Material Genético
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Material Genético, es cualquier material de origen vegetal, animal o microbiano u otro que tenga información genética y que la transmita de una generación a la siguiente. Esa información controla la reproducción, el desarrollo, el comportamiento, etc. Para todos los organismos vivos actualmente conocidos, el material genético consiste casi exclusivamente en ADN, con la excepción de algunos virus y priones (formas infecciosas de proteínas normales).
Sumario
Qué es el material genético
El material genetico es toda la totalidad de ADN que presenta un ser vivo. Se compacta en un área discreta de la célula formando los cromosomas. Éstos se encuentran en los virus, células procariotas, en el núcleo de células eucariortas y en cloroplastos y mitocondrias. Se emplea para guardar la información genética de una forma de vida orgánica. Para todos los organismos conocidos actualmente, el material genético es casi exclusivamente ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA). Algunos virus usan ácido ribonucleico (ARN o RNA) como su material genético.
Origen
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 o ribosoma. 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, 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).Este material genetico es muy importante para la planta ya que gracias a esto nosotros los humanos podemos reconocerlas por fechas.
Cómo está formado
Nuestro material genético está formado por moléculas de ADN. Estas moléculas están hechas de dos largas cadenas complementarias unidas y retorcidas entre sí. Las cadenas están formadas por bloques o subunidades. Estos componentes del ADN (polímero) son los nucleótidos (monómeros); cada nucleótido está formado por un grupo fosfato, una desoxirribosa y una base nitrogenada, y son precisamente las bases nitrogenadas las que portan la información.
Qué es el ADN
Constituye el material genético de los organismos. Es el componente químico primario de los cromosomas y el material del que los genes están formados. En las bacterias el ADN se encuentra en el citoplasma mientras que en organismos más complejos y evolucionados, tales como plantas, animales y otros organismos multicelulares, la mayoría del ADN reside en el núcleo celular.
Replicación de ADN
Es la capacidad que tiene el ADN de hacer copias o réplicas de su molécula. Este proceso es fundamental para la transferencia de la información genética de generación en generación. Las moléculas se replican de un modo semiconservativo. La doble hélice se separa y cada una de las cadenas sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. El resultado final son dos moléculas idénticas a la original.
Complementos en la réplica del ADN
Varias proteínas especializadas denominadas enzimas actúan como catalizadores biológicos, acelerando las reacciones de la replicación del ADN:
- La helicasa, que se encarga de abrir la doble hélice del ADN.
- La polimerasa sintetiza las nuevas hebras de ADN en un solo sentido.
- La ligasa sella y une los fragmentos de ADN que se sintetizaron.
Material Genético en virus
La mayoría de los virus, presenta un sólo cromosoma formado por ADN o ARN que puede ser unicatenario, bicatenario, lineal o circular. Los fagos de bacterias están rodeados por una cubierta de proteínas e inyectan su cromosoma al interior de la bacteria. El cromosoma del virus puede seguir dos rutas dependiendo del tipo de fago que sea:
- Fago virulento: siempre sigue la ruta lítica.
- Fago temperado: pueden seguir la ruta lítica pero normalmente siguen la ruta lisogénica según la cual el fago está en la célula como un profago.
Integración del ADN del fago en huésped
En el ADN del fago hay una región específica llamada Sitio de integración y en la bacteria hay otra región en la que se integra este ADN y que se encuentra entre los genes gal y bio. El fago integrado en el cromosoma bacteriano se conoce como profago. El profago es un factor no infectivo que se transmite de generación en generación y evita la infección por fagos libres. En algunos casos el profago se induce para producir fagos infectivos (ciclo lítico) que eliminan la protección de la célula contra el fago, lisándose y liberando fagos libres que infectan célula no lisogénicas. El profago puede inducirse por luz UV, productos químicos...
Ensamblaje de los virus
- Procabeza I: está formada por el núcleo protéico de lo que será la cabeza.
- Procabeza II: la cabeza está formada pero vacía.
- Comienza el empaquetamiento del ADN que va entrando a la célula conforme está empaquetándosse.
- La cabeza se expande cuando ya está parcialmente llena de ADN y se hace un poco más grande.
- La cabeza está completamente rellena y preparada para el enganche de la cola.
- La cola se engancha y el virus está completamente maduro.
Material Genético en bacterias
El cromosoma bacteriano se compacta formando una estructura llamada Nucleoide. Es un cromosoma circular y bicatenario formado por ADN, ARN y proteínas básicas. Se produce una interacción entre el ADN cargado positivamente y las proteínas cargadas negativamente. Junto al cromosoma se pueden encontrar plásmidos.
El factor de fertilidad
Antes que nada hay que aclarar el concepto de conjugación. La conjugación bacteriana es un proceso mediante el que unas células transfieren ADN a otra célula con la que entran en contacto. La capacidad para transferir el ADN depende de la presencia del factor F que es un pequeño elemento de ADN circular que funciona como un minicromosoma de aproximadamente 100 genes. Las células que portan el factor F se conocen como F+ y las que no son F-. Las propiedades del factor F son las siguientes: 1. El factor F puede replicarse por lo que se mantiene en una población celular que se esté dividiendo.
2. Las células F+ producen pili que son túbulos proteicos que les permiten ponerse en contacto y adherirse a otras células.
3. Las células F+ pueden transmitir el factor F a células F- pero no a células F+. Siempre permanece una copia en la célula donante.
4. Ocasionalmente el factor F se integra en el cromosoma de la célula hospedadora. Cuando esto ocurre, al transferirse el factor F, se transfiere también el ADN de la célula hospedadora, así se transfieren marcadores cromosómicos de la célula hospedadora a la célula nueva.
En principio, el factor F se integra en una pequeña proporción de células con lo que éstas células puede transferir marcadores cromosómicos a una nueva estirpe. Se pueden aislar las células con el factor F integrado en el cromosoma y cultivar especies puras derivadas de estas células. En estas estirpes, cada célula transmite marcadores cromosómicos durante la transferencia de F, de modo que la frecuencia de recombinantes es mucho mayor que en las células de la población original donde el factor F está en el citoplasma. Por esta razón a las estirpes con el factor F integrado se les llama Hfr (high frequency of recombination). La integración del factor F en E. coli se produce entre regiones homólogas del factor F y de su ADN.
Plásmidos
Son elementos extracromosómicos, moléculas pequeñas de ADN que están libres en el citoplasma. Los plásmidos llevan información genética y se replican dando lugar a nuevos plásmidos que se incorporan a las células hijas en la división celular. Algunos de ellos pueden integrarse en el cromosoma. Los plásmidos pueden tener funciones diversas y algunos de ellos son plásmidos R, Col, y el factor F cuando está en estasdo citoplásmico.
Episoma
Un episoma es un factor genético bacteriano que puede encontrarse como elemento aislado en el citoplasma o como parte integrante del cromosoma. El factor F es un episoma porque lo encontramos tanto como plásmido (en el citosol) como integrado en el cromosoma.
