Estructura del material genético

Definición:

Material genético:  La genética de una forma de vida orgánica y está almacenado en el núcleo de la célula. Para todos los organismos conocidos actualmente, el material .

Nucleótidos: Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos, una base nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleósido es la parte del nucleótido formada únicamente por la base nitrogenada y la pentosa

Enlaces

 Fosfodiester: El enlace fosfodiester es un enlace covalente que se produce entre un grupo fosfato (H₃PO₄)  y un grupo hidroxilo (–OH). Este tipo de enlace lo podemos encontrar en fosfolípidos que forman la membrana celular, y en nucleótidos, que forman los ácidos nucleídos ARN y ADN.

Puentes de hidrogeno: Los puentes de hidrógeno son enlaces químicos formados cuando un átomo de hidrógeno es compartido entre dos moléculas.

Genoma: El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular.

ADN: El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleíco que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.

ARN: El ácido ribonucleico es un ácido nucleíco formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus.

—Características de la estructura naturaleza qca.

Bases nitrogenadas (puricas y pirimidica)

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN.

Nucleótidos

Los nucleótidos son moléculas que se pueden presentar libres en la Naturaleza o polimerizadas, formando ácidos nucleicos. También pueden formar parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos, como moléculas portadoras de energía  o coenzimas.

Los nucleótidos se forman por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más ácidos fosfóricos. La unión de una pentosa y una base nitrogenada origina un nucleósido, y su enlace se llama N - glucosídico. Por ello, también un nucleótido es un nucleósido unido a uno o más ácidos fosfóricos.

Las bases nitrogenadas pueden ser Púricas o Pirimidínicas.

Las pentosas pueden ser Ribosa, que forma nucleótidos libres y los nucleótidos componentes del ARN, y  Desoxirribosa, que forma los nucleótidos componentes del ADN. Los carbonos que constituyen las pentosas se renumeran, denominándolos con números prima (5' por ejemplo), para no confundirlos en nomenclatura con los carbonos de la base nitrogenada.

La nomenclatura de los nucleótidos es compleja, pero sigue una estructuración. Los nucleótidos de bases púricas se denominan:

Adenosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Adenina.

Guanosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Guanina. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.

Los nucleótidos de bases pirimidínicas se llaman:

Citidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Citosina.

Timidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Timina.

Uridin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Uracilo. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.

Azúcares (desoxirribosa): La desoxirribosa, o más precisamente 2-desoxirribosa es un monosacárido de cinco átomos de carbono (pentosa, de fórmula empírica C5H10O4), derivado de la ribosa por pérdida de un átomo de oxígeno en el hidroxilo de 2', y por ello no responde a la fórmula general de los monosacáridos (CH2O)n). Forma parte del ADN.

Fosfatos : Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico. Tienen en común un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma tetraédrica.

—Datos  sobre el desarrollo de técnicas y metodología de estudio del M.G.

Se puede obtener material genético prácticamente de cualquier parte del cuerpo,o algún liquido corporal como la saliva, semen o mucosidades, osea las células que son las que contienen la información los liquidos como lagrimas, orina y sudor no son muy recomendables pues son un pésimo sustrato para la extracción del ADN, se tiene que tener cuidado de no contaminar la muestra con otros materiales biológicos o químicos usando frascos o bolsas herméticos y estériles, es necesario aplicar métodos como el PCR que permiten extraer el ADN de las células y poder replicarlo y estudiarlo

—Reseñas históricas 

La historia de la genética se considera que comienza con el trabajo del monje agustino Gregor Mendel. Su investigación sobre hibridación en guisantes, publicada en 1866, describe lo que más tarde se conocería como las leyes de Mendel.

El año 1900 marcó el «redescubrimiento de Mendel» .Bajo el liderazgo de Thomas Hunt Morgan y sus compañeros «drosofilistas», los especialistas en genética desarrollaron la teoría mendeliana-cromosómica de la herencia, la cual fue ampliamente aceptada para 1925. Paralelamente al trabajo experimental, los matemáticos desarrollaron el marco estadístico de la genética de poblaciones, y llevaron la interpretación genética al estudio de la evolución.

Con los patrones básicos de la herencia genética establecidos, muchos biólogos se volvieron hacia investigaciones sobre la naturaleza física de los genes. En los años cuarenta y a principios de los cincuenta, los experimentos señalaron al ADN como la parte de los cromosomas (y quizás otras nucleproteínas) que contenía genes.

El enfoque sobre nuevos organismos modelo tales como virus y bacterias, junto con el descubrimiento en 1953 de la estructura en doble hélice del ADN, marcaron la transición a la era de la genética molecular. En los años siguientes, algunos químicos desarrollaron técnicas para secuenciar tanto a ácidos nucleicos como a proteínas

Los experimentos de Mendel

Gregor Mendel trazó por primera vez los patrones hereditarios de ciertos rasgos en plantas de guisante y mostró que obedecían a reglas estadísticas sencillas. A pesar de que no todas las características muestran los patrones de la herencia mendeliana, su trabajo sirvió como prueba de que la aplicación de estadística a la herencia podía ser sumamente útil. A partir de esa época muchas formas más complejas de herencia han sido demostradas. Mendel definió un concepto al que llamó alelo, al cual concibió como la unidad fundamental de la herencia.

Los experimentos de mendel fue casi ingnorado no como la teoría de Charles Darwin de la evolución por selección natural, en la cual parecían requerirse mecanismos no lamarquianos de la herencia. La propia teoría de la herencia de Darwin, pangénesis, no encontró mucho nivel de aceptación. Una versión más matemática de la pangénesis, la cual descartaba mucho de los remanentes lamarquistas de Darwin, fue desarrollada como la escuela de la herencia "biométrica" por el primo de Darwin, Francis Galton. Bajo Galton, y su sucesor Karl Pearson, la escuela biométrica intentó construir modelos estadísticos para la herencia y la evolución, con éxito limitado pero auténtico, aunque los métodos exactos de la herencia eran desconocidos y se cuestionaban ampliamente.

Experimento de Gurdon

En 1960, John Gurdon diseñó un experimento basándose en el intercambio de núcleos en la rana africana Xenopus laevis

Se observan dos variedades de ranas: una de piel coloreada (línea salvaje) y otra de piel no coloreada (línea albina). Se extrajeron los óvulos de ranas coloreadas e irradiaron con luz ultravioleta para destruir sus núcleos y así obtener óvulos enucleados. Al mismo tiempo, se obtuvieron células intestinales de los renacuajos de la línea albina y de éstas, se extrajo un núcleo, el que fue transplantado al óvulo sin núcleo. Este óvulo se desarrolló, generando renacuajos y adultos albinos.

—Importancia evolutiva del M.G.

Se cree generalmente que el primer material genético fue el ARN, inicialmente manifestado por moléculas de ARN que autoreplicaban flotando en masas de agua. Este período hipotético en la evolución de la vida celular se llama la hipótesis del mundo de ARN. Esta hipótesis está basada en la capacidad del ARN de actuar como un material genético y como un catalizador, conocido como una ribozima. Sin embargo, cuando las proteínas (que pueden formar enzimas) llegaron a la existencia, la molécula más estable, el ADN, se convirtió en el material genético dominante, una situación que continúa hoy. La naturaleza de la doble cadena del ADN permite que las mutaciones se corrijan, y también el ARN es intrínsecamente inestable.

Las células modernas usan el ARN principalmente para construir proteínas de las instrucciones del ADN, en la forma de ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia.

El ARN y el ADN son macromoléculas compuestas de nucleótidos (Son Polinucleótidos), de los cuales hay cuatro en cada molécula. Tres nucleótidos componen un codón, un tipo de "palabra genética", que es como un aminoácido en una proteína. La traducción codón-aminoácido se conoce como Traducción (genética).