MATERIAL PARA EL EXAMEN DEL DÍA 28 DE MAYO DEL 2010

1. MATERIAL TERCER EXAMEN FECHA DE REALIZACIÓN 28 DE MAYO DEL 2010

2. BarbaraMcClintock 1902-1992 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

3. ELEMENTOS GENÉTICOS TRANSPONIBLE Los elementos genéticos transponibles son segmentos de DNA que tienen la capacidad de moverse desde una localización hasta otra (ej. genes saltarines). 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

4. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010 WALKING CROMOSE

5. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

6. Propiedades de los Elementos Genéticos Transponibles Movimiento al azar- Los elementos genéticos transponibles pueden moverse desde cualquier molécula de DNA a cualquier otra molécula de DNA o aún a otro lugar dentro de la misma molécula. El movimiento no es totalmente al azar; existen sitios preferentes en una molécula de DNA en la cual se insertará el elemento genético transponible. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

7. Incapaz de auto-replicarse – Los elementos genéticos transponibles no existen de manera autónoma (a excepción – algunos genes transponibles en los fagos) y por tanto, para ser replicados deben ser parte de algún otro replicón 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

8. Transposición mediada por recombinación sitio-específica – La transposición requiere poca o ninguna homología entre la localización actual y el nuevo sitio. El evento de transposición está mediado por una transposasa codificada por el elemento genético transponible. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

9. La recombinación que no requiere de homología entre las moléculas recombinantes se denomina de sitio-específico, ilegítima o bien recombinación no-homóloga 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

10. Transposición acompañada por duplicación – En muchas instancias la transposición del elemento genético transponible resulta en la remoción del elemento de su sitio original y su inserción en un nuevo sitio. Sin embargo, en algunos casos el evento de transposición se acompaña de una duplicación del elemento genético transponible. Una copia permanece en el sitio original y la otra se transpone en el nuevo sitio. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

11. Secuencias de Inserción (IS) Las secuencias de inserción son elementos genéticos transponibles que llevan genes desconocidos, con excepción de aquellos que se requieren para la transposición. Nomenclatura – A las secuencias de inserción (insertionsequences) se les da la designación IS seguida por un número (ej: IS1) Las secuencias de inserción son pequeños tramos de DNA que a sus extremos tienen secuencias repetidas que están involucradas en la transposición. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

12. En medio de las secuencias terminales repetidas hay genes involucrados en la transposición y secuencias que pueden controlar la expresión de los genes, pero no presentan otros genes que no sean esenciales. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

13. Importancia Mutación – La introducción de una secuencia de inserción en medio de un gene bacteriano resultará en la inactivación de tal gene. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

14. Inserción de plásmidos en los cromosomas – Los sitios en los cuales los plásmidos se insertan en el cromosoma bacteriano se localizan ya sea en las propias secuencias de inserción o cerca de ellas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

15. Microbiología cliníca veterinaria 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

16. Variación de Fase – Los antígenos flagelares son de los principales antígenos ante los cuales se dirige la respuesta inmune, en nuestro intento de luchar contra la infección bacteriana. En Salmonella existen genes que codifican para dos genes flagelares antigenicamente diferentes. La expresión de estos genes está regulada por secuencias de inserción. En una orientación, uno de los genes está activo mientras que en la otra orientación el otro gene flagelar estará inactivo. Como resultado Salmonella puede cambiar sus flagelos en respuesta al ataque del sistema inmune. La variación de fase en los antígenos flagelares de Salmonella no es única. También se ha visto que ocurre con otros antígenos de superficie. Además el mecanismo de la variación de fase puede ser diferente en diversas especies de bacterias (ej. transformación en Neisseria). 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

17. APLICACIONES EN MEDICINA VETERINARIA 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

18. Elementos IS de procariotas El elemento más simple (descubierto inicialmente en el operón gal de E. coli) 800-1350 pb Inverted terminal repeats (IRs) 9–41 pb Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

19. Integración del elemento IS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

21. Transposicion conservativa (cortar y pegar) 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

22. Transposones de procariotas Transposón compuesto 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

23. Transposones de procariotas Genes resistencia en plásmidos 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

24. Transposones de procariotas Transposón simple 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

26. LTR

27. Sin LTR

28. Clase II: replicación vía enzima transposasa por un proceso de corte y empalme23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

29. Elementos transponibles en eucariotas: Clase II Clase II Clase II: replicación por enzima transposasa, proceso corte y empalme 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

30. Elementos transponibles en eucariotas: Clase I Genoma retrovirus 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

31. gagpol (retrotranscriptasa) LTR LTR Elementos transponibles en eucariotas: Clase I Retrotrasposón 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

32. Elementos transponibles en eucariotas: Clase I Retrotrasposición 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

33. Elementos transponibles en eucariotas Retrotrasposón 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

34. El genoma dinámico: los elementos transponibles son el principal componente de los genomas grandes de eucariotas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

35. Elementos Efectos fenotípicos y genotípicos de la transposición Disgénesis híbrida en Drosophila 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

36. Genes de resistencia a Antibióticos en plásmidos Secuencias de inserción Islas de patogenicidad Genes de resistencia a toxinas en plásmidos Plásmido Ti de Agrobacterium Virus y Viroides HGT: Evoluciónprocariótica OTROS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

37. Elementos móviles 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

38. E.coli O157:H7 Ejemplo de una nueva “casi especie” Contiene 20 potenciales genes en elementos móviles adquiridos mediante HGT 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

40. Presentansecuenciasrepetitivasflanqueantes o diferente uso de G+C y de codones

41. Contienengenescodificantes para diferentes funciones: resistencia a antibióticos, adhesinas, toxinas y otros factores de virulencia.

42. Codifican por factores relacionados con la movilidadgenética: transposasas, integrasas, genesbacteriófagos y orígenes de replicación

43. Contribuyen a introducircambiosrápidos en el potencial de virulencia23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

44. Formación de las PAI Adquisición del gen o genes de virulenciamediantealgúnmecanismo de HGT Integración, probablement mediada por una integrasa o recombinasa Inmovilizaciónmediante la inactivación o deleción de los ori Expresión de los genes (normalmente la expresiónejerce una selección positiva) Escisión completa de la isla y transferencia a otroorganismo 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

46. Cag:

47. Transferida mediante HGT

48. Diferentecontenido en G+C

49. 27 ORF

50. CagA única proteína efectora23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

52. Induce la expresión de citocinasproinflamatorias como IL-8, que contribuye a la inflamacióndel estómago

53. Cag F: “chaperonlikeprotein”

54. 17 genes son totalmentenecesarios para la translocación de CagA

55. 14 genesestimulan la síntesis de IL-8 por parte de la célulahuesped23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

56. La Transcripción El ADN no sale del núcleo Cuando hay que fabricar un polipéptido se crea una copia en forma de ARN, este proceso se llama transcripción El ARN contribuye a sintetizar las proteínas en los ribosomas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

58. La transcripción es la coversión de la información genetica de un segmento de ADN en una cadena de RNA con una secuencia de bases complementaria a una de las cadenas de ADN.

59. Existen tres tipos de RNA

60. RNA mensajero (mRNA)= es el portador de las secuencias que codifican la secuencia de aminoácidos de uno o más polipéptidos especificados por un gen o grupo de genes en los cromosomas

61. RNA de transferencia (tRNA)= es un adaptador que lee la información codificada en el mRNA y transfiere los aminoácidos adecuados a la cadena polipéptidica en crecimiento durante la sintesis proteica

62. RNA ribosamal (rRNA)= Se asocia con proteínas formando la intricada maquinaria para la sintesis de proteínas, el ribosoma.23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

65. Las secuencias reguladoras específicas indican el principio y el fin de los segmentos de ADN que se han de transcribir, asi como que cadena se han de utilizar como molde.23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

66. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

67. Señal de poliadenilación (AAUAAA) Codón de terminación de la traducción (AUG, UUA, UAG ) Cola no traducida Secuencias clave para la transcripción y traducción de un gen eucariótico Terminación de la transcripción Codón de inicio de la traducción (AUG) Sitio de inicio de la transcripción GU A AG GU A AG 3´ 5´ Exón 2 Exón 3 Intrón 2 Exón 1 Promotor Secuencia lider no traducida Adición de caperuza Transcrito de mRNA primario Corte 3´ Adición de la cola poli(A) Poli(A) Escisión de intrones mRNA funcional Procesamiento del transcrito a mRNA 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

68. Modelo del Operón Lactosa I P 0 Z Y A polimerasa de ARN genes estructurales ADN mRNA mRNA mRNA proteína represora lactosa Medio -galactosidasa permeasa transacetilasa (Griffiths y col. 2002) 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

69. SINTESIS DE PROTEINAS: TRANSCRIPCIÓN 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

70. A U G C U U G G C A A C G U G Transcripción: 1- Iniciación: Una ARN‑polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

71. A U G C U U G G C A A C G U G m-GTP Transcripción: 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil‑GTP en el extremo 5‘ con función protectora. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

72. A U G C U C G U G U A G A A A A A m-GTP Transcripción: 3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA‑polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. poliA-polimerasa ARNm precursor 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

73. ARNm ARNm precursor maduro 4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN‑ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro. cola Cabeza AAAAAA AUG UAG 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

74. Maduración del ARNm (Visión de conjunto). Región codificadora del gen ADN Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador TAC ATC cola Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 ARNm AAAAAA precursor AUG UAG Cabeza cola ARNm maduro AAAAAA AUG UAG 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

75. SINTESIS DE PROTEINAS: TRADUCCIÓN 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

76. Pasos de la traducción 1. “Activación” de los ARNt Formación de los aminoacyl-ARNt Iniciación del proceso de traducción Comienza el proceso de síntesis de proteínas 3. Alargamiento (“elongation”) La adición continua de amino ácidos a la cadena naciente de polipéptidos 4. Terminación El fin de la traducción, se libera la proteína Esencialmente lo mismo en bacterias y células eucarióticas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

77. Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met). Subunidad menor del ribosoma P A 3’ 5’ AAAAAAAAAAA A U GC A A U G C C G A U A G U U A U A C Codón Anticodón ARNt ARNm Met (i) 1er aminoácido 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

78. G U U Gln Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Glnse le llama región aminoacil (A). Subunidad menor del ribosoma P A 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U A C Met (i) 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

79. Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G C G A U U A U G C U A C G U U Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

80. Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera. P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U G C U A G C G A U U A G U U U A C Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

81. Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3 P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C G U U Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

82. A C G Cys Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C G U U Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

83. Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A C G G U U Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

84. G U U Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A C G Cys-Gln-Met (i) 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

85. Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil del ribosoma. P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A C G Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

86. Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina. P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A C G A A U Cys-Gln-Met Leu 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

87. Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A C G A A U Leu Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

88. A C G Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A A U Leu-Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

89. Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg). P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U A G U G C C G A U U A U G C A A U G C U Leu-Cys-Gln-Met Arg 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

90. A A U Elongación XIII:Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop. P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U G C U A G C G A U U A G C U Arg-Leu-Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

91. G C U A A U Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. P A ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ A U GC A A U G C U A G C G A U U A Arg-Leu-Cys-Gln-Met 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

92. A A A A A A U G C U G C U U C G U G Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma. ARNm 3’ AAAAAAAAAAA 5’ (i) 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

93. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010 HABLADORES EN CLASE DEAL!!!

94. ANTIBIÓTICOS QUE INTERFIEREN EN LA BIOSÍNTESIS DE PROTEINAS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

95. 1. inhibición del reconocimiento de un aminoacil-ARNt (aa-ARNt) hacia el sitio A del ribosoma; 2. introducción de errores en la lectura de los ARNm 3. inhibición de la reacción de formación del enlace peptídico; 4. inhibición de la traslocación del peptidil-ARNt (pp-ARNt) desde el sitio A al sitio P. 5. bloqueo de los factores de elongación. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

96. INHIBIDORES DE LA FASE INICIAL DE LA ELONGACIÓN: TETRACICLINAS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

97. Mecanismo de acción: provocan que la unión del aa-ARNt al sitio A del ribosoma sea inestable y esté distorsionada, con lo cual se evita la elongación de la cadena. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

98. INDUCTORES DE ERRORES EN LA LECTURA DEL ARNm AMINOGLUCÓSIDOS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

99. Mecanismo de acción: se unen a los polirribosomas que están traduciendo el ARNm, provocando errores en la lectura del ARNm, al distorsionar la estructura del ribosoma. Por lo tanto, la bacteria comienza a sintetizar proteínas defectuosas; con un efecto final que es bactericida. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

100. INHIBIDORES DE LA TRANSLOCACIÓN: MACRÓLIDOS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

101. Mecanismo de acción: se une a la proteína L15, que forma parte del centro peptidil-transferasa de la subunidad grande del ribosoma 70S. Bloquea el paso de translocación interfiriendo específicamente con la liberación del ARNtdesacilado, es decir, impide que el ARNt “descargado” (una vez que ha cumplido su misión al transferirse el péptido naciente al aa-ARNt del sitio A) salga del sitio P; por lo tanto, el pp-ARNt cargado y situado en el sitio A no puede translocarse al sitio P, y se produce la parada de la síntesis de proteinas. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

102. INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN DE LAS EUBACTERIAS: RIFAMICINAS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

103. mecanismo de acción estriba en la inhibición del inicio de la transcripción, uniéndose de modo no covalente a la subunidad ß de la ARN polimerasa eubacteriana. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

104. HIPOTESIS DEL BALANCEO F. CRICK JUSTIFICACIÓN Los tRNA reconocen codones mediante apareamiento de bases del codón del mRNA y una secuencia de tres bases del tRNA denominada anticodón. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

105. Los dos RNA se aparean antiparalelamente. La primera base del codón se encuentra en el extremo 5' pues el mRNA va en dirección 5'-3' y la primera del tRNA se encuentra en el extremo 3' ya que va en dirección 3'-5'. El número de tRNA para cada aminoácido no es el mismo que el número de sus codones Además, algunos de los tRNA tiene inosinato (I), que contiene la base poco frecuente hipoxantina que puede aparearse con U, C y A, aunque son más débiles que los habituales. Las terceras bases de los codones forman puentes de hidrógeno bastante débiles con el resíduo I del anticodón. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

106. Crick observó que la tercera base de casi todos los codones se aparea de manera bastante suelta con su correspondiente, es decir, la tercera base se balancea. Las primeras bases de un codón en el mRNA siempre forman pares de bases de Watson y Crick con las bases del anticodón de tRNA confiriéndole así la parte más importante de la especificidad a las dos primeras. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

107. La tercera base es la del balanceo y permite la rápida disociación del tRNA de su codón durante la síntesis. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

111. El complejo resultante llamado aminoacyl-ARNt se une a la secuencia que codifica para alinear los amino ácidos en el orden correcto para formar una cadena de polipéptidos 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

113. 39 end Amino acid accepting end Loop 3 59 39 59 end Amino acid Hydrogen bonds Loop 1 39 59 tRNA Loop 1 Modified nucleotides Loop 2 Loop 2 Anticodon Anticodon (a) (b) (c) Aminoacyl-tRNA Anticodon Una molécula de ARNt consiste de: Un anticodon – una secuencia de ARNt con una secuencia complementaria al codón del ARNm 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

114. ARNt (tRNA) b. Son reconocidas por una “aminoacyl-ARNt synthetases” que añade el amino ácido correcto a la molecula de ARNt c. Tienen un sitio de acoplamiento (“attachment site”) para el amino ácido para el que codifica el anticodon d. Es reconocido por los ribosomas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

115. 39 end Buena distancia para mantener el anticodon separado del amino ácido Amino acid accepting end Loop 3 59 39 59 end Amino acid Hydrogen bonds Loop 1 39 59 tRNA Loop 1 Modified nucleotides Loop 2 Loop 2 Anticodon Anticodon (a) (b) (c) Aminoacyl-tRNA Anticodon El apareamiento de las bases complementarias causa que la molécula se doble sobre si misma 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

116. CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

117. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

118. MODELO OPERÓN Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa enE. coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la regulación de la expresión génica en bacterias. Jacob y Monod recibieron en 1965 el Premio Nobel pos estas investigaciones Francois Jacob Jacques Monod 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

119. Se denomina episoma a un plásmido incorporado al cromosoma bacteriano. Los plásmidos se replican en manera similar al cromosoma bacteriano. El ADN procariota se organiza en paquetes coherentes denominados OPERONES, en los cuales se encuentran los genes para funciones interrelacionadas. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

120. El modelo operón de la regulación de los genes procariotas fue propuesto en 1961 por Francois Jacob y Jacques Monod 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

121. MODELO OPERON 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

122. Un Operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por elementos de control o genes (promotor y operador) y genes reguladores 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

123. El promotores la parte del ADN en donde se pega la ARN polimerasa antes de abrir el segmento de ADN a ser transcripto Un segmento del ADN que codifica para un polipéptido específico se conoce como un gen estructural. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

124. Un operón consiste en: un operador: controla el acceso de la ARN polimerasa al promotor un promotor: donde la ARN polimerasa reconoce el sitio de inicio de la transcripción un gen regulador: controla el tiempo y velocidad de transcripción de otros genes un gen estructural: codifican las enzimas relacionadas o las proteínas estructurales 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

125. El genregulador codifica para una proteína que se pega al operador, obstruyendo al promotor (y por lo tanto a la transcripción), del gen estructural. Cuando se remueve la proteína represora, puede producirse la transcripción. El operador y el promotor son sitios de unión sobre el ADN y no se trasncriben. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

127. reprimibles, de acuerdo al mecanismo de control 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

128. OPERONES INDUCIBLES El Operón lactosa, que abreviadamente se denomina Operón lac, es un sistema inducible. La proteína reguladora, producto del gen regulador , es un represor que impide la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor. El inductor en este caso es la lactosa 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

129. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

130. Cuando hay lactosa en el medio (intestinos de un mamífero durante la lactancia), ésta funciona como inductor, se une al represor cambiando su forma lo que evita que se pueda unir al operador, de este modo la polimerasa puede transcribir los genes correspondientes. Este operón lac sólo se activa cuando hay lactosa en el medio. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

131. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

132. Cuando no hay lactosa en el medio, la proteína represora se encuentra unida al operador impidiendo la transcripción de los genes para las enzimas que metabolizan la lactosa. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

133. Operón lactosa en ausencia de lactosa 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

134. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

135. En ausencia del inductor (la lactosa), la proteína represora producto del gen i se encuentra unida a la región operadora e impide la unión de la ARN-polimerasa a la región promotora y, como consecuencia, no se transcriben los genes estructurales. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

136. Operones reprimibles 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

137. Cuando un producto del metabolismo, el triptofano por ejemplo, está en cantidades suficientes la bacteria puede dejar de fabricar las enzimas que los sintetizan. En este sistema, el producto funciona como correpresor uniéndose al represor y de este modo detiene la síntesis proteica. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

138. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

139. Operón triptófano: en presencia de triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

140. Operón triptófano: en ausencia de triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

141. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

142. Tanto la represión como la inducción son ejemplos de control negativo, dado que la proteína represora detiene (" turn off ") la transcripción. La lactosa, el azúcar de la leche, es hidrolizada por la enzima beta-galactosidasa. Esta enzima es inducible: solo se produce en grandes cantidades cuando la lactosa, el sustrato sobre el cual opera, esta presente. En cambio, las enzimas para la síntesis del aminoácido triptófano se producen continuamente a menos que el triptófano este presente en el medio de cultivo, se dice en este caso que las enzimas sintetizadoras de triptófano están reprimidas. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

143. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

144. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

145. REGULACIÓN EXPRESIÓN GÉNICA 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

146. Existen algunos procesos metabólicos que son necesarios para el funcionamiento normal de casi todas las células, de manera que existen una serie de necesidades básicas para el mantenimiento normal de una célula. Los genes que codifican para las enzimas necesarias para el metabolismo básico celular se están expresando continuamente, es decir, se expresan de forma constitutiva o continua. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

147. Los genes constitutivos codifican para sistemas enzimáticos constitutivos, que se necesitan siempre para la actividad normal de la célula. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

148. Frente a los genes constitutivos, nos encontramos con los genes que se expresan solamente en determinadas situaciones y que, por consiguiente, codifican para enzimas que solamente se necesitan en momentos concretos. A este tipo de genes se les llama genes adaptativos y a las enzimas codificadas por ellos, sistemas enzimáticos adaptativos. Se denominan así pensando en que se expresan cuando la célula se adapta a una determinada situación ambiental. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

150. El operador (O): se trata de otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora. El operador se sitúa entre la región promotora y los genes estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra O.

151. El gen regulador (i):secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador. El gen regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está inmediatamente al lado. Abreviadamente se le denomina gen i.23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

152. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

153. Operón lactosa: ARNm multigénico o policistrónico Operón lactosa: ARNm multigénico o policistrónico 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

154. EL OPERÓN TRIPTÓFANO El operón triptófano (operón trp) es un sistema de tipo represible, ya que el aminoácido triptófano (Correpresor) impide la expresión de los genes necesarios para su propia síntesis cuando hay niveles elevados de triptófano. Sin embargo, en ausencia de triptófano o a niveles muy bajos se transcriben los genes del operón trp. En el siguiente esquema se indican los elementos del Operón Triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

155. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

156. En ausencia de triptófano, o cuando hay muy poco, la proteína reguladora producto del gen trpR no es capaz de unirse al operador de forma que la ARN-polimerasa puede unirse a la región promtora y se transcriben los genes del operón triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

157. Operón triptófano: en ausencia de triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

158. En presencia de triptófano, el triptófano se une a la proteína reguladora o represora cambiando su conformación, de manera que ahora si puede unirse a la región operadora y como consecuencia la ARN-polimerasa no puede unirse a la región promotora y no se transcriben los genes estructurales del operón trp. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

159. Operón triptófano: en presencia de triptófano 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

160. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

161. Categoría de células en función de su capacidad proliferativa 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

163. Células que normalmente no se dividen, pero que pueden iniciar la síntesis de ADN cuando se enfrentan a un estímulo apropiado (hepatocitos y linfocitos)

164. Células que normalmente poseen un nivel relativamente alto de actividad mitótica, las células madres (o stem cell)23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

166. Se puede dividir sin límites

168. EMBRIONES23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

169. The control of gene expression Each cell in the human contains all the genetic material for the growth and development of a human Some of these genes will be need to be expressed all the time These are the genes that are involved in of vital biochemical processes such as respiration Other genes are not expressed all the time They are switched on an off at need © 2007 Paul Billiet ODWS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

170. Operons An operon is a group of genes that are transcribed at the same time. They usually control an important biochemical process. They are only found in prokaryotes. Jacob, Monod & Lwoff © NobelPrize.org © 2007 Paul Billiet ODWS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

172. One of them is the gene for the enzyme β-galactosidase

173. This enzyme hydrolyses lactose into glucose and galactose© 2007 Paul Billiet ODWS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

174. Adapting to the environment E. coli can use either glucose, which is a monosaccharide, or lactose, which is a disaccharide However, lactose needs to be hydrolysed (digested) first So the bacterium prefers to use glucose when it can © 2007 Paul Billiet ODWS 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

175. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

176. LA IGNORANCIA HUMANA NO PERMANECE DETRAS DE LA CIENCIA, CRECE TAN RAPIDAMENTE COMO ELLA Stanislaw Jeizy Lec La ingnorancia Humana no permanece detrás de la ciencia, crece tan rápido como esa. Stanislaw Jerzy Lec 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

177. TECNOLOGIA DE DNA RECOMBINANTE Giovanni Gonzalez DMV 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

178. Que es ? 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

179. La manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

180. Que busca la Ingenería Genética? 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

181. La ingeniería genética busca el conocimiento de cada uno de los genes que conforman el mapa. La disciplina utiliza diferentes métodos para alterar el material genético. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

182. Cuales son las herramientas que posee el hombre para lograr esto? 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

183. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

187. Enzimas de Restricción 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

189. sitio de restricción 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

190. Exonucleasas Endonucleasas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

191. Tipos de enzimas de restricción 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

192. Sistemas tipo IUna sola enzima (multimérica que posee 3 subunidades) reconoce la secuencia específica de ADN, metila y restringe. Pero la restricción no ocurre en el sitio de reconocimiento, sino que es al azar y en sitios distantes al de reconocimiento. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

193. Sistemas tipo IIEnzimas diferentes realizan la restricción y modificación. La restricción ocurre en el sitio de reconocimiento ó adyacente. Estas enzimas tipo II son las utilizadas en genética molecular puesto que permiten romper el ADN en sitios específicos, y así, recuperar secuencias conocidas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

194. Sistemas tipo IIIEs similar al sistema tipo I, utilizan una enzima oligomérica que realiza todas las actividades enzimáticas, y rompen el DNA 25-27 bp, más allá del sitio de reconocimiento. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

195. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

196. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

197. Ejemplos de enzimas de restricción tipo II 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

198. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

199. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

200. Mapa de restricción 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

201. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

202. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

203. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

204. ADN ligasas 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

205. catalizan la formación de un enlace fosfodiéster entre el 5' de un fosfato y el 3' de un nucleótido. Se usan para unir covalentemente cadenas de ADN. Ligación intermolecular: entre dos cadenas distintas de ADN Ligación intramolecular: entre los dos extremos de la misma cadena de ADN, dADNo lugar a un círculo 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

206. como introduzco esta molécula? 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

207. vectores de clonación 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

208. plasmido 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

209. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

210. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

211. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

212. Bacteriófagos 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

213. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

214. Cósmidos 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

215. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

216. proceso video 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

217. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010

218. 23/05/2010 Dr. Giovanni Gonzalez DMV/BIOMOL/2010