1. Introducción a la biología molecular Raul Blas Facultad de agronomia Dpto. Fitotecnia [email_address] Curso: Bioseguridad y Biotecnología Moderna

3. Biología es tecnología. La biología es la tecnología más antigua. A lo largo de la historia de la vida en la Tierra, los organismos han hecho uso de unos a otros en formas sofisticadas (Carlson, 2010). La tecnología es un proceso y un conjunto de conocimientos tanto como una colección de artefactos (Carlson, 2010)

5. formas de uso de la biología como tecnología agricultura mejoramiento genético e.g. La biorremediación utilizado para limpiar los contaminantes (generados por otras tecnologías humana) a través de la selección de las plantas y los animales que se alimentan de materiales que se consideran en general como residuos o desperdicios.

6. 1828: Friedrich Wohler , produjo cristales de Urea Nacio la quimica organica sintetica 1843-45: Hermann Kolbe, sintetizó acido acético a partir de sus elementos inorgánicos

10. Experimento de Frederick Griffith, 1928

11. El principio de la transformacion era DNA

13. Estructura del ADN Nucleotidos unidos por enlaces fosfodiester

16. Pares de bases DNA doble hebra Célula Cromosomas núcleo Antiparalelismo de las dos hebras

17. Ta mano de genomas y numero de genes en vegetales Source : INRA (2003) ; Borém et al. (2003) ; Delseny, et al . (2004) ; Gibson & Muse (2004), pb = paire de bases, 1Mb = 10 6 pb

18. Tipos de secuencias del genoma nuclear Tipo de secuencias Número de copias por genoma Que son? Secuencias únicas 1 copia o unos pocos Famila multigenica Genes que codifican proteinas Secuencias medianamente repetidas 1000 a 100000 copias Genes que codifican para ARNr, ARNt, eventualmente de genes de protéinas Secuencias altamente repetidas 100000 a 1000000 No son genes, Rol poco conocido

19. Genomas en los organismos genoma es el conjunto de todas las secuencias de DNA de un individuo o de una especie .

20. Un gen es el conjunto de secuencias de DNA que incluye: Secuencias estructurales (intrones, exones) y Secuencias reguladoras , necesarias para codificar un producto genico, sea este un RNA maduro de cualquier tipo o una proteina funcional . Que es un gen?

21. Gen RNA Proteina

23. Transmisión de la información genética

24. Secuencias reguladoras Exon1 Intron1 Exon3 Exon2 Exon4 Intron2 Intron3 Región reguladora Región estructural Donde? Cuando? Que cantidad? Exon1 Intron1 Exon3 Exon2 Exon4 Intron2 Intron3 Pre-mRNA Exon1 Exon3 Exon2 Exon4 AAAAA Proteína Transcripción Maduración de mRNA Traducción

25. Corte y empalme de exones

26. … 30% de genes

30. Video mRNA-aa

32. Interaccion de los factores de transcripcion con la polimerasa La flexibilidad del DNA permite la aproximacion fisica de los tres tipos de secuencias promotoras a pesar de su lejania en la secuencia lineal de DNA. De esta forma los factores de transcripcion unidos a las regiones basal, proximales, y distales pueden contactar entre si y con la RNA polimerasa II, por lo que participan en forma conjunta en el control del inicio de la transcripcion.

33. Genes constitutivos ; aquellos que se expresan de una forma constante, a la misma velocidad en todo momento de la vida celular (~ genes domesticos o caseros(housekeeping genes) Genes inducibles ; estan reguladas en tiempo y espacio (~genes regulables o de expresion diferencial), los TFs que regulan estos genes no estan presentes en la celula de forma continua, sino que se sintetizan o se activan en momentos especificos o en tejidos particulares.

34. Herramientas básicas de biología Molecular Enzimas de restricción Ligación PCR Electroforesis Hibridación Southern Blot

35. Secuencias Palindromicas Enzimes de restriccion Sequence is symmetrical about the center point G A A T T C C T T A A G Point of cleavage Point of cleavage 5’ 5’ 3’ 3’

37. Corte de DNA con Eco RI Restriction enzymes

38. Mecanismos de Ligación ATP

39. Mecanism o de liga c ion

40. Electroforesis

46. Hibridación Sonda DNA Sonda Marcada H i brid ac ion DNA Blanco CGCAGATCTAAT ATAT CGCAGATCTAAT ATAT CCTTCCGGAATTA GCGTCTAGATTATATA CCAGAATAGGCTA CGCAGATCTAAT ATAT

47. Gel despues de electroforesis Detectado con sondas hibridadas

49. NaOH 0.4M

50. Capaci dad de analisis de genoma completo S intesis de genes? 10 .000 ans de processus de domestication et d’ agriculture 4. Era –”omica” Genomica Proteomica Metabolomica

51. DNA RNAi, snRNA, miRNA tRNA rRNA mRNA Regulación/expresión génica Transferencia Ribosomas Proteína metabolitos Genoma Proteoma Transcriptoma Metaboloma Fenotipo

52. InformacionBiologica Genome Genome Genome mRNAs 1 mRNAs 2 mRNAs 3 Proteome 1 Proteome 2 Proteome 3

53. Perspectivas-conclusiones

55. Animales y plantas se convierten en objetivo (blanco) como biorreactores naturales para producir nuevos productos, los que nunca fueron creados por mutagenesis, cruzamientos o seleccion Esta nueva tecnologia facilita(rá) el desarrollo radical de nuevas terapias medicas,y sistemas de diagnostico.

58. Capaci dad de analisis de genomas S intesis de genes Tomate silvestre Tomate cultiv ada 10 .000 añ o s de proces o s de domestica c ion y de agricultur a Hibridacion y seleccion Ingenieria Genetica OGM 1 3 2 Evolucion en la Produccion de alimentos 4. Genómica