SECCIÓN IV. Estructura, función y replicación de macromoléculas informacionalesCAPÍTULO 39. Genética molecular, DNA recombinante y tecnología genómica

FIGURA 39–1 Resultados de la digestión con endonucleasa de restricción. La digestión con una endonucleasa de restricción puede dar lugar a la formación de fragmentos de DNA con extremos pegajosos, o cohesivos (A) o extremos

romos (B); esqueleto de fosfodiéster, líneas de color negro; enlaces de hidrógeno intercadena entre bases purina y pirimidina, azul. Ésta es una

consideración importante al idear estrategias de clonación.

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FIGURA 39–2 Uso de nucleasas de restricción para hacer nuevas moléculas de DNA recombinantes o quiméricas. cuando se inserta de regreso hacia una célula bacteriana

(por medio del proceso llamado transformación mediada por DNA), una célula única típicamente sólo capta un plásmido único, y el DNA del plásmido se replica no sólo a sí

mismo, sino también el inserto de DNA nuevo enlazado físicamente. (Modificada y reproducida, con autorización, de Cohen SN: The manipulation of genes. Sci Am [July]

1975;233:25. copyright © The Estate of Bunji tagawa.)

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FIGURA 39–3 Un método de investigar recombinantes para fragmentos de DNA insertados. Al emplear el plásmido pBR322, se inserta un fragmento de DNA en

el sitio de PstI único. Esta inserción altera la codificación de gen para una proteína que proporciona a la bacteria huésped resistencia a ampicilina.

Por consiguiente, las células que portan el plásmido quimérico ya nosobrevivirán cuando se colocan en una placa con un medio

de sustrato que contiene este antibiótico.

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FIGURA 39–4 Procedimiento de electrotransferencia. En una electrotransferencia Southern, o de DNA, el DNA aislado a partirde una línea celular o de un tejido se digiere con una o más enzimas derestricción. Esta mezcla se transfiere con pipeta hacia un pozo en un gelde agarosa o de poliacrilamida, y se expone a una corriente eléctricadirecta.

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FIGURA 39–5 Secuenciación de DNA mediante el método de terminación de cadena ideado por Sanger. Las disposiciones parecidas a escalera representan, de abajo hacia

arriba, todos los fragmentos sucesivamente más largos de la cadena de DNA original. Al saber cuál reacción de didesoxinucleótido específica se efectuó para producir cada mezcla de fragmentos, es posible determinar la secuencia de nucleótidos desde el

extremo no marcado hacia el marcado (*) al interpretar el gel.

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FIGURA 39–6 (Parte I) La reacción en cadena de polimerasa se usa para amplificar secuencias de gen específicas. El DNA bicatenario se calienta para separarlo hacia cadenas individuales, las cuales se unen a dos preparadores distintos que se dirigen a secuencias específicas en cadenas opuestas, y que definen el segmento que va a ser amplificado.

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FIGURA 39–6 (Parte II) La reacción en cadena de polimerasa se usa para amplificar secuencias de gen específicas. La DNA polimerasa extiende los preparadores en cada dirección, ysintetiza dos cadenas complementarias a las dos originales. Este ciclo se repite varias veces, y da un producto amplificado de longitud y secuencia definidas. Note que ambos preparadores están presentes en exceso.

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FIGURA 39–7 Representación esquemática de la agrupación de gen que codifica para la globina β, y de lesiones en algunos trastornos genéticos. El gen que codifica para la globina β está localizado en el cromosoma 11 en estrecha asociación con los dos

genes que codifican para globina γ y el gen que codifica para globina δ. la familia del gen β está dispuesta en el orden 5 -ε-Gγ-Aγ-Ψβ-δ-β-3 . El ′ ′ locus ε se expresa en la vida embrionaria temprana (como α2ε2). los genes γ se expresan en el transcurso de la vida

fetal, y producen hemoglobina fetal (HbF, α2γ2).

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FIGURA 39–8 Mutaciones en el gen que codifica para globina β que dan por resultado talasemia β. El gen que codifica para la globina β se muestra en la orientación-5 a 3 . las ′ ′áreas con trama indican las regiones 5 y 3 no traducidas. leyendo desde la dirección 5 ′ ′ ′

hacia la 3 , las áreas sombreadas son los exones 1 a 3, y los espacios claros son los intrones ′1 (I1) y 2 (I2). las mutaciones que afectan el control de la transcripción (•) están localizadas

en el DNA de la región 5 flanqueante. Se han identificado ejemplos de mutaciones sin ′sentido ( ), mutaciones en el procesamiento del RNA ( ), y las mutaciones de división de △ ◇RNA ( ), y se indican. En algunas regiones se han hallado muchas mutaciones distintas.◯

Éstas se indican por medio de los corchetes.

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FIGURA 39–9 Análisis de la ascendencia de la enfermedad de células falciformes. La parte superior de la figura (A) muestra la primera parte del gen que codifica para globina β, y los sitios de enzima de restricción MstII en los genes que codifican para globina β normal (A) y de células

falciformes (S). La digestión con la enzima de restricción MstII origina fragmentos de DNA de 1.15 kb y 0.2 kb de largo en sujetos normales. El cambio de T a A en personas con enfermedad de células falciformes suprime uno de los tres sitios MstII alrededor del gen que codifica para

globina β; en consecuencia, se genera un fragmento de restricción único de 1.35 kb de largo en respuesta a MstII. Esta diferencia de tamaño se detecta con facilidad en una

electrotransferencia Southern. (El fragmento de 0.2 kb correría fuera del gel en esta ilustración.)

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FIGURA 39–9 (Continuación). (B) El análisis de árbol genealógico muestra tres posibilidades: AA, normal (círculo blanco); AS, heterocigoto (círculos con una mitad a color, cuadrado con una mitad

a color); SS, homocigoto (cuadrado a color). Este método puede permitir el diagnóstico prenatal de enfermedad de células falciformes (cuadrado punteado ladeado). Véase el texto.

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FIGURA 39–10 La técnica de caminata cromosómica. El gen X es aislado desde un fragmento grande de DNA. Se desconoce la ubicación precisa de este gen,

pero se dispone de una sonda (*——) dirigida contra un fragmento de DNA (que se muestra en el extremo 5 en esta representación), al igual que de una ′

biblioteca de clonas que contiene una serie de fragmentos de inserto de DNA que se superponen. En aras de la sencillez, sólo se muestran cinco de ellos. la sonda inicial sólo se hibridará con clonas que contienen el fragmento 1, que

entonces se puede aislar y usar como una sonda para detectar el fragmento 2. Este procedimiento se repite hasta que el fragmento 4 se hibrida con el

fragmento 5, que contiene la secuencia completa del gen X.

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FIGURA 39-11 (Parte I). Esbozo de la técnica de inmunoprecipitaciónde cromatina (chip).

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FIGURA 39-11 (Parte II). Esbozo de la técnica de inmunoprecipitaciónde cromatina (chip).

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FIGURA 39–12 Perspectiva general de sistema doble híbrido para identificar y caracterizar interacciones entre una proteína y otra. Se muestran los componentes y la operación básicos del sistema doble híbrido, originalmente ideado por Fields y Song (Nature 340:245–246 [1989]) para funcionar en el sistema de levadura para hornear.

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