Biologia Molecular 1ra guia PDF

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Espero os sirva...

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1. Diga cuál es la diferencia entre biología molecular, genética y biotecnología. La diferencia es que: La biología molecular es la que tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un punto de vista molecular. En su sentido moderno, la biología molecular pretende explicar los fenómenos de la vida a partir de sus propiedades macromoleculares, La genética molecular es la rama que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular. Genética molecular. Es el campo de la biología que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular empleando los métodos obtenidos de la genética y de la biología molecular y La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. 2. Distinga entre genómica, transcriptómica, proteómica y metabolómica. 

Genómica:

La genómica es el campo de la genética que intenta comprender el contenido, la organización, la función y la evolución de la información molecular del ADN contenida en el genoma completo En el desarrollo de la misma existe una era pre-genómica, en la cual «espiábamos» a los genes, estudiando uno por uno su localización cromosómica, su función y su asociación con patologías específicas, y una era post-genómica, en la que ya no «espiamos» a los genes, sino que «le podemos preguntar» de forma masiva al genoma completo sobre los cambios que se generan a diversos niveles bajo diferentes condiciones o circunstancias. La genómica se divide en dos ramas principales: La genómica estructural orientada a la caracterización y localización de las secuencias que conforman el ADN, permitiendo de esta manera la obtención de mapas genéticos de los organismos, y la genómica funcional disciplina que se orienta hacia la recolección sistemática de información acerca de las funciones desempeñadas por los genes. Esta última, emplea técnicas de análisis masivo para el estudio de genes, proteínas y metabolitos. Se podría decir que llena el hueco existente entre el conocimiento de las secuencias de un gen y su función, para de esta manera desvelar el entendimiento de los sistemas biológicos. Ambas ramas permiten ir más allá de la simple descripción de un solo gen, ya que permiten conocer las variaciones del genoma a distintos niveles: expresión de ARNs mensajeros, función de proteínas, producción de metabolitos e incluso las interacciones físicas que cada uno de estos componentes celulares establecen para formar las redes que componen un sistema biológico, 

Transcriptómica:

La Transcriptómica es el estudio del conjunto de ARN (ARNr, ARNt, ARNm, ARNi, miARN) que existe en una célula, tejido u órgano. Como los proteomas, los transcriptomas son muy variables, ya que muestran qué genes se están expresando en un momento dado. Para los científicos son particularmente interesantes, los transcriptomas de las células cancerosas y de las células madre ya que pueden ayudar a entender los complicados procesos de carcinogénesis y de desarrollo y diferenciación celular. Consiste en analizar los miles de moléculas de ARN de todo tipo, es decir, el transcriptoma, mediante diferentes técnicas dentro de las La era de las Ciencias Ómicas 27 cuales la más usada es el microrray (micromatrices) de ADN. La idea BIOLOGIA MOLECULAR, MEDICINA II

básica de las micromatrices es construir, sobre una membrana o lámina de vidrio, partes de muestras que contienen fragmentos de ADN. 

Proteómica:

Proteómica es el estudio a gran escala de las proteínas, en particular de su estructura y función. Las proteínas son partes vitales de los organismos vivos, ya que son los componentes principales de las rutas metabólicas de las células. El término proteómica fue acuñado en 1997 como una analogía con genómica, el estudio de los genes. La palabra «proteoma» es la fusión de «proteína» y «genoma». Las proteínas sufren modificaciones posteriores a su construcción llamadas modificaciones postraduccionales. Esto afecta tanto en la forma como la función de una proteína. Mientras el genoma es prácticamente invariable, el proteoma no sólo difiere de una célula en otra célula, sino que también cambia según las interacciones bioquímicas con el genoma y el ambiente. Existen tres ramas en la proteómica que tratan de caracterizar el proteoma estudiando distintos aspectos del mismo: o La proteómica de expresión se encarga del estudio de la abundancia relativa de las proteínas y de sus modificaciones postranscripcionales. o La proteómica estructural se encarga de la caracterización de la estructura tridimensional de las proteínas o La proteómica funcional se encarga de la localización y distribución sub-celular de proteínas y de las interacciones que se producen entre las proteínas y otras moléculas con el fin de determinar su función. Las aplicaciones de la proteómica son múltiples, pero actualmente se destacan las siguientes: o Identificación de nuevos marcadores para el diagnóstico de enfermedades • Identificación de nuevos fármacos o Determinación de mecanismos moleculares involucrados en la patogenia de enfermedades o Análisis de rutas de transducción de señales. 

Epigenómica:

El estudio del epigenoma humano, que viene a ser la conexión entre el medio ambiente y la expresión de nuestros genes, ha cobrado gran relevancia en la ciencia después de que hace más de una década se empezara la elaboración del mapa del genoma humano. La epigenómica permite identificar secuencias del genoma, importantes para la regulación de la expresión de los genes, que quedan ocultas Actualmente el concepto de epigenoma incluye todos aquellos procesos que alteran la expresión de genes sin cambiar la secuencia del ADN, dichos cambios se van a transmitir a las células hijas. Puesto que los cambios epigenéticos son dependientes de factores internos y externos, no existe un único epigenoma, lo que pone de manifiesto la compleja red de interacciones que generan la gran plasticidad del genoma para ejecutar el programa genético dependiendo de las modificaciones epigenéticas/epigenómicas que son únicas y específicas de la diferenciación celular. BIOLOGIA MOLECULAR, MEDICINA II

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Metabolómica:

La metabolómica cataloga y cuantifica a las moléculas pequeñas que se encuentran en los sistemas biológicos. Es una nueva rama en bioquímica analítica que está relacionada con el metabolismo —el proceso de conversión de energía de los alimentos en energía mecánica o calor. Los subproductos del metabolismo, conocido como metabolitos, se encuentran en muestras biológicas tales como orina, saliva y plasma sanguíneo. La metabolómica se refiere al estudio de estos perfiles metabólicos como producto de muestras biológicas. En el caso de la biología vegetal, muestras de tejido específico se utilizan para perfilar metabolitos. La metabolómica creció junto con la genómica y la proteómica desde mediados de los años noventa como resultado del proyecto del genoma humano. 3. Indique usted 10 eventos que contribuyeron al desarrollo de la biología molecular  En el siglo XIX se inicia el conocimiento de los ácidos nucleicos.  1939 Se descubre que los ácidos nucleicos constituyen grandes moléculas.  1944 O.T Avery descubre que los genes pueden estar constituidos por ácido nucleico puro.  La estructura del DNA se conoció a mediados del siglo XX.  El inicio de la biología molecular moderna lo constituye la propuesta de estructura en doble hélice, formulada en 1953 por James D Watson y Francis Crick.  1940 reconocimiento de ADN como material de herencia  1953 estructura de la doble cadena.  1966 decodificación del código genético.  1972 tecnología del ADN recombinante.  1975-1977 tecnología de la secuenciación de ADN. 4. 1. 2. 3. 4. 5.

Enuncie cinco aplicaciones de la biología molecular a la medicina. Biología celular Genética Citogenética Farmacogenómica Oncología

5.

Enuncie cinco productos de uso cotidiano que han sido desarrollados mediante el uso de la biología molecular  En la alimentación: La comida es el combustible que mantiene vivo a los seres humanos. Los alimentos provienen de plantas y animales que, en gran medida, son desarrollados gracias al conocimiento de la biología.  En la agricultura: BIOLOGIA MOLECULAR, MEDICINA II

El hombre y otros animales dependen de la agricultura y de sus productos. La destrucción de insectos dañinos y el uso de métodos agrícolas modernos se vuelven de vital importancia para la agricultura. Al estudiar la naturaleza, ocurrencia y reproducción de estas plagas, los agricultores documentados pueden aumentar el rendimiento de sus cultivos usando medidas de control.  En la salud La biología ha permitido comprender las causas de muchas enfermedades. Los métodos para controlar, curar enfermedades y formular fármacos han sido posibles gracias a esta ciencia. Por ejemplo, hasta los descubrimientos hechos por Ronald Ross, se desconocía la causa de la malaria. Gracias a sus investigaciones, se determinó que la malaria no es causada por el mal aire, sino que un protozoo es el agente causal y se propaga por la mordedura del mosquito femenino Anopheles. También realizó hallazgos sobre las medidas preventivas. Hay infinitas aplicaciones de la biología en la resolución de problemas relacionados con la salud. Por ejemplo, los analgésicos tienen efecto de calmar el dolor mientras que los antisépticos eliminan o detienen el crecimiento de microorganismos.  En el crecimiento industrial Las industrias de la seda, la perla, el marfil, la pesca, etc., se han desarrollado con nuevas tecnologías debido al conocimiento recibido de la biología. La sericicultura (producción de seda natural) y la piscicultura (cría de peces) son industrias de rápido crecimiento y se basan exclusivamente en el conocimiento de las ciencias biológicas.  En los seres humanos La biología ha progresado mucho. Como ciencia, pretende mejorar los estilos de vida de los seres humanos a través de la herencia controlada, la ingeniería genética, el estudio de las vitaminas y hormonas, la investigación del cáncer y el medio ambiente, por citar algunos campos de estudio. 6. Describa usted la organización física del genoma. El tamaño del genoma humano es usualmente basado en el total de pares de bases, contiene 3,200 de bases o nucleótidos A, C, T, G. El orden particular en que se encuentran estas bases se llama secuencia de ADN, tiene apariencia de una larga frase: AGTCCAG… y específica la instrucción genética que se necesita para crear un organismo particular con características propias por eso se le llama libro de la vida. El genoma está constituido por cromosomas que contienen genes y los genes están hechos de ADN. Cada vez que la célula se divide en células hijas, el genoma total se duplica, está duplicación tiene lugar en el núcleo celular. Cada célula hija recibe una hebra nueva y una vieja.

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7. Indique usted cómo eliminar las nucleasas de las áreas de trabajo en Biología Molecular. La superficie utilizada para preparar las reacciones de PCR debe ser descontaminada con radiación ultravioleta antes y después de la preparación (15 a 30 min). Si se sospecha contaminación, adicionalmente, una vez terminado el trabajo, pueden limpiarse las superficies con una solución de 0,5- 1,0 % de hipoclorito de sodio, que luego debe ser removido con etanol 70%. También es posible utilizar soluciones comerciales para este fin: DNAZap ® (Invitrogen), DNA Away ® (VWR), DNA Remover® (Minerva Biolabs), entre otras. 8. Indique usted cómo evitar/eliminar contaminación con “otros ácidos nucleicos” en los procesos de extracción y amplificación de ADN. a.- Control de extracción: Utilizar un reactivo, por ejemplo, agua estéril libre de nucleasas, y manipularlo como una muestra biológica más durante el proceso de extracción de ácidos nucleicos. b.- Control de reactivos: Preparar el reactivo en el área limpia y mantener el tubo cerrado durante el resto del proceso. Luego incubarlo en el termociclador y realizar la electroforesis. Permite chequear los reactivos que se están utilizando para la preparación de las mezclas de PCR. c.- Control de manipulación: Agregar agua en un microtubo en lugar de templado, cada 3-4 muestras dispensadas, durante el proceso de carga en la preparación de la PCR. Permite chequear la manipulación, por parte del operador, de las muestras con templados. BIOLOGIA MOLECULAR, MEDICINA II

d.- Control de réplica: Para todo laboratorio que trabaje con PCR en tiempo real, además de utilizar los controles antes mencionados, es necesario trabajar cada muestra utilizando réplicas (al menos en duplicado) para descartar posibles falsos positivos, dada la alta sensibilidad de la técnica.

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