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INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS ARTURO DUQUE RAMIREZ
ASIGNATURA: BIOLOGÍA
GRADO NOVENO
GUIA DE AUTOFORMACIÓN
DOCENTE: JOSÉ SÓCRATES PÉREZ M
IH: 4 Horas Presenciales
TEMA: EL LENGUAJE DE LA HERENCIA
ÁMBITOS DE FORMACIÓN EN CIENCIAS:
ME APROXIMO AL CONOCIMIENTO COMO CIENTIFIC@ NATURAL:
 Identifico y uso adecuadamente el lenguaje propio de las ciencias.
 Busco información en diferentes fuentes.
MANEJO CONOCIMIENTOS PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES:
Entorno Vivo:
 Reconozco la importancia del modelo de la doble hélice para la explicación del
almacenamiento y transmisión del material genético
 Establezco relaciones entre genes, proteínas y funciones celulares.
Ciencia, Tecnología y Sociedad:
 Escucho activamente a mis compañeras, reconozco otros puntos de vista, los comparo con
los míos y puedo modificar lo que pienso ante argumentos más sólidos.
 Reconozco que los modelos de la ciencia cambian con el tiempo y que varios pueden ser
validos simultáneamente.
CONCEPTUALIZACIÓN
LAS MOLÉCULAS DE LA HERENCIA
Los primeros intentos de identificación química del material genético se deben a Friedrich Mieschner, quien
en el siglo XIX, comprobó que los núcleos celulares contenían una sustancia de carácter ácido que
posteriormente fue llamada ácido nucleico. Estudios posteriores permitieron conocer en detalle el ADN y
otro ácido nucleico fundamental en la expresión del lenguaje genético: el ácido ribonucleico o ARN.
LENGUAJE
Alfabeto
ESPAÑOL
GENÉTICO
4 nucleótidos (A, G, C, T) 27 Letras (a, b, c, ..., z)
Mensaje
Genes
Portador de posibles mensajes ADN
Palabras
Diccionario
Expresión del lenguaje
Expresión de ideas, pensamientos...
Síntesis de proteínas
ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Un ácido nucleico es una molécula filamentosa conformada por pequeñas unidades repetidas, llamadas
nucleótidos. Todos los nucleótidos son similares en su estructura química, la cual consta de tres partes
fundamentales: una molécula de azúcar (pentosa), un ácido fosfórico y una base nitrogenada. El azúcar y
el ácido fosfórico permanecen iguales en todas las formas diferentes de nucleótidos. Por el contrario, existen
cuatro bases nitrogenadas diferentes, que son las letras de nuestro código genético.
ESQUEMA FUNCIONAL
Ácido
Azúcar
Fosfórico
Base Nitrogenada
Estructura Química Simplificada
Nucleótido
CLASES DE ÁCIDOS NUCLEÍCOS
Los dos ácidos nucleicos, el ARN y el ADN, tienen diferencias importantes en ubicación, estructura y
tamaño:
• El ARN es una cadena de nucleótidos relativamente corta y está presente principalmente en el
citoplasma, aunque también se puede encontrar en el núcleo. Su azúcar se denomina ribosa, de donde
recibe su nombre. Presenta cuatro tipos de bases nitrogenadas en sus nucleótidos: adenina, guanina,
citosína y uracilo, esta última es exclusiva del ARN.
• El ADN consta de dos cadenas largas y está en el núcleo celular en forma de filamentos
desordenados que reciben el nombre de cromatina; cuando la célula se va a dividir, el ADN se reúne y forma
los cromosomas. Su azúcar se conoce como desoxirribosa y sus nucleótidos tienen cuatro tipos de
bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, esta última es exclusiva del ADN.
ESTRUCTURA DEL ADN
En 1953, James Watson y Francis Crick propusieron en un trabajo, que les valió el premio Nobel, el
modelo estructural del ADN con las siguientes características
• El ADN está constituido por dos CADENAS COMPLEMENTARIAS que están enfrentadas y
enrolladas.
• El enrollamiento es helicoidal, como una escalera de caracol que mantiene el mismo diámetro y el
mismo ancho para todos sus escalones.
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• Las bases nitrogenadas corresponden a los peldaños en una escalera de caracol.
• Las bases nitrogenadas de una cadena son complementarias de las de la otra: la adenina (A) es complementaria de la timina (T) y la guanina (G) es complementaria de la citosina (C). Los peldaños están
siempre conformados por una de las dos parejas posibles: A y T o G y C.
• En cada pareja, las bases están unidas por enlaces temporales pero resistentes llamados
puentes de hidrógeno.
DUPLICACIÓN DEL ADN
Antes de dividirse, una célula debe duplicar su ADN, de tal forma que las dos células resultantes
posean una copia completa. La duplicación del ADN es posible gracias a su estructura de doble hélice
con dos cadenas complementarias: cada una sirve de molde para fabricar una nueva. Durante la
duplicación se separan las dos cadenas del ADN y se van añadiendo los nucleótidos adecuados, es decir,
complementarios a cada una de las hebras separadas; así se forman dos cadenas nuevas casi idénticas a las
originales. A pesar de que el proceso parece bastante simple, necesita de un complejo sistema de proteínas
que lo hace posible. En efecto, la duplicación ocurre gracias a la acción de enzimas específicas para cada
función: las helicasas separan las dos cadenas, rompiendo los puentes de hidrógenos; las topoisomerasas
hacen girar la molécula a medida que se va replicando; las ADN-polimerasas se encargan de poner el
nucleótido correspondiente, y las ADN-ligasas de unir los nuevos nucleótidos entre sí. Estas enzimas actúan
con gran eficiencia y rapidez, con una tasa de adición de
unos 50 nucleótidos por segundo en mamíferos y unos 500 en bacterias. El resultado de la duplicación
son dos moléculas de ADN mixtas, porque cada una tiene una cadena original y una copia.
La duplicación del ADN exige un estricto control de calidad, ya que cualquier error en la copia puede
generar un ADN defectuoso. Los controles más importantes son dos: la ADN-polimerasa comprueba que
los nucleótidos recién agregados sean los apropiados y corrige los errados. Por otro lado, un conjunto de
enzimas, llamado sistema de reparación, se encarga de revisar el ADN recién duplicado y corrige los
errores que no haya detectado el control anterior.
LA EXPRESIÓN DE LOS GENES: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Las proteínas son moléculas orgánicas largas y complejas, hechas de combinaciones de 20 clases
diferentes de unidades llamadas aminoácidos. Varios aminoácidos unidos en cadena forman un
polipéptido, pero el polipéptido debe adquirir una estructura tridimensional para llegar a ser una
proteína. La estructura tridimensional es fundamental para su función, pues le permite a la proteína
interactuar de diversas formas con compuestos químicos y con otras proteínas a su alrededor. Las
proteínas son la base de la constitución de nuestro organismo y están presentes desde las membranas y el
citoplasma de nuestras células hasta nuestros músculos, nuestra piel y nuestro pelo. Igualmente,
son el pilar de todos los procesos que ocurren en nuestro cuerpo, ya que las enzimas y muchas hormonas
son proteínas.
DEL ADN A LA PROTEÍNA
A una porción de ADN que sirve para la expresión de cierta proteína y que además tiene una secuencia
particular de nucleótidos se le conoce como gen y el orden de sus nucleótidos indica la secuencia de
aminoácidos que conforman dicha proteína. Sin embargo, la síntesis de proteínas debe hacerse resolviendo
dos problemas: primero, el ADN que contiene la información genética, no puede salir del núcleo debido a su
gran tamaño, y los organelos y las moléculas necesarias para la síntesis de proteínas sólo se encuentran en el
citoplasma. Segundo, dichos elementos citoplasmáticos requieren, además, de un sistema de
interpretación o traducción entre el lenguaje de los nucleótidos y el de los aminoácidos.
Para resolver los anteriores problemas se necesita de una molécula intermediaria y un sistema de traducción.
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LA MOLÉCULA INTERMEDIARIA: Debe ser una molécula que porte el mismo tipo de información que
el ADN y que sea lo suficientemente pequeña para poder salir del núcleo. Esta molécula es el ARN,
que, como sabemos, tiene una composición química similar a la del ADN, pero es más corto y sencillo.
EL SISTEMA DE TRADUCCIÓN: En el lenguaje de los nucleótidos, las palabras consisten en tripletes
o codones, esto es, combinaciones de tres nucleótidos. Su expresión en forma de aminoácidos se realiza
teniendo en cuenta que cada codón indica un aminoácido específico. Dado que el ARN tiene cuatro
nucleótidos diferentes, habrá 64 (43) combinaciones posibles de tres nucleótidos. Sin embargo, las proteínas
contienen sólo 20 tipos de aminoácidos, por lo que a cada aminoácido le corresponde,
necesariamente, más de un triplete. A esta asociación específica entre tripletes de nucleótidos y
aminoácidos específicos se le conoce como el código genético. Como molécula intermediaria, el ARN
cumple un papel fundamental en la síntesis de proteínas. En todo el proceso actúan tres tipos de
ARN: el ARN mensajero o ARNm, el ARN ribosómico o ARNr y el ARN de transferencia o ARNt.
El ARNm Se encarga de llevar el mensaje genético del ADN desde el núcleo hasta el citoplasma.
El ARNr Se encuentra en el citoplasma, asociado a los ribosomas, en donde se lee el mensaje llevado por el
ARNm.
El ARNt Se encarga de asociar, dentro del ribosoma, los codones de ARNm con sus correspondientes
aminoácidos.
En la síntesis de proteínas ocurren cuatro etapas principales: la transcripción, el procesamiento, la
traducción y la maduración.
TRANSCRIPCIÓN
Consiste en la construcción del ARNm, usando como molde una de las dos cadenas de ADN, en la zona
de los genes que se van a expresar. Una enzima llamada ARN-polimerasa reconoce ciertas secuencias
específicas de nucleótidos en un gen que sirven como señal de inicio. Allí comienza a poner fragmentos de
ARN, nucleótido por nucleótido, hasta que encuentra una secuencia de nucleótidos que sirven como señal
de detención. El ARNm resultante tiene bases nitrogenadas que son complementarias de las bases del
segmento de ADN transcrito, pero presenta uracilo en lugar de timina.
Esta molécula de ARNm recién formada debe sufrir algunas modificaciones antes de la traducción.
PROCESAMIENTO DEL ARNm
Los genes tienen algunos trozos de ADN repetidos, sin utilidad aparente, llamados intrones, insertados
entre los trozos que contienen la información genética útil, llamados exones. El número de intrones en cada
gen varía entre O y 50, y pueden contener entre 75 y más de 2.000 nucleótidos. Antes de viajar al
citoplasma, el ARNm debe perder los intrones mediante una serie de cortes y posteriores empalmes de
los fragmentos resultantes. Una vez depurado, el ARNm saldrá del núcleo hacia el citoplasma para la
traducción de su mensaje.
TRADUCCIÓN
En el citoplasma, la traducción es realizada por la acción conjunta del ARNm, los ribosomas y los ARNt. Cada
ARNt tiene dos elementos: un anticodón o tripleta de nucleótidos con bases complementarias a las
de un codón del ARNm, y un aminoácido, específico para cada anticodón. Todos los ARNt flotan
en el citoplasma, mientras son "llamados" por los ribosomas.
La traducción comienza cuando un ribosoma recibe una molécula de ARNm y se desplaza a lo largo de esta
para reconocer o "leer" sus codones. En cada codón, convoca un ARNt que posea el anticodón
correspondiente, del cual toma el aminoácido asociado. Como resultado, después de la lectura completa del
ARNm por el ribosoma, se forma un polipéptido o cadena de aminoácidos.
MADURACIÓN
Finalmente, el polipéptido recién sintetizado es transportado a una estructura celular llamada aparato de
Golgi, donde adquiere su configuración compleja final. Sólo en ese momento está la proteína lista para
desempeñar adecuadamente sus funciones.
PLANTEAMIENTO DE ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Planeación e Investigación:
1. Realice la lectura del referente conceptual de la guía.
2. Consulte el Cuadro del Código Genético.
3. Realice un diagrama o gráfico que represente el proceso de replicación del ADN y otro donde
explique el proceso de síntesis de proteína (ADN a proteínas)
Evaluación:
1. Resuelva y presente el taller anexo en el cuaderno.
2. Estudie el tema visto y presente una evaluación escrita