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• Yeliitza Mojiica

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA TERESA DE CULTURA CICLO IV MAGDA GIGIOLA SANCHEZ RODIGUEZ [email protected] NOTA PARA LOS ALUMNOS QUE RECLAMARON COPIAS. cuando este hecho el trabajo (asignado por la Lic. Magda), por favor dejarlo donde el señor de la papelería diagonal al colegio DON SILVINO. Todo debidamente marcado, y en hojas blancas. FECHA LIMITE DE ENTREGA VIERNES 12 DE JUNIO. LA GENÉTICA MOLECULAR, el campo de la genética que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular. La genética molecular emplea los métodos de la genética y la biología molecular. Se denomina de esta forma para diferenciarla de otras ramas de la genética como la genética ecológica y la genética de poblaciones. Un área importante dentro de la genética molecular es el uso de la información molecular para determinar los patrones de descendencia y por lo tanto, la correcta clasificación científica de los organismos, lo que se denomina sistemática molecular, mientras que al establecimiento de relaciones de parentesco se llama filogenia molecular lo cual se diferencia con el método de genes que aparecen en el mundo y el universo. Junto con la determinación de la matriz de descendientes, la genética molecular ayuda a comprender las mutaciones genéticas que pueden causar ciertos tipos de enfermedades. A través de la utilización de sus métodos y los de la biología molecular, la genética molecular descubre las razones por las cuales las características son realizadas y cómo y porqué algunas pueden sufrir mutaciones. 1. GEN Un gen es la unidad física y funcional de la herencia, que se pasa de padres a hijos. Los genes están compuestos por ADN y la mayoría de ellos contiene la información para elaborar una proteína específica. Cada gen tiene una localización específi ca en un determinado cromosoma, y el conjunto de todos los genes, contenidos en todos los cromosomas, constituye el genoma. Los cromosomas están constituidos por ADN (ácido desoxirribonucleico), que codifica la información hereditaria, y por proteínas istónicas y no istónicas. Cada cromosoma está formado por una única molécula de ADN, en la que cada gen ocupa un segmento. El ADN está constituido por la asociación de moléculas llamadas nucleótidos, formadas por la unión de una molécula de fosfato, una del azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada. Ya que cuatro bases distintas, adenina, guanina, timina y citosina participan en la formación de los nucleótidos, hay cuatro tipos distintos de estos. Para formar ADN, los nucleótidos se vinculan por sus grupos fosfato y conforman una larga hebra, cuyas bases nitrogenadas se unen por uniones débiles pero muy específicas con las de otra hebra. Se forman así pares de bases, que determinan que ambas hebras, apareadas, se enrollen para dar lugar a la estructura de doble hélice. Las uniones entre las bases solo ocurren, por una parte, entre la adenina y la timina y, por otra, entre la guanina y la citosina, las que por eso se llaman bases complementarias. La especificidad de las uniones entre bases determina la conservación y la transmisión de la información hereditaria. El mensaje de la herencia o código genético está contenido en el orden o secuencia con que las bases aparecen en la larga hebra del ADN. El mensaje genético solo consiste en información que determina el número, el tipo y la secuencia de aminoácidos de cada uno de los distintos tipos de proteínas de un organismo. La secuencia de bases del ADN determina la secuencia en que los aminoácidos se enlazan entre sí para dar lugar a una proteína. 2. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleóti dos, 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 Johan Friedrich Miescher, que en el año 1869 aisló los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN. Todos los organismos poseen estas biomoléculas que dirigen y controlan la síntesis de sus proteínas, proporcionando la información que determina su especificidad y características biológicas, ya que contienen las instrucciones necesarias para realizar los procesos vitales y son las responsables de todas las funciones básicas en el organismo. 2.1 TIPOS DE ACIDOS NUCLEIDOS

Existen dos tipos de ácidos nucleicos : ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian: • por el glúcido (la pentosa es diferente en cada uno; ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN); • por las bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN. • por las hélices: Mientras que el ADN tiene doble hélice, el ARN tiene solo una cadena. 2.2 BASES NITROGENADAS Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética, éstas presentan una estructura cíclica que contiene car bono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Se dividen en dos tipos: • Purinas, que son derivadas de la purina (dos anillos). • Pirimidinas, derivadas del anillo de la pirimidina (un anillo). La presencia de los átomos de nitrógeno les da un carácter básico a estos compuestos. Son aromáticas y por lo tanto son planas, también son insolubles en agua y pueden establecer interacciones hidrofóbicas entre ellas; estas interacciones sirven para estabilizar la estructura tridimensional de los ácidos nucleicos. La existencia de distintos radicales hace que puedan aparecer varias bases nitrogenadas, las cuales son: • Adenina, presente en ADN y ARN • Guanina, presente en ADN y ARN • Citosina, presente en ADN y ARN • Timina, presente exclusivamente en el ADN • Uracilo, presente exclusivamente en el ARN 2.3 CARACTERISTICAS DEL ADN El ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y característi cas de un organismo y sus funciones. Además, a través del ADN se transmiten esas características a los descendientes durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células. En las células eucariotas el ADN está contenido dentro del núcleo celular, mientras que, en las células procariotas, que no tienen un núcleo definido, el material genético está disperso en el citoplasma celular. El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple. 2.4 CARACTERISTICAS DEL ARN El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN. El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables. Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia, existen varios tipos de ARN:

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA TERESA DE CULTURA CICLO IV MAGDA GIGIOLA SANCHEZ RODIGUEZ [email protected] • El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye. • El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una proteína • El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del ribosoma.

3. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

La biosíntesis de proteínas o síntesis de proteínas 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. 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). Los aminoácidos (componentes de las proteínas) son unidos a los ARN de transferencia (ARNt) que los llevarán hasta el lugar de síntesis proteica, donde serán encadenados uno tras otro. La enzima aminoacil-ARNtsintetasa se encarga de dicha unión, en un proceso que consume ATP. Los ribosomas son los orgánulos citoplasmáticos encargados de la biosíntesis proteica; ellos son los encargados de la unión de los aminoácidos que transportan los ARNt siguiendo la secuencia de codones del ARNm según las equivalencias del código genético. CODIGO GENETICO La secuencia de nucleótidos de un gen es traducida por las células para producir una cadena de aminoácidos, creando proteínas —el orden de los aminoácidos en una proteína corresponde con el orden de los nucleótidos del gen. Esto recibe el nombre de código genético. Los aminoácidos de una proteína determinan cómo se pliega en una forma tridimensional y responsable del funcionamiento de la proteína. Las proteínas ejecutan casi todas las funciones que las células necesitan para vivir. GEORGE GAMOW, decía que cada secuencia de bases

nitrogenadas era propia de un aminoácido, Actualmente se conoce que la unión de tres letras (bases nitrogenadas) dan origen a los codones, un codón es un conjunto de palabras que traducen proteínas. Codón inicio 5” codón finalización 3”. Para utilizar esta tabla de código genético tienes que ir desde el centro del círculo al exterior. Por ejemplo, prueba buscando UGU, debe corresponder con el aminoácido Cys-Cisteina.

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA TERESA DE CULTURA CICLO IV MAGDA GIGIOLA SANCHEZ RODIGUEZ [email protected] TALLER DE BIOLOGIA. RECUEDE LEER MUY BIEN EL ANTERIOR TEXTO COMPLETO. 1.

Ubique en las líneas el numero según corresponda el evento que ocurre.

a. __________corresponde con la Replicación, un procedimiento que ocurre en el interior del núcleo celular y en el que se copia, se duplica el ADN. Este proceso suele ocurrir justo antes de que la célula se divida para que cada célula hija tenga su núcleo. Es un proceso semiconservativo en el que se mantiene una hebra "antigua y sobre esa se fabrica la nueva por complementariedad de bases. b. __________representa la Transcripción, que ocurre en el núcleo y es el proceso por el que el ADN se copia a ARNm, permitiendo de esta manera que la información contenida en el ADN salga del núcleo y se exprese. c. _________representa la Traducción, se lleva a cabo en el citoplasma y consiste en transformar la información transportada por le ARNm en proteína. Participan en este proceso el ARNm, los ARNt complementarios a los codones del mensajero y los ribosomas. 2. COMPLETA LA TABLA: CODON

AMINOACIDO

AUG AAA GAC UGA CGA

3. Identifica cuántos codones están formando las siguientes proteínas: a. CGAAUGCAAGCAAGGCCCUGAUGG b. CAGUUUAUGAAAUAAA c. AUGCUCCGAGGGACGAAAGAGUGA 4. A continuación, te mostraremos un pequeño fragmento de ADN realiza la transcripción y traducción del mismo.

5. Dada la siguiente secuencia, escribe como seria la copia del ARN mensajero: 5' - UUACGUAUCGAUCCC - 3' 6. Policías y ladrones: Se ha cometido un crimen en la rúe del Percebe. En el lugar del crimen se han encontrado restos del posible asesino o asesina. Se extrae el ADN de los restos y se compara con los tres sospechosos. ¿Serías capaz de resolver el caso? ¿Cómo lo has hecho?.

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA TERESA DE CULTURA CICLO IV MAGDA GIGIOLA SANCHEZ RODIGUEZ [email protected] QUIMICA

COMPOSICIÓN PORCENTUAL Es el porcentaje en masa de cada uno de los elementos presentes en un compuesto. %A=

masa total del elemento Masa molar del compuesto

X 100

1. Ejemplo. Calcule la composición porcentual de cada elemento presente en H2O %H = _2__ x 100 = 11.11 % 18

Peso del hidrogeno H2 H=1 = 1x 2= 2

% O = _16_ x 100 = 88,88 % 18

Peso del H2O=18 H=1 = 1x Para comprobar que el ejercicio está bien, se debe sumar los dos resultado y nos debe dar sobre 99.9 o 100 2= 2

Asi: 11.11 + 88,88 = 99.9

2.

Ejemplo: Calcule la composición porcentual Ni2(CO3)3 (carbonato de niquel III) Ni C O

% Ni = 117.38 x 100 = 39,46% 297.41 %C=

36.03 x 100 = 12.11% 297.41

%O=

2 x 58.69 = 3 x 12.01 = 9 x 16 =

117.38 36.03 144 + 297.41

144 x 100 = 48.42 % 297.41 Una forma de comprobar si es correcta la composición porcentual es sumar los porcentajes de cada elemento. El total de la suma debe ser igual a 100 o un valor muy cercano. Para nuestro ejemplo: 39.47 +

12.11 +

48.42

TALLER DE QUIMICA Calcule la composición porcentual de: a. cloruro de etilo, C2H5Cl b. sulfato de calcio CaSO4 c. Na2SO4. d. K2Cr2O e. H2SO4 f. KNO3

g. Al(OH)3 h. NH4OH i. C6H12O6 j. Ag3 AsO4

4

= 100