1. BIOLOGIA ORAL
JUAN CARLOS MUNEVAR.
Odontólogo
PROFESOR ASOCIADO
Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O
UNIVERSIDAD EL BOSQUE.
Postgrado en Biología Oral. MSc
Maestría en Ciencias Básicas Biomédicas
D.E.A Biología Ósea.
Especialista en Bioética
Especialista en Docencia Universitaria.
3. ANTECEDENTES HISTORICOS
En 1839, Theodor Schwann estableció la “TEORIA CELULAR”, la base para el
inicio del análisis de la estructura y función celular.
Una célula animal tiene en promedio de 10 – 20 µm de
diámetro (los oocitos maduros pueden tener más de 100 µm)
EL MICROSCOPIO OPTICO (MO) permite observar células y estructuras
subcelulares hasta de 2 µm de diámetro
Descubrimientos destacados al MO
1661, Kepler sugirió fabricar un microscopio compuesto
1665, Hooke utilizó un microscopio compuesto para descubrir las células
1674, Leeuwenhoek descubrió los protozoos. 9 años después observó una bacteria
por primera vez.
1833, Brown observó los núcleos de las células.
1838, Schleiden y 1839 Schwann propusieron la teoría celular, células con
núcleos son la unidad estructural y funcional de organismos vivos.
5. Descubrimientos destacados al MO
1930, Lebedeff y 1932 Zernicke inventaron el microscopio de interferencia y el
de contraste de fase que permiten observar células vivas.
1941, Coons utilizó anticuerpos acoplados a la fluoresceína para detectar
antígenos celulares.
1952, Nomarski inventó el sistema de contraste por interferencia diferencial para
el MO.
1981, Allen e Inoué perfeccionaron el contraste en video para el MO.
1988, se comercializó el MO confocal de barrido.
Para observar estructuras más pequeñas se debió esperar:
El invento del microscopio electrónico (ME) en 1931 por Ruska y col.
El mejoramiento de las técnicas de preparación de las células para observarlas
por Pease y Baker en 1948.
El ME permite observar estructuras hasta de 2 nm
de diámetro.
41. Origen de replicación (ej, procariotas):
Empieza con la desnaturalización de la doble hélice en cadenas
sencillas dejando expuestas las bases.
Se constituye una burbuja de replicación desde la cual se desencadena
la síntesis de ADN en ambas direcciones.
~245 pb en E. coli
42. Inicio de la replicación, principales elementos:
Segments of single-stranded DNA are called template strands.
Gyrase (a type of topoisomerase) relaxes the supercoiled DNA.
Initiator proteins and DNA helicase binds to the DNA at the
replication fork and untwist the DNA using energy derived from ATP
(adenosine triphosphate).
(Hydrolysis of ATP causes a shape change in DNA helicase)
DNA primase next binds to helicase producing a complex called a
primosome (primase is required for synthesis),
Primase synthesizes a short RNA primer of 10-12 nucleotides, to
which DNA polymerase III adds nucleotides.
Polymerase III adds nucleotides 5’ to 3’ on both strands beginning
at the RNA primer.
The RNA primer is removed and replaced with DNA by polymerase
I, and the gap is sealed with DNA ligase.
Single-stranded DNA-binding (SSB) proteins (>200) stabilize the
single-stranded template DNA during the process.
44. DNA replication is continuous on the leading strand and
semidiscontinuous on the lagging strand:
Unwinding of any single DNA replication fork proceeds in one
direction.
The two DNA strands are of opposite polarity, and DNA polymerases
only synthesize DNA 5’ to 3’.
Solution: DNA is made in opposite directions on each template.
•Leading strand synthesized 5’ to 3’ in the direction of
the replication fork movement.
continuous
requires a single RNA primer
•Lagging strand synthesized 5’ to 3’ in the opposite
direction.
semidiscontinuous (i.e., not continuous)
requires many RNA primers , DNA is
synthesized in short fragments.
45. 3
Polymerase III
Leading strand
base pairs
5’
5’
3’
3’
Supercoiled DNA relaxed by gyrase & unwound by helicase + proteins:
Helicase
+
Initiator Proteins
ATP
SSB Proteins
RNA Primer
primase
2
Polymerase III
Lagging strand
Okazaki Fragments
1
RNA primer replaced by polymerase I
& gap is sealed by ligase
52. Rolling circle model of DNA
replication (3.11):
1. Common in several
bacteriophages including .
2. Begins with a nick at the
origin of replication.
3. 5’ end of the molecule is
displaced and acts as primer
for DNA synthesis.
4. Can result in a DNA molecule
many multiples of the genome
length (and make multiple
copies quickly).
5. During viral assembly the
DNA is cut into individual viral
chromosomes.
54. • Cada cromosoma eucariótico es una doble hélice de ADN lineal
• En Promedio ~108 pares de bases de longitud
• Con una tasa de replicación de 2 kb/minuto, la replicación de 1
cromosoma humano requiere ~35 días.
• Solución ---> la replicación del ADN comienza en varios sitios diferentes
de manera simultanea.
Las tasas son especificas
de las células!
59. ADN POLIMERASAS
• Topoisomerasas: pueden producir o eliminar nudos o enlaces
en una hélice.
• Helicasas: son enzimas que rompen los puentes de hidrógeno
que mantienen unidas las dos cadenas de la doble hélice.
• La ADN Pol III es la enzima que realiza la mayoría de la
replicación del DNA. complejo enzimático que lleva a cabo la
replicación es un multímero denominado Holoenzima de
DNA Pol III que posee muchas cadenas o subunidades
polipeptídicas
• A la ADN Pol II se la asigna exclusivamente una función
reparadora, pero muchas de sus características y el papel que
juega en la replicación del DNA, si es que juega alguno, son
desconocidas.
• La ADN Pol I tiene un papel reparador, retira los cebadores
con su actividad exonucleasa 5'- 3' y rellena el espacio con su
actividad polimerasa 5'- 3'.
64. REPARACION DE ADN
MECANISMOS DE REPARACION
• Reparación de los errores de apareamiento
• Reparación directa
• Reparación por escisión de bases
• Reparación por escisión de nucleótidos
• Otros tipos de reparación de ADN
BENJAMIN A. PIRCE. GENETICA Un enfoque conceptual, Edit. Medica panamericana, Edición 2da, Madrid España, 2005
66. ARN
• Filamento de una sola
cadena.
• Presencia de un oxígeno
en la posición 2' de la
ribosa impide que se
forme la doble cadena.
• ARN puede enrollarse
sobre sí mismo mediante
formación de pares de
bases en algunas
secciones de la molécula.
71. ESTRUCTURA DE LOS
CROMOSOMAS HUMANOS
Nucleosoma: complejo de DNA +
histonas nucleares
Cromatina: complejo de DNA +
proteína
Histonas + proteínas ácidas
Solenoide: 6 nucleosomas, estructura
cromática secundaria helicoidal
76. TRANSCRIPCIÓN DE GENES CODIFICADORES DE
PROTEÍNAS Y FORMACION DE ARNm FUNCIONAL.
Polimerización de
ribonucleótidos por la RNA
Polimerasa, durante la
transcripción
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular.
77.
78. ETAPAS DE LA TRANSCRIPCION
INICIACION
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular.
79. ETAPAS DE LA TRANSCRIPCION
ELONGACION
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular. Buenos Aires.
80. ETAPAS DE LA TRANSCRIPCION
TERMINACION
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular. Buenos Aires.
81. ESTRUCTURA DE LA RNA
POLIMERASA
• Dos subunidades Beta` y
Beta
• Dos copias de subunidades
mas pequeñas α.
•Una quinta subunidad έ
(Epsilon)
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular. Buenos Aires.
82. ORGANIZACIÓN DE LOS GENES EN
EUCARIOTAS
EXONES: Secuencias codificantes
Intrones: Segmentos no codificadores de
proteínas
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular. Buenos Aires.
83. MODIFICACION DE TRANSCRITOS
PRIMARIOS DE ARN
Casquete :
Protege al RNAm de la degradación
enzimática y contribuye a su
desplazamiento hacia el citoplasma
LODISH, Harvey; Et. Al. Biología Celular y Molecular. Buenos Aires.
Poli A: La enzima Poli A, agrega acido
Adenilico al extremo 3´ (Cola Poli A)
95. Copyright (c) by W. H. Freeman and
Company
La Aminoacil-tARN sintetasa activa
aminoácidos uniéndolos al ARNt
Cada molécula de
ARNt es reconocida
por una aminoacil
ARNt sintasa
96. Copyright (c) by W. H. Freeman and
Company
Estructura de los Ribosomas en procariotas &
eucariotas
97. Copyright (c) by W. H. Freeman and
Company
La síntesis de proteínas termina por liberación
de los factores al alcanzar un codón STOP