Download Animación de activación de aminoácidos En el citoplasma, cada

ACTIVACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
En el citoplasma, cada aminoácido se une a su ARN-t específico, en una reacción catalizada
por una enzima específica “aminoacil-ARNt-sintetasa“, utilizando la energía del ATP.
Mg+2
aminoacil-ARNt+AMP+PPi
aminoácido+ARNt+ATP
Animación de activación de aminoácidos
INICIACIÓN DE LA CADENA
POLIPEPTÍDICA
El ARN-m se enlaza a la subunidad menor
del ribosoma por el extremo 5´, de modo
que el codón de iniciación (AUG) se fija en
una región especial de la subunidad, gracias
al apareamiento de una secuencia inicial del
extremo 5´ del ARNm con una secuencia
complementaria presente en un ARNr. A
continuación se une el aa-ARNt iniciador,
(que transporta el aminoácido metionina en
eucariotas y formilmetionina en procariotas,),
que posee el anticodón complementario del
codón de iniciación. Finalmente, se une la
subunidad mayor del ribosoma, formándose
así el “complejo de iniciación“, que presenta
dos centros de unión: un centro A o centro
aminoacilo, donde se sitúan los aa-ARNt
entrantes (excepto el iniciador) y un centro P
o peptidilo, donde se sitúa el peptidil-ARNt
en crecimiento.
Esta fase requiere proteínas denominadas
factores de iniciación y la energía del GTP.
Formación del complejo de iniciación
ELONGACIÓN DE LA CADENA POLIPÉPTIDICA
El crecimiento de la cadena polipeptídica tiene lugar
mediante la formación de enlaces péptídicos entre
los aminoácidos sucesivos. Esta fase requiere
también factores proteicos de prolongación y la
energía del GTP. El aa-ARNt correspondiente al
siguiente codón del ARNm entra en el centro A y
aparea su triplete anticodón, mediante puentes de
hidrógeno, con el codón del ARNm. Una enzima del
ribosoma, la peptidil-transferasa, cataliza la
formación del enlace peptídico entre el grupo
carboxilo del primer aminoácido (que se desprende
así de su ARNt) y el grupo amino del aminoácido
recién llegado, formándose un dipeptidil-ARNt en el
centro A, mientras el ARNt descargado sigue en el
centro P. El ribosoma se desplaza sobre el ARN-m
la distancia de un codón hacia el extremo 3´, lo que
provoca la salida del ARN-t descargado y el
desplazamiento del dipeptidil-ARN-t al centro P,
dejando libre el centro A. Ahora, con la entrada del
siguiente aminoacil-ARN-t se repite el ciclo. En cada
ciclo se añade un aminoácido a la cadena peptídica,
que va creciendo desde el extremo amino al
carboxilo, a medida que el ribosoma avanza desde
el extremo 5´ al 3´ del ARN mensajero
Elongación de la cadena polipeptídica
TERMINACIÓN DE LA TRADUCCIÓN
La cadena polipeptídica está finalizada y
unida al último ARN transferente en forma
de peptidil-ARN-t en el centro P. En el centro
A libre hay un codón de fin de síntesis para
el que ningún ARN transferente tiene un
anticodón complementario. Este codón de
stop es reconocido por factores proteicos
de liberación, lo que provoca la separación
del polipéptido, que se libera del último ARN-t,
la disociación del ribosoma en sus dos
subunidades y la liberación del ARN-m, que
será degradado.
Terminación de la síntesis proteica
A medida que el ribosoma se desplaza a lo largo del ARN-m desde el extremo 5´ al 3´,
va sintetizando una cadena polipeptídica del extremo amino al carboxilo.
A continuación tienes tres animaciones del proceso de traducción: Animación de la traducción
Animación con formación de enlaces
Animación Síntesis de proteínas (mcgraw-hill)
POLIRRIBOSOMAS O POLISOMAS
Un ARN-m puede ser traducido, simultáneamente,
por varios ribosomas que constituyen, en conjunto,
un polirribosoma o polisoma. Cada ribosoma
sintetiza una cadena polipeptídica y, por tanto, se
sintetizarán tantas copias de la cadena peptídica
como ribosomas hayan traducido al ARN-m.
Animación de polirribosoma
EL OPERÓN LAC
El mecanismo mas importante de regulacion de la expresion
genetica en procariotas responde al modelo de operón, que fue
propuesto, en 1965, por Jacob y Monod para explicar el control
de la sintesis de los enzimas que permiten a E. Coli la utilización
de la lactosa. Este, el primero descrito, se denominó “operón lac“.
Un operón es una unidad de expresión génica, formada por un
grupo de genes estructurales y los elementos que controlan su
expresión: promotor (para la unión de la ARN-pol) y operador
(para la unión de una proteína que impide la transcripción). La
actividad del operón está regulada por uno o mas genes reguladores, cuyos productos proteicos
interaccionan con los centros de control.
CONTROL DE LA TRANSCRIPCIÓN DE LOS GENES DEL OPERÓN LAC
Inductor
presente
Inductor
ausente
Animación de regulación del operon lac
CONTROL DE LA TRANSCRIPCIÓN
DE LOS GENES DEL OPERÓN HIS
Los genes estructurales codifican
las enzimas para sintetizar histidina.
El represor es inactivo en ausencia
o disminución de concentración de
histidina (correpresor), por lo que
no puede unirse al operador para
bloquear la transcripción. La célula
podrá así sintetizar histidina.
Si aumenta la concentración de la
histidina, esta se une al represor
cambiándole la conformación y así
se activa, se une al operador e impide
que se transcriban los genes para que
no se sintetice histidina, pues ya está
presente.
Animación de operon represible
CONTROL DE LA EXPRESIÓN
GENÉTICA EN PROCARIOTAS:
EL OPERÓN
DNA
Gen regulador
OPERON
Centros de control
Promotor Operador
Transcripción
y traducción
Transcripción
Proteína alostérica: 2 centros de unión (al promotor
“Represor“
y al inductor o al correpresor)
Activo
(se une al operador y
bloquea la transcripción)
Unión del
inductor
Separación
o ausencia
del inductor
Inactivo
(no se une al operador y
permite la transcripción)
Unión del
correpresor
Genes estructurales
Separación
o ausencia del
correpresor
Inactivo
(permite la transcripción
Al separarse del operador)
Activo
(se une al operador y
bloquea la transcripción
SISTEMA INDUCIBLE
(operón lac)
SISTEMA REPRESIBLE
(operón his)
ARN-m policistrónico
Traducción
Enzimas funcionalmente
relacionados
En el sistema inducible, las enzimas
sólo se producen si el sustrato
(inductor) sobre el que actúan está
presente como nutriente en el
medio.
En el sistema represible, la
presencia de cierta cantidad de
una sustancia (correpresor) en la
célula, reprime o inhibe la síntesis
de tal sustancia.
CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS (I)
En eucariotas, la regulación de la expresión génica es mucho mas compleja que en procariotas.
Aunque cada una de las células contiene el genoma completo del organismo, en cada una de
ellas solo se expresa una fracción de sus genes estructurales. Los diferentes tipos celulares
tienen estructuras y funciones distintas debido a la presencia de grupos diferentes de proteínas
especializadas, aunque todas poseen el conjunto básico de enzimas para la catálisis de las
rutas metabólicas centrales. Además, durante el desarrollo embrionario de los organismos
superiores, la síntesis de las distintas clases de proteínas especializadas ha de estar también
exactamente programada con respecto al tiempo y a su secuencia de aparición.
En diferentes células del organismo,
o en la misma célula en diferentes
circunstancias, se expresan diferentes
genes. Al igual que las procariotas, las
células eucariotas contienen proteínas
reguladoras de genes que se unen a
secuencias específicas del ADN, para
facilitar o inhibir la transcripción. Los
distintos tipos celulares del organismo
pluricelular contienen, pues, conjuntos
de proteínas reguladoras de genes
distintos y, debido a ello, cada tipo
celular transcribe grupos de genes
distintos.
CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS (II)
El control de la expresión génica en eucariotas puede realizarse a distintos niveles:.
- Factores de
transcripción
- Grado de
condensación
de la cromatina
- Grado de
metilación de
los genes
-Empalme
alternativo
de exones
-Mecanismos que
determinan la
supervivencia del
ARNm en el citosol
o si el ARNm es o
no traducido
-Mecanismos que
determinan la
activación o
desactivación de
una proteína o el
tiempo de
supervivencia
de la misma
CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS (III)
En eucariotas, la acción de las hormonas ejerce, también, un control sobre la transcripción
• Las hormonas esteroideas, por su
naturaleza lipídica, atraviesan fácilmente
las membranas de las células diana y se
unen a proteínas receptoras en el
citoplasma.Así llegan al núcleo, donde
hacen cesar la inhibición a que están
sometidos algunos genes y permiten
así que sean transcritos. Las moléculas
de ARNm originadas se encargan de dirigir
en elcitoplasma la síntesis de proteínas,
que son las que producirán los efectos
fisiológicos hormonales.
Las hormonas proteicas no pueden
entrar en el interior de las células
blanco, por lo que se unen a "moléculas
receptoras" que hay en la superficie de
sus membranas plasmáticas, provocando
la formación de un segundo mensajero, el
AMPc, que inducirá cambios en la célula
al activar a una serie de enzimas que
producirán el efecto metabólico deseado.
LA INFORMACIÓN GENÉTICA CAMBIA
Espontáneos
-Rotura de cromosomas
-Fallo en los mecanismos de
reparación
-Errores en el reparto de los
cromosomas durante la
división celular
-Cambios químicos en las bases
Cambios en
la información
genética
En células
somáticas
(no heredables)
Agentes
físicos
-Rayos X
-Rayos UV
-Rayos γ
Agentes
químicos
-Análogos de base
-Naranja de acridina
-Gas mostaza
-Alquitranes del
tabaco
-Amianto
Inducidos por
MUTACIONES
En células
germinales
(heredables)
GÉNICAS
Alteración en
la secuencia
de nucleótidos
CROMOSÓMICAS
Estructurales
Numéricas
(genómicas)
MUTACIONES GÉNICAS
Sustituciones
Cambio de una base
por otra
Inserciones o Adiciones
Ganancia de uno o mas
nucleótidos
Deleciones
Pérdida de uno o mas
nucleótidos
CLASIFICACIÓN DE MUTACIONES GÉNICAS SEGÚN SU
CONSECUENCIA EN EL PRODUCTO PROTEICO
Por sustitución
El aminoácido
no cambia, por la
degeneración del
código genético
Mutación
silenciosa
Por adición o deleción
Cambia un
aminoácido
por otro
equivalente
Cambia un
aminoácido
por otro
distinto
La proteína
se acorta
al cambiar
un codón de
un aminoácido
por un codón
de stop
Mutación
neutra
Mutación
errónea
Mutación
sin sentido
La secuencia de
aminoácidos cambia
a partir del nucleótido
insertado o perdido
Mutación de
pauta de lectura
UNA MUTACIÓN GÉNICA POR SUSTITUCIÓN ES LA CAUSA DE LA ANEMIA FALCIFORME
La mutación provoca el cambio del aminoácido en
posición 6 de la cadena beta de la hemoglobina,
que se traduce en una hemoglobina que forma
polímeros, produciendo glóbulos rojos en forma
de hoz.
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DELECIONES
DUPLICACIONES
INVERSIONES
TRANSLOCACIONES
Síndrome del maullido de gato o cri du chat: deleción del brazo corto del cromosoma 5
Las características fenotípicas son microcefalia, hipertelorismo, pliegues epicánticos, orejas de
implantación baja, a veces con apéndices preauriculares y micrognatia. Otros problemas son el
retraso mental grave y las malformaciones cardíacas
Vídeo
MUTACIONES GENÓMICAS
ANEUPLOIDÍAS
Cromosomas de
más o de menos
en uno o varios
pares de homólogos
EUPLOIDÍAS
Dotaciones de
más o de menos
De más
De menos
De más
Poliploidías
-Nulisomías
(falta un par)
-Monosomías
(falta uno)
De menos
-Trisomías
(tres de un par)
-Tetrasomías
(cuatro de un par)
-etc
Autopoliploidías
Todos los juegos
de cromosomas
proceden de la
misma especie
Monoploidías
Alopoliploidías
Los juegos proceden
de la hibridación de
dos o mas especies
LA NO DISYUNCIÓN MEIÓTICA PUEDE SER CAUSA DE LAS ANEUPLOIDÍAS
Durante la meiosis, para la formación de gametos, puede haber fallos en la separación de
los cromosomas homólogos durante la primera división meiótica, o en la separación de las
cromátidas hermanas en la segunda. En cualquiera de estos casos los gametos no reciben
el mismo número de cromosomas, es decir, se formarán gametos con cromosomas de mas
o de menos y, si esos gametos intervienen en la fecundación, originarán zigotos con un
número anormal de cromosomas, dando lugar a individuos monosómicos o trisómicos.
La no disyunción o no separación de cromosomas puede afectar a cualquier cromosoma,
autosómico o sexual. No es un fenómeno exclusivo de la meiosis, sino que puede ocurrir
también durante la mitosis. Cuando esto ocurre en una célula embrionaria da lugar al
mosaicismo o individuos llamados mosaicos, que poseen células normales y otras células
con el número anormal de cromosomas, y pueden presentar algunos o muchos caracteres
de un determinado síndrome.
Síndrome de Down: trisomía 21
En el 95% de las personas con este síndrome,
el cromosoma extra aparece debido a la no
disyunción durante la primera división meiótica,
llamándose a esta variante, “trisomía libre”.
En un 2% de los casos la trisomía 21 se produce tras la
concepción, por lo que no aparece en todas las células
del individuo sino sólo en las que proceden de la primera
célula mutada. El porcentaje de células afectadas puede
abarcar desde unas pocas a casi todas, según el momento
en que se haya producido la segregación anómala de los
cromosomas homólogos. Estos individuos se denominan
“mosaicos”.
En un 3% de los casos, este
síndrome se debe a una
translocación. El cromosoma
21 extra o un fragmento del
mismo se encuentra pegado
a otro cromosoma, que suele
ser el 14. A efectos de
información genética sigue
tratándose de una trisomía
21 ya que se duplica la
dotación genética de ese
cromosoma.
ORIGEN DE UNA
TRISOMÍA 21 POR
NO DISYUNCIÓN
EN LA PRIMERA
DIVISIÓN MEIÓTICA
Animación de no disyunción
ANEUPLOIDÍAS EN LOS CROMOSOMAS SEXUALES
S. de Turner
S. duplo Y
S. triple X
S. Klinefelter
Síndrome de Klinefelter
Sindrome de Turner
EUPLOIDÍAS
Un organismo que contiene en sus células somáticas la mitad de los cromosomas
pertenecientes a su especie se llama monoploide y si su dotacion cromosómica
está compuesta por mas de dos genomas o juegos completos de cromosomas se
denomina poliploide (triploide, tetraploide, etc). Si los genomas son iguales, el
poliploide es un autopoliploide y si no son iguales, pues proceden de dos o mas
especies,entonces se llama alopoliploide.
La poliploidía es muy común en plantas pero no en animales, debido a que las
plantas toleran mejor que los animales los desbalances genéticos y se pueden
propagar vegetativamente. Actualmente, se piensa que entre el 30 y el 70% de las
Angiospermas son poliploides. Avena, trigo, cacahuete, manzana, plátano, patata,
algodón, caña de azúcar, etc son poliploides. La poliploidía puede producirse
espontáneamente, como consecuencia de fallos en la división nuclear, o
experimentalmente con compuestos como la colchicina. Las células poliploides son
frecuentemente mayores, y en consecuencia también lo son las plantas, frutos, etc.
Esto tiene importancia comercial y por eso se utilizan mucho las plantas poliploides
en agricultura.
FORMACIÓN DE AUTOPOLIPLOIDES Y ALOPOLIPLOIDES
EVOLUCIÓN DEL TRIGO:
El genoma del trigo está formado por varios genomas diferentes
MUTACIONES
RELACIÓN DE LAS MUTACIONES CON LA EVOLUCIÓN:
La mutación genera los cambios sobre los que puede operar
la Selección
Son aleatorias,
no se producen
como respuesta
a una necesidad
Generan
SELECCIÓN NATURAL
VARIABILIDAD GENÉTICA
Produce
diferencias anatómicas
y funcionales entre los
individuos de la población,
perjudiciales o beneficiosas
para la adaptación al medio
ADAPTACIÓN
Las variaciones beneficiosas
tienden a permanecer en la
población, pues aumentan la
tasa de supervivencia de los
individuos que las poseen, que
dejan mas descendientes.
Las variaciones perjudiciales
tienden a desaparecer.
de la población al ambiente.
La población va cambiando
conforme cambian las
condiciones ambientales.
EVOLUCIÓN
Las especies cambian y
se convierten en otras
CHARLES DARWIN Y LA SELECCIÓN NATURAL
A lo largo de cinco años —entre 1831 y 1836— viajando a bordo
del Beagle, Charles Darwin, recogió datos botánicos, zoológicos
y geológicos que le permitirían formular, durante los siguientes
veinte años, una explicación coherente sobre la diversidad de la
vida. En 1858, Darwin se vio obligado a presentar sus trabajos,
cuando recibió el manuscrito de un joven naturalista, A. R.
Wallace, que había llegado de manera independiente a sus
mismas conclusiones , es decir, a la idea de la evolución por
medio de la selección natural.
Darwin publicó su obra “Sobre el origen de las especies por medio
de la selección natural“ en 1859, en la que introduce los conceptos
de variabilidad de la descendencia y selección natural.
Darwin postuló que los individuos de una misma especie no son iguales entre sí, sino que
presentan variaciones que se pueden transmitir a la descendencia. Estas variaciones hacen
que cada uno tenga distintas capacidades para adaptarse al medio natural, reproducirse
exitosamente y transmitir sus rasgos a su descendencia. El crecimiento de las poblaciones es
exponencial y los recursos son limitados. En la competencia por la supervivencia tiene lugar una
selección natural que favorecerá a los individuos mejor adaptados, que tendrán así mas
oportunidades de reproducirse y transmitir sus caracteres a la siguiente generación, mientras que
los peor adaptados serán eliminados. Con el tiempo, los rasgos de los individuos que mejor se
adaptan a las condiciones naturales se vuelven más comunes y la población evoluciona. La
acumulación gradual de caracteres ventajosos para distintos ambientes daría lugar, con el
tiempo, a la aparición de nuevas especies.
Darwin murió sin conocer las causas de la variabilidad en las poblaciones, ya que los resultados
de los experimentos de Mendel son posteriores (1866) y apenas tuvieron difusión hasta 1900.
MELANISMO INDUSTRIAL: UN EJEMPLO DE EVOLUCIÓN POR SELECCIÓN NATURAL
Biston betularia, la mariposa del abedul, es una mariposa
nocturna, de la que existen dos variedades: una gris claro
y moteada y otra melánica, gris oscura, resultante de una
mutación. En Inglaterra, a mediados del siglo XIX, la forma
clara era la predominante y la melánica no representaba
mas del 1% de las capturas. La contaminación provocada
por la revolución industrial mató los líquenes de los troncos
de los bosques y los ennegreció. La consecuencia fue un
progresivo aumento de la variedad melánica, que remplazó
casi completamente a la variedadad clara en las zonas
industrializadas. El aumento se debía a que las formas
claras destacaban durante el día sobre el tronco negruzco
de los árboles, siendo presa fácil de los pájaros que se
alimentaban de ellas, mientras que las formas oscuras
quedaban ahora camufladas. La selección natural, que en
esta caso actúa mediante la contaminación y la depredación,
eliminó en mayor medida las formas claras y aumentó la
frecuencia de las oscuras, que tienen mayor probabilidad de
supervivencia y, por lo tanto, de reproducción, seleccionándose el genotipo mutante. Hoy día,
gracias a las medidas anticontaminantes, el proceso se ha invertido y está aumentando la
frecuencia de las formas claras. Este fenómeno, que se ha observado en otras mariposas
similares, tanto americanas como europeas, se denomina melanismo industrial.
MUTACIONES Y CÁNCER
Agentes cancerígenos: físicos, químicos, biológicos
Mutaciones en genes específicos del ADN de las células
Reparación o
muerte celular
No hay reparación
Células alteradas
METÁSTASIS
Migración a otros tejidos,
a través de la sangre o la
linfa, donde crecen y
reemplazan al tejido normal
Proliferación rápida
e incontrolada
TUMOR
Formación de
una masa celular
Distintas proteínas
de membrana
Cambios en la
estructura del
citosqueleto...
Autosuficiencia en
el crecimiento
Evasión de la
Apoptosis
Resistencia a estímulos
antiproliferativos
Angiogénesis
sostenida
Invasión y
Metástasis
Inmortalidad
Las capacidades que
adquieren las células
para el desarrollo
de la enfermedad
(Hanahan y Weinberg,
2000)
Cada uno de estos
cambios en la fisiología
celular, adquiridos durante
el desarrollo de los
tumores, representa una
ventaja en la lucha contra
los complejos sistemas de
defensa con que cuentan
las células para
mantener estable la
armonía funcional de los
tejidos.
Vídeo de Angiogénesis
Vídeo de Metástasis
Genes reguladores
del ciclo celular
PROTOONCOGENES
GENES SUPRESORES DE TUMORES
Activan los procesos
de crecimiento y
proliferación celular
Inhiben los procesos
de crecimiento y
proliferación celular
Activación
permanente
por mutación
ONCOGENES
Ganancia de función
(efecto dominante)
Inactivación
por mutación
Transformación
de una célula
normal en maligna
Pérdida de función
(efecto recesivo)
Para que un cáncer pueda progresar y desarrollarse, deben producirse al menos media
docena de mutaciones que afecten a varios genes reguladores. Sin embargo, otros tipos
de genes también pueden participar en la malignidad, facilitando la capacidad invasiva
del tumor (por ejemplo, mutaciones en las proteínas del citoesqueleto que favorecen la
motilidad celular).
genes supr. tumores
oncogenes
INGENIERÍA GENÉTICA: TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN DEL ADN
REQUERIMIENTOS
ENZIMAS
ENDONUCLEASAS
DE RESTRICCIÓN
VECTORES
LIGASAS
Unen covalentemente
fragmentos de ADN del
mismo o distinto origen
Cortan ADN por
sitios precisos
POLIMERASAS
Sintetizan ácidos nucleicos
complementarios a un
molde
De ADN
ADN y ARN
polimerasas
De ARN
Transcriptasa
inversa
PLÁSMIDOS
Y FAGOS
Para introducir
genes en
bacterias
Transportan
fragmentos de
ADN exógenos
a una célula
donde se
multiplican
o expresan
Plásmidos
( de Levadura y
plásmido Ti)
Virus eucariotas
Cromosomas
artificiales de
levadura
Para introducir
genes en
células
eucariotas
TIJERAS MOLECULARES: ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIÓN
Son endonucleasas, descubiertas en bacterias, que reconocen dianas específicas en el ADN
(determinadas secuencias de 4-10 bases) y cortan el ADN cada vez que las encuentran. Son
una herramienta imprescindible en ingeniería ganética, como “tijeras moleculares“, de una
gran precisión y especificidad que, a diferencia de otras nucleasas, no degradan el ADN sino
que solo lo cortan produciendo fragmentos. El número de fragmentos dependerá de las veces
que se encuentre la diana o secuencia de reconocimiento en el ADN.
Existen distintos tipos de enzimas de restricción. Las mas utilizadas tienen secuencias de
reconocimiento palindrómicas o capicúas, es decir, la lectura 5´-3´ de la secuencia de una de
las hebras es idéntica a la de la hebra complementaria leída también en dirección 5´-3´. La
mayoría de enzimas de restricción de este tipo producen cortes en bases no enfrentadas,
generando así extremos monocatenarios, llamados “cohesivos“, ya que son capaces de
aparearse con otos fragmentos de ADN con extremos complementarios, generados por la
misma enzima. Otras enzimas del mismo tipo cortan en bases enfrentadas de la secuencia
diana y generan fragmentos de ADN con extremos romos.
EcoRI es una enzima de restricción que corta el ADN generando extremos cohesivos
SECUENCIAS DIANA DE DOS ENZIMAS DE RESTRICCIÓN QUE PRODUCEN
FRAGMENTOS CON DOS TIPOS DE EXTREMOS: COHESIVOS Y ROMOS
POLIMORFISMO EN LA LONGITUD DE LOS FRAGMENTOS DE RESTRICCIÓN
Mutaciones distintas en los distintos individuos de la población (variabilidad)
Cambios en las secuencias diana de diferentes enzimas de restricción
Diferencias en el tamaño y número de los fragmentos producidos por las enzima de
restricción (RFLP= polimorfismos en la longitud de los fragmentos de restricción)
Los fragmentos se separan en función de su tamaño cuando se colocan en un gel al que se
aplica una corriente eléctrica, provocando la migración de los fragmentos hacia el cátodo (por
la presencia de grupos fosfato),
tanto mas rapidamente cuanto
menor es su longitud
( Electroforesis en gel)
Video
Para cada individuo se obtienen
distintas bandas, que vienen a ser
como su código de barras genético.
El análisis de los RFLP permite,
no solo obtener la huella genética,
sino también el diagnóstico (incluso
prenatal) de determinadas
enfermedades congénitas.
CLONACIÓN= OBTENCIÓN DE COPIAS IDÉNTICAS
De un gen o
un fragmento
de ADN
In vivo
Dentro de
una célula
hospedadora
De células
In vitro
Mediante
la PCR
Del genoma de un ser vivo
Introduciendo todo el
genoma en una célula
reproductora (óvulo)
previamente enucleada
(transferencia nuclear)
Se aísla una
célula y se
permite su
reproducción
para generar
muchas células
idénticas (un
clon de células)
Se induce el desarrollo
embrionario
Implantación en el
útero de una madre
portadora donde se
completará el
desarrollo embrionario
Clonación
reproductiva
Utilización del
blastocisto para
obtención de
células madre
de las que se
pueden obtener
distintos tejidos
Clonación
terapeútica
CLONACIÓN DE ADN IN VIVO (MULTIPLICACIÓN EN EL INTERIOR CELULAR)
1- Cortar el ADN y el plásmido vector
(que contiene un gen marcador de
resistencia a un antibiótico) con la misma
enzima de restricción.
2- Unión del fragmento y el vector con
ADN ligasa, generando moléculas híbridas
(ADN recombinante).
3- Introducción del ADN recombinante
en una célula hospedadora (bacteria)
para su replicación.
4- Selección de las células que contienen
el ADN recombinante por crecimiento en
presencia de antibiótico.
5-Purificación del ADN que ha sido
clonado
CLONACIÓN TERAPEÚTICA
CLONACIÓN REPRODUCTIVA
Obtención de proteínas de interés mediante ingeniería genética
Actualmente se obtienen por ingeniería genética el factor VIII de coagulación, la
hormona del crecimiento, la insulina, el interferón y algunas vacunas antivirales como
las de la hepatitis A y B.
OBTENCIÓN DE INSULINA HUMANA
MEDIANTE INGENIERÍA GENÉTICA
OBTENCIÓN DE
PLANTAS TRANSGÉNICAS
1- Preparación del transgén para
su entrada en la célula,uniéndolo
a un vector, como el plásmido Ti
de Agrobacterium (bacteria del
suelo que, de forma natural,
introduce el plásmido en las
células de la planta) o bien
utilizándolo como revestimiento
de microesferas metálicas que
se disparan sobre las células
con “pistolas génicas“, técnica
denominada biobalística.
2- Introducción del transgén en
células en cultivo de la planta.
3- Selección de las células que
contienen el transgén.
4- Multiplicación de las células
seleccionadas para formar
plantas transgénicas.
TERAPIA GÉNICA
La terapia génica es el tratamiento de una enfermedad por medio de la manipulación genética,
utilizando un gen, que se introduce en el individuo enfermo, como agente terapeútico. La
introducción del gen foráneo se limita, actualmente, a las células somáticas de un determinado
órgano o tejido. Esta terapia se realiza normalmente ex vivo, es decir, en células blanco que se
extraen del cuerpo, se cultivan y se les introduce el gen terapeútico en el laboratorio y luego se
reintroducen en el organismo del enfermo. Para introducir el gen terapeútico en las células
diana suelen utilizarse vectores víricos. Las enfermedades con mayores posibilidades de poder
ser tratadas por terapia génica son las producidas por un solo gen defectuoso como la fibrosis
quística, la hemofilia A, la inmunodeficiencia, etc.
APLICACIONES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
APLICACIONES EN MEDICINA
▪ Producción de proteínas para tratar o prevenir enfermedades (hormonas,
factores de coagulación, interferón, vacunas...).
▪ Terapia génica.
APLICACIONES EN AGRICULTURA Y GANADERÍA.
Obtención de organismos transgénicos.
♦ Plantas transgénicas. Las aplicaciones agrícolas tienen como objetivo:
▪ Conseguir plantas resistentes a herbicidas, al ataque de insectos o
a enfermedades víricas.
▪ Mejora del producto: aumento del valor nutritivo.
▪ Conseguir plantas fijadoras de nitrógeno atmosférico, lo que evitaría
la utilización de elevadas cantidades de fertilizantes químicos.
▪ Maduración controlada de frutos y flores.
▪ Tolerancia a condiciones ambientales extremas de temperatura,
salinidad...
♦ Animales transgénicos. Las aplicaciones son múltiples, como la mejora en la
producción ( los mejores resultados se han obtenido con peces, como el salmón,
la carpa y la lubina. A individuos de estas especies se les ha añadido el gen de la
hormona del crecimiento, lo que produce un aumento de tamaño del pez en muy
poco tiempo. En el salmón se ha introducido otro gen, "el anticongelante", que
permite su cría en aguas muy frías) o su utilización en campos distintos como el
conocimiento del papel de un gen determinado (su regulación y la función de la
proteína) o el estudio de una enfermedad humana de origen genético, la
producción de proteínas de interés (humanas o de otro tipo), o la obtención de
órganos para xenotransplantes (por ej. de cerdos a los que se les eliminan los
genes que codifican las proteínas responsables del rechazo), etc.