Tema 8: Estructura y replicaci

1
1953 -2003
Watson y yo hemos descubierto el secreto de la
vida!
50è
Aniversari del Descobriment de lEstructura en
Doble Hèlix del DNA
2
MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
3
Significado de la Doble Hélice
Antecedentes La genética clásica y formal
1865 1900 1910 1920
1930 1940 1950

• 1865

1865

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

4
Antecedentes La genética clásica y formal
1865 1900 1910 1920
1930 1940 1950

• 1902

1902
1865

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

• Teoría cromosómica de la herencia

5
Antecedentes La genética clásica y formal
1865 1900 1910 1920
1930 1940 1950

• 1910-25

1902
1865
1910-25

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

• Teoría cromosómica de la herencia

• Genes recombinan y están
• ordenados lineamente en cromosomas

6
Antecedentes La genética clásica y formal
1865 1900 1910 1920
1930 1940 1950

• 1918-47

1865
1902
1918-47
1910-25

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

• Teoría cromosómica de la herencia

• Genes recombinan y están
• ordenados lineamente en cromosomas

• Genes mutan y evolucionan

7
Principio de los 40s

• Material hereditario
• Información fenotipo
• Transmisión
• Mutación
• Evolución

1865 1900 1910 1920
1930 1940 1950


1865
1902
1918-47
1910-25

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

• Teoría cromosómica de la herencia

• Genes recombinan y están
• ordenados lineamente en cromosomas

• Genes mutan y evolucionan

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1944 What is life?

• La parte más esencial de una célula viva puede
  muy bien denominarse un cristal aperiódico.
• El cristal aperiódico es un texto cifrado,
  posiblemente una gran molécula de proteína. El
  número de átomos no necesita ser muy grande para
  producir un número casi ilimitado de posibles
  combinaciones.
• La genética es la ciencia más interesante de
  nuestros días

• 1944

1865
1902
1918-47
1910-25
9
1944 El DNA es el principio transformante

• El DNA es el material hereditario

Osvald Avery

• 1944

1865
1902
1918-47
1910-25
10
Química ácidos nucleicos
Antes 1951
11
Química ácidos nucleicos
1951 A. Todd
12
1950 Reglas de Chargaff
1. Proporción de purinas Proporción
de pirimidinas A G C T 2.
A T 3. G C

• 1950

1944
1865
1902
1918-47
1910-25
13

• 1951

14
Los protagonistas
Octubre 1951
15
Los protagonistas
Laboratorio Cavendish
16
Los protagonistas
Laboratorio Cavendish
17
Los protagonistas
Laboratorio Cavendish
F. Crick 35 años Físico
Dr. J. Watson 23 años Biólogo
18
Los protagonistas
Dr. Linus Pauling 50 años Químico
CalTech Institut
19
Aproximación experimental resolución estructura 3D

• Difracción de rayos X

Film fotográfico
Film fotográfico
20
Aproximación experimental resolución estructuras
3D

• Modelos moleculares a escala

21
Línea del tiempo
1951
1952 Otoño
Invierno Primavera
Verano

• Watson llega a Cambridge y conoce Crick

• Encuentro con Wilkins la estructura es una
  hélice

• Seminario Franklin

• Modelo tres cadenas de Watson y Crick

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Modelo triple hélice Watson y Crick
23
Línea del tiempo
1951
1952 Otoño
Invierno Primavera
Verano

• Watson llega a Cambridge y conoce Crick

• Encuentro con Wilkins la estructura es una
  hélice

• Seminario Franklin

• Modelo tres cadenas de Watson y Crick

• Watson y Crick deben abandonar DNA
• Crick se centra en su tesis estructura
  hemoglobina
• Watson obtiene fotografía TMV

• Pauling pide a Wilkins copia patrón difracción

24
Línea del tiempo
1952
1953 Otoño
Invierno
Primavera

• Crick visita Wilkins

• Modelo DNA de Pauling

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se
  va, fotografía 51

25
Fotografías de Difracción de rayos X del DNA
Rosalind E. Franklin
DNA Forma A
26
Línea del tiempo
1952
1953 Otoño
Invierno
Primavera

• Crick visita Wilkins

• Modelo DNA de Pauling

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se
  va, fotografía 51

• Watson y Crick vuelven al DNA

27
Interpretación del patrón difracción de rayos X
en el DNA
DNA Forma B
28
Línea del tiempo
1952
1953 Otoño
Invierno
Primavera

• Crick visita Wilkins

• Modelo DNA de Pauling

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se
  va, fotografía 51

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la complementariedad

28 de Febrero
29
Modelos moleculares
30
Modelos moleculares
31
Modelos moleculares
32
Modelos moleculares
33
Modelos moleculares
34
Significado reglas de Chargaff
Complementariedad de las bases
35
La visión de la estructura
36
La visión de la estructura
37
La visión de la estructura
38
La visión de la estructura
...ACTCATGC...
Mensaje codificado
39
J. Watson y F. Crick

• Concluyen
• La estructura del DNA es una doble hélice,
  formada por cadenas orientadas en direcciones
  opuestas.
• La estructura se mantiene gracias a enlaces de
  hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se
  encuentran orientadas hacia el interior de las
  cadenas

40
Replicación exacta
La complementariedad de las bases nitrogenadas
permite que la secuencia de una cadena sencilla
de DNA actúe como un molde para la formación de
una copia complementaria de DNA
41
(No Transcript)
42
La estructura suministra una explicación
asombrosamente simple del fenómeno de la herencia

• La estructura explica
• La naturaleza de la secuencia lineal de los genes
  (información digital cuaternaria en secuencias
  unidimensionales de monómeros A,T,G,C)
• El mecanismo de replicación exacta de los genes
• La naturaleza química de las mutaciones
• La evolución de la información genética

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La estructura es un ejemplo supremo de
reduccionismo
44
Una estructura tan bonita tenía, por fuerza, que
existir J. Watson
45
(No Transcript)
46
(No Transcript)
47
Línea del tiempo
1952
1953 Otoño
Invierno
Primavera

• Crick visita Wilkins

• Modelo DNA de Pauling

• Watson comunica a Wilkins, Franklin se va,
• fotografía 51

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la complementariedad

• Modelo de metal

48
Modelo en metal del DNA
49
Recepción del modelo
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Línea del tiempo
1952
1953 Otoño
Invierno
Primavera

• Crick visita Wilkins

• Modelo DNA de Pauling

• Watson comunica a Wilkins, Franklin se va,
• fotografía 51

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la complementariedad

• Modelo de metal

• Se envía manuscrito

• Publicación

51
25 de Abril 1953
52
Y ahora las declaraciones de Watson y Crick sobre
el ADN. Esto es para mí la prueba verdadera de la
existencia de Dios Salvador Dalí
53
Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las
estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros
genes. James Watson
54
La doble hélice
55
1962 Entrega premios nobel
56
Rosalind Franklin la dama oscura del DNA
57
Hay grandeza en esta concepción de la vida,...
que mientras este planeta ha ido girando según la
constante ley de la gravitación, se han
desarrollado y se están desarrollando, a partir
de una molécula helicoidal asombrosa, infinidad
de formas cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin
Hay grandeza en esta concepción de la vida,...
que mientras este planeta ha ido girando según la
constante ley de la gravitación, se han
desarrollado y se están desarrollando, a partir
de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas
cada vez más bellas y maravillosas
Charles Darwin