Biologia molecular

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Biologia molecular

  1. 1. AVANCES HISTÓRICOS DE BIOLOGÍA MOLECULAR 1941 Genes codifican las proteínas 1944 Prueba que el ADN porta la información genética 1953 Determinación de estructura del ADN y de la Insulina 1956 Enfermedad monogénica sustitución de un aa cadena β -hemoglobina 1961 Código Genético, ARN mensajero, regulación génica 1967 Wise y Richardson aislaron ADN ligasa 1970 Smith y colegas aislaron y caracterizaron la Hind III 1972 Janet Mertz y Ron Davis cortaron y pegaron mol de ADN 1973 Stanley Cohen y H. Boyer pusieron ADNr en bacterias 1974 Demostración directa de delección génica humana 1975 Southern Blotting 1976 Proto-oncogenes 1977 Fred Sanger secuenció el virus de ADN Ф X174 1978 Biblioteca génica humana 1979 RFPL para diagnóstico prenatal, oncogenes celulares
  2. 2. AVANCES HISTÓRICOS DE BIOLOGÍA MOLECULAR 1979-81 genes humanos clonados y secuenciados 1982 Tabaco, la primera planta modificada genéticamente 1983 Kary Mullis concibe el PCR / Fred Sanger y colegas publican la secuencia del λ lambda 1985 Un “gen de enfermedad” aislado por clonación posicional 1986 La secuenciación del ADN es automatizada 1987 Inicia el Proyecto del Genoma Humano 1995 Es secuenciado la bacteria Haemophillus influenzae 1996 Es secuenciada la levadura Saccharomyces cerevisiae 1998 Es secuenciado el nemátodo Caenorhabditis elegans 1999 Es secuenciado el cromosoma 22 humano 2000 Es secuenciada la mosca de la fruta D. melanogaster / 26 de junio se presenta 90% borrador genoma humano 2001 Feb 2001 se completa el genoma humano.
  3. 3. ADN ADN ARN PROTEÍNAS BASES MOLECULARES DE LA VIDA g enoma Célula cromosomas genes los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN proteínas las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares
  4. 4. Es el medio o vía de manipulación de las formas de vida (organismos) para proveer un producto deseable para el uso del hombre. Areas cubiertas por el término Biotecnología incluyen: i) Biología Molecular: ADN recombinante, cultivo de células animales, cultivo de tejidos vegetales, inmunología, mejoramiento animal y vegetal, ii) Fermentación, iii) Sistema de Enzimas y iv) Otras. BIOTECNOLOGÍA
  5. 5. BIOTECNOLOGÍA . Marcadores Ingeniería Genética Tecnología del ADN Fármacos Anti-cáncer Diagnósticos Cultivo de Células Vegetales Transferencia de genes en animales Síntesis de Sondas de ADN Localización desórdenes genéticos Clonación Solución de crimenes BIOTECNOLOGÍA Producción de Proteínas humanas Terapia Génica Bancos de ADN, ARN Proteínas Mapas de Genomas completos Biología Molecular Cultivos Celulares Anticuerpos Monoclonales Síntesis de Nuevas Proteínas Nuevos Antibióticos Nuevas Plantas y Animales Nuevos Alimentos Recursos humanos químicos raros
  6. 6. Tecnología del ADN (Diagnóstico Molecular) PCR - REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA El PCR utiliza la capacidad de las Enzimas polimerasas que catalizan la formación y reparación de ADN (y ARN), mediante un mecanismo que permite iniciar y parar su actividad en un punto específico de una hebra de ADN, para lo cual se emplean polimerasas obtenidas de arqueobacterias como Termophillus aquaticus que resisten temperaturas arriba de los 100°C. Kary B. Mullis , de Cetus Corporation que concibió el mecanismo del PCR, en la década de los 80,s recibió el Premio Nobel en 1993.
  7. 7. Tecnología del ADN FINGERPRINTING El ADN tiene muchas regiones que son muy variables en su estructura (RFLPs) y pueden ser usadas para ADN fingerprintings. El ADN puede ser obtenido de sangre, fluidos corporales y otros tejidos incluyendo hueso, y es relativamente estable, frecuentemente sobre muchos años. Se requieren cantidades muy pequeñas y las muestras pueden ser obtenidas de manera no invasiva.
  8. 8. Tecnología del ADN (identificación de paternidad) MADRE PADRE NIÑO 1 NIÑO 2 NIÑO 3 NIÑO 4
  9. 9. C ampo convergente de la biología, computación e información tecnológica en una misma disciplina. La meta última de este campo es posibilitar el d escubrimiento de nuevas ideas biológicas, así como crear una perspectiva global de la que puedan ser discernidos principios unificadores de la biología (www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/index.html). Tecnología del ADN BIOINFORMÁTICA
  10. 10. Es el estudio del genoma y su acción. El genoma es la suma total del material genético presente en un organismo particular e incluye el ADN presente en los cromosomas y en los organelos subcelulares (ej., mitocondrias) e incluye el genoma de ARN de algunos virus. El anuncio el 26 de junio de 2000, del borrador del genoma humano en un 90%, marcó un hito histórico para la humanidad. Tecnología del ADN GENÓMICA
  11. 11. Humanos 30,000 genes GENOMAS Chimpancé 30,000 genes A. thaliana 25,000 genes Ratón 30,000 genes C. elegans 19,000 genes D. melanogaster 13,000 genes 95% idéntico 70% 20% 60% De 289 genes humanos implicados en enfermedades, hay 177 cercanamente similares a los genes de Drosophila. Entre una persona y otra el ADN solo difiere en 0.2% El genoma de un organismo es el juego completo de ADN. La planificación del Proyecto Genoma Humano se inició en 1986, previsto para el 2007. En Junio de 2000 se presentó el 90% del borrador con la secuenciación de unos 30,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb). Los genes son secuencias específicas de bases que codifican instrucciones para hacer proteínas. Los genes son un 2% del genoma humano. IDENTIDAD GENÉTICA Tecnología del ADN
  12. 12. GENÓMICA FUTURA 14th International Genome Secuencing and Analysis Conference (oct. 2002), la US Genomics Inc., presentó un aparato que lee la doble hélice de ADN sin cortarlo. Abre la doble hélice espiral de ADN, la lineariza y la pasa por un escaner para leerla en un lector fijo (como una pélicula de carrete pasa por un proyector), las moléculas se mueven a 30 M de bases por minuto. En 40 minutos se pueden Leer 3 mil M de bases. Si el sistema se logra pasar a un biochip el tiempo bajará a menos de cinco minutos por la habilidad de capturar un Terabyte (1024 o 1000 gigabites, un gigabite = 1024 o 1000 Megabites) de información cada pocos segundos. (Uehling, M. D, Bio-It World Nov. 12 2002).
  13. 13. La Ingeniería Genética o tecnología del ADNr se inició en la década de los 70s. Se refiere a un grupo de tecnologías usadas para cambiar la composición genética de las células y mover genes a través de las fronteras de las especies para producir nuevos organismos. Se pueden aislar genes, modificarlos, introducirlos a nuevos hospederos, y clonarlos para obtener una ventaja novedosa sobre el organismo natural. INGENIERÍA GENÉTICA O ADNr
  14. 14. ESTRUCTURA DE UN GEN Promotores Exones Sitio de inicio de la Transcripción Sitio de terminación de la Transcripción Realzadores < 100 Kb Los promotores pueden ser genéricos o tejido específico La función del gen depende de los FACTORES de TRANSCRIPCIÓN (FT) que activan a las ARN pol. Los FT son: los Factores de Transcripción General (se unen a secuencias promotoras genéricas) y los Activadores de Transcripción (se unen a secuencias promotoras específicas). Los FT pueden encenderse o apagarse en respuesta a estímulos del entorno del individuo. Entre los promotores de los genes que desarrollan la capacidad cerebral o talento de los individuos están la alimentación, la salud, el estímulo temprano con experiencias motivadoras (el juego), el amor. Intrones
  15. 15. Ingeniería Genética CLONACION Término genérico para la replicación en un laboratorio de genes, células u organismos de una entidad original, con copias genéticas exactas del gen, célula u organismo original. Esta técnica ha producido avances sensacionales en medicinas y vacunas. También hay investigación en clonación de células humanas, órganos y otros tejidos. Esto puede producir el reemplazo de piel, cartilagos y hueso para victimas de quemaduras y accidentes, o de órganos.
  16. 16. Ingeniería Genética TERAPIA DE CÉLULAS MADRE
  17. 17. Ingeniería Genética TERAPIA GÉNICA Rafael Valdes del Hospital de Niños de México Implantó células de cerdo en 12 adolescentes en procura de curar su diabetes. En su método, usó células especializadas para proteger el transplante de los sistemas inmunológicos de los pacientes hospederos, que nunca había sido ensayado en humanos. Los implantes en los pacientes constan de células pancreáticas de cerdo , las cuales producen insulina (hay 150 millones de diabéticos en el mundo) . Para prevenir el rechazo del transplante implantó células de Sertoli (de testículo de cerdo) que han mostrado que protegen a los tejidos transplantados del sistema inmune recipiente en algunos modelos animales. Uno de los pacientes ha dejado de inyectarse insulina y cinco otros están tomando menos insulina que antes. Los resultados han llegado sin usar medicamentos Inmuno- supresores, los cuales tienen que ser dados por el resto de sus vidas a recipientes de transplantes (Nature/Vol. 419/5 sept. 2002).
  18. 18. Shumin Nie y sus colegas desarrollaron un cristal superconductor a escala nanométrica llamado punto cuántico ( diez nanómetro s es un diámetro 1000 veces menor que el grosor de un cabello humano). Las nanopartículas que usa pueden brillar en un espectro de seis colores visibles y cuatro infrarrojos. Variando su tamaño ligeramente, se puede hacer que brillen en uno de los 10 colores disponibles. En un futuro próximo, podrán ser enlazadas a fármacos médicos o agentes terapéuticos para identificar y tratar células cancerosas. Una vez detectadas estas últimas, podrían actuar como &quot;bombas inteligentes&quot;, liberando una cantidad controlada de medicamento que sea apropiado para cada tipo particular de célula (Bowie, L. Georgia Institute Technology, oct. 23 2002). Marcadores FUTURO NANOTECNOLÓGICO

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