Tema 1 (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 2º curso
Asignatura Biologia Molecular
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 11/02/2015
Descargas 43
Subido por

Vista previa del texto

María Monteserín Cuesta Judith González Gallego Biologia Molecular T1 Tema 1. HISTÒRIA DE LA BIOLOGIA MOLECULAR G.Stent anomena que la història de la biologia molecular es classifica en una sèrie de períodes.
PERÍODE CLÀSSIC Aportacions generals 1866, Mendel: Defineix les lleis de l’herència i per tant, ens presenta als gens. Podríem dir que Mendel és l’antítesi d’un biòleg molecular.
1869, Miescher: És el descobridor dels àcids nucleics, el que ell anomenarà nucleïna. Per descobrir-ho va utilitzar leucòcits, que tenia al seu abast per treballar en un hospital, i va determinar que la nucleïna eren les bases del DNA.
1884, Kossel: Treballar amb eritròcits, que tenen la particularitat de no tenir nucli en mamífers i de tenir-ne en aus. Com que volia estudiar la cromatina va treballar amb eritròcits d’aus i descobreix que les proteïnes que acompanyen al DNA són les histones (Premi Nobel), que es troben dins del nucli. Tractarà els nuclis amb HCl diluït el que ens donarà una precipitació del DNA però solubles les histones de manera que es genera un clorur d’histona.
Hem de tenir present que en aquests anys encara no se sabia que eren les proteïnes. No va ser fins a prop del 1900 en que es va determinar que les histones i altres molècules eren proteïnes i que sobre tot contenien Lisines, Arginines (en el cas de les histones).
Si posem els nuclis amb aigua el DNA i les histones precipiten però si afegim clorur de sodi concentrat (2M) es produeix una dissociació i una solubilització del DNA perquè tenim dos ions positius i dos negatius, per tant, les histones (càrrega positiva) queden apantallades pels clorurs i el DNA (càrrega negativa) pels sodis, el que permet que els dos components estiguin en dissolució sense que hi hagi atracció.
Aportacions de la biologia cel·lular 1882, Walter Fleming: En aquests anys ja se sabia que amb colorants bàsics es podia tenyir el nucli cel·lular i dins d’aques es podia observar la cromatina, allò que es pot extreure del nucli. Descobreix la mitosis i observa uns bastons, que és l’inici del descobriment dels cromosomes.
1990: Ja tenim la teoria cromosòmica de l’herència i aquesta té molt de valor perquè allò que Mendel diu gens es poden localitzar, podem dir que els cromosomes contenen els gens, hem passat de tenir conceptes aïllats a tenir una física, un material.
1 María Monteserín Cuesta Judith González Gallego Biologia Molecular T1 Aportacions de la química 1910-1930: es va establir estructura i fórmula de tots els nucleòsids i nucleòtids i per tant, tenim la fórmula de les bases nitrogenades.
1943: apareix un gran problema perquè el DNA és una molècula molt gran i per tant es molt dificultosa de treballar.
Apareix la hipòtesis inicial del cicle tetranucleòtidic ja que es sap que les 4 bases es troben en proporcions similars. No serà fins que els químics treballin amb polímers i plàstics que puguin tractar i investigar correctament amb el DNA.
S’elaboren mesures de visosimetria de dissolucions del DNA i amb els resultats es descarta la hipòtesi del cicle que és molt petita ja que s’aproxima que la massa molecular està a prop d’un milió de Daltons.
PERÍODE ROMÀNTIC 1940: Els físics es comencen a interessar pel món viu i el primer serà Schrödinger, que publica un llibre (Què és la vida) d’especulacions tant físiques com químiques i que és molt important perquè va inspirar a d’altes físics a elaborar grans descobriments, desperta l’interés de la biologia als físics.
Delbrück estudiarà el món a l’estil d’un físic, buscarà aquelles parts més senzilles i per tant, s’interessarà pels fags. Funda el grup del fag (“Phage group”), una sèrie de científics que tenen com a centre d’estudi els bacteriòfags.
1944: contribució química i biològica molt important gràcies als experiments que s’elaboren en el laboratori d’Avery, que porten a trobar que l’herència biològica estava localitzada en el DNA, descobreixen que el material biològic de l’herència és l’àcid nucleic, que és equivalent als gens. Aquesta proposta no serà acceptada fins anys més tard.
Al voltant dels anys 40 es comença a fer servir la terminologia de Biologia molecular.
PERÍODE DOGMÀTIC Durant aquest període s’elaboraran processo molt importants que consolidararan les hipòtesis de l’època anterior.
1953, Watson i Crick: Aporten l’estructura del DNA, descobreixen que és una molècula de doble hèlix i és la molècula que conté els gens. Ja no sabem tant sols que els gens estan en aquesta molècula sinó que també coneixem la seva estructura.
1960, Arthur Kornberg: Estudia l’enzim responsable de la replicació del DNA (DNA polimerasa), perquè es doni la transmissió de l’herència cal que el material genètic es pugui duplicar.
2 María Monteserín Cuesta Judith González Gallego Biologia Molecular T1 PERÍODE DE CONSOLIDACIÓ 1961, Jacob i Monod: Descobreixen el RNA missatger i les primeres molècules bioquímiques de regulació de l’expressió gènica com per exemple a través del model del operon.
1693: Treballs importants en laboratoris molt destacats com Khorama (síntesis química del RNA i obre l’estudi a la traducció) o Nidember i Severo Ochoa (estableixen el codi genètic).
PERÍODE D’OR Per Sten aquest període de consolidació el portaria a una situació academicista, en que tot està consolidat i per tant va pensar que seria una etapa d’or. El seu pronòstic però va ser erroni ja que s’entraria en una situació en que van seguir existint una sèrie de descobriments importants.
1970: Descobriment dels enzims de restricció, que són molt importants per tallar el DNA en llocs específics. S’arriba a un moment culminant en el sentit que la gent de diversos camps de la biologia molecular s’interessa per aquests enzims perquè obren les portes al clonatge del DNA 1973-1974: Clonació molecular del DNA i per tant, el naixement de la enginyeria genètica conjuntament amb la bioètica.
Quan s’adonen que són capaços de clonar el DNA proposen i s’elabora una moratòria, aturen tots els experiments perquè tenen por d’apropar als humans a un estat de semidéus i canviar les bases de la vida.
1974: Descobriment del Nucleosoma. Aquest és important perquè es troba que la cromatina té una subunitat fonamental, petita i repetida moltes vegades.
1975: S’elabora una conferència (d’acilomar) que serveix per trencar la moratòria però ja s’han imposant unes regles de treballar en els laboratoris d’enginyeria.
1977: Seqüenciació del DNA, apareixen les tècniques per seqüenciar el DNA, que són tant químiques (Maxam i Gilbert) com la tècnica de Sanger. Des de llavors la seqüenciació del DNA és un procés fàcil.
En el mateix any arriba la possibilitat d’elaborar la síntesis automatitzada del DNA (síntesis d’oligos) perquè és la síntesis d’oligonucleòtids, de seqüències bastant llargues però no exclusivament de DNA. No és una síntesis dins de la cèl·lula sinó a una síntesis química.
1983, Mullis: Desenvolupa la tècnica de Mullis, una tècnica molt interessant en que s’utilitza la RNa polimerasa per tenir copies del DNA, però en comptes de fer-ho servir com si fos una cèl·lula viva el que fa és agafar la DNA polimerasa i fer-la servir amb la mentalitat d’un químic per aconseguir fer copies del DNA de forma senzilla i establerta. Això ens porta a l’obtenció de la tècnica PCR (Polymerase chain reaction).
És un aquest moment en que apareixen les patents (Mullis patenta la PCR) el que generarà una “batalla” al voltant d’aquest tema: una tècnica es pot patentar perquè és un invent però les seqüències de DNA no es poden patentar perquè és un producte natural que has trobat (actualment un tribunal d’Estats Units vol prohibir les patents de seqüències).
Aquest aspecte ha genera l’aparició d’empreses biotecnològiques que han tingut un gran impacte.
3 María Monteserín Cuesta Judith González Gallego Biologia Molecular T1 2001: Seqüenciació del genoma humà. La seqüenciació s’inicia en un conjunt de laboratoris arreu del món i de caràcter públic però va aparèixer alhora una iniciativa privada que vol la mateixa seqüenciació. Un cop s’elabora la seqüenciació del genoma humà es generarà un gran ressò en els medis.
Aquest aspecte provocarà l’aparició de la genomòmica i proteòmica, que obrirà les portes als estudis de gran escala, estudis on no només són d’aquestes ciències sinó que també ho són estructurals, es vol aconseguir estructures tridimensionals i per tant, es necessiten cristalls de proteïna. Aquests cristalls actualment ja es poden obtenir de forma robotitzada.
Aparició de Kits de laboratoris que preparen determinades empreses i que permeten que els laboratoris d’investigació o els hospitals en lloc de preparar-ho ells mateixos els poden comprar. Això provoca la comercialització de reactis, baffels...
de manera que apareix un investigador amb noves característiques. Aquest procés s’anomena com la popularització de la biologia molecular.
Aparició de transgènics, una aplicació de l’enginyeria genètica. Els transgènics aporten la possibilitat de la teràpia gènica i les proteïnes terapèutiques i per tant, apareixen noves estratègies per descobrir medicaments basats en la biologia molecular, aparició de nous fàrmacs d’interès tant mèdic com farmacològic.
Per últim, la seqüenciació del genoma també provoca l’aparició de mètodes de la biologia molecular com l’analítica o els mètodes de diagnòstic.
ACTUALITAT Actualment estem en una etapa altament descriptiva, una etapa en que s’explica què és la biologia molecular però on no s’elaboren descobriments. Estem en una etapa en la que tenim una gran quantitat d’informació però no es busquen els principis fonamentals sinó que estem en un moment de descripció i per tant, es podria considerar una etapa de consolidació tecnològica ja que la biologia molecular mai no havia estat tant tecnificada.
4 ...