TEMA 1. Introducción a la genética molecular (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Genètica molecular
Año del apunte 2014
Páginas 7
Fecha de subida 16/11/2014
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Apuntes realizados con el material visto en clase, conjunto con la explicación de la docente y complementado con parte de la bibliografía.

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GENÉTICA MOLECULAR Tania Mesa González 2º CURS BIOLOGIA UAB TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA GENÉTICA MOLECULAR  Genética de transmisión  estudia la transferencia de información, desde los genes de una generación a la siguiente (de padres a hijos).
 Genética molecular  parte de la genética que estudia más a fondo la estructura molecular del ADN a fondo.
 Genética de poblaciones  rama de la genética cuyo objetivo es describir la variación y distribución de la frecuencia alélica para explicar los fenómenos evolutivos.
El genoma de todas las células es igual, pero este se muestra de forma diferente en función de la necesidad de la célula.
HECHOS HISTÓRICOS: La genética molecular se origina con el descubrimiento de la doble Helix. En el año 1953.
 1869  Miescher aisla por vez primera el ADN, se estudia a nivel muy básico el ADN.
 1944  Avery demuestra que el material genético es el ADN y no las proteínas. No se sabía que sintetizaba las proteínas pero se conocía su existencia y que es la que estaba implicada en la información genética.
 1953 A partir de los estudios con rayos X efectuados por Franklin y Wilkins, Watson y Crick proponen que la estructura del ADN se asemeja a la de una doble espiral.
 1957  Kornberg descubre la ADN polimerasa (enzima que sintetiza ADN).
 1958  Meselson y Stahl demostraron que el DNA se replicaba semiconservativamente.
 1961  Marmur y Doty desarrollan la técnica de hibridación del ADN.
 1962  Arber descubre las nucleasas de restricción (enzimas que separan en fragmentos al ADN).
A partir del descubrimiento de las nucleasas de restrinción se pudieron hacer muchos más estudios a fondo, por partes, etc.
 1966  Nirenberg, Ochoa y Khorana descubren el código genético.
 1967  Geller descubre la ADN ligasa (que une fragmentos de ADN).
 1972-73  Boyer, Cohen y Berg desarrollan las técnicas de clonación del ADN.
 1975-77  Sanger y Barrell y Maxam y Gilbert desarrollan métodos de secuenciación rápida del ADN.
 1981-82  Palmiter y Brinster desarrollan ratones transgénicos.
 1986  Mullis presenta la técnica de PCR.
 1995  Secuenciación del primer genoma completo.
 1996  Obtención del primer mamífero clónico por Wilmut.
 2000- 2003  Primera secuencia del genoma humano.
 2011  Publicación de la secuencia del genoma de 4 pacientes con leucemia linfática crónica.
EXPERIMENTO DE GRIFFITH CON STREPTOCOCCUS En el 1928 Griffith hizo el experimento para poder demostrar que el ADN puede ser transmitido de una célula a otra.
Tenía dos tipos de bacterias S. pneumonial:  Esta bacteria causa la neumonía en humanos, pero es letal para los ratones.
a) Virulento normal  rodeadas por la cápsula de polisacáridos lisa = Estirpe S.
b) Tipo mutante no virulento  se reproduce pero no es letal, no tiene la cápsula de polisacáridos y por eso se presenta rugosa = Estirpe R.
 Si le añadimos al ratón la estirpe S, el ratón muero, mientras que con el R el ratón sobrevive.
 Sin embargo Griffith introdujo en el ratón estirpes S, pero calentadas previamente, y por tanto muertas y el ratón sobrevivió.
 También se vio que se poníamos estirpe S muerta con estirpe R, el ratón moría. Además de los ratones muertos se recuperaban bacterias vivas lisas.
- Las células S muertas, habían transformado a las células R en S vivas, y por tanto el ratón moría  TRANSFORMACIÓN.
Conclusión: Demostraron que los polisacáridos no transformaban a las células rugosas, si no que las células R acogían el material genético de las células S.
EXPERIMENTO AVERY, MACLEOD Y MCCARTY En 1944, separaron distintas moléculas de las células S muertas y estudiaron la capacidad de transformación de cada una de ellas por separado.
Hicieron lisados (romper las paredes) de bacterias virulentas muertas y las trataban con diferentes elementos.
 Proteasas  para eliminar las proteínas = morían.
 Ribonucleasa  no hay efecto y los ratones morían.
 Desoxirubononucleasa  si que había efecto (inactivación) y el ratón no moría.
Conclusión: el DNA es el material genético y es hereditario, ya que lo acogen las bacterias vivas.
EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASE Se realizó en el año 1952. Utiliza un bacteriófago (DNA + Proteína). Hicieron dos experimentos en uno.
1. Marcaron el DNA con fosforo 32  los nuevos bacteriófagos siguen marcados con 32 P. Indica que el ADN viral entra en la célula.
2. En el otro marcaron las proteínas con azufre 35  en los nuevos bacteriófagos no están marcados con 35 S. Indica que la proteína viral no entra en la célula.
Conclusión: El DNA es el material genético y es el que se transmite en generaciones. Las proteínas del fago son meras empaquetadoras que se desechan después de de inyectar e ADN viral.
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA: Watson y Crick postularon que existía una transcripción unidireccional del DNA en el núcleo celular. En este proceso se forma mRNA, que una vez maduro sale del núcleo y se traduce en proteínas.
Modificaciones posteriores: Se ha comprobado la transcripción no es del todo unidireccional, porque de RNA también se puede formar a DNA.
 ADNA  RNA / RNA  DNA.
El material genético no siempre se encuentra en forma de DNA, sino también como RNA.
La traducción de RNA a proteínas sí que es un proceso dichamente unidireccional.
 Prion  es un agente infeccioso, inducen a proteínas bien formadas a plegarse mal y formas agregados, que son los propios priones.
Genomas  está formado por DNA o RNA (en el caso de los virus). Pero también está compuesto por más componentes.
Transcriptoma  conjunto de copias de RNA (sólo de aquellos genes activos) que codifican proteínas o alguna otra función.
Proteoma  es el conjunto de todas las proteínas que contiene una célula.
GENOMA •Trasncripción  TRANSCRIPTOMA PROTEOMA •Traducción Pseudogen  se le considera como un gen inactivo. Muchas veces lo que sucede es que se ha duplicado, y por tanto tiene una copia activa y la otra se inactiva.
- No son funcionales, y por ello tienen codones STOP.
RNA RNA codificante 4% RNA Pre mRNA ( nucleones heterogéneos) Intrones, modificaciones, etc.
Pre rRNA rRTNA (ribosómico) Pre tRNA tRNA (transporte) mRNA snRNA Pequeño y nuclear, se asocian a proteínas para formar ribonucleoproteínas snoRNA Pequeño nucleares, participan en la formacion de r,tRNa a partir de pre-r,tRNA RNA funcional 96 % Son específicos y tienen capacidad enzimática miRNA siRNA TODOS LOS ORGANISMOS SOLO EUCARIOTAS ESTRUCTURA DE LOS GENES: Un gen está formado por diferentes partes, de las cueles no todas se transcriben, solo lo hacen aquellas que se encuentran entre exones, con ellos incluidos.
 Exón  son las partes codificantes (se traduce) partes que se  Intrón  son las zonas no codificantes.
transcriben  Regiones reguladoras del gen  zonas que la RNA polimerasa reconoce para llevar a cabo la transcripción.
- Estas indican el inicio y el final del gen.
- Son zonas de nucleótidos específicos que siempre son iguales (se mantienen y no sufren modificaciones).
En procariotas no hay intrones, pero si promotores, que son los extremos.
NUCLEOSOMAS (Genes y proteínas enrolladas) RNA (si tiene intrones se eliminan; Inmaduros --> maduros) PROTEÍNAS ( se pliegan para ser funcionales) ORGANÍSMOS GENÉTICOS MODELO  Animales  D. melanogaster - y Mus musculus Danio rerio = pez cebra; se podría considerar como tal, pero no es aceptado por todos.
 Plantas  Arabidopsis thaliana  Eucariontes  Caenorhabditis elegans y Sacharomyces cerevisiae (levadura)  Bacteria  Escherichia coli Son organismos modelos porque coinciden con un seguido de características: 1. Tienen una alta descendencia y un corto tiempo de reproducción (muchos organismos) 2. Mantenerlos supone un bajo coste y no ocupan demasiado espacio, por tanto son ideales para el mantenimiento en laboratorio.
3. Sus fenotipos son fáciles de distinguir.
4. Su genoma es sencillo, con pocos cromosomas.
Los organismos simples tienen menos secuencias repetitivas, es el caso de E. Coli o las levaduras.
En las plantas normalmente encontramos más secuencias repetitivas, por lo que presentan un genoma más grande.
En el caso de los humanos el 44% del genoma son secuencias repetitivas y presentan una considerable cantidad de intrones, porque los genes son largos.
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