______2. Representa el azúcar (Deoxiribosa)
_______3. Base nitrogenada: Citosina
_______4. Base nitrogenada: Adenina
_______5. Base nitrogenada: Timina
_______6. Base nitrogenada: Guanina

II. Contesta a la pregunta según corresponda

7. Provee carga negativa a la molécula de ADN:



8. En la estructura del ADN, establecen interacciones mediante 3 enlaces de Hidrógeno:



9. Son los niveles máximos de empacamiento de ADN y se pueden observar más condensados en metafase de mitosis y meiosis:


10. Es la unidad básica de empacamiento del ADN que se asocia a proteínas:



11. Son regiones del ADN que no codifican para genes:




III. Describe en detalle el experimento que entiendes contribuyó mas al descubrimiento del ADN como fuente de material hereditario o al desarrollo de la biología molecular. Explica tu respuesta.



IV. Identifica las diferencias entre ADN, ARN y completa la tabla.

ADN ARN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Presenta estructuras primarias, secundarias y terciarias.
Presenta estructuras primarias.
Es el almacén de la información genética.
Dirige la síntesis de Proteínas.
Localizado en mitocondrias y cloroplastos (eucariotas)
Forma los ribosomas.
Contiene Timina.
Contiene Uracilo.
Constituido por doble hélice.
Constituido por una sola hebra.
Contiene Desoxirribosa.
Contiene ribosa.
Portador de los factores hereditarios.
Material genético de algunos Virus.
Localizado principalmente en el núcleo de las células eucariotas.


V. ¿Cuál piensas que es la función del ADN que no codifica para proteínas o ARN’s?



VI. Utiliza el video de You Tube y el del Proyecto del Genoma Humano y explica por que es tan importante conocer sobre el Dogma de la Biología.



VII. Bono: Describe tus expectativas en el blog e Incluye sugerencias, experiencias previas (positivas o negativas), comentarios etc.

Reflexión

Este contenido de educación científica trata de enseñar de manera sencilla unos de los principios fundamentales de la biología molecular.
De manera que se pueda utilizar y valorar la información científica obtenida por medios bibliográficos y tecnológicos como lo son la interpretación de gráficas, esquemas, dibujos o vídeos.
Teniendo en cuenta los objetivos distintivos de la enseñanza de las ciencias de manera tal que aparezcan integrados y sean una fuente de interés para aquellos que deseen ampliar sus conocimientos básicos del Dogma de la Biología.
Es bajo este criterio el cual nos basamos para querer expresar y explicar de una manera sencilla el papel del ADN como portador de la información genética, así como la naturaleza del código genético, los mecanismos por los que la información se traduce en proteínas, entre otros fueron motivos suficientes para escoger el tema presentado.
No obstante debo señalar que el estudio genético molecular es uno de gran importancia para la humanidad y que aprendiendo el principio de esta y adentrándonos un poco más, podemos comprender las repercusiones de los procesos evolutivos de los seres vivos, la salud de las personas y permitir mantener la propiedad celular fundamental, que es la vida.

Profesores

Durante este blog, ustedes observarán la manera del uso del lenguaje, en la elaboración de informes además de una actitud de reflexión de los alumnos para que valoren el conocimiento científico como un proceso de aproximación a la realidad de manera provicional ya que se mantiene en constante renovación.
De igual manera puedan reconocer las diferentes aportaciones de la Biología a la mejora de las condiciones de vida de la Humanidad y puedan tomar una actitud crítica ante los posibles problemas que pueden ocasionar los avances científicos y sus repercusiones éticas, sociales, políticas y económicas.
Espero que haya sido de su agrado y puedan hacer buen uso.

Referencias

1. http://learn.genetics.utah.edu/es/units/basics/transcribe/
2. Explora: Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica de Chile (2003)Doble Hélice: La belleza de la molécula de la vida
3. www.edukativos.com/downloads-cat-29.html
4. http://www.cimat.mx/~gil/tcj/2000/biologia/intro.html
5. http://images.google.com.pr/imgres?imgurl=http://profesores.elo.utfsm.cl
6. http://inter.blackboard.com/webct/RelativeResourceManager/11750643555011/Contenido/...