Genetica II: Nivel Intermedio (Klug & Cummings) - El Foro Libre
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Genetica II: Nivel Intermedio (Klug & Cummings)

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  • Sirius2b
    Le Zumba la Malanga
    • mar 2012
    • 5501

    Genetica II: Nivel Intermedio (Klug & Cummings)

    En este thread, voy a retomar lo visto en "Genética I", que es el tema de este foro anterior a este.

    Al igual que Genética I (Miller & Levine) y como también lo será Genética III (Lewin), estos libros comienzan desde "cero" y van avanzando hasta llegar a cierto nivel de dominio de la genética.
    • Genética I es un nivel de curso preparatoriano (¡pero bien llevado!) de genética.
    • Genética II está a un nivel introductorio de licenciatura.
    • Genética III está a un nivel de pregrado avanzado, o un nivel de posgrado introductorio.

    En Genética I (el tema anterior a este) se habrá visto una serie de conceptos básicos de la Genética general. Este thread NO repetirá dichos conceptos básicos ya vistos, salvo que haya algo que añadir sobre ellos. Pero sin duda, habrá mucho que introducir acá, puesto que es una edición muy moderna y se mencionarán muchos de los avances más recientes, que pueden profundizarse a través de lo disponible en internet.

    PRIMERA PARTE: GENES, CROMOSOMAS Y HERENCIA.

    1. Introducción a la genética.
    2. Mitosis y meiosis.
    3. Genética mendeliana.
    4. Aplicaciones de la genética mendeliana.
    5. Cartografía cromosómica en eucariotas.
    6. Análisis genético y mapas en bacterias y bacteriófagos.
    7. Cromosomas sexuales y determinación del sexo.
    8. Mutaciones cromosómicas: Variación en número y ordenamiento intracromosómico.
    9. Herencia extranuclear.

    SEGUNDA PARTE: DNA (ESTRUCTURA, REPLICACION Y VARIACION)

    10. Estructura y análisis del DNA.
    11. Replicación y recombinación del DNA.
    12. La organización del DNA en los cromosomas.

    TERCERA PARTE: EXPRESION Y REGULACIÓN DE LA INFORMACION GENICA.

    13. El código genético y la transcripción.
    14. Traducción a proteínas.
    15. Mutación del DNA, transposición y reparación.
    16. Regulación de la expresión génica en Procariotas.
    17. Regulación de la expresión génica en Eucariotas.
    18. Regulación del ciclo celular y cáncer.

    CUARTA PARTE: ANALISIS GENOMICO.

    19. Tecnología de DNA recombinante.
    20. Genómica y Proteómica.
    21. Análisis mutacional en organismos modelo (= disección de la función génica).
    22. Aplicaciones y ética en biotecnología.

    QUINTA PARTE: GENETICA DE LOS ORGANISMOS Y POBLACIONES.

    23. Genética del Desarrollo, en organismos modelo.
    24. Genética cuantitativa y caracteres multifactoriales.
    25. Genética de Poblaciones.
    26. Genética de la Conservación.
    Editado por última vez por Sirius2b; http://www.elforolibre.com/member/59-sirius2b en 20/01/15, 15:47:04.
    "He regrezado... "
    http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png
  • Sirius2b
    Le Zumba la Malanga
    • mar 2012
    • 5501

    #2
    El tiempo me PRESIONA.... debo comenzar con este.

    -----------------------------------------------------------------------------

    Genes. Son unidades discretas que controlan los caracteres hereditarios. Son la unidad física fundamental de la herencia, y cuya existencia se puede confirmar por las variantes alélicas, y que ocupa un lugar específico en un cromosoma.

    Desde el punto de vista molecular: Secuencia de DNA que codifica un único polipéptido.

    Fueron propuestos por Gregor Mendel en 1866. Concepto que fue redescubierto y expandido por Carl Correns y otros alrededor de 1900
    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Gen
    --> http://de.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel
    --> http://de.wikipedia.org/wiki/Carl_Correns

    Cromosoma. En procariotas, una o más moléculas de DNA que contienen al genoma. En eucariotas, una molécula de DNA acomplejad con RNA y proteínas que forman una estructura alargada. Lleva la información genética dispuesta en una secuencia lineal. Durante la mitosis y la meiosis, es altamente compacta y visible claramente incluso en microscopios ópticos.
    Nota: https://au.answers.yahoo.com/questio...4182924AAF2Wpj

    Diploide (2n). Situación en la que cada cromosoma forma parejas; que se tienen dos de cada cromosoma.

    En la mayoría de los animales, y por supuesto los humanos, los cromosomas se encuentran generalmente formando parejas llamados cromosomas homólogos. Los dos son idénticos en tamaño, estructura y posición del centrómero (estructura donde se enganchan las fibras durante la división).
    http://www.zo.utexas.edu/faculty/sja...mages/f9.3.jpg

    Haploide (1n). Situación en la que una célula tiene una sola copia de cada cromosoma.
    Mitosis. Proceso de división simple, en la que al final las dos células hijas reciben una dotación diploide (2n) de cromosomas.
    Meiosis. Proceso de división en etapas, en la que al final, generalmente cuatro (4) células reciben una dotación haploide (1n) de cromosomas, y se asocia a la producción de células germinales (huevos y espermas) en e.g. animales, o esporas en plantas.
    Recordar que el ciclo celular en general y esto ya lo vimos bastante a fondo, con sus procesos detallados y técnicas mnemotécnicas... está por ahí en algún disco, de cuando queríamos entrar a la maestría.

    Teoría cromosómica de la herencia. Idea propuesta independientemente por Walter Sutton y Theodore Boveri de que los cromosomas llevan a los genes, y son la base del mecanismo mendeliano, con su característica de transmisión y segregación independiente.

    Sutton y Boveri observaron que los cromosomas durante la división celular tenían un comportamiento que los hacía ideales para explicar las ideas de la genética mendeliana
    --> http://de.wikipedia.org/wiki/Chromos..._der_Vererbung
    --> http://en.wikipedia.org/wiki/Walter_Sutton
    --> http://de.wikipedia.org/wiki/Theodor_Boveri_(Biologe)
    "He regrezado... "
    http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

    Comentario

    • Sirius2b
      Le Zumba la Malanga
      • mar 2012
      • 5501

      #3
      Mutación. Es la fuente original de toda la diversidad biológica, y por supuesto, génica. Existen dos tipos de mutaciones.

      (a.) Mutación génica. (= mutación puntual). Mutación que se puede cartografiar en un solo locus. A nivel molecular, una mutación que resulta de la sustitución de un nucleótido por otro.

      (b.) Mutación cromosómica. (= aberración cromosómica). Cualquier cambio que de lugar a una (1) duplicación, (2.) deleción ó (3.) reordenación, del material cromosómico.
      Las mutaciones cromosómicas son incluso visibles con el microscopio de luz, pues afectan la estructura de los cromosomas.

      Las mutaciones génicas o cromosómicas se definen como cambios heredables y son la fuente de toda la variación génica.


      Alelo. Uno de los posibles estados mutacionales de un gen, que se distingue de los otros alelos por sus efectos fenotípicos.

      Diferentes alelos pueden producir diferencia s en los rasgos observables.
      De nuevo, aquí hay que decir que "fenotipo" depende de NUESTRA CAPACIDAD DE OBSERVACIÓN, de nuestro conocimiento para detectar diferencias, e incluso el equipo de observación que tengamos. El resultado visto en una electroforesis, ES un fenotipo. Por lo tanto, también depende de la tecnología.

      Fenotipo. Las propiedades, controladas genéticamente, que se pueden observar en un organismo.
      Genotipo. Puede referirse a (1.) un alelo concreto, (2.) conjuntos de alelos, (3.) la constitución genética de un organismo. Más a menudo, será la composición alélica de uno, o de un número limitado de genes que se están investigando y son de interés.
      El genotipo también tiene distintos "grados" de profundidad conceptual, y por lo tanto, de simbolismos. En nivel en el que se debe trabajar, es el que produzca "resultados".

      Los genes mutantes nos permiten cartografiar, por distintos procedimientos, los genes en los cromosomas. Lo que nos debe interesar, como mínimo, siempre es su CARTOGRAFÍA... su posición en los cromosomas.

      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n
      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%..._gen%C3%A9tica
      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%...omos%C3%B3mica
      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Alelo
      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Fenotipo
      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Genotipo


      ---------------------------

      Hacia la década de 1920, se identificaron el DNA y las proteínas asociadas como los principales componentes químicos de los cromosomas.

      En 1944, Avery, Mac Leod y McCarty, aportaron las pruebas experimentales de que el DNA era el portador de la información genética en las bacterias.

      --> Experimento de Transformación: http://en.wikipedia.org/wiki/Avery%E...rty_experiment

      Por lo tanto, desde muy temprana época, la Microbiología bacteriana y viral, ha sido importante a lo largo del desarrollo de la Biología Molecular, y desde temprano, organismos como el Streptococcus neumoneae y E. coli y ciertos fagos, se han estudiado como organismos modelo.
      "He regrezado... "
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      Comentario

      • Sirius2b
        Le Zumba la Malanga
        • mar 2012
        • 5501

        #4
        DNA. (ácido desoxiribonucleico). Macromolécula que normalmente está formada por cadenas polinucleotídicas antiparalelas unidas por puentes de hidrógeno, en la que el residuo azúcar es la desoxirribosa. Es el portador principal de la información genética.
        El DNA es una molécula larga, como una escalera, que forma una doble hélice. Cada cadena de la hélice es una molécula lineal formada por subunidades llamadas nucleótidos.

        Nucleótido. Purina o pirimidina unida covalentemente a una molécula de un azúcar ribosa (RNA) o desoxirribosa (DNA).
        -->http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81c...irribonucleico


        Aquí, pudiéramos detenernos a describir geométricamente cada uno de estos elementos (purinas, pririmidinas, azúcares, fosfatos)... pero eso sería un error. Al final, vamos a conocer el DNA y el RNA al derecho y al revés... desde sus diversas formas de empacamiento,... hasta recitar de memoria la hibridación de cada puto átomo.... ¡Hasta el modelado cuántico de su configuración electrónica, si no queda otra!.

        De momento, no se trata de eso (no estamos estudiando física o química). Tengamos un poco de paciencia.

        Veamos el siguientes diagramas. Todos tienen algo que decir, y deben memorizarse:



        Memorizar:

        - Las cadenas de azúcar-fosfato son "lo que sostiene" a las moléculas. Nótese que el "pico" de la pentosa apunta en dirección 3' - 5'.
        - Los fosfatos se unen por la parte externa.
        - Adenina (A) y Guanina (G), son las purinas (tienen dos añillos). El anillo más pequeño es EXTERIOR.
        - La Timina (T) y la Citosina (C), son las pirimidinas (anillos sencillos).
        - A y T están unidos por solo 2 puentes de hidrógeno.
        - G y C están unidos por 3 puentes de hidrógeno.

        El detalle de la cadena de azúcar-fosfato se muestra a continuación:



        Memorizar:

        - El carbono 3' esta EN el anillo, pero el 5' está FUERA del anillo, como un metil.
        - El "pico" del azúcar, en el anillo, en la dirección 3'-->5', es un OXIGENO.
        - Las purinas y las pirimidinas están agarradas del "carbono 1".

        ... ya que estamos en estos menesteres, vamos UN POCO de las purinas y las pirimidinas, y sobre todo como se enlazan. Los apareamientos TIPICOS (¡existen VARIACIONES!), tienen la forma:

        Memorizar:





        - Los enlaces covalentes con las cadenas azúcar-fosfato, son por medio de NITROGENOS.
        - Los puentes de hidrógeno son entre hidrógenos con Oxígeno o Nitrógeno (¡como debe ser!).

        ------------------

        En verdad creo que profundizar más en cuanto a estructura, sería contraproducente. Pero a este punto del estudio, poder reproducir los dibujos de arriba de memoria, no vendría nada mal antes de avanzar.
        "He regrezado... "
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        • Sirius2b
          Le Zumba la Malanga
          • mar 2012
          • 5501

          #5
          Memorizados bien los elementos de las imágenes anteriores, una modelación tridimensional del DNA despliega todo eso en una forma integrada:



          La imagen de arriba seguramente fue hecha en un visualizador molecular como el "Sirius", que además, si recuerdo bien, permite forzar un poco los ángulos de los enlaces covalentes.

          Una buena tarea antes de avanzar mucho, será el realizar nuestro propio modelo 3D de la molécula, por supuesto en el "Sirius".
          "He regrezado... "
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          • Sirius2b
            Le Zumba la Malanga
            • mar 2012
            • 5501

            #6
            RNA. Acido nucleico caracterizado por el azúcar ribosa y la pirimidina Uracilo. Generalmente se presenta como polinucleótido en cadena sencilla. Se conocen MUCHOS tipos de RNA (y cada vez se descubren más), pero los más básicos son:

            - RNA mensajero (mRNA).
            - RNA ribosómico (rRNA).
            - RNA de transferencia (tRNA).
            - RNA nuclear heterogéneo (snRNA).

            Resumiendo: RNA = (desoxiribosa --> ribosa, T --> U) DNA.




            Nota: En la imagen de arriba deduzco del el metil se sustituye por un hidrógeno en la transformación T --> U. Verificarlo después.


            --> http://en.wikipedia.org/wiki/RNA
            --> http://en.wikipedia.org/wiki/Messenger_RNA
            --> http://en.wikipedia.org/wiki/Ribosomal_RNA
            --> http://en.wikipedia.org/wiki/Transfer_RNA
            --> http://en.wikipedia.org/wiki/Small_nuclear_RNA


            Expresión génica. El proceso grueso de la expresión génica, implica unos pocos pasos (aunque en el fondo muy complicados) que implican por lo menos (a.) transcripción y (b.) traducción.

            Sin embargo, puede haber VARIOS procesos adicionales opcionales, como la "edición prostranscripcional", o la "modificación postraduccional", etc. El dominio de la genética, y aún más, de la ingeniería genética, implica dominar esa complejidad.

            Expresión = Transcripción + Traducción.

            DNA --> mRNA --> (complejo de traducción) Ribosoma + mRNA + tRNA --> Proteína.

            Ribosoma. Orgánulo ribonucleoprotéico, formado por dos subunidades que contienen, cada una RNA y proteínas Los ribososmas son los lugares en donde los codones del mRNA se traducen en la secuencia de aminoácidos de una cadena polipeptídica.
            El ribosoma, como sabemos es una unidad muy conservada, y cualquier alteración casi con seguridad dará al traste con la supervivencia del organismo.... casi. Pero a lo largo de la evolución, pequeños cambios se han acumulado de tal manera que ahora los ribosomas de Achaea, Eubacteria y Eukarya son diferentes. Para diferenciarlos en forma sencilla, se inventó una unidad de sedimentación, el Svedberg.

            --> http://en.wikipedia.org/wiki/Svedberg

            Seamos metódicos y definamos formalmente más términos:

            Transcripción. Transferencia de información genética del DNA mediante la síntesis de una molécula de mRNA copiada de un molde de DNA.
            Traducción. Generación de la secuencia de aminoácidos de un polipéptido a partir de una secuencia de bases de una molécula de mRNA.

            Código Genético. Tripletes de nucleótidos que codifican los 20 aminoácidos, o la iniciación y terminación de la cadena.
            Esta es la parte intensiva mnemotécnica de este asunto.

            Aquí difícilmente existirá una "lógica subjacente"... la lógica final "se encuentra en el hardware".

            Tarjetas y más tarjetas, de tripletes - aminoácidos y polaridades... frases mnemotécnicas, y dibujar una y otra vez las estructuras de los radicales nucleotídicos. Y no hay que ser huevones: Practicar diario.



            "He regrezado... "
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            • Sirius2b
              Le Zumba la Malanga
              • mar 2012
              • 5501

              #7
              Mmmmm.....

              Antes de ver que cosas contiene un paquete "sofisticado y serio", creo que el "Sirius" me da buenas opciones para la visualización en genética, incluyendo transcripción y traducción.

              A veces lo más básico, se vuelve a la larga lo más útil para el trabajo diario.
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              • Sirius2b
                Le Zumba la Malanga
                • mar 2012
                • 5501

                #8
                Las tarjetas con frases mnemotécnicas, etc. ya las tengo ahí, en alguna gaveta. Ahora que estamos retomando esto puedo arreglar algunas cosas que hacía mal... no estar "ultraobsesionado" con cosas inútiles como entender las interacciones físicas y químicas, ni en aprenderse super-bien aspectos minúsculos antes de continuar.

                LO IMPORTANTE ES LA VISION GENERAL, y la conciencia de que la tecnología de esto avanza a pasos agigantado... nuestra orientación debe ser el entender los principios, en la media que esto nos permita entender (primero), la tecnología y las posibilidades.
                "He regrezado... "
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                • Sirius2b
                  Le Zumba la Malanga
                  • mar 2012
                  • 5501

                  #9
                  Aminoácido. Cualesquiera de las subunidades que se unen covalentemente para formar las proteínas.
                  Además de memorizarlos individualmente ¿Qué debemos saber sobre ellos?

                  Su estructura básica.



                  Su polaridad depende del pH del medio, cuando están en ciertos pH son Zwitteriones, y existe un punto isoeléctrico en el cual precipitan.

                  [img]http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zwitterionball-es.svg[/quote]

                  El cálculo del punto isoeléctrico para péptidos y proteínas se puede estimar a partir de la abundancia relativa de ciertos aminoácidos. La leche cortada, precipita sus proteínas cuando las bacterias acidifican el medio ("se cuaja la leche"). Ese cálculo, es una monserga.

                  --> http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_isoel%C3%A9ctrico

                  Existen muchas formas de ver a los aminoácidos, y se pueden agrupar en un buen número de conjuntos diferentes.



                  ----------------------------------

                  Péptido. (from Gr. πεπτός, "digested", derived from πέσσειν, "to digest") are naturally occurring biological molecules. They are short chains of amino acid monomers linked by peptide (amide) bonds.

                  - The covalent chemical bonds are formed when the carboxyl group of one amino acid reacts with the amino group of another.
                  - The shortest peptides are dipeptides, consisting of 2 amino acids joined by a single peptide bond, followed by tripeptides, tetrapeptides, etc.
                  - A polypeptide is a long, continuous, and unbranched peptide chain.
                  - Hence, peptides fall under the broad chemical classes of biological oligomers and polymers, alongside nucleic acids, oligosaccharides and polysaccharides, etc.
                  --> http://en.wikipedia.org/wiki/Peptide

                  A este nivel, lo que nos interesa sobre todo son reacciones químicas, que como la mayoría de las reacciones biológicas de polimerización son de (a.) deshidratación o, (b.) hidrólisis.





                  Queremos seguir definiendo términos "obvios"...

                  Aminoácido C-terminal. Aminoácido terminal de una cadena polipeptídica que lleva un grupo carboxilo libre.
                  Aminoácido N-terminal. Aminoácido terminal de una cadena polipeptidica que lleva un grupo amino libre.

                  ¿Qué tienen en común todas las imágenes de arriba? ¡Que todos los carboxilos están A LA DERECHA! (Duh!)... Y la dirección de lectura, es siempre de izquierda --> derecha.

                  Parece tonto... pero las imágenes que ponemos ¡Debemos poder dibujarlas de memoria y practicarlas, una y otra vez!.



                  Eventualmente, al pasar esto a tarjetas y repasar... nos gustaría practicar de vez en cuando la descripción electrónica de cada átomo, etc. Aquí estamos educando nuestra familiaridad con estas moléculas... educando nuestro instinto e intuición, sobre lo que tiene sentido y que no.

                  Cuando hablamos de "aminoácidos" y "péptidos", defino que estamos en un nivel meramente "químico-estructural", NO funcional.

                  Dentro de lo meramente estructural, la formación de hélices alfa, y láminas beta, también es relevante... cuando vemos uno de esos modelitos por computadora de una proteína, con colores y toda la cosa¿Qué es lo que vemos? Pues principalmente, eso.

                  Hélice-alfa. En las proteínas, la hélice α es el principal motivo de estructura secundaria. Los aminoácidos en una hélice α están dispuestos en una estructura helicoidal dextrógira, con unos 3,6 aminoácidos por vuelta. Cada aminoácido supone un giro de unos 100° en la hélice, y los Cα de dos aminoácidos contiguos están separados por 1,5Å. La hélice está estrechamente empaquetada; de forma que no hay casi espacio libre dentro de la hélice. Todas las cadenas laterales de los aminoácidos están dispuestas hacia el exterior de la hélice.

                  El grupo N-H del aminoácido (n) puede establecer un enlace de hidrógeno con el grupo C=O del aminoácido (n+4). De esta forma, cada aminoácido (n) de la hélice forma dos puentes de hidrógeno con su enlace peptídico y el enlace peptídico del aminoácido en (n+4) y en (n-4). En total son 7 enlaces de hidrógeno por vuelta. Esto estabiliza enormemente la hélice. Está dentro de los niveles de organización de la proteína.
                  Lámina-beta. La lámina beta u hoja plegada β es una de las estructuras secundarias posibles adoptada por las proteínas. Se forma por el posicionamiento paralelo de dos cadenas de aminoácidos dentro de la misma proteína, en el que los grupos N-H de una de las cadenas forman enlaces de hidrógeno con los grupos C=O de la opuesta. Es una estructura muy estable que puede llegar a resultar de una ruptura de los enlaces de hidrógeno durante la formación de la hélice alfa. Los grupos R de esta estructura están posicionados sobre y bajo el plano de las láminas. Estos R no deben ser muy grandes, ni crear un impedimento estérico, ya que se vería afectada la estructura de la lámina. Son hidrófobas.
                  --> http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_helix
                  --> http://de.wikipedia.org/wiki/%CE%92-Faltblatt

                  "He regrezado... "
                  http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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                  • Sirius2b
                    Le Zumba la Malanga
                    • mar 2012
                    • 5501

                    #10
                    Lo anterior, fue desde un punto de vista meramente "quimico-estructural", pasemos ahora a ver las cosas desde un punto de vista "funcional".

                    Proteína. Molécula compuesta por uno o más polipéptidos, cada uno formado por la unión de aminoácidos.

                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna
                    --> http://en.wikipedia.org/wiki/Protein
                    --> http://de.wikipedia.org/wiki/Protein

                    Las proteínas son el producto final y objetivo de la expresión génica, independientemente del grado de flexibilidad que esta tenga (e.g. epigenética).

                    Al final, son responsables de todas las características que atribuimos a los seres vivos.

                    Su potencia como elemento estructural de la vida, se explica por el hecho de que una cadena lineal de aminoácidos puede plegarse en el espacio y adoptar una configuración útil para muchos fines...

                    ¿Con cuanta variedad? Supongamos que nos restringimos a considerar solo las proteínas que pudieran formarse con un péptido pequeño, digamos, de 100 aminoácidos. ¿Cuántas proteínas de ese tipo pudiéramos tener? Una pequeña reflexión, nos hace deducir que ese número es

                    20^100

                    Este es un número superior, al número de granos de arena que tendríamos si se llenase el volumen de la Tierra de granos de arena... y aún nos faltaría considerar, cuantas proteínas diferentes pudiéramos obtener, dependiendo de la conformación espacial de cada una de ellas. Evidentemente la Naturaleza ha hecho una sabia elección con respecto a la flexibilidad de las moléculas con las que se expresa.

                    La deducción de la conformación espacial de una proteína, es una de esas cuestiones especializadas que es una ciencia, apasionante, por sí misma. Aquí pueden confluir muchos campos, desde la física cuántica hasta la inteligencia artificial. Es una de esas trampas, cuando se estudia genética, en las cuales uno puede fácilmente caer... para ya no salir. Entender los principios de predicción de la estructura a partir de la secuencia, es un problema en el que se puede avanzar mucho, pero que intuitivamente parece que nunca se llegará a una solución completa (existen enzimas dedicadas a dirigir la geometría de otras proteínas en forma específica). Además, la estructura, salvo por lo que deduzcamos por comparación con otras enzimas, NO nos va a dar la razón exacta de QUE HACE O PARA QUE SIRVE.

                    --> http://en.wikipedia.org/wiki/Protein...ure_prediction

                    No hay que caer aquí. Otra gente se dedica a quebrarse la cabeza son eso, y nos ofrecen su software cada tanto. Solo hay que entender los principios básicos.

                    Por otro lado, la acción genética no es algo lineal, sino un SISTEMA COMPLEJO... en realidad estos números astronómicos solo tienen importancia desde el punto de vista de la POSIBILIDAD evolutiva. En realidad, el número de proteínas sintetizadas por el cuerpo es sorprendentemente pequeño (apenas unas decenas de miles, al parecer). Lo importantes son las interacciones complejas, temporales y espaciales, entre ellas. Y curiosamente, para entender eso ahora, que no antes, estamos muy bien dotados.

                    "El genoma se asemeja es un libro que ya tenemos impreso, pero está escrito en un código extraño. Aquí y allá, está punteado por palabras que ya conocemos. Por ahí aparecen frases intercaladas y raramente párrafos completos. Pero estamos muy lejos todavía de entender la mayor parte de lo que dice, y mucho menos, la trama completa. Pero avanzamos... a buen paso".


                    Continuemos con el libro...

                    Las proteínas realizan un montón de tareas, pero es de rigor mencionar:
                    • Estructural. Esta es la función más importante de una proteína (Ej: colágeno)
                    • Inmunológica (anticuerpos)
                    • Enzimática (Ej: sacarasa y pepsina)
                    • Contráctil (actina y miosina)
                    • Homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como un tampón químico)
                    • Transducción de señales (Ej: rodopsina)
                    • Protectora o defensiva (Ej: trombina y fibrinógeno)

                    Todas tienen un papel importante desde el punto de vista fisiológico y anatómico. Sin embargo, nuestra atención obligadamente estará centrada siempre un tipo de proteínas que están ligadas a los PROCESOS de la vida, las enzimas.

                    Enzima. Proteína o complejo proteico que cataliza una reacción química específica. Permiten que las reacciones biológicas se sustenten a un ritmo que nosotros asociamos con la vida, en las condiciones prevalecientes en la Tierra. Disminuyendo la energía de activación de las reacciones (i.e. actuando como catalizadores biológicos), el metabolismo se realiza bajo la dirección de las enzimas a la temperatura corporal.

                    Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible (ver Energía libre de Gibbs), pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.2 3 En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

                    Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece solo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.
                    Una forma de entender a las enzimas, es por medio del estudio in-vitro de su cinética enzimática. Eso ya lo vimos en la escuela... y lo seguiremos viendo, pronto. Esos experimentos no los podemos dejar pasar.

                    Las proteínas son muchos miles... pero como se ve, bien ordenadas se pueden agrupar eficientemente en algunos grupos comprensibles de acuerdo a su FUNCION.

                    Podemos comenzar a comprender algo sobre estos tipos, entendiendo bien a fondo algunas proteínas que se han estudiado bastante bien, por ejemplo:


                    Hemoglobina. Pigmento de los glóbulos rojos, que transporta oxígeno.
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Hemoglobina

                    Insulina. Hormona pancreática.
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Insulina

                    Colágeno. Molécula de tejido conjuntivo ( "la proteína del animal", por excelencia).
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Col%C3%A1geno

                    Queratina. Molécula estructural del pelo.
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Queratina

                    Histonas. Proteínas auxiliares a la conformación cromosómica en Eukarya.
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Histona

                    Actina y Miosina. Proteínas contráctiles del músculo.
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Actina
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Miosina

                    Inmunoglobulinas. Los anticuerpos del sistema inmune (su tecnología, en microscopía y localización, no se deja de expandir a ritmos que quitan el aliento)
                    --> http://es.wikipedia.org/wiki/Anticuerpo
                    "He regrezado... "
                    http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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                    • Sirius2b
                      Le Zumba la Malanga
                      • mar 2012
                      • 5501

                      #11
                      Una vez que se ha sintetizado la proteína, y tomado su conformación (¡a veces con la ayuda de otra proteína!), su acción y/o localización en la célula juega un papel en la producción de un fenotipo. Cuando una mutación altera el gen, puede eliminar o alterar la función de la proteína y dar lugar a un fenotipo alterado.

                      Existen genes y proteínas producidas por ellos, que presentan una cierta robustez de función ante las mutaciones. Otras no tanto. Aquí, daremos un ejemplo dramático de las consecuencias de la alteración de UNA SOLA BASE en la secuencia de un gen.

                      Anemia falciforme. Enfermedad genética humana causada por un gen autosómico recesivo, generalmente mortal en condición homozigota. Está causada por la alteración de la secuencia aminoacídica de la cadena beta de la globina.
                      --> http://es.wikipedia.org/wiki/Anemia_falciforme

                      La hemoglobina de los glóbulos rojos, esta formada por dos proteínas distintas: alfa-globina y beta-globina, cada una codificada por un gen distinto. En la anemia falsiforme, la beta-globina está mutada en 1 aminoácido de los 146 de la proteína. El codón 6 en el mRNA pasa de GAG a GUG, lo que cambia en al proteína el ácido glutámico por la valina.

                      Los individuos con dos copias mutantes del gen, desarrollan anemia falciforme. En condiciones bajas de oxígeno, las hemoglobinas se aglutinan, cambiando la forma del glóbulo rojo a una forma en media luna. Estos glóbulos rojos tienden a bloquear los vasos sanguíneos y a lisarse con facilidad, provocando trombosis y anemia. Es una enfermedad altamente mortal. Y todo por la substitución de un solo nucleótido, en el genoma.

                      ¿Cómo puede el ser humano defenderse de enfermedades como estas?

                      La tecnología de ADN permite detectar la probabilidad de que los hijos de una pareja padezcan de esta enfermedad. Para ver como se logra esto, primero debemos entender la tecnología del DNA recombinante.

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                      X. TECNOLOGIA DE ADN RECOMBINANTE.


                      Apenas surgió la vida bacteriana, hace más de 3000 ma, los virus (que en el fondo son fragmentos dañinos de material genético, que no están vivos, y sin embargo se reproducen y evolucionan) surgieron como parásitos de estas.

                      Las bacterias respondieron con la creación de un primitivo "sistema inmune": Desarrollaron enzimas que "restringen" (o previenen) la infección, cortando el DNA vírico en puntos específicos. Los científicos pronto descubrieron que tales enzimas, llamadas enzimas de restricción podían usarse para cortar el DNA de cualquier organismo en secuencias nucleotídicas específicas, dando lugar a una serie de fragmentos de manera reproducible.

                      Esta posibilidad se encuentra en la base de CASI TODA la tecnología de DNA que está evolucionando en este momento.

                      Enzimas de restricción. Un enzima de restricción (o endonucleasa de restricción) es aquella que puede reconocer una secuencia característica de nucleótidos dentro de una molécula de ADN y cortar el ADN en ese punto en concreto, llamado sitio o diana de restricción, o en un sitio no muy lejano a este. Los sitios de restricción cuentan con entre 4 y 12 pares de bases, con las que son reconocidos.

                      El mecanismo de corte de ADN se realiza a través de la ruptura de dos enlaces fosfodiéster en la doble hebra, lo que da lugar a dos extremos de DNA. Éstos pueden ser romos (cuando los enlaces rotos coinciden) o Cohesivos/escalonados. Estos últimos tienen tendencia a volver a unirse de modo espontáneo, ya que los extremos se pueden unir a otros extremos coincidentes que pueda haber en la cercanía (Apareamiento de Watson & Crick).

                      Los fragmentos de ADN obtenidos de este modo pueden unirse por otras enzimas llamadas ligasas.

                      Las enzimas de restricción que a pesar de ser distintas y provenir de distintas especies, tienen la misma secuencia de reconocimiento y dejan el mismo extremo cohesivo, pero no cortan en el mismo sitio, son llamadas isoesquizómeros. Por ejemplo, están los isoesquizómeros Asp718 y KpnI.

                      El Premio Nobel de Medicina de 1978 fue concedido a los microbiólogos Werner Arber, Daniel Nathans y Hamilton Smith por el descubrimiento de las endonucleasas de restricción lo que condujo al desarrollo de la tecnología de ADN recombinante. El primer uso práctico de su trabajo fue la manipulación de la bacteria E. coli para producir insulina humana para los diabéticos.

                      Uno de los campos en los que las enzimas de restricción han tenido mayor implicación ha sido el diagnóstico de enfermedades genéticas relacionadas con cambios en la secuencia del ADN, ya sean mutaciones puntuales, inserciones o deleciones de fragmentos. Si éstas se producen en un sitio de reconocimiento de la enzima de restricción, al producirse eliminarán o agregarán nuevos sitios de corte. Al aplicar esta enzima al gen de una persona sana y una enferma se deberían observar distintas cantidades de fragmentos para cada caso en una electroforesis.

                      ----------------------------------
                      A restriction enzyme (or restriction endonuclease) is an enzyme that cuts DNA at or near specific recognition nucleotide sequences known as restriction sites. Restriction enzymes are commonly classified into three types, which differ in their structure and whether they cut their DNA substrate at their recognition site, or if the recognition and cleavage sites are separate from one another. To cut DNA, all restriction enzymes make two incisions, once through each sugar-phosphate backbone (i.e. each strand) of the DNA double helix.

                      These enzymes are found in bacteria and archaea and provide a defence mechanism against invading viruses. Inside a prokaryote, the restriction enzymes selectively cut up foreign DNA in a process called restriction; while host DNA is protected by a modification enzyme (a methyltransferase) that modifies the prokaryotic DNA and blocks cleavage. Together, these two processes form the restriction modification system.

                      Over 3000 restriction enzymes have been studied in detail, and more than 600 of these are available commercially. These enzymes are routinely used for DNA modification in laboratories, and are a vital tool in molecular cloning.

                      -----------------------------------
                      Restriktionsenzyme, genauer auch Restriktionsendonukleasen (REN), sind Enzyme, die DNA an bestimmten Positionen erkennen und schneiden können. Restriktionsendonukleasen treten unter anderem in Bakterien und Archaeen auf, und dienen dort der Phagenabwehr.

                      Die Restriktionsenzyme erkennen fremde DNA am fehlenden Methylierungsmuster oder an einer sonst nicht vorkommenden DNA-Sequenz und hydrolysieren dann die Fremd-DNA. Sie treten daher im Bakterium immer zusammen mit typischen DNA-Methyltransferasen auf, die der bakterieneigenen DNA kennzeichnende Muster aufprägen.

                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Restriction_enzyme
                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Methyltransferase
                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_ligase
                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Electrophoresis
                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Werner_Arber


                      Poco después de descubiertas las enzimas de restricción, se tuvo la brillante idea de que podían usarse para producir fragmentos de DNA específicos que pudieran insertarse en moléculas portadoras llamadas vectores. La combinación entre el DNA estudiado y su vector es un DNA recombinante. Este puede transferirse a una bacteria en donde se producirán cientos o miles de copias, clones. Como se sabe, una bacteria en condiciones ideales se reproduce en una forma 2^n donde n es el número de la generación. Esto produce en poco tiempo una cantidad enorme de copias del DNA de interés.

                      DNA recombinante. Molécula de DNA formada por la unión de dos moléculas heterogéneas. Generalmente se aplica a moléculas producidas por ligación in vitro de DNA proveniente de organismos diferentes.
                      Clon. El término puede referirse a: (a.) moléculas, (b.) células, o (c.) organismos, genéticamente idénticos, derivados de un solo ancestro por métodos asexuales o parasexuales. Normalmente, será un segmento de DNA insertado enzimáticamente en un plásmido o en un cromosoma de un fago o de una bacteria y que se replica en muchas copias.

                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Recombinant_DNA
                      --> http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_cloning
                      "He regrezado... "
                      http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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                      • Sirius2b
                        Le Zumba la Malanga
                        • mar 2012
                        • 5501

                        #12
                        xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
                        "He regrezado... "
                        http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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                          • mar 2012
                          • 5501

                          #13
                          xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
                          "He regrezado... "
                          http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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                            • mar 2012
                            • 5501

                            #14
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                            "He regrezado... "
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                              • mar 2012
                              • 5501

                              #15
                              Voy a poner algunos post en blanco...
                              "He regrezado... "
                              http://i208.photobucket.com/albums/bb52/Sirius2b/toddd_zpse30b5e35.png

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