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SINTESIS DE PROTEINAS:
   TRANSCRIPCIÓN
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
            A    U   G   C   U   U   G   G   C   A   A   C   G   U   G
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
            A    U   G   C   U   U   G   G   C   A   A   C    G    U   G




    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




m-GTP       A     U   G   C   U   C   G   U   G    U    A    G    A    A   A   A   A



 ARNm precursor
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.




                     Cabeza                                                     cola
  ARNm                                                                        AAAAAA
  maduro
  precursor                AUG                                          UAG
Maduración del ARNm (Visión de conjunto).




                                         Región codificadora del gen

 ADN
       Promotor        E1      I1         E2     I2        E3                Terminador


                         TAC                                                      ATC



                   Cabeza E1        I1         E2     I2        E3                        cola
  ARNm                                                                                    AAAAAA
  precursor              AUG                                                     UAG




                            Cabeza                                             cola
   ARNm
   maduro                                                                    AAAAAA
                                    AUG                                UAG
SINTESIS DE PROTEINAS:
    TRADUCCIÓN
Pasos de la traducción
1.  “Activación” de los ARNt
    – Formación de los aminoacyl-ARNt
2. 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
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
   5’                                                                         AAAAAAAAAAA       3’

               AUG CAA           UGC       UUA       CGA      UAG

               UAC                       Codón



   Anticodón
                                  ARNt                        ARNm




    (i)
                                          1er aminoácido
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-Gln se le llama región
aminoacil (A).




                                    Subunidad menor del ribosoma

                P       A
                                                                            AAAAAAAAAAA      3’
     5’
              AUG CAA UGC                UUA       CGA       UAG
              UAC GUU




    (i)
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
                                                                            AAAAAAAAAAA       3’
     5’
              AUG CAA UGC                UUA        CGA     UAG
              UAC GUU
Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera.




                P       A                            ARNm
                                                                               AAAAAAAAAAA   3’
     5’
              AUG CAA UGC                UUA       CGA      UAG
                   GUU
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
     5’                                                                      AAAAAAAAAAA       3’

              AUG CAA UGC                UUA       CGA       UAG
                   GUU
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
                                                                           AAAAAAAAAAA      3’
     5’
              AUG CAA UGC                  UUA       CGA        UAG
                   GUU ACG
Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys).




                       P       A                    ARNm
                                                                          AAAAAAAAAAA   3’
     5’
              AUG CAA UGC               UUA       CGA      UAG
                   GUU ACG
Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu).




                       P        A                    ARNm
                                                                           AAAAAAAAAAA         3’
      5’
              AUG CAA          UGC      UUA       CGA       UAG
                               ACG




(i)
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
                                                                          AAAAAAAAAAA      3’
     5’
              AUG CAA           UGC     UUA      CGA       UAG
                                ACG
Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina.




                               P        A           ARNm
                                                                          AAAAAAAAAAA        3’
     5’
             AUG CAA           UGC      UUA      CGA       UAG
                               ACG

                                                              AAU




                                                                    Leu
Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).




                                 P       A            ARNm
                                                                   AAAAAAAAAAA   3’
     5’
              AUG CAA           UGC      UUA        CGA      UAG
                                ACG      AAU
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




              ARNm                         P       A
                                                                            AAAAAAAAAAA      3’
     5’
              AUG CAA           UGC      UUA        CGA     UAG
                                         AAU
Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg).




              ARNm                        P        A
                                                                             AAAAAAAAAAA    3’
     5’
              AUG CAA           UGC      UUA       CGA       UAG
                                         AAU
                                                                           GCU
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.




             ARNm                              P       A
                                                                      AAAAAAAAAAA     3’
     5’
             AUG CAA         UGC      UUA      CGA     UAG
                                               GCU




                                                     Arg-Leu-Cys-Gln-Met
Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se
separan del ARNm.




              ARNm                                  P       A
                                                                             AAAAAAAAAAA      3’
     5’
              AUG CAA           UGC      UUA       CGA       UAG
                                                   GCU




                                                          Arg-Leu-Cys-Gln-Met
Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma.




                                                ARNm
     5’                                                                AAAAAAAAAAA      3’

             A U G C A A U G C U U A C G A U A G




    (i)
ANTIBIÓTICOS QUE
   INTERFIEREN EN LA
BIOSÍNTESIS DE PROTEINAS
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.
INHIBIDORES DE LA FASE INICIAL DE
 LA ELONGACIÓN: TETRACICLINAS
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.
INDUCTORES DE ERRORES EN LA
                  LECTURA DEL ARNm
                 AMINOGLUCÓSIDOS
Ejemplos de de uso clínico   bacteria productora


Estreptomicina               Streptomyces griseus


Kanamicina                   S. kanamyceticus


Amikacinas                   (derivados semisintéticos de la kanamicina)


Neomicina                    S. fradiae


Gentamicina                  Micromonospora purpurea
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.
INHIBIDORES DE LA
TRANSLOCACIÓN: MACRÓLIDOS
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 ARNt desacilado, 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.
INHIBIDORES DE LA
  TRANSCRIPCIÓN DE LAS
EUBACTERIAS: RIFAMICINAS
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.
HIPOTESIS DEL BALANCEO F. CRICK

JUSTIFICACIÓN

Los tRNA reconocen codones medinte
apareamiento de bases del codón del
mRNA y una secuencia de tres bases del
tRNA denominada anticodón.
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.
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.
La tercera base es la del balanceo y
permite la rápida disociación del tRNA de
su codón durante la síntesis.
Wobble hypothesis




• Wobble hypothesis – el tercer nucleótido de un
 anticodon de ARNt puede formar puentes de
 hidrógeno con mas de un tipo de tercer nucleótido
 del codón


Algunas moléculas de ARNt pueden reconocer hasta tres
codones diferentes que difieren en el tercer nucleotido
Un amino ácido es unido al ARNt antes de
        ser incorporado en un polipéptido




                        Crick !



• Crick propuso que debía haber una molécula que sirviera de
  adaptados en la síntesis de proteínas sirviendo como un
  puente entre el ARNm y las proteínas
Pensamiento de Crick

•Los “adaptadores” de Crick resultaron ser moléculas de
 ARNt

• Cada tipo de molécula de ARNt se une a un solo tipo de
 amino ácido

• Los amino ácidos están unidos covalentemente a sus moléculas
 de ARNt mediante enzimas específicas
 (aminoacyl - tRNA synthetases)

• Estas enzimas utilizan ATP como fuente de energía

• 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
39 end
                                         Amino acid
                                         accepting end
       59               Loop 3
 39                                                               59 end

                                                                                           Amino
                                     Hydrogen bonds                                        acid

                                                                           Loop 1
                                                                                                   39       59

                          Loop 1                                                                     tRNA




                                   Modified nucleotides
                                                  Loop 2
                        Loop 2
                                                                                                   Anticodon
            Anticodon


(a)                                (b)                     Anticodon                (c) Aminoacyl-tRNA




      • Las moléculas de ARNt son polinucleótidos de 70 o 80 nucleótidos
       cada uno con secuencias únicas mientras que otras son comunes
       para todos
39 end
                                         Amino acid
                                         accepting end
       59               Loop 3
 39                                                               59 end

                                                                                           Amino
                                     Hydrogen bonds                                        acid

                                                                           Loop 1
                                                                                                   39       59

                          Loop 1                                                                     tRNA




                                   Modified nucleotides
                                                  Loop 2
                        Loop 2
                                                                                                   Anticodon
            Anticodon


(a)                                (b)                     Anticodon                (c) Aminoacyl-tRNA


                     Una molécula de ARNt consiste de:
      a. Un anticodon – una secuencia de ARNt con una secuencia
         complementaria al codón del ARNm
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
39 end                 Buena distancia
                                        Amino acid
                                        accepting end                               para mantener el
      59               Loop 3                                                       anticodon separado
 39                                                              59 end
                                                                                    del amino ácido
                                                                                          Amino
                                    Hydrogen bonds                                        acid

                                                                          Loop 1
                                                                                                  39       59

                         Loop 1                                                                     tRNA




                                  Modified nucleotides
                                                 Loop 2
                       Loop 2
                                                                                                  Anticodon
           Anticodon


(a)                               (b)                     Anticodon                (c) Aminoacyl-tRNA




                   El apareamiento de las bases complementarias
                   causa que la molécula se doble sobre si misma
La ingnorancia Humana no
 permanece detrás de la
 ciencia, crece tan rápido
        como esa.
       Stanislaw Jerzy Lec
TECNOLOGIA DE DNA
RECOMBINANTE
             Giovanni Gonzalez DMV
La manipulación genética de
organismos con un
propósito predeterminado.
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.
•1970. Arber y Smith. Endonucleasas de
               restricción


• 1987. Kary Mullis
• Aislamiento de Genes


•   Generación de moléculas recombinantes de DNA

• Introducción a célula Huésped (Transformación)
•Síntesis en célula huésped de un nuevo producto o
modificación de la expresión de un producto previamente
presente.
Enzimas de Restricción
•son enzimas que cortan los enlaces fosfodiester
del material genético a partir de una secuencia
que reconocen.




 Las mismas permiten cortar DNA de hebra doble,
 donde reconocen secuencias palindrómicas
Tipos de enzimas de
     restricción
Sistemas tipo I

Una 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.
Sistemas tipo II

Enzimas 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
Sistemas tipo III

Es 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.
Ejemplos de enzimas de
    restricción tipo II
Mapa de restricción
ADN ligasas
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
Modificación de microorganismos
¿Para qué?
       Producción de un metabolito
       Producción de una proteína
       Mejoramiento de cepas


¿Cómo?

       Modificar la información genética en si
       Modificar los niveles de expresión de la misma


Lo que se refleja en:

        Alterar la producción de metabolitos o enzimas propias
        Potenciar la habilidad de crecer en determinadas condiciones
        Introducir una capacidad nueva de modificación de un sustrato o de producción
       de nuevos metabolitos o nuevas proteínas
¿Cómo?

         1.     Modificar la información genética en si
              a.    Deleción de genes
              b.    Introducir nueva información genética
              c.    Alterar secuencias

         2.     Modificar los niveles de expresión de la misma
              a.    Alterar sitios reguladores de la transcripción
              b.    Alterar sitio de unión al ribosoma
              c.    Alterar numero de copias de un gen

Herramientas:

    al azar: mutaciones puntuales (1c, 2a, 2b), deleciones (1a)
    dirigidas a secuencias específicas: mutación sitio específica (1c, 2a,2b), deleciones
          (1a), expresión heteróloga de proteínas (1b).
Estrategia I: Modificaciones al azar.

 • Aislamiento de mutantes espontáneos o
   inducidos (mutagénesis química o por
   radiación UV)
 • Inactivación de genes por inserción de
   transposones u otras secuencias de ADN
Selección de mutantes: una estrategia
           inespecífica y finalista
• Ejemplo:      obtención       de       estirpes
  superproductoras: Aislamiento y caracterización
  de mutantes de Trichoderma harzianum
  superproductores de proteasas. Szekeresa et al.,
  2004. FEMS Microbiol Letters 233: 215


• Alteración de cualquier sitio del proceso
• Alteraciones múltiples: se afectan          otras
  funciones
Estrategia II: Dirigida a secuencias
            específicas.
 • Pérdida de función
 • Modificación de una función ya existente
   en el microorganismo
 • Adquisición de una nueva función
cepa silvestre                           2) Clonado y manipulación in vitro
                                          de dicha secuencia


1) Conocer la secuencia a modificar




3) Transformación




    x
            x
delecion               modificación   sobreexpresión     expresión heteróloga
delecion                modificación     sobreexpresión     expresión heteróloga


      x
              x




                               Visualizar la modificación
Alteración metabólica, fisiológica,               Visualización de actividad enzimática,
morfológica, etc.                                 metabólica




                                              Southern blot
1) Conocer la secuencia que nos interesa clonar
¿Cómo identificamos la secuencia de ADN
que nos interesa clonar?
Bases de datos – en algunos casos se conoce la
secuencia partir de trabajo previos.

Bases de datos + Pienso – alineamientos, homología.

Conocimiento de secuencia aminoacídica y
deducción de secuencia de ADN codificante.

Genotecas: colección de clones que representan
todo un genoma o (detección y secuenciación)
Genoteca:
  - se fragmenta el ADN del organismo en
  estudio y se clonan los fragmentos

  - representa todo el genoma de un organismo

  - las colonias obtenidas se analizan en
  búsqueda del gen de interés




Requiere un método de selección
Existen varios métodos para rastrear una genoteca
Detección de una actividad enzimática, capacidad metabólica o morfología particular



 Alteración metabólica, fisiológica,                         Visualización de actividad
 morfológica, etc.                                           enzimática, metabólica




                                                                  S          P

Inmunodetección:
anticuerpo específico para proteína de
interés + anticuerpo que de una reacción
colorimétrica
Una vez conocida la secuencia de interés puedo
obtenerla in vitro para realizar cualquiera de las
modificaciones genéticas que mencionábamos

¿Cómo aislamos el gen o la región específica que nos
interesa?
       Originalmente: síntesis química

      Luego: amplificación de genes por la reacción
      en cadena de la polimerasa PCR

      Actualmente: PCR (lo mas habitual)
                 síntesis química ( a medida)
2) Clonado y manipulación in vitro de dicha
  secuencia
¿Cómo introducir y perpetuar ADN foráneo en un organismo?
Necesidad de un “vehículo” que lleve el ADN y sea capaz de autoreplicarse.



                         - desarrollo de vectores
¿Cómo introducir ADN foráneo en ese vector?


                         - el uso de enzimas de restricción y
                         ligasas permite generar moléculas
                         recombinantes
¿Cómo se introduce el vector portador del ADN de interés en la célula hospedera?


                         - desarrollo de técnicas de transformaci
Vectores
Los vectores de clonado deben ser capaces de portar
secuencias de ADN foráneo y de mantenerlo en forma
estable en la célula hospedadora.

            - plásmidos                 (10 kb)
            - bacteriófagos             (20 kb)
            - cósmidos                  (50 kb)
            - YAC                (200 - 800 kb)
            (yeast artificial chromosome)


 ¿Qué precisa tener un vector para mantenerse estable en
 la célula hospedadora?
Los plásmidos como vectores de clonado:
                                         Sitios de restricción únicos




Marcadores genéticos
(permiten selección                        pBR322
de transformantes)                         4361 bp




 Orígen de
 replicación
                       Tamaño pequeño
                       (mayor eficiencia de transformación)
Proceso de clonado:
Se corta el ADN de interés y el vector
con la misma enzima de restricción

Se ligan los fragmentos generándose un
vector recombinante
                                         Transformación:
Se transforman células del organismo      - CaCl2
hospedador
                                          - electroporación

Se seleccionan las que portan el
plásmido recombinante
Los marcadores genéticos del vector permiten la
selección de transformantes
 resistencia a antibióticos
 características nutricionales
(marcadores auxotróficos)
 resistencia a compuestos tóxicos
 En medio sólido diferencial o
selectivo.




En pBR322 la inserción de un
molécula de ADN resulta en la
pérdida de la resistencia a
ampicilina o tetraciclina.

¿Qué propiedad debe tener la célula receptora u
hospedadora?
Otros vectores confieren resistencia a un antibiótico
que permite su selección y otro mecanismo indica la
presencia de inserto
                         Tamaño pequeño
                         Origen de replicación
                         Múltiples de copias
                         Marcador seleccionable

                         Sitios únicos de corte con ER:
                         polilinker o MCS (multiple cloning site)
                         sistema de selección de
                         plásmidos recombinantes
Utilización de análogos de lactosa

          lacI       p       o      lacZ lacY lacA
                                                       La ARN polimerasa puede
                                                       transcribir los genes lac


                                      -galactosidasa

                                                            Hidrólisis de X-gal
Inactivación de LacI por unión de
IPTG: inductor gratuito




                                                            5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-
                                                            galactoside



                                    generación color azul
lacZ como indicador de plásmidos recombinantes
Clonación
molecular
Animación




http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/molecularbiology/plasmidcloning_fla.html
Marcadores moleculares
 en producción animal

“Situación actual en genómica bovina”


            Giovanni González M DMV.
PERO QUE SON
                                                       LOS MARCADORES
                                                       MOLECULARES??




secuencias identificables de ADN que se encuentran en determinados lugares del
genoma y que están relacionadas con la herencia de una característica o de un gen
vinculado a ésta.
Nos orientan a conocer y conservar los recursos genéticos y verificar genotipos.



resultan útiles para definir un único genotipo multilocus, de particular interés en estudios
donde se requiera una escala muy fina de resolución.




Estudios referidos a: análisis de paternidades, parentescos, asignación de individuos a raza,
planificación de apareamientos y otros aspectos de índole reproductiva (Jones et al., 1998)
El objetivo principal es cambiar la forma en que se selecciona a
los animales y también de detectar la variación existente entre
un individuo u otro desde el punto de vista molecular, esta
variación, también denominado «polimorfismo»


 genes que regulen características económicamente
 importantes en la producción pecuaria.
¿ES ALGO NUEVO?
¡ NO!
se utilizaron como marcadores los polimorfismos de proteínas séricas y antígenos
eritrocitarios como marcadores genéticos.
 (McClure, 1952).



Larsen et al., 1985 utilizó polimorfismos encontrados en grupos sanguíneos y el sistema mayo
de histocompatibilidad.
Uso de genes candidatos .....

  Están íntimamente involucrados en la expresión de los caracteres que deseamos
  obtener

   Estos genes necesariamente deben estar involucrados en la fisiología del carácter

                                                                   tasa de crecimiento
                                                                   o peso al destete
El gen de la hormona
de crecimiento (GH)



                                                        se identifican los diferentes
                                                          formas del marcador o alelos
Deben tener una buena distribución a lo largo del genoma y alto grado de polimorfismo.
(Cheng y Crittenden, 1994).



Picca, A., Et al. 2004. mencionan que un marcador ideal debe ser variable dentro y entre
especies, de herencia mendeliana no epistática (sin interacción entre genes)




insensible a los efectos ambientales, codominante, de rápida identificación y simple
análisis y de posible detección en los estadios tempranos del desarrollo del individuo.
(Picca, A., Et al. 2004)
VNTRs (Número Variable de Repeticiones en Tandem).



      Minisatélites y los Microsatélites (SSR = Secuencias únicas repetidas o STR =
      Repeticiones simples en Tandem).

      1-6pb, alto grado poli,herencia mendeliana y codominancia
        DIFERENCIACIÓN HOMO DE HETEROCIGOTO
RFLP (Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restricción)
SNP (polimorfismo de base única) Marcadores bialélicos

RAPD (Polimorfismo Amplificado Aleatoriamente)
 AFLPs (Fragmento amplificado de polimorfismos de longitud)
122
En las diferentes razas de bovinos, han sido reportados más de 1231 microsatélites
polimórficos (Fries, 1993; Barense et al., 1994; Bishop et al., 1993; Georges et al.,
1995; Ma et al., 1996; Kappes et al, 1997).




 Ganado de leche
 encontrar las regiones donde se ubican los genes que inciden en la producción de
 Láctea y componentes de la leche (Georges et al., 1995; Zhang et al., 1998)
Georges et al. 1993 mapearon en la raza Parda Suiza un microsatélite
(TGLA116) estrechamente ligado al gen de la enfermedad del temblor
(weaver disease).




Ron et al. 1994 utilizaron 10 microsatélites para investigar QTLs asociados a caracteres
de producción lechera, en siete familias de Holstein Israelita.



Vilkki et al. 1997 estudiaron 453 toros de la raza Finnish Ayrshires, los que fueron
tipificados para seis microsatélites ubicados en el cromosoma 9.
El gen de la i-calpaína se localiza en el cromosoma 29 (Smith et al ., 2000) y se han
localizado diferentes polimorfismos que asocian este gen con la terneza en la carne (Page
et al., 2002; White et al., 2005).




Calpastanina cromosoma 7 bovino es (Kappes et al., 1997) inhibidor natural de las
calpaínas en el sistema de proteólisis de la carne (Koohmaraie 1996)



 el gen de la hipertrofia muscular (carácter culón) gen candidato
 raza Blanc Bleu oriunda del Hainaut belga y francés
Delgado, R et al 2006, realizó estudios de Identificación genética y análisis de
parentesco de cerdos




 Resultaron 15 marcadores microsatélites de más de 200 cerdos reproductores de
 razas selectas.
El mapa de ligamiento actual en bovinos contiene 4.000 marcadores genéticos (Ihara et al.,
2004).



Xochitl., et al 2006 reportó un nuevo microsatélite identificado en el primer intrón del gen de
la miostatina bovina , usado para estudios de desordenes genéticos en humanos como la
artiodactyla.
Creo en el DNA todopoderoso
     Creador de todos los seres vivos
       Creo en el RNA, su único hijo,
Que fue concebido por obra y gracia de la
              RNA polimerasa
     Nació como transcripto primario
   Padeció bajo el poder de nucleasas,
        metilasas y poliadenilasas.
Fue procesado, modificado y tansportado.
         Descendió del citoplasma
  A los pocos segundos fue traducido a
                  proteína.
Ascendió por el Retículo Endoplásmico y el
             complejo de Golgi
    Y está anclado sobre la membrana
                 plasmática
       a la derecha de la proteína G.
Desde ahí ha de controlar la traducción de señales
        En células normales y apoptóticas.
         Creo en la Biología Molecular,
       La terapia génica y la biotecnología,
    En la secuenciación del genoma humano,
           La corrección de mutaciones,
               La clonación de Dolly
                  Y la vida eterna
                       AMÉN
EL HOMBRE ENCUENTRA A DIOS,
 DETRÁS DE CADA PUERTA QUE
   LA CIENCIA LOGRA ABRIR
                     ALBERT EINSTEIN




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  • 1.
  • 2. SINTESIS DE PROTEINAS: TRANSCRIPCIÓN
  • 3. 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 A U G C U U G G C A A C G U G
  • 4. 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 A U G C U U G G C A A C G U G m-GTP
  • 5. 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 m-GTP A U G C U C G U G U A G A A A A A ARNm precursor
  • 6. 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. Cabeza cola ARNm AAAAAA maduro precursor AUG UAG
  • 7. Maduración del ARNm (Visión de conjunto). Región codificadora del gen ADN Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador TAC ATC Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola ARNm AAAAAA precursor AUG UAG Cabeza cola ARNm maduro AAAAAA AUG UAG
  • 9. Pasos de la traducción 1. “Activación” de los ARNt – Formación de los aminoacyl-ARNt 2. 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
  • 10. 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 5’ AAAAAAAAAAA 3’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG UAC Codón Anticodón ARNt ARNm (i) 1er aminoácido
  • 11. 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-Gln se le llama región aminoacil (A). Subunidad menor del ribosoma P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG UAC GUU (i)
  • 12. 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 AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG UAC GUU
  • 13. Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GUU
  • 14. 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 5’ AAAAAAAAAAA 3’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GUU
  • 15. 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 AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GUU ACG
  • 16. Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GUU ACG
  • 17. Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG ACG (i)
  • 18. 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 AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG ACG
  • 19. Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG ACG AAU Leu
  • 20. Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG ACG AAU
  • 21. 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 ARNm P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG AAU
  • 22. Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg). ARNm P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG AAU GCU
  • 23. 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. ARNm P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GCU Arg-Leu-Cys-Gln-Met
  • 24. Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. ARNm P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ AUG CAA UGC UUA CGA UAG GCU Arg-Leu-Cys-Gln-Met
  • 25. Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma. ARNm 5’ AAAAAAAAAAA 3’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G (i)
  • 26. ANTIBIÓTICOS QUE INTERFIEREN EN LA BIOSÍNTESIS DE PROTEINAS
  • 27. 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.
  • 28. INHIBIDORES DE LA FASE INICIAL DE LA ELONGACIÓN: TETRACICLINAS
  • 29. 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.
  • 30. INDUCTORES DE ERRORES EN LA LECTURA DEL ARNm AMINOGLUCÓSIDOS Ejemplos de de uso clínico bacteria productora Estreptomicina Streptomyces griseus Kanamicina S. kanamyceticus Amikacinas (derivados semisintéticos de la kanamicina) Neomicina S. fradiae Gentamicina Micromonospora purpurea
  • 31. 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.
  • 33. 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 ARNt desacilado, 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.
  • 34. INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN DE LAS EUBACTERIAS: RIFAMICINAS
  • 35. 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.
  • 36. HIPOTESIS DEL BALANCEO F. CRICK JUSTIFICACIÓN Los tRNA reconocen codones medinte apareamiento de bases del codón del mRNA y una secuencia de tres bases del tRNA denominada anticodón.
  • 37. 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.
  • 38. 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.
  • 39. La tercera base es la del balanceo y permite la rápida disociación del tRNA de su codón durante la síntesis.
  • 40. Wobble hypothesis • Wobble hypothesis – el tercer nucleótido de un anticodon de ARNt puede formar puentes de hidrógeno con mas de un tipo de tercer nucleótido del codón Algunas moléculas de ARNt pueden reconocer hasta tres codones diferentes que difieren en el tercer nucleotido
  • 41. Un amino ácido es unido al ARNt antes de ser incorporado en un polipéptido Crick ! • Crick propuso que debía haber una molécula que sirviera de adaptados en la síntesis de proteínas sirviendo como un puente entre el ARNm y las proteínas
  • 42. Pensamiento de Crick •Los “adaptadores” de Crick resultaron ser moléculas de ARNt • Cada tipo de molécula de ARNt se une a un solo tipo de amino ácido • Los amino ácidos están unidos covalentemente a sus moléculas de ARNt mediante enzimas específicas (aminoacyl - tRNA synthetases) • Estas enzimas utilizan ATP como fuente de energía • 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
  • 43. 39 end Amino acid accepting end 59 Loop 3 39 59 end Amino Hydrogen bonds acid Loop 1 39 59 Loop 1 tRNA Modified nucleotides Loop 2 Loop 2 Anticodon Anticodon (a) (b) Anticodon (c) Aminoacyl-tRNA • Las moléculas de ARNt son polinucleótidos de 70 o 80 nucleótidos cada uno con secuencias únicas mientras que otras son comunes para todos
  • 44. 39 end Amino acid accepting end 59 Loop 3 39 59 end Amino Hydrogen bonds acid Loop 1 39 59 Loop 1 tRNA Modified nucleotides Loop 2 Loop 2 Anticodon Anticodon (a) (b) Anticodon (c) Aminoacyl-tRNA Una molécula de ARNt consiste de: a. Un anticodon – una secuencia de ARNt con una secuencia complementaria al codón del ARNm
  • 45. 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
  • 46. 39 end Buena distancia Amino acid accepting end para mantener el 59 Loop 3 anticodon separado 39 59 end del amino ácido Amino Hydrogen bonds acid Loop 1 39 59 Loop 1 tRNA Modified nucleotides Loop 2 Loop 2 Anticodon Anticodon (a) (b) Anticodon (c) Aminoacyl-tRNA El apareamiento de las bases complementarias causa que la molécula se doble sobre si misma
  • 47. La ingnorancia Humana no permanece detrás de la ciencia, crece tan rápido como esa. Stanislaw Jerzy Lec
  • 48. TECNOLOGIA DE DNA RECOMBINANTE Giovanni Gonzalez DMV
  • 49.
  • 50. La manipulación genética de organismos con un propósito predeterminado.
  • 51.
  • 52. 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.
  • 53.
  • 54.
  • 55. •1970. Arber y Smith. Endonucleasas de restricción • 1987. Kary Mullis
  • 56. • Aislamiento de Genes • Generación de moléculas recombinantes de DNA • Introducción a célula Huésped (Transformación) •Síntesis en célula huésped de un nuevo producto o modificación de la expresión de un producto previamente presente.
  • 58. •son enzimas que cortan los enlaces fosfodiester del material genético a partir de una secuencia que reconocen. Las mismas permiten cortar DNA de hebra doble, donde reconocen secuencias palindrómicas
  • 59.
  • 60.
  • 61. Tipos de enzimas de restricción
  • 62. Sistemas tipo I Una 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.
  • 63. Sistemas tipo II Enzimas 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
  • 64. Sistemas tipo III Es 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.
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  • 67. Ejemplos de enzimas de restricción tipo II
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  • 75. 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
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  • 89. Modificación de microorganismos ¿Para qué? Producción de un metabolito Producción de una proteína Mejoramiento de cepas ¿Cómo? Modificar la información genética en si Modificar los niveles de expresión de la misma Lo que se refleja en: Alterar la producción de metabolitos o enzimas propias Potenciar la habilidad de crecer en determinadas condiciones Introducir una capacidad nueva de modificación de un sustrato o de producción de nuevos metabolitos o nuevas proteínas
  • 90. ¿Cómo? 1. Modificar la información genética en si a. Deleción de genes b. Introducir nueva información genética c. Alterar secuencias 2. Modificar los niveles de expresión de la misma a. Alterar sitios reguladores de la transcripción b. Alterar sitio de unión al ribosoma c. Alterar numero de copias de un gen Herramientas: al azar: mutaciones puntuales (1c, 2a, 2b), deleciones (1a) dirigidas a secuencias específicas: mutación sitio específica (1c, 2a,2b), deleciones (1a), expresión heteróloga de proteínas (1b).
  • 91. Estrategia I: Modificaciones al azar. • Aislamiento de mutantes espontáneos o inducidos (mutagénesis química o por radiación UV) • Inactivación de genes por inserción de transposones u otras secuencias de ADN
  • 92. Selección de mutantes: una estrategia inespecífica y finalista • Ejemplo: obtención de estirpes superproductoras: Aislamiento y caracterización de mutantes de Trichoderma harzianum superproductores de proteasas. Szekeresa et al., 2004. FEMS Microbiol Letters 233: 215 • Alteración de cualquier sitio del proceso • Alteraciones múltiples: se afectan otras funciones
  • 93. Estrategia II: Dirigida a secuencias específicas. • Pérdida de función • Modificación de una función ya existente en el microorganismo • Adquisición de una nueva función
  • 94. cepa silvestre 2) Clonado y manipulación in vitro de dicha secuencia 1) Conocer la secuencia a modificar 3) Transformación x x delecion modificación sobreexpresión expresión heteróloga
  • 95. delecion modificación sobreexpresión expresión heteróloga x x Visualizar la modificación Alteración metabólica, fisiológica, Visualización de actividad enzimática, morfológica, etc. metabólica Southern blot
  • 96. 1) Conocer la secuencia que nos interesa clonar ¿Cómo identificamos la secuencia de ADN que nos interesa clonar? Bases de datos – en algunos casos se conoce la secuencia partir de trabajo previos. Bases de datos + Pienso – alineamientos, homología. Conocimiento de secuencia aminoacídica y deducción de secuencia de ADN codificante. Genotecas: colección de clones que representan todo un genoma o (detección y secuenciación)
  • 97. Genoteca: - se fragmenta el ADN del organismo en estudio y se clonan los fragmentos - representa todo el genoma de un organismo - las colonias obtenidas se analizan en búsqueda del gen de interés Requiere un método de selección
  • 98. Existen varios métodos para rastrear una genoteca Detección de una actividad enzimática, capacidad metabólica o morfología particular Alteración metabólica, fisiológica, Visualización de actividad morfológica, etc. enzimática, metabólica S P Inmunodetección: anticuerpo específico para proteína de interés + anticuerpo que de una reacción colorimétrica
  • 99. Una vez conocida la secuencia de interés puedo obtenerla in vitro para realizar cualquiera de las modificaciones genéticas que mencionábamos ¿Cómo aislamos el gen o la región específica que nos interesa? Originalmente: síntesis química Luego: amplificación de genes por la reacción en cadena de la polimerasa PCR Actualmente: PCR (lo mas habitual) síntesis química ( a medida)
  • 100. 2) Clonado y manipulación in vitro de dicha secuencia ¿Cómo introducir y perpetuar ADN foráneo en un organismo? Necesidad de un “vehículo” que lleve el ADN y sea capaz de autoreplicarse. - desarrollo de vectores ¿Cómo introducir ADN foráneo en ese vector? - el uso de enzimas de restricción y ligasas permite generar moléculas recombinantes ¿Cómo se introduce el vector portador del ADN de interés en la célula hospedera? - desarrollo de técnicas de transformaci
  • 101. Vectores Los vectores de clonado deben ser capaces de portar secuencias de ADN foráneo y de mantenerlo en forma estable en la célula hospedadora. - plásmidos (10 kb) - bacteriófagos (20 kb) - cósmidos (50 kb) - YAC (200 - 800 kb) (yeast artificial chromosome) ¿Qué precisa tener un vector para mantenerse estable en la célula hospedadora?
  • 102. Los plásmidos como vectores de clonado: Sitios de restricción únicos Marcadores genéticos (permiten selección pBR322 de transformantes) 4361 bp Orígen de replicación Tamaño pequeño (mayor eficiencia de transformación)
  • 103. Proceso de clonado: Se corta el ADN de interés y el vector con la misma enzima de restricción Se ligan los fragmentos generándose un vector recombinante Transformación: Se transforman células del organismo - CaCl2 hospedador - electroporación Se seleccionan las que portan el plásmido recombinante
  • 104. Los marcadores genéticos del vector permiten la selección de transformantes resistencia a antibióticos características nutricionales (marcadores auxotróficos) resistencia a compuestos tóxicos En medio sólido diferencial o selectivo. En pBR322 la inserción de un molécula de ADN resulta en la pérdida de la resistencia a ampicilina o tetraciclina. ¿Qué propiedad debe tener la célula receptora u hospedadora?
  • 105. Otros vectores confieren resistencia a un antibiótico que permite su selección y otro mecanismo indica la presencia de inserto Tamaño pequeño Origen de replicación Múltiples de copias Marcador seleccionable Sitios únicos de corte con ER: polilinker o MCS (multiple cloning site) sistema de selección de plásmidos recombinantes
  • 106. Utilización de análogos de lactosa lacI p o lacZ lacY lacA La ARN polimerasa puede transcribir los genes lac -galactosidasa Hidrólisis de X-gal Inactivación de LacI por unión de IPTG: inductor gratuito 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D- galactoside generación color azul
  • 107. lacZ como indicador de plásmidos recombinantes
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  • 110. Marcadores moleculares en producción animal “Situación actual en genómica bovina” Giovanni González M DMV.
  • 111. PERO QUE SON LOS MARCADORES MOLECULARES?? secuencias identificables de ADN que se encuentran en determinados lugares del genoma y que están relacionadas con la herencia de una característica o de un gen vinculado a ésta.
  • 112. Nos orientan a conocer y conservar los recursos genéticos y verificar genotipos. resultan útiles para definir un único genotipo multilocus, de particular interés en estudios donde se requiera una escala muy fina de resolución. Estudios referidos a: análisis de paternidades, parentescos, asignación de individuos a raza, planificación de apareamientos y otros aspectos de índole reproductiva (Jones et al., 1998)
  • 113. El objetivo principal es cambiar la forma en que se selecciona a los animales y también de detectar la variación existente entre un individuo u otro desde el punto de vista molecular, esta variación, también denominado «polimorfismo» genes que regulen características económicamente importantes en la producción pecuaria.
  • 114.
  • 116. ¡ NO! se utilizaron como marcadores los polimorfismos de proteínas séricas y antígenos eritrocitarios como marcadores genéticos. (McClure, 1952). Larsen et al., 1985 utilizó polimorfismos encontrados en grupos sanguíneos y el sistema mayo de histocompatibilidad.
  • 117. Uso de genes candidatos ..... Están íntimamente involucrados en la expresión de los caracteres que deseamos obtener Estos genes necesariamente deben estar involucrados en la fisiología del carácter tasa de crecimiento o peso al destete El gen de la hormona de crecimiento (GH) se identifican los diferentes formas del marcador o alelos
  • 118.
  • 119. Deben tener una buena distribución a lo largo del genoma y alto grado de polimorfismo. (Cheng y Crittenden, 1994). Picca, A., Et al. 2004. mencionan que un marcador ideal debe ser variable dentro y entre especies, de herencia mendeliana no epistática (sin interacción entre genes) insensible a los efectos ambientales, codominante, de rápida identificación y simple análisis y de posible detección en los estadios tempranos del desarrollo del individuo. (Picca, A., Et al. 2004)
  • 120.
  • 121. VNTRs (Número Variable de Repeticiones en Tandem). Minisatélites y los Microsatélites (SSR = Secuencias únicas repetidas o STR = Repeticiones simples en Tandem). 1-6pb, alto grado poli,herencia mendeliana y codominancia DIFERENCIACIÓN HOMO DE HETEROCIGOTO RFLP (Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restricción) SNP (polimorfismo de base única) Marcadores bialélicos RAPD (Polimorfismo Amplificado Aleatoriamente) AFLPs (Fragmento amplificado de polimorfismos de longitud)
  • 122. 122
  • 123. En las diferentes razas de bovinos, han sido reportados más de 1231 microsatélites polimórficos (Fries, 1993; Barense et al., 1994; Bishop et al., 1993; Georges et al., 1995; Ma et al., 1996; Kappes et al, 1997). Ganado de leche encontrar las regiones donde se ubican los genes que inciden en la producción de Láctea y componentes de la leche (Georges et al., 1995; Zhang et al., 1998)
  • 124. Georges et al. 1993 mapearon en la raza Parda Suiza un microsatélite (TGLA116) estrechamente ligado al gen de la enfermedad del temblor (weaver disease). Ron et al. 1994 utilizaron 10 microsatélites para investigar QTLs asociados a caracteres de producción lechera, en siete familias de Holstein Israelita. Vilkki et al. 1997 estudiaron 453 toros de la raza Finnish Ayrshires, los que fueron tipificados para seis microsatélites ubicados en el cromosoma 9.
  • 125. El gen de la i-calpaína se localiza en el cromosoma 29 (Smith et al ., 2000) y se han localizado diferentes polimorfismos que asocian este gen con la terneza en la carne (Page et al., 2002; White et al., 2005). Calpastanina cromosoma 7 bovino es (Kappes et al., 1997) inhibidor natural de las calpaínas en el sistema de proteólisis de la carne (Koohmaraie 1996) el gen de la hipertrofia muscular (carácter culón) gen candidato raza Blanc Bleu oriunda del Hainaut belga y francés
  • 126.
  • 127. Delgado, R et al 2006, realizó estudios de Identificación genética y análisis de parentesco de cerdos Resultaron 15 marcadores microsatélites de más de 200 cerdos reproductores de razas selectas.
  • 128.
  • 129. El mapa de ligamiento actual en bovinos contiene 4.000 marcadores genéticos (Ihara et al., 2004). Xochitl., et al 2006 reportó un nuevo microsatélite identificado en el primer intrón del gen de la miostatina bovina , usado para estudios de desordenes genéticos en humanos como la artiodactyla.
  • 130. Creo en el DNA todopoderoso Creador de todos los seres vivos Creo en el RNA, su único hijo, Que fue concebido por obra y gracia de la RNA polimerasa Nació como transcripto primario Padeció bajo el poder de nucleasas, metilasas y poliadenilasas. Fue procesado, modificado y tansportado. Descendió del citoplasma A los pocos segundos fue traducido a proteína. Ascendió por el Retículo Endoplásmico y el complejo de Golgi Y está anclado sobre la membrana plasmática a la derecha de la proteína G.
  • 131. Desde ahí ha de controlar la traducción de señales En células normales y apoptóticas. Creo en la Biología Molecular, La terapia génica y la biotecnología, En la secuenciación del genoma humano, La corrección de mutaciones, La clonación de Dolly Y la vida eterna AMÉN
  • 132. EL HOMBRE ENCUENTRA A DIOS, DETRÁS DE CADA PUERTA QUE LA CIENCIA LOGRA ABRIR ALBERT EINSTEIN ¡GRACIAS COLEGAS! BIOLOGÍA MOLECULAR MEDICINA VETERINARIA I LOVE THIS GAME