LAS BASES DE LA HERENCIA

1
LAS BASES DE LA HERENCIA

• 4ºESO. Colegio Mª Inmaculada. Zafra.

2
OBJETIVOS DIDÁCTICOS

• 1. Diferenciar los dos tipos de ácidos
  nucleicos y explicar la síntesis de proteínas.
• 2. Comprender el significado biológico del
  código genético y describir la replicación del
  ADN.
• 3. Conocer cómo se transmite la información
  genética.
• 4. Explicar la mitosis y la citocinesis.
• 5. Comprender el mecanismo de la meiosis.
• 6. Describir los ciclos de vida de los seres
  vivos.

3
EL ADN Y LA INFORMACIÓN GENÉTICA

• Los ÁCIDOS NUCLÉICOS son moléculas formadas por
  largas cadenas de C, H, O, N y P.
• Se forman por la unión de otras unidades más
  pequeñas denominadas NUCLEÓTIDOS

 
BASE NITROGENADA Hay 5 diferentes Adenina (A),
Timina (T), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo
(U). PENTOSA Azúcar de 5 átomos de carbono,
intervienen 2 diferentes Ribosa o
Desoxirribosa. GRUPO FOSFATO una variante del
Ácido fosfórico (H3PO4 ).

4
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS

• ARN (ÁCIDO RIBONUCLÉICO) presente en el
  citoplasma y en el núcleo celular, como azúcar
  contiene ribosa y presenta las bases nitrogenadas
  (A, C, G y U).
• ADN (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO) sólo presente en
  el núcleo celular en forma de largas cadenas de
  cromatina, que cuando la célula se divide se
  condensa y forma los cromosomas. Contiene la
  información genética de la célula haciendo
  posible su control y el desarrollo del individuo.
  Como azúcar presenta desoxirribosa y como bases
  nitrogenadas (A, C, G y T).

5
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
ADN
ARN
CADENAS DOBLES, COMPLEMENTARIAS Y ANTIPARALELAS.
CADENAS LINEALES, SÓLO COMPLEMENTARIEDAD EN
ALGUNOS BUCLES.
6
La estructura se mantiene gracias a enlaces de
hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se
encuentran orientadas hacia el interior de las
cadenas
7
ACTIVIDADES 1

• ACTIVIDADES 1, 2 y 3 página 31.
• ACTIVIDADES 1 Y 2 PÁGINA 31 Estructura de
  ARN/ADN.

8
EL ADN CONTROLA LA INFORMACIÓN GENÉTICA
RIBOSOMAS
SINTESIS DE PROTEINAS
Proteína


ARNm (mensajero)
aminoácidos
ARNt
9
SINTESIS DE PROTEINAS

• TRANSCRIPCIÓN
• TRADUCCIÓN

ARNm
RIBOSOMA

PROTEÍNA
ARNt
AMINOÁCIDO
10
TRANSCRIPCIÓN
ADN
ARNpolimerasa
T A C G A A C C G T
T G C A C A T C
ARNm
11
TRADUCCIÓN
Subunidad menor del ribosoma
P A
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U U A
C G A
U A G
U A C
Codón
Anticodón
ARNt
ARNm
1er aminoácido
12
TRADUCCIÓN
Subunidad menor del ribosoma
P A
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U U A
C G A
U A C
Subunidad mayor del ribosoma
Met
13
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U A G
U U A
C G A
U G C
U A C
G U U
Gln-Met
14
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U U A
C G A
G U U
U A C
Gln-Met
15
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
AAAAAAAAAAA
3
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
G U U
Gln-Met
16
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
G U U
Gln-Met
17
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A C G
G U U
Cys-Gln-Met
18
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A C G
Cys-Gln-Met
(i)
19
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A C G
Cys-Gln-Met
20
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A C G
A A U
Cys-Gln-Met
Leu
21
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A C G
A A U
Leu
Cys-Gln-Met
22
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A A U
Leu-Cys-Gln-Met
23
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U G C
U U A
C G A
A A U
G C U
Leu-Cys-Gln-Met
Arg
24
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U U A
C G A
G C U
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
25
TRADUCCIÓN
P A
ARNm
3
AAAAAAAAAAA
5
A U G C A A
U G C
U A G
U U A
C G A
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
26
EL CÓDIGO GENÉTICO
TRASCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
27
EL CÓDIGO GENÉTICO

• Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos
  distintos.
• Pero los ácidos nucleicos sólo contienen 4 tipos
  de bases (A, G, C y T/U).
• Estos 4 nucleótidos conforman un código para con
  los aminoácidos, teniendo en cuenta que las bases
  en el ADN o ARN se leen de 3 en 3 (codones o
  tripletes), entonces 43 64 aminoácidos posibles.

28
EL CÓDIGO GENÉTICO

1. EXISTEN MÁS AMINOÁCIDOS QUÉ DESCONOZCAMOS?
2. LOS AMINOÁCIDOS ESTÁN CODIFICADOS POR MÁS DE UN
   TRIPLETE?

Ej) El aminoácido GLICINA (Gly) está codificado
por 4 tripletes distintos GGT/GGC/GGA/GGG. Ej)
El aminoácido METIONINA (Met) está codificado por
tan solo un triplete ATG.
Se dice entonces, que el CÓDIGO GENÉTICO está
DEGENERADO
Hay tripletes que indican el comienzo de
la traducción (Codones de iniciación) y los que
señalan el fin de la misma (Codones de
finalización, STOP o End)
29
EL CÓDIGO GENÉTICO
30
ACTIVIDADES 2

• Actividades 1 y 2 Aprende a trabajar en
  ciencias página 33.
• Dada la siguiente secuencia de ADN5'-ATCCCTAGTAT
  TATG-3'
• Escribe la cadena complementaria.
• Escribe el ARNm correspondiente de la cadena
  complementaria.
• Escribe la cadena polipeptídica que se origina.
  De cuántos aminoácidos dispone?

31
CÓMO SE TRANSMITE LA INFORMACIÓN GENÉTICA? (I)

• El ADN contiene toda la información necesaria de
  una especie y de un individuo, además de
  controlar todas las funciones celulares. Por este
  motivo es importante que el ADN se transfiera de
  forma exacta de una célula a otra y de un ser
  vivo a sus descendientes.

• Durante la reproducción celular el ADN se
  duplica, en la denominada REPLICACIÓN DEL ADN

32
Posibles modelos de replicación
33
Replicación del DNA
SEMICONSERVATIVA
34
Etapas de la Replicación del ADN

1. Desenrollamiento y separación de las dos cadenas
   de la doble hélice del ADN a modo de cremallera
2. Duplicación independiente de cada una de las
   cadenas y de modo semiconservativo, de tal manera
   que a cada nucleótido le corresponda su homólogo.
   
3. Finalmente obtenemos 2 copias de ADN formadas por
   una hebra nueva y otra vieja.

35
APRENDE A TRABAJAR EN CIENCIAS (I)
36
APRENDE A TRABAJAR EN CIENCIAS (II)

• El número de cromosomas varía de unas especies a
  otras.
• Muchas especies tienen su material cromosómico
  duplicado (DIPLOIDES) 2n. Ej. Hombre.
• Otras especies tienen una sola copia cromosómica
  (HAPLOIDES) n. Ej. Escherichia coli.
• Otras tienen un número elevado de repeticiones
  cromosómicas (POLIPLOIDES) 3n, 4n, 5n,.
• Ej. Plantas.

23
500
1
37
APRENDE A TRABAJAR EN CIENCIAS (II)

• CARIOTIPO forma, tamaño, posición del centrómero
  y número de cromosomas de una especie. Ej.
  Hombre.

Autosomas
XX XY
Cromosomas sexuales
38
ACTIVIDADES 3

• Actividades 1, 2 y 3 página 34.
• Actividades 1, 2, 3 y 4 Aprende a trabajar en
  ciencias página 35.
• Actividad 13 página 46.

39
CÓMO SE TRANSMITE LA INFORMACIÓN GENÉTICA? (II)

• Una vez duplicado el ADN se lleva a cabo la
  transmisión de la información de 2 formas
  distintas

• Multiplicación celular cuando una célula se
  divide y da lugar a dos células hijas. En
  organismos pluricelulares se usa para crecer o
  regenerar un tejido dañado, mientras que en los
  seres unicelulares se realiza para crear un nuevo
  individuo.
• Reproducción sexual unión de gametos (haploides)
  para formar un zigoto (diploide) que dará lugar a
  un nuevo ser vivo con características de los dos
  progenitores.

40
MULTIPLICACIÓN CELULAR
División de la célula repartiendo todo el
contenido celular copia cromosomal,
mitocondrias, ribosomas, citoplasma, etc, siendo
distinta en organismos procariotas y eucariotas.

• PROCARIOTAS primero se replica el ADN circular y
  posteriormente se divide toda la célula por
  Fisión binaria, gracias a la formación de un
  tabique transversal.

41
MULTIPLICACIÓN CELULAR
Duplicación del ADN

• EUCARIOTAS se lleva a cabo siguiendo un proceso
  cíclico y repetitivo conocido como Ciclo celular.

Preparación a la división
Crecimiento
División
Mitosis
Citocinesis
42
REPRODUCCIÓN SEXUAL

• Consiste en la unión de dos gametos, uno
  masculino y otro femenino, para dar lugar a una
  célula huevo o zigoto que tras numerosas
  divisiones dará lugar a un nuevo individuo con
  caracteres de ambos progenitores.
• Para que el material cromosómico no se duplique
  se lleva a cabo una división especial del
  material genético conocida como MEIOSIS, que da 4
  células hijas con la mitad de los cromosomas.
  Como veremos en la Meiosis tienen lugar dos
  divisiones consecutivas denominadas Meiosis I y
  Meiosis II.

43
REPRODUCCIÓN SEXUAL (GAMETOGÉNESIS)
n
2n
n

• ESPERMATOGÉNESIS formación de espermatozoides a
  partir de células germinales.
• OVOGÉNESIS formación de óvulos a partir de
  células germinales.

X
X
2n
XX
X
X
XY
Espermatozoides
XY
Y
Y
YY
Y
Y
Meiosis (I)
Meiosis (II)
Maduración
X
Óvulo
XX
X
XX
X
XX
Corpúsculos polares
XX
2n
X
2n
n
Meiosis (I)
Meiosis (II)
44
ACTIVIDADES 4

• Actividades 1 y 3 página 37.

45
MITOSIS
Proceso de multiplicación del material genético
de un individuo. Fases

• Formación de los cromosomas por condensación de
  la cromatina.
• Duplicación de centriolos, migración a los polos
  celulares y visualización del huso mitótico.
• Comienza a disolverse la envoltura nuclear.

1. PROFASE
2. METAFASE
3. ANAFASE
4. TELOFASE

• Desaparece la envoltura nuclear.
• Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
  celular gracias a las fibras del huso mitótico.

• Separación de cromátidas hermanas por
  acortamiento de las fibras del huso.
• Las cromátidas adquieren forma de V y cada
  hermana se desplaza a un polo celular,
  conformando el cromosoma de cada futura célula
  hija.

• Se vuelve a formar la envoltura nuclear.
• Desaparecen las fibras del huso mitótico.
• Los cromosomas se desenrollan y constituyen
  cromatina.

46
MITOSIS (PROFASE)
S

1. Formación de los cromosomas por condensación de
   la cromatina.
2. Duplicación de centriolos.
3. Comienza a disolverse la envoltura nuclear.
4. Migración a los polos celulares de centrosomas.
5. Visualización del huso mitótico.
6. Unión de los centrómeros de los cromosomas a las
   fibras del huso.

47
MITOSIS (METAFASE)

• Desaparece la envoltura nuclear.
• Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
  celular gracias a las fibras del huso mitótico.

48
MITOSIS (ANAFASE)

1. Separación de cromátidas hermanas por
   acortamiento de las fibras del huso.
2. Las cromátidas adquieren forma de V y cada
   hermana se desplaza a un polo celular,
   conformando el cromosoma de cada futura célula
   hija.

1
2
49
MITOSIS (TELOFASE)

1. Se vuelve a formar la envoltura nuclear.
2. Los cromosomas se desenrollan y constituyen
   cromatina.
3. Desaparecen las fibras del huso mitótico.

3
50
CITOCINESIS
Proceso de división del citoplasma que comienza a
visualizarse al término de la Telofase y da como
resultado las dos células hijas finales. Este
proceso es distinto en células animales y
vegetales.

1. ANIMALES no tienen pared celular, llevando se a
   cabo la división del citoplasma mediante un
   estrangulamiento progresivo de la membrana
   plasmática en torno a la línea ecuatorial
   celular, gracias al anillo contráctil donde
   contribuye el citoesqueleto.
2. VEGETALES si tienen pared celular (rígida), lo
   que impide el estrangulamiento de la célula, por
   lo que tiene que formarse un tabique a nivel
   ecuatorial (fragmoplasto) que dará lugar a la
   pared celular de las dos células hijas.

51
CITOCINESIS

• No es una fase de la mitosis. Es la división del
  citoplasma en dos partes, con la repartición
  aproximada de los orgánulos celulares. En las
  células animales se hace por estrangulación,
  desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se
  hace por crecimiento de la pared celular desde
  dentro hacia afuera. El resultado final es que la
  célula madre se ha transformado en dos células
  hijas idénticas genéticamente.

52
ACTIVIDADES 5

• Actividades 1 y 2 página 37.
• Actividades 1, 2 , 3 y 4 página 39.
• Actividad 3, 5 y 7 página 45.
• Actividad 14 página 46.

53
MEIOSIS
Proceso en el cual se pueden obtener cuatro
células hijas con la mitad del número de
cronmosomas de la especie, es decir, se ha
producido la reducción del material hereditario.
Sólo se lleva a cabo en las células que se
convertirán en gametos, ya que forma células para
la reproducción.

• La meiosis garantiza que las cuatro
  células haploides (n) sean genéticamente
  diferentes entre sí y respecto de la célula
  progenitora, gracias a dos sucesos que ocurren
  durante esta división
•  
• Recombinación Génica. Durante la primera profase
  meiótica existe una unión entre cromosomas
  homólogos a modo de cremallera, lo que conocemos
  con el nombre de sinápsis, entre ellos se lleva a
  cabo intercambio de porciones de ADN, lo que
  físicamente denominamos entrecruzamiento, y
  que da lugar a la recombinación de genes.
• Separación de los cromosomas al azar. Los
  cromosomas migran hacia los polos, esta migración
  es completamente al azar, lo que asegura que
  todas las células hijas tengan diferente
  constitución genética o combinación cromosómica,
  lo que se conoce como permutación cromosómica.

54
MEIOSIS
Para conseguir las cuatro células hijas con la
mitad de la dotación cromosómica de la especie,
se deben de llevar a cabo dos divisiones
sucesivas que se conocen con el nombre de MEIOSIS
I Y MEIOSIS II.
PROFASE (I) METAFASE (I) ANAFASE (I) TELOFASE (I)

• MEIOSIS I
• MEIOSIS II

PROFASE (II) METAFASE (II) ANAFASE (II) TELOFASE
(II)
55
MEIOSIS (I)
Igual que una Profase mitótica normal

1. Formación de los cromosomas por condensación de
   la cromatina.
2. Duplicación de centriolos.
3. Comienza a disolverse la envoltura nuclear.
4. Migración a los polos celulares de centrosomas.
5. Visualización del huso mitótico.
6. Unión de los centrómeros de los cromosomas a las
   fibras del huso.

PROFASE (I)
RECOMBINACIÓN
56
MEIOSIS (I)
Igual que una metafase mitótica normal

• Los cromosomas se desplazan hacia el ecuador
  celular gracias a las fibras del huso mitótico.

METAFASE (I)
57
MEIOSIS (I)
Igual que una anafase mitótica normal

1. Separación de cromosomas homólogos por
   acortamiento de las fibras del huso.
2. Los cromosomas adquieren forma de V y cada
   homólogo migra a un polo celular, portando
   fragmentos de ADN de la cromátida no hermana.

ANAFASE (I)
2
1
58
MEIOSIS (I)
Igual que una telofase mitótica normal

1. Se vuelve a formar la envoltura nuclear. Los
   cromosomas se desenrollan y constituyen
   cromatina. Desaparecen las fibras del huso
   mitótico.

TELOFASE (I)
59
MEIOSIS
Para conseguir las cuatro células hijas con la
mitad de la dotación cromosómica de la especie,
se deben de llevar a cabo dos divisiones
sucesivas que se conocen con el nombre de MEIOSIS
I Y MEIOSIS II.
PROFASE (I) METAFASE (I) ANAFASE (I) TELOFASE (I)

• MEIOSIS I
• MEIOSIS II

PROFASE (II) METAFASE (II) ANAFASE (II) TELOFASE
(II)
60
MEIOSIS (II)

• Es como una mitosis normal que se da
  simultáneamente en las dos células hijas tras la
  meiosis (I). Las cuales solo tienen una copia de
  cada cromosoma (2n), separándose las cromátidas
  hermanas y quedando con dotación cromosómica
  haploide (n).

PROFASE (II) duplicación de centriolos,
migración a los polos celulares de centrosomas,
visualización del huso mitótico y unión de los
centrómeros de los cromosomas a las fibras del
huso. METAFASE (II) los cromosomas se desplazan
hacia el ecuador celular gracias a las fibras del
huso mitótico. ANAFASE (II) Separación de las
cromátidas hermanas por acortamiento de las
fibras del huso. TELOFASE (II) Se vuelve a
formar la envoltura nuclear. Los cromosomas se
desenrollan y constituyen cromatina. Desaparecen
las fibras del huso mitótico. CITOCINESIS
división del citoplasma en dos partes, con la
repartición aproximada de los orgánulos
celulares.
61
ACTIVIDADES 6

• Actividad 6, 9 y 11 página 45.
• Actividad 15 página 46.
• Completa la siguiente tabla para una especie que
  sea 2n30

MITOSIS MEIOSIS
Células que la sufren Todas Solo los
Núm. de divisiones celulares 2
Material genético de las células hijas 2n30
Núm. de células hijas 4
Material durante la profase/profase (I) 30 Cromosomas . pares de cromosomas homólogos
Material durante la anafase/anafase (I) 30 .. en cada polo 15 .. en cada polo
62
LOS CICLOS DE VIDA Y LA MEIOSIS

• En los seres vivos distinguimos tres ciclos de
  vida, dependiendo de la dotación cromosómica del
  organismo (Haploide o Diploide) y del momento en
  que tiene lugar la meiosis dentro del su ciclo
  vital.

• CICLO HAPLONTE.
• CICLO DIPLONTE.
• CICLO HAPLODIPLONTE.

Dominio de la fase (n).
Dominio de la fase (2n).
No existe dominio de ninguna fase, ambas
50 apx.
63
CICLO HAPLONTE

• TÍPICO DE ORGANISMOS SENCILLOS (HONGOS Y
  PROTOCTISTAS).
• LA MAYORÍA DEL TIEMPO PERMANECEN ES ESTADO
  HAPLOIDE (n) Y SE REPRODUCEN DE FORMA ASEXUAL POR
  MITOSIS.
• ESTOS ORGANISMOS PUEDEN COMPORTARSE COMO GAMETOS
  Y UNIRSE DANDO LUGAR A UN ZIGOTO (2n), QUE ES LA
  ÚNICA FASE DILOIDE DE ESTOS SERES.
• EL ZIGOTO (2n) SE DIVIDE POR MEIOSIS GENERANDO
  NUERVOS INDIVIDUOS HAPLOIDES (n).

64
CICLO DIPLONTE

• TÍPICO DE ORGANISMOS MÁS COMPLEJOS COMO LOS
  ANIMALES ENTRE LOS QUE SE ENCUENTRAN LOS SERES
  HUMANOS.
• LA MAYORÍA DEL TIEMPO PERMANECEN ES ESTADO
  DIPLOIDE (2n) Y LAS CÉLULAS DE SU CUERPO SE
  DIVIDEN POR MITOSIS DANDO LUGAR A NUEVAS CÉLULAS
  (2n).
• LA FASE HAPLOIDE SE CORRESPONDE CON LA FORMACIÓN
  DE LOS GAMETOS (n) POR MEIOSIS, A PARTIR DE
  CÉLULAS GERMINALES (2n).
• LA FECUNDACIÓN DE LOS GAMETOS DARÁ LUGAR A LA
  FORMACIÓN DE UN ZIGOTO (2n) QUE POR SUCESIVAS
  MITOSIS DARÁ LUGAR A NUEVO INDIVÍDUO ADULTO (2n).

65
CICLO HAPLODIPLONTE

• CICLO MÁS COMPLEJO QUE SE DA EN PLANTAS Y EN
  ALGUNOS ANIMALES.
• SE CARACTERIZA PORQUE LA MEIOSIS Y LA FECUNDACIÓN
  SE ENCUENTRAN SEPARADAS EN EL TIEMPO, DANDO LUGAR
  A UNA ALTERNANCIA DE GENERACIONES, EN LA QUE SE
  DISTINGUEN DOS FASES

• Comienza con una espora (n) originada por
  meiosis.
• Esta célula se divide por mitosis y da lugar a un
  gametofito joven (n) que seguirá creciendo hasta
  dar lugar a un gametofito adulto (n).
• El gametofito adulto produce gametos (n) por
  mitosis.

• GAMETOFITO (n)
• ESPOROFITO (2n)

• Los gametos (n) procedentes del gametofito adulto
  (n) se unen y dan lugar a un zigoto (2n) que
  crece por mitosis y genera un esporofito joven
  (2n).
• El esporofito joven sigue creciendo hasta formar
  un esporofito adulto (2n).
• Ciertas células del esporofito adulto (2n) se
  especializan en la formación de esporas (n) a
  través de la meiosis.
• Las esporas (n) podrán formar un gametofito y así
  iniciar de nuevo el ciclo.

66
CICLO HAPLODIPLONTE
67
RESUMEN DE LOS CICLOS BIOLÓGICOS
CICLOS BIOLÓGICOS FASE DOMINANTE MEIOSIS
HAPLONTE (n) CIGÓTICA
DIPLONTE (2n) GAMETOGÉNICA
HAPLODIPLONTE ½ (n) ½ (2n) ESPOROGÉNICA
68
ACTIVIDADES 6

• Todas las actividades de la página 43.
• Actividad 14 y 18 página 46.