genes y genoma
DESCRIPTION
La presentacion de nuestra profesora Monica.TRANSCRIPT
Dogma central de la biología molecular
Mónica L. Giraldo R.
2010
Diapositivas modificadas de Alberts, Johnson,Lewis, et al Molecular Biology of the cell Fifth edition. Garland Science. 2008.
La información hereditaria determina las características de un organismo completo
El ADN es la molécula que emplean todas las células para almacenar su información genética:
Genomas basados en ADN
Inyeccion
Raton muereBacterias encapsuladas vivas
Experimento Avery-McLeod-McCartyFactor transformante
Bacterias no encapsuladas vivas Raton vive
Raton vive
Bacteriasencapsuladas
vivas
calor
Bacteriasencapsuladas
muertas
Bacteria virulenta muerta por calor
Bacterias no encapsuladas
vivas Mezcla de bacetriasVirulentes muertas y
bacterias no encapsuladas
vivas
Raton muere
Bacteria no virulenta viva
DNA aislado de bacteria virulenta Muerta por calor
Bacterias no virulentas
TRNSFORMACION
Bacterias Virulentas
encapsuladasRaton muere
32P 35S
bacteriófago
Cubierta no radioactiva Cubierta radioactiva
DNA radioactivo DNA no radioactivo
Celula bacteriana
inyeccion
Experimento de la licuadoraHershey Chase
Agitaciónen licuadora
Separaciónpor
centrifugaciónNo radioactivo
No radioactivo
radioactivo
radioactivo
El ADN es el material genético
Patrón de difracción de rayos X del ADN
Uso educativo. Prohibida su venta
Reglas de Chargaff
El ADN es la molécula portadora del código genético
El código genético es el mismo en todas las especies
La secuencia de bases del ADN varía entre especies
La secuencia de bases del ADN es igual en todos los tejidos de una especie
La secuencia de bases del ADN se mantiene estable en un organismo
La el contenido de A es igual al contenido de T y el contenido de C es igual al contenido de G, de forma que A+G=T+C (la suma de las purinas es igual al de las pirimidinas)
Uso educativo. Prohibida su venta
Uso educativo. Prohibida su venta
El ADN es una hélice dobleComplementaria y antiparalela.El contenido de A igual a T y el contenido de C igual a G
En los eucariotes el ADN se encuentra en el núcleo
Configuración de la membrana nuclear
El NPC (complejo de poro nuclear) está constituido por nucleoporinas
Existe un tráfico bidireccional de moléculas entre el núcleo y el citosol
Ran GTPasa y transporte por el complejo de poro nuclear
Ran GTPasa define la direccionalidad del transporte
Los nucleótidos son la unidad constitutiva del ADN
La cadena simple de ADN está constituida por nucleótidos con enlaces fosfodiester
La síntesis de la cadena de ADN se realiza a partir de un molde
El ADN es una hélice de doble cadenaComplementaria y antiparalela
La información genética se copia por REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA del ADN
El dogma central de La biología molecularImplica que la informaciónGenética se TRANSCRIBE desde el ADN a ARN y Se TRADUCE a proteínas
El ADN sirve como molde para la síntesis de ARN
Existe una estrecha relación entre las proteínas y los ácidos nucleicos
El ADN de los eucariotes se empaca en grupos de cromosomas
El cariotipo permiteVisualizar el patrón De bandas de los Cromosomas en mitosis
Información generalEl DNA eucariote se empaca en cromosomas44 cromosomas somáticos 2 cromosomas sexualesUn cromosoma corresponde a DNA lineal y proteínas: cromatinaCada cromosoma es portador de múltiples genesGen es la unidad funcional de la herencia: Es un segmento de DNA que contiene la información para sintetizar una proteína específica o un RNA funcional
La secuencia de nucleótidos en el ADN determina el genoma
Estadísticas del genoma humano
Tamaño: 3,2 x 109 pares de nucleótidosNúmero de genes: aproximadamente 25,000Gen más grande: 2,4 x 106 pares de nucleótidosTamaño promedio de los genes: 27,000 pares de nucleótidosMenor número de exones por gen: 1Mayor número de exones por gen: 178Promedio de exones por gen: 10,4Exón más grande: 17,106 pares de nucleótidosTamaño promedio de los exones: 145 pares de nucleótidosNúmero de seudogenes: Más de 20,000DNA en exones: 1,5%DNA en secuencias altamente conservadas: 3,5%DNA en secuencias altamente repetitivas: 50%
Genomas de organismos diferentes están relacionados
Comparación de tamaños de genomas
Los cromosomas tienen diferente formas durante el ciclo de vida de una célula
Cromosoma mitótico Cromosoma interfásico
El AND de un cromosoma lineal requiere varias regiones para la replicación
Origen de replicación: secuencias de ADN donde se inicia la duplicación
Centrómero: Secuencia de ADN que permite unir el ADN duplicado Y garantizar su segregación equitativa en las células hijas El kinetocoro es una proteína que une los cromosomas duplicados al huso mitótico
Telómeros: secuencias de ADN en los extremos del cromosoma
El ADN tiene secuencias funcionales de nucleótidos para la duplicación de los cromosomas
Cromatina de núcleo interfásico
Cromatina experimentalmente descondensada
Los nucleosomas son la unidad estructural básica del cromosoma
El ADN está altamente condensando en los cromosomas
Los cromosomas eucariotes están formados por cromatina
La cromatina es ADN asociado a proteínas (Histonas y no histonas)
Las histonas se encargan del empaquetamiento inicial del cromosoma: Nucleosoma
Cada nucleosoma está formado por ocho histonas (H2A, H2B, H3, H4) y Una cadena de ADN de 147 pares de nucleótidos
El octámero de histonas forma un centro proteico alrededor del cual se empaqueta el ADN
Los nucleosomas están separados entre sí por ≅200 pares de nucleótidos
En el genoma humano hay ≅ 30 millones de nucleosomas
Formación del Octámero de
histonas
Algunos aminoácidos de las histonas tienen modificaciones covalentes
La modificación de los nucleosomas origina un “CÓDIGO DE HISTONAS”
Código de histonas
Modificaciones covalentes reversibles de las histonas
Mono, di, tri metilación de lisinas (metiltransferasas/demetilasas)
Acetilación de lisinas (acetiltransferasas/deacetilasas)
Combinaciones específicas de las modificaciones marcan cada nucleosoma
Proteínas lectoras del código de histonas regulan funciones de la cromatina
La hererocromatina es cromatina altamente condensada
La heterocromatina se localiza principalmente en centrómero y telómeros, pero
Hay heterocromatina dispersa.
Generalmente, la heterocromatina implica silenciamiento de genes.
La Eucromatina es cromatina menos condensada y corresponde al resto
Organización Estructural
Del Nucleosoma
La formación deTetranucleosomas
Contribuye alEmpaquetamiento de
La cromatina(fibras de 30nm)
Algunas regiones de la cromatina se descondensan para que los genes se expresen
La cromatina puede moverse a sitios específicos del núcleo para modificar la expresión génica
Cambios en la localización nuclear de la cromatina dependientes de la expresión génica
La cromatina es una estructura dinámica
•Los cromosomas mitóticos están formados por cromatina en estado condensado
•El ADN replicado se separa para producir cromátides hermanas que se mantienenunidas en el centrómero
Proliferación de fibroblastos en cultivo
La única manera de obtener una célula nueva es duplicar una célula que ya existe
Ciclo celular
Ciclo celular
Síntesis de ADN10-12hr
Mitosis (división nuclear)Citokinesis (división celular
1hr
Mitosis (Profase)Replicación de cromosomas. Dos copias de cada cromosomaCromátides hermanas asociadas, condensadasEnsamblaje del huso mitótico por fuera del núcleo
Mitosis (Prometafase)Fragmentación de la membrana nuclearAsociación de los cromosomas al kinetocoroMovimiento activo de los cromosomas
Mitosis (Metafase)Alineación de cromosomas en el eje ecuatorial del huso mitóticoDireccionamiento de cromátides hermanas hacia los polos opuestos del kinetocoro
Mitosis (Anafase)Separación de cromátides hermanas Acortamiento de microtúbulos del kinetocoroSe inicia la segregación de los cromosomas
Mitosis (Telofase)Llegada de los dos grupos de cromosomas hermanos a los polosEnsamblaje de una envoltura nuclear en torno a cada grupo de cromosomas hermanosInicia la división del citoplasma a partir del anillo contráctil
Mitosis (citokinesis)División del citoplasma por el anillo contráctil de filamentos actina-miosinaSeparación de las células hijas con núcleo independiente
El ciclo celular tiene fases de control interno y externo
Control delCiclo celular
G1 S G2 M
Iniciociclo
InicioSíntesis
DNA
Fin Síntesis
DNA
Iniciomitosis
Fin mitosis
ControlPara
división
ControlIntegridad
DNA
ControlDNA
No replicado
6-12 hDNA 2n
6-8 hDNA 2n-4n
3-4 hDNA 4n
1 hDNA 2n x 2
G0
Complejo ciclina Cdk de control del ciclo celular
Ciclina G1/S: activa Cdk al final de G1. Promueve el inicio del ciclo celular.Ciclina S: Estimula la duplicación de los cromosomasCiclina M: estimula la entrada en mitosis desde G2/M
Las Proteína kinasas dependientes de ciclina regulan le ciclo celular
Cromosoma mitótico
La meiosis es una forma de división celular involucrada en la reproducción sexual
Células somáticas: DiploidesGametos: Haploides
El ciclo reproductivo finaliza con la formación del zigoto Con potencial para formar un individuo nuevo
La meiosis comienza con un ciclo de duplicación de los cromosomas: Fase S meiosisLuego ocurren dos ciclos de segregación de cromosomas:
Meiosis I Segrega cromosomas cromosomas homólogosMeiosis II: Segrega las cromátides hermanas de cada cromosoma
El producto final es la formación de cuatro células haploides
Regulación del ciclo celular
Mitógenos: estimulan la división celula por inducción de la actividad de G1/S-CdkFactor de crecimiento derivado de plaquetasFactor de crecimiento epidérmico eritopoyetinaFactor de crecimiento de colonias granulocitos y macrófagosActivación de la vía Ras
Control del ciclo celular
Factores de crecimiento: Estimulan el crecimiento celularFactor de crecimineto de nervios
Inhibición del ciclo celular dependiente de densidad
En las células cancerosas se pierde el control de la inhibición del ciclo por contacto
Control del ciclo celular
Factores de supervivencia: Suprimen las señales de apoptosis
Deprivación de factores de crecimiento
Daño del DNA
Señales de muerte celularActivación de receptores de muerte
p53
Activación de proteasas
Activación de endocucleasas
Cambios celulares Reorganización del citoesqueleto
Fagocitosis
BCL2
Daños en el DNA inhiben el ciclo celular