UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE NICARAGUA, Len.

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIN Y HUMANIDADES.

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES.

I. Datos generales

Carrera: Ciencias de la Educacin

Mencin:

Modalidad: Sabatina Trimestre: Primero

Nombre del componente: Biologa General. Actividad: No.

Ao lectivo: 2015 Tiempo: 1 hora 40 min.

Ao Acadmico: I Ao Fecha: 7/03/15

Profesor:

Unidad: III GENTICA 3.2 Bases fsicas y qumicas de la Gentica.

3.3 Reproduccin asexual y sexual.II. COMPETENCIAS DEL COMPONENTE CURRICULAR A LA QUE SE APORTA CON ESTA ACTVIVIDAD.

Emite juicios sobre los aspectos estructurales, genticos, ecolgicos y evolutivos de los organismos desde los niveles de organizacin subcelular hasta los sistemas orgnicos. Interpretando los principales procesos qumicos, fsicos y biolgicos de los organismos y sus interacciones con el medio ambiente

3.2 Bases fsicas y qumicas de la Gentica.

cidos nucleicos (Modelo de Watson)

De acuerdo a la composicin qumica, los cidos nucleicos se clasifican en cidos desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el ncleo celular de las clulas eucariontes y algunos organelos, y en cidos ribonucleicos (ARN) que actan en el citoplasma. La estructura de la doble hlice para el ADN fue originalmente propuesta por Watson y Crick en 1953, postulando que la secuencia en la cual se encuentran las bases nitrogenadas a lo largo de la molcula de ADN es lo que contiene la informacin gentica. Los cidos nucleicos, son carbohidratos formados por polmeros no ramificados que desempean funciones biolgicas trascendentales en todos los seres vivos, ya que contienen la informacin codificada, que permite a los organismos disponer de lo necesario para desarrollar sus ciclos biolgicos, desde su nacimiento hasta su muerte, y no solamente cuentan con el mensajes gentico o los genes, sino tambin, con las instrucciones precisas para su lectura se conocen dos tipos de cidos nucleicos, el ADN y el ARN.

Estructura del acido desoxirribonucleico:A las unidades qumicas que se unen para formar los cidos nucleicos se les denominan nucletidos y al polmero se le denomina poli nucletido o cido nucleico.

Los nucletidos estn formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azcar; ribosa en caso de ARN y desoxirribosa en el caso de ADN.

Las bases nitrogenadas son las que contienen la informacin gentica, los azcares y los fosfatos tienen una funcin estructural formando el esqueleto del poli nucletido.

En el caso del ADN las bases nitrogenadas son dos Purinas y dos Pirimidinas; las purinas son: Adenina (A) y Guanina (G). Las pirimidinas son: Timina (T) y Citosina (C). En el caso del ARN tambin son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas, las purinas son Adenina (A) y Guanina (G) y las pirimidinas son Citosina (C) y Uracilo (U).

La molcula de ADN tiene la estructura de una escalera formada por azcares, fosfatos y cuatro bases nucleotdicas llamadas adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G); el cdigo gentico queda determinado por el orden de estas bases, y cada gen tiene una secuencia nica de pares de bases. Las dos cadena se encuentran unidos mediante puentes de hidrogeno entre los pares de bases. La adenina (A) se aparea siempre con la timina (T) = (A T), y la Guanina (G) con la citosina (C) = (G = C).

Estas caractersticas del apareamiento de las bases implican, por ejemplo: que si una porcin de cadena ADN tiene una secuencia:

A T G C T A.la complementaria tendr secuencia

T A C G A T. Complementaria.Estructura del acido ribonucleico:El ARN, es el materialgenticode ciertos virus (virus ARN) y, en los organismos celulares, es una molcula que dirige las etapas intermedias de la sntesis proteica.

Aunque el ARN, como el ADN, es una macromolcula de cadena larga, tiene propiedades muy diferentes.

En primer lugar, el ARN es de cadena sencilla, no una hlice doble como el ADN; el ARN contiene en su nucletido el azcar ribosa, de ah su nombre de cido ribonucleico en lugar de la pentosa desoxirribosa; en tercer lugar, el ARN contiene la base pirimidinica Uracilo (U), en lugar de la Timina (T), no obstante, el uracilo forma puentes de hidrgeno con la adenina, exactamente como la timina.

Nadie sabe con seguridad por qu el ARN contiene uracilo en vez de timina y ribosa en lugar de desoxirribosa.DISTINTAS CLASES DE MOLECULAS DE ARN.Los componentes principales son ARNt (ARN transferente o transporte), ARNm (ARN mensajero) y ARNr (ribosmico).

La mayor parte de ellos son sintetizados por la enzima, ARN polimerasa, estos tipos de ARN funcionan en la formacin de sntesis de protenas.

ARNm (mensajero): Desarrolla una importante funcin en la sntesis de protenas despus de transcribir la informacin gentica.

La trascripcin es la formacin de ARN de transcripcin (ARNt) a partir de un molde de ADN con la ayuda de una enzima dependiente de ADN.ARNt (de transcripcin): Estas molculas son relativamente pequeas y funcionan como portadoras de aminocidos (a a) especficos durante la biosntesis de protenas que se realiza en los ribosomas, en la clula existen 20 tipos diferentes de molculas de ARNm, esto corresponde a una para cada una de los veinte aminocidos (a a) y algunos de estos aminocidos (a a) son identificados por varios ARNm.ARNr (ribosmico): Se encuentra como parte de la estructura del ribosoma junto a diferentes protenas, existen dos clases principales de ARNr uno que se encuentra en la unidad mayor del ribosoma y otro en la unidad menor.La funcin del ARNr, no esta claramente definida, se cree que participa en la sntesis de protenas, el ARNr no trasmite informacin gentica.

El nico que porta informacin se denomina apropiadamente ARNt (transferencia). Acta como copia de la informacin del ADN del ncleo, enviada para dirigir la sntesis de protenas en el citoplasma.

Replicacin o Auto sntesis:La replicacin o Auto sntesis se inicia cuando la doble hlice se abre y las dos hebras comienzan a separarse en puntos correctos del cromosoma denominados orgenes de replicacin, a partir de los cuales se forman las burbujas de replicacin que se extienden a lo largo del cromosoma y dan lugar a las horquillas de replicacin, en donde las hebras de ADN parental actan como patrones para la sntesis de las dos nuevas cadenas de ADN.

De las dos nuevas cadenas que se forman una se sintetiza continuamente y recibe el nombre de conductora y la otra se sintetiza en pequeos fragmentos que luego se unen formando la hebra retardada.

Una de las cadenas la conductora, se lee continuamente a diferencia de la otra, debido a que la ADN polimerasa lee en sentido 3 ----- 5 la cadena retardada 5 ----- 3 Ejemplo:

Cadena Original.

3 T A G C T C G A 5 3 T A G C T C G A 5 | | | | | | | | ADN: 5 A T C G A G C T 3 5 A T C G A G C T 3

5 A T C G A G C T 3 3 T A G C T C G A 5 Este proceso contina hasta que se ha formado una nueva cadena de polinucletidos a lo largo de la antigua; se reconstruye as una nueva molcula con estructura de doble hlice.

Transcripcin:Al proceso de copiado de la informacin gentica contenida en el ADN del cromosoma durante la sntesis del ARNm se le llama transcripcin.Ello sugiere que la trascripcin puede estar basada en la complementariedad de las bases, que constituyen tambin la clave de la replicacin del ADN.

Ejemplo:3 T A G C T C G A 5

| | | | | | | | ADN:

5 A T C G A G C T 3

Transcripcin del mensaje gentico.

5 U A G C U C G A 3 ARNm:

El ARN se fabrica siempre en direccin 5 ------- 3, en otras palabras, la nueva cadena crece en la direccin 5 -------- 3, Esto significa que el grupo oxidrilo (-0H) queda en el extremo nuevo.Traduccin:El ADN contiene la informacin necesaria para que produzcan las protenas que necesita la clula, por lo tanto se debe transmitir esta informacin a travs de la molcula de ARNm hasta el lugar de produccin en los ribosomas.

Para que se lleve a cabo la sntesis de protena es necesario la trascripcin y traduccin del mensaje enviado por el ADN.

Este proceso se inicia cuando cada aminocido (a a) se une a una molcula de ARNt especfico de ese aminocido mediante un enlace de alta energa. La energa del ARNt cargado se convierte en un enlace peptdico al unirse el aminocido a otro situado en el ribosoma.Ejemplo: si este es la molcula de ADN transcrita 5 U A G C U C G A U3 ARNm, estar compuesta por tres codones y los sitios que reconocer sern los anti codones que se encuentran en el ARNt, ellas sern 3AUCGAGCUA5 en cada tripleta de cada anticodn estara unido a un aminocido (a a), existen 20 aminocidos y la combinacin de ellos en largas cadenas polipeptdicas forman una protena.Cromatina y cromosomas: Estructura y Funcin.

La Cromatina, Es un complejo macromolecular formado por la asociacin de cido desoxirribonucleico o ADN y protenas bsicas, llamadas histonas, que se encuentra en el ncleo de las clulas eucariticas, durante la interfase (periodo de divisin no aparente) su funcin es permitir la transportacin de la informacin gentica. Cromosoma, en citologa, nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por cidos nucleicos y protenas presente en todas las clulas vegetales y animales. El cromosoma contiene el cido nucleico, ADN, que se divide en tripletas llamadas genes. stos determinan las caractersticas hereditarias de la clula u organismo. Las clulas de los individuos de una especie determinada suelen tener un nmero fijo de cromosomas, que en las plantas y animales superiores se presentan por pares. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas; en estos organismos, las clulas reproductoras tienen por lo general slo la mitad de los cromosomas presentes en las corporales o somticas.

Cromosomas humanos

Los cromosomas contienen la informacin gentica del organismo. Cada tipo de organismo tiene un nmero de cromosomas determinado; en la especie humana, por ejemplo, hay 23 pares de cromosomas organizados en 8 grupos segn el tamao y la forma. La mitad de los cromosomas proceden del padre y la otra mitad de la madre, las diferencias entre individuos reflejan la recombinacin gentica de estos juegos de cromosomas al pasar de una generacin a otra.

REPRODUCCIN ASEXUAL Y SEXUAL:CICLO CELULAR: Elciclocelularcomprende una serie de fases ordenadas, durante estas fases, la clula duplica su contenido y se divide en dos clulas hijas. El ciclo celular de una clula eucariota, es decir, de una clula con ncleo, est formado por dos periodos: la interfase y la fase mittica (M).

Lainterfaseesuna etapa conocida como de reposo de la clula, es elperiodo ms largo del ciclo y constituye un paso previo a la divisin de la clula. Durante la interfase, la clula duplica su cido desoxirribonucleico (ADN) y fabrica orgnulos y otros componentes citoplasmticos, la interfase comprende tres etapas: G1, S y G2.

Caractersticas generales de las etapas de la interfase:G1:La clula sintetiza o elabora todo el material como los lpidos, las protenas, y los carbohidratos que estn relacionado con el crecimiento.

S:Durante esta subetapa duplica su material genetico, que repartir posteriormente durante la division celular.

G2:Sintetiza el material inmediato y necesario para la division celular.

La divisin celular consiste en dos desarrollos que transcurren de manera secuencial: en primer lugar se divide el ncleo mediante un proceso denominado Mitosis e inmediatamente despus, tiene lugar la divisin del citoplasma o citocinesis.MITOSIS: Es el proceso mediante el cual se reparte equitativamente el material cromosmico entre las dos clulas hijas, con lo cual se asegura que la informacin gentica se transmita sin variacin de unas clulas a otras, previamente al reparto, ha tenido lugar la replicacin del ADN en la fase S y de todos los elementos que contiene como las mitocondrias, centriolos, aparato de Golgi, entre otros organelos.

La mitosis es un proceso dinmico continuo, aunque para su estudio se divide en cuatro fases sucesivas que se denominan: profase, metafase, anafase y telofase.

La mitosis, en los organismos unicelulares, es un sistema de reproduccin asexual; sin embargo, en los organismos pluricelulares es un sistema que permite el crecimiento, desarrollo y regeneracin de sus tejidos, procedentes, tras sucesivas divisiones mitticas, del zigoto. PROFASE: La doble membrana nuclear se fragmente en vesculas, y la lmina fibrosa se separa, lo que permite la mezcla del citoplasma con el ncleoplasma.Profase: (A Y B).Los cromosomas.Se duplican en la fase S, se espiralizan y comienzan a hacerse visibles como cromosomas individuales, con sus dos cromtidas unidas por el centrmero. Al mismo tiempo, el contenido del nuclolo empaqueta toda su maquinaria de transcripcin y la coloca repartida entre los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 en las clulas humanas, por lo que se desintegra y ya no se vuelve a apreciar como corpsculo hasta que finalice la mitosis.

Las clulas vegetales carecen de centrolos, y los filamentos de huso parten de dos zonas ms densas del citoplasma, donde se localiza el centro organizador de microtbulos (COM). METAFASE: (C y D).Esta fase se caracteriza porque el huso mittico est perfectamente desarrollado entre los dos polos de la clula y los cromosomas, que alcanzan su mximo grado de empaquetamiento, presentan sus dos cromtidas dispuestas en forma de X, es la etapa en que mejor se visualizan. ANAFASE:(E).En esta etapa se separan los cinetcoros de cada cromosoma, cada uno de los cuales arrastra a su cromtida hasta un polo del huso; se puede observar cmo las fibras cinetocricas se acortan a medida que las cromtidas se desplazan hacia los polos.

TELOFASE: (F).

Una vez finalizado el desplazamiento anafsico, comienzan a formarse alrededor de cada grupo de cromosomas la lmina fibrosa y las dos membranas nucleares, al mismo tiempo que reaparece el nuclolo, y los cromosomas se vuelven a descondensar y retornan al estado de fibra cromatnica. CITOCINESIS:Consiste en la fragmentacin del citoplasma, que se reparte entre las dos clulas hijas mediante una serie de procesos distintos, segn se trate de clulas animales o vegetales.

En las clulas animales la citocinesis tiene lugar mediante la estrangulacin del citoplasmaMEIOSIS GAMETOGENICA:Consiste en dos divisiones celulares sucesivas que dan lugar a cuatro clulas haploides (n), denominadas gametos, en las hembras vulos y en los machos espermatozoides, a partir de una nica clula diploide, llamada gametogonia o clula madre de gametos en la hembra ovogonia, en el macho espermatogonia, respectivamente. Cuando ambos gametos fusionan sus ncleos haploides, tras la fecundacin, se recupera de nuevo la dotacin diploide en el zigoto; de esta manera mediante la reduccin meitica del nmero de cromosomas en los gametos se evita que la dotacin cromosmica se duplique y aumente sin cesar en sucesivas generaciones, cosa que ocurrira si los gametos fuesen diploides, pues el zigoto resultara tetraploide, y as sucesivamente.

Antes de que ocurran las divisiones meiticas, se duplica el ADN durante la interfase, y cada cromtida de lugar a su cromtida gemela, quedando unidas por el centrmero, a partir de este momento transcurren dos divisiones sucesivas, cada una de las cuales se subdivide en cuatro etapas, como en la mitosis.

PRIMERA DIVISIN MEITICA :

PROFASE I: En esta etapa, durante todo el proceso la envoltura nuclear permanece intacta, pero desaparece al final, al mismo tiempo que se desintegra el nuclolo y se forman los microtbulos del huso. Cuando los cromosomas se han acortado y ensanchado lo suficiente para hacerse visibles, aunque no se distinguen las dos cromtidas de cada cromosoma, que permanecern estrechamente unidas hasta el final de la profase I en la diacinesis. Se observa que los extremos de cada cromosoma se encuentran unidos a la lmina fibrosa mediante una estructura denominada placa de unin. Se divide a su vez en cinco fases:LEPTONEMA:Es la primera subfase en la que suceden ciertos acontecimientos,aparecen los centriolos en la celula animal, se forma el huso mitotico,se desorganiza el nucleo y la cromatina se empaqueta y se forman los cromosomas.

ZIGOTENO:

Se inicia el proceso de apareamiento entre los cromosomas homlogos, fenmenos conocidos con el nombre de sinapsis, que tienen lugar mediante la formacin de una estructura proteica entre ambos cromosomas homlogos, que permite el acercamiento de cada gen con su homlogo, situado en el cromosoma opuesto. Esto ocurre en todos los cromosomas, excepto entre el X y el Y, que slo aparean parcialmente mediante un pequeo segmento homlogo.

PAQUITENO:

Tiene lugar el proceso de sobrecruzamiento entre cromtidas no hermanas, es decir, el intercambio de fragmentos cromatdicos pertenecientes a homlogos distintos. La consecuencia de este intercambio es la recombinacin gnica, ya que a partir de este momento los cromosomas no son completamente paternos o maternos, puesto que una de sus cromtidas est formada por segmentos alternantes paternos y maternos.

DIPLOTENO:

Los cromosomas homlogos se repelen, aunque permanecen unidos por unos puntos denominados quiasmas, que reflejan los lugares en donde tuvo lugar el sobrecruzamiento, por esto se suele decir que el quiasma es la manifestacin citolgica, observable al microscopio, del sobrecruzamiento, y la consecuencia gentica del tal fenmeno es la recombinacin gnica, es decir, el intercambio de genes entre cromosomas homlogos.

Puede durar meses o incluso aos, como, por ejemplo, en la mujer, cuyos ovocitos se forman en el quinto mes de vida fetal y permanecen detenidos en la fase de diploteno hasta la pubertad. DIACINESIS:

En esta fase se interrumpe la transcripcin y los cromosomas adoptan la configuracin ms compacta, lo que permite apreciar por primera vez las dos cromtidas de cada cromosoma, hasta ahora los cromosomas homlogos, unidos por los quiasmas, formaban estructuras denominadas bivalentes; pero a partir del momento en que se distinguen las dos cromtidas de cada homlogo, las figuras se transforman en ttradas, donde las cromtidas hermanas estn enlazadas por los centrmeros y las cromtidas no hermanas permanecen unidas por los quiasmas.

Comienza la desaparicin de la envoltura nuclear y del nuclolo, y se forma el huso entre los diplosomas, al mismo tiempo que empiezan a formarse los microtbulos cinetocricos.

Al finalizar estos cinco eventos se inicia las siguientes fases:METAFASE I: Presenta algunas diferencias con la metafase mittica, en el sentido de que las fibras cinetocricas crecen en direcciones opuestas a partir de los cinetcoros situados en cada cromosoma homlogo, de manera que, en este caso, el plano ecuatorial no corta los centrmeros de cada cromosoma, sino los quiasmas de cada ttrada.

ANAFASE I:Se rompen los quiasmas o entrecruzamiento y cada homlogo se desplaza a un polo opuesto de la clula, una conserva su naturaleza paterna o materna inicial, pero la otra es mixta o recombinada.

TELOFASE I:Es la ltima fase de esta primera divisin meitica, que comienza tan pronto como los dos grupos anafsicos llegan a sus respectivos polos. Durante este perodo, se regenera la envoltura nuclear alrededor de cada ncleo y desaparecen las fibras del huso; de modo simultneo, sus cromosomas experimentan una ligera descondensacin y entran en una breve interfase, en la que no tiene lugar sntesis de ADN. SEGUNDA DIVISION MEIOTICA:En este caso se trata de un proceso similar a la mitosis, se inicia con:

PROFASE II

Desaparecen las membranas nucleares y se forman dos nuevos husos, orientados perpendicularmente al primero.

METAFASE IILos cromosomas se disponen en la placa ecuatorial. ANAFASE II

Se rompen los centrmeros, cada cromtida emigra en un proceso.

TELOFASE II

Es simultnea a la citocinesis, que permite la formacin de cuatro clulas con la mitad del nmero de cromosomas (haploides), y que, adems, contienen segmentos alternantes paternos y maternos.

Como consecuencia de la meiosis, y de la recombinacin gnica que tiene lugar, cada vulo es portador de genes maternos, es decir, contiene informacin del abuelo y de la abuela materna, y cada espermatozoide contiene a su vez genes paternos, o sea, una mezcla de genes procedentes del abuelo y la abuela paternos.GAMETOGENESIS:Es el proceso de formacin de gametos, se denomina espermatognesis cuando se trata de espermatozoides y ovognesis u oognesis si se refiere a vulos.

En dicho proceso se produce la divisin de las clulas por meiosis, efectundose la reduccin cromosmica, fenmeno imprescindible para que el nmero de cromosomas de los individuos, que se forman al unirse los gametos, se mantengan constante generacin tras generacin.

GAMETOGENESIS:

Espermatognesis y ovognesisDurante el proceso de formacin de los gametos masculinos y femeninos (espermatognesis y ovognesis, respectivamente) tiene lugar la meiosis. Las clulas germinativas (espermatocito primario y ovocito primario) contienen pares de cromosomas homlogos, cada uno de estructura doble, es decir, con 2 cromtidas. En la primera divisin meitica, cada clula germinativa se divide en 2 clulas hijas, por lo que cada una de ellas contiene un miembro de cada par de cromosomas. En la segunda divisin meitica cada clula resultante de la primera divisin, que contiene cromosomas de estructura doble, se separa a su vez en 2 clulas hijas, por lo que cada una de ellas recibe una cromtida. Como consecuencia de estas dos divisiones, los gametos contienen la mitad de cromosomas que las clulas germinativas. En el caso de la espermatognesis, las 4 clulas hijas (espermtidas) darn lugar a 4 espermatozoides. En el caso de la ovognesis, slo se produce un gameto maduro (vulo maduro), ya que las 3 clulas resultantes, los corpsculos polares, degeneran durante su evolucin.Determinacin del sexo, tipo XX - XY

En los seres humanos el sexo del recin nacido depende del tipo de espermatozoide que realice la fecundacin. Si el espermatozoide que fecunda el vulo es portador del cromosoma X el cigoto resultante dar lugar a una nia (XX) y si el espermatozoide que fecunda al vulo es portador del cromosoma Y el cigoto dar lugar a un nio (XY). La probabilidad de que nazca un nio o una nia es exactamente la misma; en otras especies la hembra puede determinar el sexo.Bibliografa:Nason alvin. 1992 Biologa Editorial: Limusa, Mxico D.F.

Panadero, Eduardo y colectivo, 1992 Biologa.

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Microsoft Encarta 2009. 1993-2007 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

Trabajo independiente:1 Confeccione un cuadro que contenga las diferencias y similitudes de los cidos nucleicos.

2.- Realice el proceso de auto sntesis del ADN y la transcripcin del ARNm y la traduccin del material gentico.

3.- Confeccione un cuadro sinptico de los procesos del ciclo celular.

4.- Cuales seran los resultados esperados de la divisin tres espermatocitos primarios y de cuatro ovocitos primarios. 12