james watsonfrancis crick. el mensaje del adn - guc - aag - gca - agc - cua - aga - se traduce en...
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1953: Watson y Crick desvelaron la naturaleza y estructura de la información genética - el ADN
James Watson Francis Crick
El mensaje del ADN - GUC - AAG - GCA - AGC - CUA - AGA - se traduce en una secuencia específica - Val - Lys - Ala - Ser - Leu - Arg - de aminoácidos que forman las diferentes proteinas del cuerpo
ADNInformación total (secuencia combinatoria de 4 bases)
ProteinasFunciones biológicas fundamentales: 3.000 básicas + 10-30.000 específicas (secuencia combinatoria de 20 aminoácidos)
ARNMensajes individuales- genes (secuencia de 4 bases)
El código de traducción, llamado código genético, es universal para todos los organismos
El ADN es el depositario de la información genética
Formula para hacer un Couscous
La universalidad del lenguaje genético
Fórmula para hacer un ser vivo: la secuencia del fago ØX174 consta de 5000 pares de bases Formula para hacer un bacteriofago: A, T, C, G
La secuencia del fago ØX174 consta de 5000 pares de bases La secuencia de ADN del gusano nemátodo consta de 90 x 106 pares de bases
La secuencia de ADN de la mosca del vinagre consta de 120 x 106 pares de bases
La secuencia de ADN de un ser humano consta de 3300 x 106 pares de bases
Dentro de la secuencia completa, los genes son los elementos individuales de información
La secuencia de ADN constituye el manual de instrucciones para hacer un ser vivo
Manipulación del ADN(ADN recombinante)
- Generación de animales y plantas transgénicas- Síntesis artificial de genomas
- Terapia génica
Secuenciación rápida del ADN
Bioinformática
- Proyectos Genoma
La Biología Molecular se centró en el estudio del ADN, su estructura y sus propiedades
El ADN móvil: los transposones
Existen en todos los genomas - incluyendo el genoma humanoTienen la capacidad de insertarse en el genoma de otros organismos
Muchos virus animales (adenovirus, retrovirus, etc) tienen estructura de trasposonespor lo que se utilizan como “vectores de la modificación genética
Como se hace un organismo transgénico
El gen a introducir en el genoma se inserta en esta región
Cerdos transgénicos con un gen de medusa que expresan una proteína fluorescente en el morro y las pezuñas
Ratón transgénico conteniendo el gen de rata que codifica para la hormona de crecimiento
La tecnología del ADN recombinante permite crear organismos transgénicos que la evolución biológica nunca produciría
Estirpes de gallinas que ponen huevos conteniendo productos humanos, vitaminas o hormonas de interés biomédico. (Pettite et al. 2007, PNAS)
Peces transgénicos con gen de medusa que codifica para proteínas fluorescentes
Síntesis artificial de un genoma bacteriano: creación de vida en el laboratorio?
Colonia formada por bacterias normales Colonia formada por bacterias “artificiales”
Mycoplasma mycoides:
1) su genoma entero (aprox. un millon de pares de bases) se sintetizó en el laboratorio. 2) Se introdujo en el cuerpo de una bacteria distinta a la que se le había extraído el ADN.3) La nueva bacteria produce una colonia idéntica a las naturales de Mycoplasma mycoides
El inventario de proteínas de la bacteria artificial es indistinguible del de la bacteria natural
Science May 2010
Craig Venter
Los Proyectos Genoma: una nueva época
Venter Clinton Collins
Mayo 2001
El Proyecto Genoma Humano
El primer gran proyecto transnacional de la Biología
Se utilizó el ADN de 5 personas (3 mujeres - 2 hombres) de cuatro grupos étnicos diferentes (hispano, asiático, afroamericano y caucasiano)
Ha conseguido: determinar la secuencia de los 3300 millones de pares de
bases que forman el ADN humano,hacer un inventario de todas las proteínas humanas,acumular esta información en bases de datos y hacer accesible esa información a la comunidad científica
Genoma del fago ØX174: 5000 pares de bases
El rapidísimo progreso de las tecnologías genómicas: ¿una genómica personalizada?
Venter Clinton Collins
Mayo 2001
El primer borrador del Genoma Humano se presentó en 2001
Se necesitaron unos 12 años y varios cientos de investigadores y técnicos para secuenciar los 3.300 millones de pares de bases. DNA sequencing of a cytogenetically normal
acute myeloid leukaemia genome
The diploid genome sequence of an Asian individual
Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry
Nature, Noviembre 2008
DNA sequencing is a technology on the move. In April, 454 Life Science, based in Branford, Connecticut, sequenced the entire genome of James W atson in two months for less than US$1 million1. In this issue, Illumina, bas ed in San Diego, California, reports the sequence of a human genome obtained for a quarter of that price and in eight weeks2. Companies are positioning themselves aggressively to go further, faster and cheaper.
Yoruba man from Nigeria
Chinese Han individual
Cancer patient
Coste: Aprox 800 dólaresCoste: 300-500 millones de dólares
Nature, Abril 2008
Coste: Aprox 3000 dólares
El Genoma de James Watson se completó en dos meses, por unas decenas de investigadores y a un coste al menos 10000 veces inferior
23andMe es una compañía privada basada en California que ha desarrollado nuevos métodos de análisis genómico personalizado. Permite predecir las posibilidades que un individuo concreto tiene de desarrollar gran número de enfermedades, mas de 200, incluyendo cáncer de pecho, de próstata, diabetes, enfermedades metabólicas, Parkinson, Alzheimer, melanomas, etc,
Además, permite saber si un individuo es portador de determinadas enfermedades, aunque no las sufra
En 2008 el test costaba 999 dólares
En 2011 cuesta 399 dólares
Comienzo de la genómica personalizada: 23andme
Cómo se construye el cuerpo tridimensional de un animal
El gusano nemátodo C. elegans (1998) 90 x 106 bp 19.000 genes
La mosca del vinagre Drosophila (2000) 140 x 106 bp 14.000 genes
La especie humana (2001) 3.300 x 106 bp 40.000 genes
Comparación de algunos genomas importantes
Las técnicas informáticas nos permiten comparar las secuencias de ADN de especies diferentes, es decir, su grado de similitud genética:
Los humanos tenemos 50% de identidad con el gusano C. elegans 60% de identidad con
la mosca Drosophila
Contribución de organismos modelo al conocimiento de la Biología y la enfermedad humana
Drosophila melanogaster Caenorhabditis elegans
Danio rerio
Xenopus laevis