Trabajo de biologia molecular , martes PDF

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DEBER DE BIOLOGIA MOLECULAR Y GENETICA Nro. ¿Qué importancia tiene que una cadena de DNA tenga polaridad, que las 2 cadenas sean antiparalelas, que la molécula posea surco mayor y surco menor y que las cadenas sean complementarias?  Se forma un esqueleto entre las cadenas monocatenarias y los enlac...

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DEBER DE BIOLOGIA MOLECULAR Y GENETICA Nro.1

1. ¿Qué importancia tiene que una cadena de DNA tenga polaridad, que las 2 cadenas sean antiparalelas, que la molécula posea surco mayor y surco menor y que las cadenas sean complementarias?  Se forma un esqueleto entre las cadenas monocatenarias y los enlaces de unión se los conoce como enlaces 3-5 fosfodiéster.  El esqueleto de azúcar-fosfato-azúcar-fosfato se localizan en el exterior de la molécula con dos grupos hacia dentro, los grupos fosfatos le confieren a la molécula una gran electronegatividad.  Son antiparalelas porque van en dirección 5 a 3 prima y la otra cadena viceversa.  Son complementarias por sus bases nitrogenadas que siempre van unidas de esta manera A-T, Y G-C. Siempre se une una pirimidina con una purina.  El surco mayor y menor son los que se forman en los espacios entre los giros que forman la hélice.

2. ¿Qué es un genoma?, como difiere la complejidad del genoma bacteriano respecto de los genomas eucariotas?  El genoma es el contenido único de información genética, es la esencia a la información genética de un solo grupo.  La gran diferencia del genoma eucariota y bacteriano es en el momento de su replicación, el bacteriano necesita un solo punto origen de replicación y el eucariota necesita 1000 o más .

3. ¿Qué significa el concepto “desnaturalización del DNA”? de qué manera la desnaturalización depende del contenido GC en el DNA? ¿Como afecta esta variable la Tm?  La desnaturalización de ácidos nucleicos como el ADN por altas temperaturas produce una separación de la doble hélice, que ocurre porque los enlaces o puentes de hidrógeno se rompen. Esto puede ocurrir durante la reacción en cadena de la polimerasa; las cadenas del ácido nucleico vuelven a unirse (renaturalizarse) una vez que las condiciones "normales" se restauran. Si las condiciones son restauradas rápidamente, las cadenas pueden no alinearse correctamente.

4. ¿Que es una secuencia de DNA microsatélite? ¿Investigue Como participan estas secuencias en las enfermedades humanas? 

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Las secuencias microsatélites son secuencias cortas repetitivas de ADN. Las secuencias microsatélites están compuestas de ADN no codificante y nos son parte de ningún gen. Se utilizan como marcadores genéticos para estudiar la herencia de los genes en las familias. Los microsatélites son pequeños trozos de ADN en nuestro genoma muy simples, en el sentido de que sólo constan de dos o tres combinaciones de letras, como CACACA o GATGATGAT. Y resulta que estas pequeñas secuencias repetitivas que están en nuestro genoma varían muy rápidamente entre diferentes personas. Así que es muy fácil usar estas secuencias repetitivas de ADN, o microsatélites, para trazar lo que se llama la huella digital de ADN de un ser humano en particular.

5. ¿Describa 2 mecanismos por medio de los cuales los elementos genéticos son capaces de moverse de un sitio a otro del genoma? Los elementos genéticos son capaces de moverse de un sitio por dos mecanismos. 

Transposones mediante mecanismo corte e inserción

Ambas cadenas de la doble hélice se cortan en cada extremo, lo cual escinde al transposon como parte del complejo de una Transposasa un DNA blanco captura al complejo tranposasa-transposon y el transposon se inserta. Transposasa: proteína que cataliza la escisión de un transposon de un sitio donador del DNA y su posterior inserción al sitio especifico del cromosoma. 

Retrotransposones mediante mecanismo copiado e inserción:

El DNA del elemento transponible se transcribe mediante un RNA, el cual se transcribe de forma contraria mediante una enzima denominada transcriptasa inversa para crear un DNA complementario, luego la copa de DNA desarrolla una cadena adicional para crear un dúplex, el cual después se integra en un sitio blanco de DNA.

6. Ciertas tinciones pueden identificar algunas diferencias en la estructura del cromosoma, pero no pueden identificar una secuencia especifica de DNA. ¿Como se puede identificar una secuencia especifica de DNA a lo largo de un cromosoma? Realice un esquema y describa los pasos. Mediante una técnica denominada hibridación de ácidos nucleicos. Las moléculas que interactúan deben ser de cadena sencilla Los cromosomas de una célula en mitosis se distribuyen en una laminilla

HIBRIDACION DE ACIDOS NUCLEICOS

El DNA se hace monocatenario tratando los cromosomas con una solución salina caliente que provoca que las cadenas de DNA se separen y permanezcan así. Durante la hibridación los cromosomas desnaturalizados se incuban en una solución que contienen DNA satelite monocatenario marcado con biotina, que se une de manera selectiva a las cadenas complementaarias del DNA satélite inmovilizado situadas en los cromosomas. Tras un periodo de incubación, el DNA satélite soluble que no ha presentado hibridación, se lava o se digiere y se revelan los sitios en los que se unió el DNA marcado.

7. La siguiente grafica describe 2 muestras de DNA que fueron térmicamente desnaturalizadas bajo las mismas condiciones.

a) Que obtener composición muestras. En la muestra A más alto que b) Como pendiente más muestra A La temperatura que la muestra contenido de y mientras más Tm.

conclusiones puedes respecto a la de bases de las 2 su punto de fusión es en la muestra B podrías explicar la pronunciada para la de fusión aumenta ya B tiene mayor GC (%G + %C) del DNA, contenido, más alta la

c) La formamida y la urea son agentes que pueden formar puentes de hidrogeno con pirimidinas y purinas. Que efecto podría tener, en las curvas de melting, la inclusión de una pequeña cantidad de formamida o urea?. La temperatura de fusión bajaría ya que la formamida y la urea compiten con las bases nitrogenadas para formar puentes de hidrogeno, por lo cual impiden el correcto apareamiento de las cadenas y asi se facilita la desnaturalización.

8. En un experimento, el DNA de Salmonella typhimurium fue desnaturalizado y se monitorizo el proceso de renaturalizacion. Al mismo tiempo, un DNA de mamífero se desnaturalizo y asi mismo se monitorizo el proceso de renaturalización. Saca tus conclusiones a partir de las siguientes observaciones. a) La renaturalización del DNA de Salmonella fue un proceso de una sola fase. b) Alrededor del 35% del DNA de mamífero se re-naturalizó rápidamente mientras que el 65% del DNA renaturalizado tuvo un periodo más prolongado. c) La renaturalización del DNA de Salmonella fue un proceso de una sola fase. En la mayoría de virus y bacterias existe una sola fase ya que todas las secuencias están presentes en la misma concentración, por lo que una secuencia de nucleótidos en la población tiene la misma probabilidad de encontrar a su pareja en un tiempo determinado. En el DNA de un mamífero se renaturalizan a velocidades muy distintas ya que las diferentes secuencias de nucleótidos se encuentran en concentraciones muy variables. d) Alrededor del 35% del DNA de mamífero se re-naturalizó rápidamente mientras que el 65% del DNA renaturalizado tuvo un periodo más prolongado. Esto corresponden a la renaturalizacion de tres clases muy abundantes de secuencias de DNA, las cuales se denominan fracción muy repetida, fracción moderadamente repetida y fracción no repetida. Fracción muy repetida: secuencias cortas constituyen el del 1% al 10% del DNA total. Fracción moderadamente repetida: se encuentran en cualquier parte del genoma y pueden constituir de un 20% al 80% de DNA total. Fracción no repetida: Siempre se encuentran en un sitio específico del cromosoma, cada grupo de cromosomas contiene uno solo de estos genes.

9. Basado en su conocimiento de las reglas de complementariedad de bases responda las siguientes preguntas. o Suponga que está analizando una muestra de DNA y encuentra que su composición de bases es 30%A, 20%T, 30% G, 20%C. Qué puedes concluir acerca de la estructura de este DNA?.

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Podemos concluir que esta relación de muestra de DNA es totalmente errónea por que la conjugación de bases nitrogenadas , es parcial , depende de cuantas bases nitrogenadas estén combinadas y esto da especificidad e individualidad de un organismo a otro. El número de adeninas es igual al de timinas y la cantidad de guaninas siempre es igual al de citosinas. Para una molécula de DNA de doble cadena en la cual el 15% de las bases son A, que puedes concluir acerca del contenido de C?. podrías esperar que la Tm de este DNA este por arriba o por debajo de los 90oC? La relación entre guaninas y citocinas ( %G +C%) aumenta la Tm y la estabilidad de las moléculas de DNA , mientras que los enlaces de A Y T, mantienen la cantidad de puentes de hidrógeno necesarios y esto hace que la temperatura se mantenga baja.

10. Investigue como se llegó a conocer que los elementos genéticos móviles L1 han participado en el desarrollo de enfermedades genéticas en seres humanos.

o El síndrome L1 es un trastorno congénito del desarrollo, de leve a grave, ligado al X que se caracteriza por hidrocefalia con distintos grados de severidad, déficit intelectual, espasticidad de las piernas, y pulgares en aducción. El síndrome representa un espectro de trastornos incluyendo: hidrocefalia ligada al X con estenosis del acueducto de Silvio (HSAS), síndrome MASA, compleja paraplejía espástica tipo 1 ligada al X, y agenesia del cuerpo calloso compleja ligada al X. El síndrome L1 afecta a hombres principalmente. El síndrome L1 está causado por mutaciones en el gen L1CAM (Xq28) que codifica la molécula de adhesión celular L1 que se expresa principalmente en el desarrollo del sistema nervioso. Se han descrito más de 240 mutaciones diferentes hasta la fecha, que posiblemente explican el amplio espectro clínico. Se ha notificado que un 7% de las mutaciones se producen de novo. El diagnóstico en pacientes varones se realiza en base a los hallazgos clínicos y neuropatológicos característicos y una historia familiar concordante con la transmisión ligada al X. La ausencia bilateral de las pirámides detectadas por imagen por resonancia magnética (RM) o autopsia es prácticamente un rasgo patognomónico del síndrome. El diagnóstico puede confirmarse por un test genético molecular del gen L1CAM.

11. Investigue, grafique y describa paso a paso, el mecanismo molecular por el cual los elementos genéticos móviles ALU y L1 se desplazan a lo largo del genoma humano.

ARTICULO CIENTIFICO

“LINE1 Derepression in Aged Wild-Type and SIRT6- Deficient Mice Drives Inflammation”. 1. Investigue cual es la base biológica del proceso de envejecimiento.

o Un reciente estudio de la Universidad de Rochester, realizado en un modelo de envejecimiento acelerado en ratón, acaba de proporcionar nuevas evidencias de la influencia de los elementos móviles del genoma en la aparición de enfermedades asociadas a la edad. El estudio, que muestra que los tratamientos destinados a bloquear la movilización de los elementos transponibles LINE pueden mejorar la esperanza de vida de los ratones modelo, podría sentar las bases de futuras terapias para retrasar el envejecimiento y aparición de enfermedades relacionadas en humanos. o En el estudio, los investigadores utilizaron ratones deficientes para la proteína SIRT6, que muestran un envejecimiento acelerado y una reducida esperanza de vida. Estos animales presentan una fuerte actividad en los elementos LINE1 y sus células muestran inestabilidad genómica aumentada, por lo que los investigadores se plantearon si la actividad de los elementos LINE1 podía estar relacionada con el envejecimiento y si su inhibición podría aliviar los síntomas de los animales. o El equipo trató a los animales con fármacos que frenaran la retrotranscripción, mecanismo que utilizan los LINES1 para movilizarse, y observó que disminuían el daño en las células de los animales y mejoraban algunas de las patologías asociadas a la edad que presentaban los animales. o La siguiente cuestión de los investigadores fue determinar el mecanismo por el que los elementos LINE1 podían influir en la aparición de síntomas asociados a la edad de los ratones modelo. El equipo observó que las células de los ratones deficientes en SIRT6 acumulan ADN procedente de elementos LINE1 en el citoplasma, lo que induce una respuesta celular mediada por el interferón 1 que promueve la inflamación patológica. Los investigadores destacan que estos mismos mecanismos son un espejo de los observados en ratones y en humanos durante el envejecimiento normal. o Los resultados del trabajo ofrecen evidencias de que la activación de los elementos LINE1 con la edad aumenta la inestabilidad genética y promueve señales que promueven características fisiológicas del envejecimiento, como es la inflamación. Además, plantean que la inhibición de la activación de los LINE1 podría ser una estrategia para hacer frente a las enfermedades asociadas a la edad. “Intervenciones destinadas a inhibir la actividad de los LINE1 y la inflamación relacionada podrían tener el potencial de suplementar otros tratamientos o servir como una nueva forma de terapia para las patologías asociadas a la edad”, concluyen los autores del trabajo. “Futuros trabajos en dosis efectivas, tratamientos de animales de edad avanzada y el desarrollo de inhibidores LINE1 específicos menos tóxicos, pavimentarán el camino hacia el futuro de las aplicaciones transicionales”.

2. Como influyen los elementos genéticos móviles en la aparición de enfermedades asociadas a la Edad. Pág 410

3. Qué mecanismos moleculares están implicados en la inactivación de elementos genéticos móviles.

o Lo genomas eucariotas contienen un gran número de transposones, según lo demostrado inicialmente por McClintock. Dentro de los cuales la mayoría de estos son incapaces de trasladarse de un lugar a otro debido a mutaciones, o porque la misma célula suprime su movimiento y esto lo hace por medio de RNA celulares pequeños y metilación del DNA la misma que modifica su función cuando se encuentra en el gen promotor; generalmente actúa para reprimir la transcripción génica. Y es también esencial para el desarrollo normal y se asocia con una serie de procesos clave, incluyendo la inactivación del cromosoma X, la represión de elementos repetitivos.

4. ¿Qué función Cumple la proteína SIRT 6 y cómo influye en el envejecimiento acelerado? Cumple la función de participar en el silenciamiento de promotores de L1,

Hace que L1 retotransposon se acumulen más en el genoma animal el supresor tumoral SIRT6 implicado en la estabilidad del genoma y la reparación del ADN. Se ha demostrado que su actividad supresora de tumores está directamente relacionada con el silenciamiento de un conjunto específico de genes relacionados con la vía NF-κB, la respuesta a hipoxia o el glicólisis (en relación con el cambio metabólico de la glicolisis anaeróbica que las células cancerosas tienen como característica principal La sobreexpresión de SIRT6-HA —pero no de SIRT1— induce una modificación en Suv39h1 de alrededor de 9 kDa. Una mutación puntual de SIRT6 inactivadora de su actividad catalítica (mut) disminuye la capacidad de SIRT6 para inducir esta modificación, lo que sugiere que la actividad catalítica 3 de SIRT6 está implicada

5. ¿Qué resultados obtuvieron cuando se administró fármacos anti-RT, cuales fueron esos medicamentos, desde el punto de vista farmacológico investigue el mecanismo de accion?. o Los fármacos anti-RT bloquean los retroelementos y también los retrovirus para evitar que completen la invasión genómica, y a la vez obstruyen la actividad de las polimerasas virales NRTIs, que a la vez son también potentes inhibidores de L1 RT. (3TC y d4T) o Mecanismo de acción: 

Estavudina d4T

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Es un fármaco antiretrovírico, inhibe la replicación de los retrovirus, al competir con la transcriptasa reversa del virus HIV que incorpora al DNA viral deoxitimidina trifosfato. In vivo, la estavudina se activa por fosforilización mediante kinasas celulares a estavudina trifosfato que se incorpora al DNA viral en lugar del nucleósido natural, cesando la elongación del DNA vírico ya que la estavudina trifosfato carece del grupo 3'-OH. Adicionalmente, la estavudina trifosfato inhibe las polimerasas celulares beta y gamma, reduciendo la síntesis del ADN mitocondrial. Desgraciadamente, el HIV es capaz de desarrollar resistencia a la estavudina, habiéndose observado resistencia cruzada con la zidovudina y la didanosina.

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Lamivudina 3TC 

Es un análogo de nucleósidos sintético usado como un agente antiviral en el tratamiento infecciones por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y el virus de la hepatitis B, es un potente inhibidor de la transcriptasa inversa.

Se ha demostrado que inhibe tanto la transcriptasa inversa de tipo 1 y tipo 2 del VIH. La lamivudina también puede inhibir la replicación del virus de la hepatitis B, ya que esta replicación depende de la transcripción inversa de un ARN intermedio a un ADN con una hebra menos, que luego sirve como plantilla para la síntesis del ADN de una hebra más.

6. Comente las limitaciones que se presentaron en la presente investigación.

Nota: 1. El presente trabajo deberán presentarlo hasta el día 10 de abril del 2019, en la oficina 111 el trabajo se receptará hasta las 16h30. 2. La siguiente semana se realizará la primera lección de Biología molecular y genética de acuerdo al cronograma adjunto, no está por demás sugerirles que

revisen el deber ya que se puede incluir preguntas al respecto en el momento de la lección. 3. Los grupos de trabajo deberán estar formados por 5 personas máximo 6. 4. En la pregunta Nro. 11 los mecanismos de transposición de las secuencias Alu y L1 difieren un poco respecto a las estudiadas en clase, por lo que deberán ser cuidadosos al respecto.

CRONOGRAMA LECCION Nro.1 Biología Molecular y Genética Paralelo 2do B y 2do D 2do A,C, E y F

Fecha de presentación Observaciones de Lección de Biología Molecular Martes 9 de Abril del 2019 Miércoles 10 de Abril del 2019

Cualquier novedad estoy a las órdenes. ¡Éxitos y mucha suerte!!!...