Biología de 2º de bachillerato - Telecable

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III) La información celular 4) Sint. proteínas los genes estructurales no se transcribirán. El operón LAC en E. coli constaría de tres genes estructurales que codificarían respectivamente: la ß-galactosidasa (gen z), la permeasa (gen y) y la transacetilasa (gen a). Si no hay lactosa en el medio, el gen regulador se traduciría en una proteína, el represor, con dos centros activos. Por uno de ellos sería capaz de unirse al gen operador inhibiendo la síntesis de los ARNm codificados por los genes estructurales z, y, a. Por el otro centro activo podría unirse a la lactosa cuando la hubiese. La lactosa cambiaría la estructura del represor inactivándolo e impidiendo que éste pudiese unirse al gen operador. De esta manera los genes estructurales se transcribirían produciéndose la síntesis de las tres enzimas que metabolizan la lactosa en E. coli. II) Los operones reprimibles. Como es el caso de la regulación de los genes responsables de los procesos de síntesis. Supongamos que la célula necesita producir una determinada cantidad de una sustancia A y que no interesa que haya un exceso de A ni que ésta falte. Supongamos también que para sintetizar A se necesitan tres enzimas: a, b y c. En estos casos, la proteína que actúa como represor del gen operador se encuentra normalmante en estado inactivo, permitiendo que los genes a, b y c se transcriban y que A se sintetice. Cuando A alcanza unos niveles elevados, se une al represor, activándolo. El represor activo se une al operador y los genes estructurales a, Regulador Operón reprimible Operador Gen a Gen b Gen c Fig. 19 Operón reprimible: El regulador sintetiza un represor inactivo que no se puede unir al operador. Los genes estructurales se trascriben y se traducen, sintetizándose las enzimas necesarias para la síntesis de la sustacia A: triptófano, en este caso. Regulador b y c no se transcriben. Esto hace descender la cantidad de A, con lo que el represor vuelve a estar inactivo, los genes estructurales vuelven a traducirse y vuelve a sintetizarse A. De esta manera la célula mantiene unas determinadas cantidades de A. Como se ve, se trata de un mecanismo que funciona como un termostato, manteniendo unos niveles adecuados de una determinada sustancia, en este caso A, necesaria para la célula. J. L. Sánchez Guillén Página III-4-11 ARNm Represor inactivo ARNm Represor inactivo Represor activo Vía metabólica del triptófano Operón reprimible triptófano Operador Gen a Gen b Gen c Los genes no se trascriben …cuando ya hay suficiente triptófano triptófano enzimas Fig. 20 Operón reprimible: Cuando ya hay un exceso de triptófano, éste se une al represor y lo activa. El represor activo se une al operador y los genes a, b y c no se transcriben.
III) La información celular 5) Replicación del ADN 5) LA REPLICACIÓN DEL ADN )CÓMO ES EL PROCESO DE REPLICACIÓN DEL ADN? El ADN es una molécula formada por dos hebras complementarias y antiparalelas. Una de las primeras dudas que se plantearon fue la de cómo se replicaba el ADN. A este respecto había dos hipótesis: 10) El ADN se replica de manera conservativa. Esto es, cada hebra de ADN forma una copia y una célula hija recibe la molécula original y la otra célula recibe la copia. 20) El ADN se replica de manera semiconservativa. Cada hebra de ADN forma una hebra complementaria y cada célula hija recibe una molécula de ADN que consta de una hebra original y de su complementaria sintetizada de nuevo. Esta controversia fue resuelta por MESELSON y STAHL con una serie de elegantes experiencias. EXPERIENCIAS DE MESELSON Y STAHL. Se cultivan bacterias E. coli en un medio con 15 N (nitrógeno pesado) durante cierto tiempo para que todo el ADN esté formado por dos hebras de 15 N ( 15 N- 15 N) más pesadas. Si se centrifuga, este ADN más pesado migra hacia el fondo del tubo y se obtiene el resultado que se observa en la figura. 14 N - 15 N 15 N- 15 N 15 N - 14 N .. lo que se obtiene en realidad es lo que se observa en la figura: una sola banda en posición intermedia, pues está formada por ADN mixto ( 15 N- 14 N). Esto es, todas las células hijas tienen un ADN con una hebra con 15 N y otra con 14 N. La hipótesis de la síntesis semiconservativa es la correcta. 3 2 1 3 2 1 Fig. 1 Replicación conservativa. A continuación, se cultivan las bacterias en nitrógeno 14 ( 14 N) más ligero durante 30 minutos, lo que dura un ciclo de replica- ción. Si la hipótesis de la síntesis conservativa fuese la correcta, se debería obtener lo que se ve en la figura, una banda de ADN pesado ( 15 N- 15 N) y otra con ADN ligero ( 14 N- 14 N) pero... Además, si se da otro ciclo de replicación en 14 N, se obtiene una banda de ADN mixto ( 14 N- 15 N) y otra de ADN ( 14 N- 14 N), lo que también está de acuerdo con la hipótesis de la síntesis semiconservativa. ADN original ADN original ADN copia ADN original J. L. Sánchez Guillén Página III-5-1 Replicación Replicación ADN copia y original Fig. 2 Replicación semiconservativa. 14 N - 15 N 15 N- 15 N 14 N- 14 N 14 N- 14 N 14 N- 14 N 15 N - 14 N 3 2 1 ADN original y copia 3 2 1
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