jueves, 8 de marzo de 2012
martes, 6 de marzo de 2012
Tarea Experimento de Meselson-Stahl
Meselson y Stahl (1958) demostraron que el DNA de E. coli se replica de forma semiconservativa, tal como habían propuesto Watson y Crick (1953) al elaborar el modelo molecular del DNA y tal como podía deducirse de los experimentos realizados previamente por Taylor (1957) sobre la síntesis de DNA en eucariotas. El experimento de Meselson y Stahl está basado en la variación de la densidad de flotación del DNA derivada de la utilización del isótopo pesado del nitrógeno (N15) y el análisis de dicha variación mediante la técnica de Ultracentrifugación en gradiente de Cloruro de Cesio.
desarrollo del experimento:
Se hicieron crecer cultivos de E. Coli, en un medio con nitrógeno radiactivo N15; después de lavar, se dejó que continuara el crecimiento en un medio normal con N14. El momento adecuado, se añadió el ADN aislado a una solución densa de CsCl.
El tubo se colocó en una centrifuga, haciéndola funcionar a velocidades suficientemente altas como para producir la sedimentación parcial del CsCl, formándose un gradiente de densidad mas denso en el fondo y menos denso arriba. En este gradiente, el ADN forma bandas en el nivel donde tiene la misma densidad que la solución salina. Después de una generación de crecimiento en el medio normal el ADN aislado forma una banda que se encuentra a mitad de camino entre el punto de igual densidad para el ADN totalmente marcado con N15 y la posición esperada para el ADN liviano normal (N14).
Después de una generación de crecimiento, entonces, cada molécula de ADN tenía una mitad vieja y una mitad nueva. Calentando el ADN para separar las cadenas y luego recentrifugandolas, se hizo evidente que las moléculas hibridas tenían una cadena de polinucleótidos parental (enteramente con N15) y otra recién sintetizada (completamente con N14). En otras palabras, el ADN se replica en forma semiconservativa.
bibliografia:
Replicación del ADN
SEP SNEST DGEST
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO
Nombre del Alumno:
Rubén Santibáñez Alejandrez
Número de Control:
09930057
Carrera:
Lic. biología
Ciudad Altamirano, Gro. México. 06 Marzo del 2012
Introducción
En este curso de biología molecular se describirá a detalle uno de los fenómenos más notables de todos los seres vivos que es; la capacidad de replicación de su material genético a través de una enzima denominada DNA-polimerasa que esta cataliza la formación de cadenas de nucleótidos por la adición sucesiva de nucleótidos. Este proceso de replicación no comienza a replicar ni al azar ni en cualquier parte.
Este controlado por un complejo sistema de regulación intracelular que le indica a la enzima el momento del ciclo celular en que debe comenzarse la replicación, la enzima reconoce una secuencia de nucleótidos llamada origen de replicación que marca el punto el que ha de comenzarse la replicación. Este proceso fue confirmado en el año de 1958 por Meselson y Stahl en el cual denominaron que la replicación del ADN era semiconservadora. Una replicación semiconservadora es aquella en que la cadena de dos filamentos en hélice del ADN se replica de forma tal que cada una de las dos cadenas de ADN formadas consiste en un filamento proveniente de la hélice original y un filamento nuevo sintetizado.
Para investigar la forma de replicación del ADN, Meselson y Stahl idearon una forma muy ingeniosa que se basa en dos premisas fundamentales, por una parte está el hecho de que el nitrógeno es uno de los principales elementos del ADN, y por la otra el nitrógeno posee dos isótopos que pueden ser distinguidos mediante técnicas de laboratorio. 14N es el isótopo más abundante del nitrógeno, el ADN es también viable con el isótopo 15N el cual es más pesado y no es radioactivo, solo es más pesado que el nitrógeno común. De esta forma Meselson y Stahl mediante un inteligente planteo del experimento, en el que utilizaron bacterias y observaron cómo replicaban su ADN, pudieron obtener información que les permitió identificar el mecanismo de replicación del ADN y descartar ciertas teorías alternativas.
Objetivos.
1._ Entender como se transmite la información genética entre los seres vivos y su relación con los mecanismos de herencia
2._ Distinguir los mecanismos de duplicación del material genético en procariotas y eucariotas.
Metodología.
Para la realización de la unidad 4º se tomaran referencias sobre la bibliografía de:
* M. Devlin Thomas. 2000. Bioquímica, libro de texto con aplicaciones clínicas. Editorial Reverte, S.A. Impreso en México.
*Puche Acosta F. Javier. Biología molecular. Antología de la materia Biología celular, 2012.
domingo, 4 de marzo de 2012
Conclusiones
El material genético en los organismos se organiza de manera distinta, ya que en los procariontes solo poseen un solo cromosoma el material se organiza a través de una proteina parecida a la histona. En cambio en los organismos eucariontes el se empaqueta de manera muy distinta. Para poder formar los cromosomas el material genético pasa por 4 fases de enrollamiento, en el cual este material se enrolla sobre proteínas. Ya por ultimo entre más complejidad presente el organismo, este presentará mucho material genético no codificable.
ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO
3.1 Organismos procarióticos
El material genético se compacta en un área discreta de la célula formando los cromosomas. Éstos se encuentran en los virus, células procariotas, en el núcleo de células eucariotas y en cloroplastos y mitocondrias. Los genomas procariontes tienen un tamaño inferior a 5 Mb, que es igual a 5,000 pares de bases (pb). La mayor parte del genoma bacteriano corresponde a genes.
3.1.1 ADN circular
El genoma de la mayoría de los procariontes esta formado por un único cromosoma. Normalmente es una molécula de DNA de doble cadena cerrada y circular. Los genes bacterianos están muy agrupados, con distancias intergénicas muy pequeñas, y los intrones son muy escasos. El cromosoma bacteriano se compacta formando una estructura llamada NUCLEOIDE. 3.1.2 Proteínas asociadas Existen una serie de proteinas relacionadas con el empaquetamiento del DNA bacteriano que reciben el nombre de proteinas similares a histonas, (H-NS), (HU), Dichas proteinas tienen un bajo peso molecular y los genes que las codifican existen en múltiples copias, sin embargo su similitud con las histonas de los eucariotas es muy baja.  3.1.3 ADN extracromosómico. 3.1.3.1 Plásmidos. _svg.png) Genomas plásmidicos Los plásmidos no pueden vivir fuera de la célula. Los plásmidos bacterianos contienen a menudo genes que son útiles para la célula huésped. Confieren resistencia a antibióticos, promueven la fusión o producen toxinas. Ocasionalmente se encuentran plásmidos en hongos y células vegetales. La mayor parte de ellos se encuentran en mitocondrias y cloroplastos, pero algunos aparecen en el núcleo y citoplasma. A diferencia de los plasmados bacterianos, estos no confieren beneficio alguno y subsisten solo para copiarse a si mismos. 3.1.3.2 Bacteriófagos. Son virus que infectan exclusivamente a bacterias. Los fagos están constituidos por una cubierta proteica o cápside en cuyo interior está contenido su material genético. El virus puede seguir dos rutas dependiendo del tipo de fago que sea: Fago Virulento: siempre sigue la ruta lítica, y Fago Temperado: pueden seguir la ruta lítica pero normalmente siguen la ruta lisogénica según la cual el fago está en la célula como un profago.  CICLO LÍTICO 1._ Un fago se adhiere a la célula hospedadora e inyecta su ácido nucleico en la célula. 2._ Con la "maquinaria" de la bacteria, el fago replica su material genético y sintetiza sus proteínas mientras que el cromosoma del huésped se degrada. 3._ Los fagos se ensamblan en el interior de la célula huésped. 4._ La bacteria se lisa y los fagos quedan libres. CICLO LISOGÉNICO 1._ El fago se adhiere a la célula hospedadora e inyecta su material genético. 2._ La célula, tiene, en estos momentos, dos ADN circulares (uno de ellos del fago). 3._ El ADN del fago se integra en el cromosoma de la célula huésped. 4._ Se produce entonces la lisogenia: la bacteria es portadora del ADN del fago pero es inmune a su acción lítica aunque sí que pueden infectar a otras bacterias no resistentes a estos virus y provocar su lisis.  3.1.3.3 Transposones  Su existencia fue propuesta por Bárbara McClintock en el maíz, sin embargo, su existencia no se demostró hasta mucho más tarde en bacterias. Por ello fue laureada con el Premio Nobel en 1983. Hoy se sabe que hay transposones en todos los organismos y que condicionan enormemente la evolución. La transposición es el fenómeno por el cual un elemento de DNA cambia de ubicación física en el cromosoma sin aprovechar ningún tipo de homología de secuencia, sino a través de una proteína específica denominada transposasa. 3.2 Organismos eucarióticos Genomas nucleares eucarióticos En los organismos eucarióticos, la mayoría de los genes se encuentra en los cromosomas del núcleo. Las especies eucarióticas se clasifican como diploides (dos series de cromosomas en el núcleo), o son haploides (1 sola serie de cromosomas en el núcleo). 3.2.1 ADN lineal y empaquetamiento 3.2.1.1 Histonas La mezcla completa de materiales de los que se compone el cromosoma se conoce como cromatina. Se trata de DNA y proteínas. Las histonas son proteínas asociadas al DNA en los nucleosomas. Los nucleosomas (10 nm) están formados por un octamero compuesto por dos unidades de cada una de las histonas (H2A, H2B, H3 Y H4).  3.2.1.2 Solenoides El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de solenoide. Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas. El solenoide mantiene su forma mediante otra histona H1. Para conseguir el primer nivel de empaquetamiento el DNA se enrolla alrededor de las histonas, que actúan, como bobinas de un hilo, un nuevo enrollamiento genera la conformación del solenoide. 3.2.1.3 Cromosomas Los cromosomas se encuentran muy enrollados, si un solenoide tiene de diámetro 30 nm, un cromosoma condensado tiene 700 nm. Para esto el solenoide se enrolla sobre un esqueleto proteico compuesto de la enzima topoisomerasa II, que es capaz de pasar una cadena de DNA a través de otra.  PRIMER NIVEL: NUCLEOSOMA Esta estructura vista al microscopio se ve como si fuera un collar de perlas del que las cuentas son los nucleosomas. El nucleosoma está formado por un octamero de histonas en el que hay dos subunidades de las histonas H2A, H2B, H3 y H4. Alrededor de este octamero se arrolla el ADN con dos vueltas. El espaciamiento entre las cuentas está formado por ADN que se llama ADN puente. El nucleosoma mide 6 nm. Los nucleosomas se vuelven a organizar con la ayuda de la histona H1 habiendo una por cada nucleosoma. SEGUNDO NIVEL: FIBRA DE 30 nm. El nucleosoma que contiene H1 se pliega en una conformación en zigzag cuya apariencia sugiere que los nucleosomas interaccionan mediante contactos entre sus moléculas H1. Esta fibra que se forma tiene 30 nm de espesor, en el que se aprecian los nucleosomas. Las histonas H1 se disponen de manera que forman el eje central sobre el que se arrollan los nucleosomas. Por cada vuelta de la espiral que forma esta fibra hay seis nucleosomas. A este arrollamiento de los cromosomas sobre sí mismos se le llama solenoide. TERCER NIVEL: FIBRA DE 200 nm. Desde este esqueleto se proyectan lazos de ADN que comienzan y acaban en el esqueleto. Este esqueleto central está compuesto por la enzima topoisomerasa II (enlazan o desenlazan nudos o lazos en una cadena) en el que parece haber regiones especiales llamadas regiones de unión al esqueleto. CUARTO NIVEL: CROMOSOMA Se produce por el arrollamiento de la fibra de 200 nm sobre sí misma. 3.2.2 Complejidad del genoma  Los genes se diferencian unos de otros por su función y por su tamaño, pero en la mayoría de ellos puede observarse una serie de rasgos topológicos comunes. El hecho de definir con precisión que es un gen puede dificultarse ya que muchos genes eucarióticos contienen segmentos de DNA, llamados intrones y exones. 3.2.3 ADN mitocondrial. Los cromosomas de mitocondrias y cloroplastos son de DNA de doble cadena. Los cromosomas de los orgánulos contienen genes específicos de las funciones que lleva cabo el orgánulo, sin embargo la mayoría de funciones del orgánulo están codificadas en el núcleo. Las mitocondrias y cloroplastos probablemente se originaron por endosimbiosis de una procariota. 3.3 Organización genómica viral.  Los genomas virales son muy distintos entre si, muchos están compuestos de ADN, que cuando están empaquetados puede ser de cadena sencilla y cadena doble. Algunos virus como el HIV (retrovirus) contienen genomas de RNA, algunos de cadena sencilla y otros de cadena doble. Algunos genomas virales contienen DNA y RNA circulares. Independiente del genoma del virus hay siempre una fase intracelular del ciclo infectivo, en la cual este genoma se convierte en DNA de cadena doble. En los pequeños genomas de plásmidos, orgánulos y virus, los genes se encuentran cercanos unos a otros, casi sin espacio intergenico (también en bacterias) y es completamente distinto al genoma de animales y plantas, donde estos espacios son mucho mayor. |
lunes, 27 de febrero de 2012
transposones
En 1956 Bárbara MacClinton señala que algunos genes del maíz pueden saltar de un cromosoma a otro. A pesar de estos datos, hasta hace pocos años, los genomas eran considerados como algo estático, que se modifica sólo por el pausado cambio de la evolución. Sin embargo, los genomas incorporan a lo largo del tiempo nuevas secuencias, reorganizando las preexistentes. De modo que estos procesos provocan una serie de cambios cuya importancia es notable en la evolución de la especies.
Las primeras observaciones que condujeron a los descubrimientos de McClintock fueron efectuadas por ésta en el maíz, donde comprobó que ciertas formas de inestabilidad en sus células daban como resultado que los granos presentaran trazos de colores diferentes en lugar de una pigmentación homogénea. Al mismo tiempo, las células presentaban otras modificaciones e sus cromosomas. McClintock descubrió que esas anomalías en los granos de maíz se debían a que ciertas estructuras eran desplaza das en un mismo cromosoma. Cuando la norteamericana comenzó los trabajos que desembró carían en el descubrimiento de las estructuras genéticas móviles se conocía ya una forma de inestabilidad genética entre las plantas y los insectos (la mosca del vinagre), que se manifestaba en que ciertas regiones de los cromosomas su frían más que otras las modificaciones hereditarias. En el maíz el fenómeno determinaba la presencia de colores divergentes en sus granos. Los trabajos de McClintock han sido comparados, por su semejanza e importancia, con las aportaciones del austriaco Mendel al conocimiento de las leyes de la herencia. Al haber obtenido el Premio Nobel de Medicina como única galardonada, McClintock ha roto lo que ya constituía una tradición en este premio, que desde 1961 se venía concediendo a más de un científico cada año.
¿Qué es un transposón? Los transposones son secuencias de ADN que pueden proceder de retrovirus ancestrales, y que se desplazan de un sitio a otro del genoma durante la recombinación genética que tiene lugar a lo largo de la división celular, donde se sitúan en determinadas zonas. Los transposones que se inserten en determinadas regiones, pueden ocasionar –entre otros efectos– deleciones, inversiones y que una secuencia del hospedador se traslade a otro lugar (translocaciones). En definitiva, constituyen una fuente de nuevas ordenaciones del genoma.
En eucariotas, los elementos transponibles se propagan con idéntica facilidad que en procariotas. Si bien, los mecanismos por los cuales los transposones se mueven de un sitio a otro pueden ser bastante diferente. En bacterias, la transposición implica la producción de una copia extra de ADN a partir de la copia existente para su posterior inversión, mientras que en eucariotas, el ADN que se transfiere primero se copia a ARN y después de nuevo a ADN. Una parte importante del ADN que no es codificante denominado como «basura» y que supone alrededor del 50% del ADN genómico corresponde a transposones.
¿El ADN salta?
Pero al comienzo de los años 70 se descubrieron fenómenos similares en muchos otros organismos, bacterias, levaduras e incluso en la mosca de la fruta. Tras más de treinta años de incomprensión se le reconoció que Bárbara McClintock había hecho un descubrimiento excepcional y que lo había interpretado de manera genial, solo tuvo un fallo: el nombre que les dió, “elementos controladores”, no es muy atractivo, ahora les conocemos como TRANSPOSONES.
Los transposones son como el caballo de Troya de los genes, los forman segmentos de ADN especializados en meterse dentro de otro ADN, y si cuando lo hacen caen dentro de un gen, lo estropean. Interrumpen la secuencia en la que se lee el gen y anulan su información. Es lo que pasa en algunas zonas de los granos de maíz que veía Bárbara McClintock, que dentro de algunas células un transposón se movía de un lugar a otro y arruinaba la información de un gen necesario para producir el pigmento que les da color. Este proceso puede intervenir en muchos sucesos biológicos, incluido el desarrollo del sistema inmunológico y en la generación del cáncer.
Biografía.
Bárbara McClintock nació 16 de junio de 1902 en Hartford. En su adolescencia la situación económica familiar era mala, Bárbara no pudo ir a la Universidad de Cornell, que era su favorita. Tuvo que aceptar un trabajo en una agencia de empleo, aunque seguía estudiando y leyendo en bibliotecas. Al final, pudo cumplir sus deseos y estudiar en Cornell, donde se doctoró en Ciencias. Nunca se jubiló, y murió a los noventa años, el 2 de septiembre de 1992 en el Hospital Huntington casi al lado de los laboratorios de Cold Spring Harbor donde seguía trabajando y viviendo sola en el mismo apartamento.
A Bárbara McClintock se le otorgó el Premio Nobel en 1983, era la primera mujer que recibía un Nobel en Fisiología y Medicina a título individual.
Transposones en bacterias.
Transposón Simple: Secuencia de Inserción o Elemento de Inserción (IS): los transposones simples contienen una secuencia central con información para la proteína transposasa
Transposón Compuesto (Tn): contienen un elemento de inserción (IS) en cada extremo en y una región central que además suele contener información de otro tipo. Por ejemplo, los Factores de transferencia de resistencia (RTF), poseen información en la zona central para resistencia a antibióticos (cloranfenicol, kanamicina, tetraciclina, etc.).
Transposones en eucariontes.
Retrovirus endógenos: semejantes a los retrovirus, no pueden infectar nuevas células y están restringidos a un genoma, pero pueden transponerse dentro de la célula. Poseen largas secuencias repetidas en los extremos (LTR), genes env (con información para la proteína de la cubierta) y genes que codifican para la trasnrciptasa inversa, como los presentes en retrovirus.
Retrotransposones o retroposones: sólo contienen genes para la transcriptasa inversa y pueden transponerse.
Retropseudogenes: carecen de genes para la transcriptasa inversa y por consiguiente son incapaces de transponerse de forma independiente, aunque si pueden cambiar de posición en presencia de otros elementos móviles que posean información para la trasncriptasa inversa.
Conclusión: hoy en día a los transposones se les considera como elementos ó fragmentos de material genético que pueden moverse a otra parte del material genético pudiendo así cuásar alteraciones fenotípicas, como es el caso del Maíz.
Bibliografía.
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