biologia molecular
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GENÉTICA y BIOLOGÍA MOLECULAR
Dra. Herminia Loza TaveraLab 105, Depto. Bioquímica, Conjunto E, Fac. QuímicaTel: 5622-5280; correo electrónico: [email protected]
QFB. Materia 1630 Grupo 5
El alumno... Conoci-
miento
Compren-
sión
Aplica-
ción
I.
INTRODUCCIÓN
Y BASES
CELULARES DE
LA HERENCIA
Conocerá los diferentes aspectos
que estudian la genética y la
biología molecular. Describirá las
diferentes fases del ciclo celular
en eucariontes y revisará los
diferentes mecanismos del control
del ciclo.
1. Panorama
general de la
genética y la
biología molecular
y sus aplicaciones
1.1. Definirá el área de estudio de la
genética y de la biología molecular.
X
1.2. Analizará las aplicaciones que
estas disciplinas tendrán en su vida
cotidiana y profesional.
X
1.3. Relacionará cómo la genética y
la biología molecular pueden ser
usadas en la investigación básica y
aplicada.
X
Objetivos del tema
Tiempo asignado: 1 h Clase 1
¿Qué aspectos de la vida abordan la genéticay biología molecular?
Genética
• Estudia los genes ya sea desde el punto de vista molecular, celular, organismal, poblacional o evolutivo. Estudia las bases y principios de la herencia. genesis=origen
Biología molecular• Estudio de la estructura y función de las
moléculas biológicas
Genética
Genética
Clásica
Biología
Molecular
Genética
de poblaciones
Estudia cómo la información hereditaria de un organismo influye en su
apariencia y como estas características se transmiten de generación en
generación.
Diversas disciplinas permiten conocer
la estructura y función de los
componentes celulares
Historia de la Genética
Antes de 1860:
- Mejoramiento de plantas y animales
- Cruzas de individuos con características deseables
- Ovistas y espermistas
Las leyes de la herencia
Gregorio Mendel, 1860
Monasterio de Sto. Tomás, Rep. Checa
En 1860, Gregor Mendel, un monje agustino realizóexperimentos en el pequeño jardín de un monasterio queapuntaron a los genes como elementos biológicosresponsables de la herencia.
Trabajo publicado en 1866
En el año 2009 se celebraron 200 años del
natalicio de Darwin y 150 años de la
publicación de “El origen de las especies”
1809: Nacimiento de Darwin
1859: Publicación de “El Origen de las Especies”
Teoría evolutiva basada en la Selección Natural
Acumulación de pequeñas variaciones, cada una confiriendo ventaja adaptativa/
reproductiva sobre otro individuo.
1902 (Sutton): Desarrolla la teoría de la herencia por medio de los cromosomas (cuerpos coloreados)
HERENCIA
1905 (Bateson): Establece la palabra Genética para los estudios respecto a herencia y cromosomas
El DNA: molécula responsable de la herencia
1869 (Friedrich Meischer):Identifica el DNA (nucleína)
1928 (Fred Griffith): El DNA de bacterias virulentas transmite el cracter a bacterias no virulentas
1952 (Hershey y Chase):Confirman al DNA como la molécula de la herencia
1953 (Watson y Crick):Modelo de la doble hélice del DNA
1941 Un gen da lugar a una proteína
1959 El mRNA es el intermediario entre el DNA y la proteína
1966 Se descifra el código genético
Biología Molecular: estudio de la estructura y función
de las moléculas biológicas
Tecnología del DNA recombinante
1970 Se purifica la primer enzima de restricción
1986 Se desarrolla la amplificación de DNA por PCR
1977 Tecnología de secuenciación de DNA
Secuenciación de Genomas
1990 Primer proyecto de genoma
1995 Secuenciación automatizada; aceleración de proyectos genomas
2001 Liberación del genoma humano
http://www.genomesonline.org
B- Bacteria
A- Archae
E- Eukarya
M- Metagenomas
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Anotación de los Genomas Clasificación Funcional
Anotación deUnidades Funcionales
Bioinformática
ERA POST-GENÓMICA
Análisis global de genomas, transcriptomas, proteomas y secuencias no codificantes
Resurgimiento de las técnicas de microscopía con el avance de la óptica y los métodos modernos de análisis genético
Controversias sobre clonación humana y de animales, plantas y semillas genéticamente modificadas, células madre
ORGANISMOS MODELO PARA ESTUDIOS EN
GENÉTICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR
Fenotipo evidente
Disponibilidad de mutantes
Ciclo de vida corto
Genoma secuenciado
Bacteriófagos de la serie TEscherichia coliSacharomyces cerevisiaeDrosophila melanogasterArabidopsis thalianaChenorabditis elegansMus musculus
•Fitomejoramiento y mejoramiento de ganado
•Mejoramiento de productos de origen bacteriano
•Diagnóstico Genético
•Terapia Génica
•Ingeniería Genética/Producción de organismos
genéticamente modificados
•Bioteconología
•Medicina Genómica
Aplicaciones de la Genética y la
Biología Molecular
FitomejoramientoAprovechar la diversidad genética en especies vegetales para generar cultivos resistentes a plagas y enfermedades, con tolerancia a ambientes adversos y de un alto rendimiento.
APLICACIONES EN ALIMENTACIÓN
Resistencia a estrés y plagas
Características mejoradas
Ingeniería Genética
Cultivos de plantas que expresan
proteínas bacterianas con actividad
insecticida.
• Plantas resistentes a insectos.
• Plantas resistentes a virus.
• Plantas resistentes a herbicidas.
Ej. toxina de Bacillus thuringensis
expresada en plantas evita el
ataque de algunas plagas de
insectos
El arroz dorado, rico en beta
caroteno es una planta
genéticamente modificada
Desarrollado por Ingo Potrykus y Peter
Beyer, investigadores del Instituto Federal
Suizo de Tecnología y de la Universidad de
Freiburg y donado para uso público al
Golden Rice Humanitarian Board.
El beta caroteno es un precursor de la vitamina A. La cual
es esencial para el desarrollo de huesos, dientes y piel.
En países en vías de desarrollo, la
falta de vitamina A genera ceguera
en niños.
Se empezará a cultivar en 2011 en Filipinas
Clonación de
organismos con
características
genéticas
idénticas
APLICACIONES EN LA MEDICINA
Estudio de enfermedades
Producción de medicamentos
Diagnóstico clínico
Diagnóstico prenatal
Terapia génica
Patrones hereditarios
Detección de enfermedades genéticas y
determinación del sexo durante el embarazo
Diagnóstico prenatalAmniocentesis
Prueba prenatal en la que se extrae
una muestra del líquido amniótico que
rodea al feto para analizarla.
Se utiliza con frecuencia durante el segundo trimestre de embarazo para
diagnosticar ciertos defectos congénitos cromosómicos y genéticos.
Ej. Para detección del síndrome de Down: Trisomía 21 (tres copias del cromosoma 21).
Medicina genómica/ Terapia génica
Introducir células transformadas (con un gen intacto) en el tejido somático para corregir una función defectuosa o en la línea germinal.
Inmunodeficiencia combinada severa. Defecto en la desaminasa de adenosina. Células madre de la médula ósea se transforman.
Con base en las técnicas de Ingeniería Genética es posible obtener:
•Cultivos de plantas que expresan proteínas bacterianas con actividad insecticida.
• Plantas resistentes a insectos.
• Plantas resistentes a virus.
• Plantas resistentes a herbicidas.
Genómica y Bioinformática
Estudio de la estructura y función de genomas completos.
Genoma humano:
3.5 X 109 pb
Genoma E. coli
4 X 106 pb
Pruebas de paternidad
madre hijo padre persona 2
Análisis de
pedigree y
Consejo
genético
APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS
Producción de fármacos
Producción de insulina humana en células de Escherichia coli
Mejoramiento de la calidad de productos alimenticios
Mejoramiento de productos de uso cotidiano
Mejoramiento en los procesos de síntesis de compuestos químicos
Mejoramiento en procesos de degradación
Biocatálisis
Desarrollo de cepas mejoradas para biofermentación
Sitios en la red para lecturas suplementarias
http://zientziaberri.wikispaces.com/Bioteknologia
http://www.monografias.com/trabajos12/bioalim/bioalim.shtml
http://www.rtve.es/mediateca/videos/20100620/cronicas--transgenicos/805894.shtml