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Genética molecular
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INFORMACIÓN GENÉTICA Y PROTEÍNAS
Bases de la genética molecular
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Los genes determinan la expresión de proteínas
Caso del albinismo
Los genes determinan la expresión de proteínasCaso de la
anemia falciforme
Modelos moleculares de
algunas proteínas
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Experimento de Frederick Griffith (1928)
Experimento de Oswald T. Avery et al. (1943)
El ADN es el material genético
Experimento de Avery et al. (1943)
Experimento de Hershey y Chase (1952)
Experimento de Alfred Hershey y Martha Chase (1952)
James Watson y Francis Crick
El experimento clave: difracción de rayos X evidencia que ADN es
espiral
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Antes de Watson y Crick
Antes de Watson y
Crick
Estructura general del ADN
Modelo del ADN, de Watson y Crick (1953)
El modelo de ADN permite comprender la replicación
Experimentado para conocer el rol del ARN
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Dogma central de la genética molecular
Desde el gen a la proteína
Transcripción del ADN
Transcripción del ADN: Iniciación y prolongación
Transcripción del ADN: Prolongación y terminación
El código genético
El código genético descifrado
AUG
UAAUAG
UGA
Por eso es que las proteínas tienen un código...
Pieza clave de la traducción: ARN de transferencia
Pieza clave de la traducción: el ribosoma
Traducción: iniciación
Traducción: prolongación
Traducción: prolongación
Traducción: terminación
Polisomas
Destinos para las proteínas recién traducidas
¿Proteína citoplasmática o para RER?
Modificaciones post-traduccionales
Mutaciones: errores en la lectura
Mutaciones: el caso de la anemia falciforme
Mutaciones: el caso de la anemia falciforme
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Dogma central de la genética molecular
Origen del problema de la replicación
Replicación del ADN: 3 hipótesis
Polimerización: 5’3’
ADN unido a ADN polimerasa
Replicación: rol del cebador
Replicación: interacción de muchas proteínas
Replicación: Cada cadena de forma distinta
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Bases conceptuales para la ingeniería genética
El código genético es degenerado y prácticamente universal, con un mecanismo de traducción muy similar
Por tanto:
Todas las formas de vida son compatibles con respecto a la información genética.
Este conocimiento hizo la ingeniería genética teóricamente posible
Se puede introducir información genética exógena a cualquier organismo vivo que la va a poder interpretar correctamente
Ámbitos de la biotecnología:
Aislamiento de células vivas, por ejemplo:
•Levaduras utilizadas en la fabricación de pan y bebidas alcohólicas
•Lactobacilos utilizados en la elaboración de quesos y yogurt
Constituye el uso biotecnológico más antiguo de todos: la utilización de fermentos se remonta a 1800 AC.
Obtención de productos metabólicos, por ejemplo:
•Etanol, acetona, ácido cítrico, ácido láctico
•Vitaminas, antibióticos, alcaloides, enzimas, hormonas
Manipulación de enzimas y otras proteínas a nivel génico
La biotecnología de los genes: Ingeniería genética
•Modificación y recombinación dirigida del material genético, fundamentalmente del ADN
•Introducción y multiplicación en células vivas del ADN recombinado
•Objetivo: células intervenidas producen proteínas que naturalmente nunca habrían sintetizado
Enzimas de restricción• Son enzimas de degradación de ácidos nucleicos
(endonucleadas) que cortan el ADN en sitios específicos, normalmente en secuencias palindrómicas
• Fueron descubiertas por Werner Arber en 1967
Enzimas de restricción: forma de uso
Enzimas de restricción: variedad
ADN plasmidial o PlasmidioTrozo de ADN circular que flota libremente en el citoplasma
Contiene genes para proteínas contra antibióticos
Puede traspasarse de una bacteria a otra
Mecanismo utilizado para incorporar un gen de interés a un plásmido
Ejemplo de plásmido
Actualmente existen plásmidos creados artificialmente, en donde se conocen con exactitud los sitios en que cortaran distintas enzimas de restricción (en rosado)
Diversidad de plásmidos
Incorporación de genes mediante
plásmidos
Mecanismo de obtención de insulina mediante técnica de ADN recombinante
Usos del ADN recombinante en medicina
Otros vectoresBacteriófagos: Virus que se multiplica mediante la inyección de ADN a bacterias.
Otros vectores
Cósmidos: Es el ADN del bacteriófago lambda, el que presenta extremos pegajosos (sitios cos) similares a los dejados por enzimas de restricción
Un vector particular: el
plásmido inductor de
agallas (plásmido Ti)
Plantas transgénicas: tabaco con enzima luciferasa
Uso de ADN recombinante en
medicina
Temario
1. Proteínas como expresión de la información genética
2. El material genético3. Estructura del ADN4. El código genético, lectura y traducción del
lenguaje de los genes5. Continuidad del material genético: Replicación
del ADN6. Biotecnología7. Enzimas
Una enzima es una proteína
...de acción catalizadora
...pues disminuye la energía de activación de una reacción
...lo que se puede representar gráficamente
... en reacciones exergónicas y endergónicas
Sitio activo y relación con el sustrato
Inhibición enzimática
Ambientes ideales: pH
Ambientes ideales: temperatura
¿Relevancia de las enzimas?
