UNIDAD II DE BIOLOGIA MOLECULAR

SEP                      SNEST                      DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

UNIDAD II

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL GENÉTICO
QUE PRESENTA:

LAURA ORTEGA TORRES

08930125

CARRERA LIC . BIOLOGÍA

Ciudad Altamirano, Gro. México. Febrero 8 del 2012

INTRODUCCIÓN

En el presente curso de biología molecular se pretende estudiar y describir. Estructura química y física de los ácidos nucleicos: ADN y ARN .con la finalidad de distinguir la composición de ácidos nucleicos y funcionamiento de la célula, permitiendo controlar algunas de sus propiedades genéticas .En el cual consultaremos  en las siguientes fuentes de informacion  , en la antologia e internet con la finalidad de entender y comprender  las propiedades del material genetico.

ESTRUCTURA DEL ADN

Los ácidos nucleicos resultan de la polimerización de monómeros complejos denominados nucleótidos.Un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

 Estructura del nucleotido monofosfato de adenosina (AMP)

Las bases nitrogenadas son moléculas cíclicas y en la composición de dichos anillos participa, además del carbono, el nitrógeno. Estos compuestos pueden estar formados por uno o dos anillos. Aquellas bases formadas por dos anillos se denominan bases púricas (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos: Adenina (A), y Guanina (G).

Si poseen un solo ciclo, se denominan bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina), como por ejemplo la Timina (T), Citosina (C), Uracilo (U).

Estos derivados de la purina y la pirimidina son las bases que se encuentran con mayor frecuencia en los ácidos nucleicos.

 Bases púricas y pirimídicas

Bases menos frecuentes

Existen otras bases nitrogenadas que son menos frecuentes, algunas de ellas están metiladas. En eucariontes estas bases metiladas participan del control de la expresión genética.

TIPOS DE ÁCIDO NUCLEICOS

• Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian:
• Por el glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN;
• Por las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
• En los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr.
• En la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN

OBJETIVOS

1. El objetivo de la unidad es comprender las propiedades físicas  y químicas  de la estructura  de  la doble hélice del ADN, en el  material genético  en la célula. Con la finalidad  de tener un conocimiento claro.
2. Comprender   las estructuras químicas  y físicas de los ácidos nucleicos del ADN, los tipos de ácidos nucleicos, así como también su función. 

UNIDAD 2: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL GENÉTICO

2.1.  ESTRUCTURA QUÍMICA Y FÍSICA

DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN Y ARN.

ESTRUCTURA QUÍMICA

Compuesto sólo de cuatro moléculas básicas, llamadas nucleótidos, idénticas entre si, excepto que cada uno contiene una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene:

·         Un grupo fosfato,

·         Un azúcar (desoxirribosa= para el ADN) y (ribosa= para el ARN),

·         Una de las cuatro bases (A,G,C,T= para el ADN) y (A,G,C,U= para el ARN)

Estructura química de los nucleótidos de ADN  y RNA



Estructura química de los nucleótidos de ADN .

fosfatos
Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico. Tienen en común un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma tetraédrica.
Los fosfatos secundarios y terciarios son insolubles en agua, a excepción de los de sodio, potasio y amonio.
Proporciona el carácter eminentemente ácido del DNA y del RNA. Los 5 enlaces del ortofosfato están en resonancia, de manera que la distribución espacial es equivalente a una molécula tetraédrica con orbitales moleculares sp^3.

pentosas

Es el componente neutro, y sólo hay dos en los ácidos nucleicos: la ribosa (PARA EL ARN) y la 2-desoxirribosa (PARA EL ADN). Su nombre deriva del Rockefeller Institute of Biochemistry donde Lavene las aisló por primera vez. 

 

Tipos de hélices de DNA más frecuentes

Las estructuras más frecuentes y fisiológicas en las que se puede encontrar el DNA es en forma de DNA-B (la propuesta de Watson y Crick), en forma de DNA-A (cuando está deshidratado o hibridado con RNA) y DNA-Z (cuando es levógiro).

 El DNA-B: Características del DNA-B:Giro de la hélice: dextrógiro

• Diámetro de la hélice: 2,37 nm
• Del diámetro, 1,1 nm corresponde al par de bases
• Vuelta completa (paso de rosca, pitch): 3,54 nm
• Nucleótidos por vuelta: 10,4 pb (Watson y Crick propusieron 10)
• Separación entre las bases (elevación o rise): 0,34 nm (3,54 / 10,4 = 0,34), que además coincide con el tamaño de van der Waals para un anillo plano.
• Rotación (twist) de una base respecto a la siguiente: 34,6º (34,6 x 10,4 = 360º). Si pudiéramos andar por el centro de las hélices, las bases serían claramente los escalones de una escalera de caracol.
• Ángulo entre las bases y el eje de la hélice: 88,8º (Watson y Crick propusieron 90º)
• Giro propulsor (propeller twist): 16º.
• Configuración del nucleótido: C2’ endo anti.
• Separación entre los fosfatos consecutivos: 0,7 nm.

Las características del DNA-A (también llamado RNA-11) son:

Giro de la hélice: dextrógiro

Diámetro de la hélice: 2,55 nm

Del diámetro, 1,1 nm corresponden al par de bases, pero no se sitúan sobre el eje como en el DNA-B, dejando un hueco central en el que puede entrar el agua.

Vuelta completa (paso de rosca, pitch) 2,53 nm

Nucleótidos por vuelta: 11 pb (de aquí el nombre de DNA-11)

PROPIEDADES DEL RNA

1. el RNA esta constituido por una sola cadena de nucleotidos, no es una helice doble.
2. el RNA tiene un azucar ribosa en sus nucleotiodos,, en vez de desoxirribosa.
3. los nucleotidos del RNA pueden tener las bases adenina, guanina, citosina y uracilo (nunca timina).
4. Los ácidos ribonucleicos no sólo pueden tener información propia, sino que constituyen la herramienta para la conversión de la información contenida en el DNA en proteínas específicas.

Clases de RNA

Pueden agruparse en dos clases principales: los informativos y los funcionales.

RNA informativos. El RNA informativo de la inmensa mayoría de genes es siempre RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas.

RNA funcionales. Estos RNA desempeñan muchas funciones diversas pero nunca se traducen a proteinas. Estos RNA están cifrados en pocos genes.

Las principales clases de RNA funcionales, actuan en varios pasos del proceso de conversión de la información presente en el DNA. En todos los organismos se han encontrado dos clases: RNA de trasferencia y RNA ribosomico

Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas)

Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas. Los ribosomas estan constituidos por varios tipos de RNAr y alrededor de 100 proteinas diferentes.

Existen otras dos clases de RNA funcionales especificos de eucariotas. Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.

Implicaciones biológicas de la estructura del DNA

Esta estructura del DNA causó gran excitación entre los genetistas y en todas las áreas de la biología, por 2 razones fundamentales:

la estructura sugería una forma obvia por la que la molécula puede ser duplicada o replicada, ya que cada base determina su complementaria mediante puentes de hidrogeno. la estructura hace pensar que quizá la secuencia de pares de bases en el DNA es la que determina la secuencia de aminoácidos de la proteína dictada por un gen. En otras palabras, algún tipo de código genético podría escribir información en el DNA con una secuencia de pares de nucleótidos.por iguales razones la estructura guarda y trasmite la información genetica.

Funciones del RNA

El RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas.

Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas) y Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas.

Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.En algunos virus su función es contener y transmitir información.

2.2 FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

El dogma central de la Biología Molecular

Fue Francis Crick quien introdujo el dogma central de la Biología Molecular parar describir el flujo de información biológica y cómo la célula utiliza esa información.

BASES NITROGENADAS

Se encargan de darle la especificidad y el caracter básico a los ácidos nucleicos. Derivan del anillo de  pirimidina  o del doble anillo de  purina . Cada una sigue una numeración específica. Las que intervienen en los ácidos nucleicos son adenina, guanina, citosina, timina (sólo DNA) y uracilo (sólo RNA).

 

La doble hélice del ADN

La estructura que diseñaron Watson y Crick en 1953 es una doble hélice, cada hélice es una ristra de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester, en el que un grupo fosfato forma un puente entre grupos –OH de dos residuos de azúcar adyacentes.

Las dos hélices se mantienen juntas mediante puentes de hidrogeno. Los puentes de hidrogeno se dan entre átomos de hidrogeno con una pequeña carga positiva y átomos con pequeña carga negativa.

Los puentes de hidrógenos son enlaces muy débiles (3% de un enlace covalente), pero esta cualidad es importante para las funciones vitales del DNA.

Vista tridimensional de la doble hélice

Vista en tres dimensiones, las bases nitrogenadas forman estructuras planas, y estas se apilan parcialmente unas sobre otras y esto coopera grandemente en la estabilidad de la molécula de DNA, al excluir a las moléculas de agua de los espacios entre las bases. Se descubrió después que existen dos formas de DNA en las fibra analizadas, la forma A esta menos hidratada que la forma B. se cree que la forma B es la que se encuentra mas frecuentemente en las células vivas.

El apilamiento de las bases en la doble hélice genera surcos en los esqueletos azúcar-fosfato. Estos se denominan surco mayor y surco menor

BITÁCORA UNIDAD I

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRANO

MATERIA: BIOLOGÍA MOLECULAR

PROFESOR: FRANCISCO XAVIER PUCHE ACOSTA

LIC EN BIOLOGIA           VI SEMESTRE

ALUMNA:

LAURA ORTEGA TORRES

UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Los acontecimientos fisiológicos que acontecen en nuestro organismo están modulados por múltiples factores actuando  a distintos niveles biológicos: molecular,  subcelular, celular, de órgano o de tejido y de organismo completo. Hasta hace poco tiempo, el estudio de las enfermedades humanas consistía exclusivamente en el estudio de las anomalías que se producían  a nivel del organismo completo o  a nivel de determinados órganos o tejidos en particular.

El termino biología molecular fue utilizado por primera vez en 1945 por William Astbury para referirse al estudio de la estructura química y física de las macromoléculas biológicas.

La Biología Molecular es una ciencia cuyo objetivo fundamental es la comprensión de todos aquellos procesos celulares, que contribuyen a que la información genética se transmita eficientemente de unos seres a otros, y se exprese en los nuevos individuos. 

La Biología Molecular se ocupa entonces de la estructura y funciones de las entidades de dimensiones inferiores a las de las células estudiadas en la biología clásica, pero superiores a las de moléculas, estudiadas por los métodos químicos tradicionales. Por lo tanto, trata de las bases moleculares que subyacen a los procesos biológicos.

Según Benjamin Lewin, el paradigma de la Biología Molecular es que los genes codifican proteínas que a su vez son responsables de la síntesis de otros tipos de estructuras, incluyendo los ácidos nucleicos y las propias proteínas.

1.1 EL DESARROLLO DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR.

1.1.1 EL DESCUBRIMIENTO DEL PRINCIPIO TRANSFORMANTE.

EL NACIMIENTO DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

La biología molecular nace formalmente en 1953, con la publicación del modelo estructural del ácido desoxirribonucleico adn o, de manera universal, dna por sus siglas en inglés propuesto por James Watson, Maurice Wilkins, Rosalind Franklin y Francis Crick. En ese entonces también se fraguaba, de manera por demás importante, el concepto de que la biología obedecía a fenómenos físicos y químicos cuantificables; esto es, que la biología no era meramente una disciplina descriptiva sino también cuantitativa.

Como sabemos que los genomas están compuestos de DNA?

En el caso de los cromosomas nucleares eucarióticos, es relativamente sencillo demostrar este hecho mediante la utilización de pruebas histoquímicas y fisicas. Los colorantes que se unen al DNA, como Feulgen, tiñen principalmente los cromosomas nucleares y también mitocondrias y cloroplastos. Además si se fraccionan los componentes de una masa de células, se observa claramente que la mayor parte del DNA aparece en la fracción nuclear y el resto en las mitocondrias y cloroplastos.

 EXPERIMENTOS DE GRIFFITH (1928)

El descubrimiento de la trasformación. En 1928 en el transcurso de sus experimentos con la bacteria Streptococcus pneumoniae, Frederick Griffith había hecho una misteriosa observación. Esta bacteria humana causante de la neumonía humana, es normalmente letal para los ratones. Sin embargo, han aparecido diferentes cepas que difieren en su virulencia. Griffith utilizo en sus experimentos dos cepas que se distingan por la apariencia de las colonias crecidas en laboratorio. Las células de una de las cepas, de tipo virulento normal, están rodeadas por una cápsula de polisacáridos que le da a la colonia apariencia lisa (smooth en ingles); de ahí llamada estirpe S. Las células de la otra cepa (un tipo mutante) no virulento que se reproduce en los ratones pero no es letal, carecen de esta cápsula de polisacáridos, lo cual hace que las colonias tengan apariencia rugosa; esta es la denominada estirpe R.

El experimento de Griffith, llevado a cabo en 1928, fue uno de los primeros experimentos que demostró que las bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.

En 1928, el microbiólogo Frederick Griffith, que investigaba varias cepas de neumococo (Streptococcus pneumoniae), inyectó en ratones la cepa S y la cepa R de la bacteria. La cepa S era dañina, mientras que la rugosa (R), no lo era ya que la cepa S se cubre a si misma con una cápsula de polisacárido que la protege del sistema inmune del ser que ha sido infectado, resultando en la muerte de este, mientras que la cepa R no contiene esa cápsula protectora es derrotada por el sistema inmunitario. Cuando, inactiva por calor, la cepa S era inyectada, no había secuelas y el ratón vivía.

Griffith mato algunas células virulentas, hirviéndolas e inyecto las células muertas en ratones. Los ratones sobrevivieron, demostrando así que las cápsulas de las células no provocan la muerte.

Sin embargo, ratones inyectados con una mezcla de células no virulentas vivas y células virulentas muertas, murieron. Además podían recuperarse  bacterias vivas de los ratones muertos; esta producían colonias lisas y en subsiguientes inyecciones eran virulentas. De alguna manera, los restos celulares de las células S hervidas habían convertido a las células S vivas. Este proceso se denomina transformación.

EXPERIMENTOS DE AVERY Y COLABORADORES (1944)

Este mismo método básico se utilizó para determinar la composición  del “principio trasformante.

En 1944, Oswald Avery, C. MacLeod y M. McCarty separaron los distintos tipos de moléculas que se encuentran en las células S muertas y estudiaron su capacidad de transformación por separado. 

Estas pruebas demostraron, en primer lugar, que los propios polisacáridos no trasformaban a las células rugosas. Por tanto la cubierta de polisacáridos, aunque claramente implicada en la acción patogénica, es solo la expresión fenotípica de la virulencia. Tras el escrutinio de los diferentes compuestos (Polisacáridos, Lípidos, RNA, Proteínas y DNA), Avery y col. Descubrieron que solo DNA, inducía la transformación de las células R, dedujeron que el DNA es el agente que determina la aparición del polisacárido y, por tanto, del carácter patogénico. Es mas, parece ser que proveer  a las células R del DNA de las células S es equivalente a ¡proveerlas de los genes de las células S!!.

OSWALD AVERY

NACIMIENTO	21 DE OCTUBRE DE 1877 HALIFAX,NUEVA ESCOCIA , CANADÁ
FALLECIMIENTO	2 DE FEBRERO DE 1955
CAMPO	GENÉTICA
ALMA MÁTER	UNIVERSIDAD DE COLUMBIA
CONOCIDO POR	DESCUBRIMIENTOS SOBRE EL ADN

EXPERIMENTOS DE HERSEY Y CHASE (1952)

Estructura y partes de un Fago T2

La mayor parte de la estructura de un fago es proteína, estando el DNA en el interior de la envuelta proteica o “cabeza”.

En las proteínas no se encuentra fósforo, que si forma parte del DNA; inversamente, el azufre esta presente e las proteínas pero nunca en el DNA.

Hersey y Chase marcaron el DNA del fago con un radioisótopo del fósforo (P³²)  y las proteínas con azufre (S³⁵), en cultivos distintos de fagos. Usaron entonces cada cultivo por separado, para infectar E. coli con muchas partículas de virus por cada célula.

Tras dejar tiempo suficiente para que se produjera la infección, separaron de las células bacterianas las carcasas vacías de los fagos llamadas “fantasmas” mediante agitación con una batidora de cocina.

Separaron las células bacterianas de los fantasmas de los fagos, mediante centrifugación, y midieron entonces la radioactividad en las dos fracciones. Cuando se usaron los fagos con P³², la mayor parte de la radioactividad terminaba en las células bacterianas, indicando que el DNA viral entraba en las células. También podía recuperarse P³² de los fagos descendientes. Cuando se usaron fagos los fagos marcados con S³⁵, la mayor parte de la radiactividad terminaba en los fantasmas virales, indicando que la proteína viral nunca entra en la célula bacteriana.

Esquema del experimento de Hersey y Chase

1.1.2 EL DESCUBRIMIENTO DE LA ESTRUCTURA DEL ADN.

Los primeros que tuvieron éxito en descubrir la estructura fueron Watson y Crick en 1953- tuvieron en cuenta dos tipos de pistas. En primer lugar, Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, habían acumulado muchos datos de difracción de rayos X sobre la estructura de DNA.

DNA B

Difracción de rayos x

El segundo tipo de datos procedía del trabajo de años antes de Edwin Chargaff. Estudio DNA de diferentes organismos, Chargaff estableció ciertas reglas empíricas sobre las cantidades de cada componente del DNA:

Erwin Chargaff analizó la composición de bases de distintos organismos y encontró distintas proporciones de los 4 nucleótidos en cada uno de los organismos estudiados. También observó que esta composición no cambiaba con la edad ni el ambiente. Pero lo más importante es que había tantas purinas como pirimidinas en todos los organismos. Las reglas de Chargaff son:

1.    la cantidad total de nucleótidos pirimidinicos (T + C) es siempre igual a al cantidad total de nucleótidos púricos (A + G).

2.    la cantidad de T es siempre igual a la de A y la cantidad de C es siempre igual a la de G. pero A + T no necesariamente es igual a C+G

En los primeros análisis de difracción de R-X realizados por Rosalyn Franklin se observaba que el DNA tenía un espaciado regular de 0,34 nm. Éste y otros indicios indicaban que debe tener algún tipo de estructura en hélice que se repite periódicamente, los datos sugerían que el DNA era largo y fino y que consta de dos partes separadas que corre una al lado de la otra a lo largo de la molécula, también demostraba que la molécula era helicoidal.

Watson y Crick construyeron un modelo que cumpliera todas las investigaciones que sobre el DNA se habían realizado hasta la fecha y propusieron, además, cómo tenía que conservarse y transmitirse la información de esta molécula.

1.1.3 EL DESCUBRIMIENTO DEL CÓDIGO GENÉTICO.

El código genético asocia a cada triplete de bases del ADN, llamado codón, un aminoácido concreto. Con los cuatro tipos de bases (U, uracilo; A, adenina; G, guanina; y C, citosina) que forman la molécula de ARN, sintetizada de manera complementaria a partir de la de ADN, se pueden formar 64 tripletes distintos (por ejemplo, UAC, UGG y AUC, entre otros). Cada codón se atribuye a un aminoácido concreto de los veinte posibles sin ninguna ambigüedad. Como hay menos aminoácidos que codones, algunos de aquéllos quedan designados por varios de éstos. Así, los seis tripletes UUA, UUG, CUU, CUC, CUA y CUG designan el aminoácido leucina y los dos AGU y AGC la serina; en cambio, el triptófano queda designado por un solo codón, UGG. La mayor parte de los aminoácidos están determinados de manera casi unívoca por sus dos primeras bases y, en muchos casos, el tercer nucleótido es un complemento indiferente o designa otro aminoácido de una familia próxima. Esta propiedad contribuye a limitar las consecuencias de los errores de copia o lectura.

La forma en que la clave genética fue descifrada como se determinaron los aminoácidos concretos representados por cada triplete- constituye una de la aventuras biológicas mas apasionantes en las ultimas décadas. Una vez que estuvieron disponibles las técnicas experimentales adecuadas, la clave genética se descifro en un suspiro.

Numero de letras de cada codón: se partió del hecho de que la clave debería ser de 3 letras; porque? Si la clave fuera de una letra (nucleótido : A, G, C, U) solo habría cuatro aminoácidos diferentes (4 letras diferentes). La clave genética no podría ser asi, pr que se necesitaría una distinta para cada uno de los 20 aminacidos!

Si la clave fuera de 2 letras, entonces seria posible 4² = 16; por ejemplo, AU, CU o CC, este vocabulario no seria todavía suficientemente variado.

Si la clave fuera de 3 letras, entonces seria posible 4³ = 64; por ejemplo AUU, GCC o UGC. Esta clave ofrece mas combinaciones que las necesarias para los aminoácidos.

Y hacia 1961 parecía claro que estos codones no eran solapados.

El primer paso para el desciframiento fue el descubrimiento de cómo fabricar RNAm sintético. Si los nucleótidos que conforman el RNA se mezclan con una enzima especial (fosforilasa de los polinucleotidos) se forma una cadena sencilla de RNA de la reacción. Esta síntesis no requiere ADN y los nucleotidos se incorporan al azar. La capacidad de sintetizar RNA habria la posibilidad de crear secuencias especificas de ARN y comprobar que aminoácidos se incorporaban al utilizarlas como RNAm.

El primer mensajero sintético obtenido, Poli(U), se fabrico mezclando solo nucleótidos de U, produciendo asi –UUUUUUUU-.

En 1961 Marshal Nirenberg y Heinrich Mathaei mezclaron in vitro Poli (u) y la maquina sintetizadora de proteínas de E. coli (Ribosomas, RNAt, energía, varias enzimas y algunas cosas mas) y observaron la formación de una proteína!! Resultando como secuencia de proteína ser una ristra de Fenilalanina. Así pues, el triplete UUU debe ser el codon de fenilalanina.

1.1.4 EL MODELO DEL OPERÓN.

1.2 LA BIOLOGÍA MOLECULAR EN MÉXICO.

La biología molecular nace formalmente en 1953, con la publicación del modelo estructural del ácido desoxirribonucleico ADN o, de manera universal, DNA por sus siglas en inglés propuesto por James Watson, Maurice Wilkins, Rosalind Franklin y Francis Crick. En ese entonces también se fraguaba, de manera por demás importante, el concepto de que la biología obedecía a fenómenos físicos y químicos cuantificables; esto es, que la biología no era meramente una disciplina descriptiva sino también cuantitativa. Es así que el inicio de la biología molecular fue influido en gran medida por los físicos, destacando Max Delbruck, quien se dedicó a la genética después de una trayectoria en la física teórica y quien estimuló a otro físico, Erwin Schrodinger, a escribir su importante libro ¿Qué es la vida?

La biología molecular nace, asimismo, de la bioquímica. La bioquímica en sí, se gestó dentro del pensamiento cuantitativo, particularmente con la visión de que la vida se podía explicar a través de una serie de reacciones químicas, catalizadas por enzimas. Así se construyeron los grandes esquemas de las vías metabólicas que incluyen, entre otros muchos, el ciclo de Krebs, el ciclo de la urea, la cadena respiratoria, la biosíntesis de ácidos grasos, de las hormonas, y de las vitaminas y la fotosíntesis.

1.3 PERSPECTIVAS FUTURAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR.

Después de que los científicos lograron identificar el ADN como la molécula que contiene la mayoría, si no toda, de la información genética de una célula el mero campo de la geneática molecular avanzo rápidamente a finales de la decada de los años 50 y principios de los años 60 proporcionado nuevos conceptos a una velocidad que solo puede compararse con la del desarrollo de al mecánica cuántica de los años 20. el éxito inicial y la acumulación  de una gran cantidad de información permitieron a los investigadores aplicar las técnicas y los moderno métodos biológicos de la genética molecular.

Las aplicaciones de la biología molecular y campo de estudio

• Estudios en investigación molecular básica y aplicada:
• Clonación genética e hibridación
• Tecnología del ADN Recombinante o ingeniería genética (organismos transgenicos)
• Reacción en Cadena de la Polimerasa (RCP)
• Aislamiento de DNA y RNA (Southern y Northern)
• La tecnología denominada huella de ADN (DNA fingerprinting)
• Procedimiento denominado secuenciación de ADN
• Terapia génica
• Genes interrumpidos (Knock out)
• Control de la expresión génica
• Terapia germinal (células madres)
• Creación de genotecas (bibliotecas de ADN)
• Taxonomia genética y evolucionismo
• Otros.

La investigación sobre el ADN tiene un impacto significativo, especialmente en el ámbito de la medicina. A través de la tecnología del ADN recombinante los científicos pueden modificar microorganismos que llegan a convertir en auténticas fábricas para producir grandes cantidades de sustancias útiles. Por ejemplo, esta técnica se ha empleado para producir insulina (necesaria para los enfermos de diabetes) o interferón (muy útil en el tratamiento del cáncer). Los estudios sobre el ADN humano también revelan la existencia de genes asociados con enfermedades específicas como la fibrosis quística y determinados tipos de cáncer. Esta información puede ser valiosa para el diagnóstico preventivo de varios tipos de enfermedades.

La medicina forense utiliza técnicas desarrolladas en el curso de la investigación sobre el ADN para identificar delincuentes. Las muestras de ADN tomadas de semen, piel o sangre en el escenario del crimen se comparan con el ADN del sospechoso; el resultado es una prueba que puede utilizarse ante los tribunales..

El estudio del ADN también ayuda a los taxónomos a establecer las relaciones evolutivas entre animales, plantas y otras formas de vida, ya que las especies más cercanas filogenéticamente presentan moléculas de ADN más semejantes entre sí que cuando se comparan con especies más distantes evolutivamente. Por ejemplo, los buitres americanos están más emparentados con las cigüeñas que con los buitres europeos, asiáticos o africanos, a pesar de que morfológicamente y etológicamente son más similares a estos últimos.

La agricultura y la ganadería se valen ahora de técnicas de manipulación de ADN conocidas como ingeniería genética y biotecnología. Las estirpes de plantas cultivadas a las que se han transferido genes pueden rendir cosechas mayores o ser más resistentes a los insectos. También los animales se han sometido a intervenciones de este tipo para obtener razas con mayor producción de leche o de carne o razas de cerdo más ricas en carne y con menos grasa.

ENSAYO!!!!

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ALTAMIRANO

MATERIA: BIOLOGÍA MOLECULAR 

ENSAYO 

PROFESOR: FRANCISCO XAVIER PUCHE ACOSTA

LIC. EN BIOLOGÍA           VI SEMESTRE

ALUMNA:

LAURA ORTEGA TORRES

México ha presenciado importantes transformaciones, políticas, sociales y económicas durante los últimos años. La orientación de la actividad científica y distribución de recursos requieren un proceso de modernización de acuerdo a los niveles crecientes  de calidad de los científicos

En el periodo entre 1996 y 2006 Mexico se convirtió en uno de los países con más artículos publicados en revistas indexadas, en todos los campos, contribuyendo asi con un total de 7775 artículos en el área de bioquímica, genética, y biología molecular. Con esta producción queda un poco con respecto a los gigantes mundiales y un tercer lugar en los países latinoamericanos. Las cifras no resultan sorprendentes en la producción de los artículos en la función del gasto de cada país en el desarrollo de la ciencia y tecnología. El impacto de la producción, en el número de citas recibidas, son correspondientes a 9,16 citas por artículos publicados.

Es posible que el índice de numérico de investigadores ganadores dedicados a la BGBM podrían ser el número de afiliados en la comunidad científica. En Mexico nació la sociedad mexicana de bioquímica (SMB) ha llevado a cabo desde sus comienzos un congreso nacional cada 2 años donde se reúnen para trabajar en el área. En la actualidad la SMB cuenta con un total  de 538 socios que se encuentras en 23 estados de la republica con el distrito federal con mayor número de socios con un total de 56,4%, seguido por Morelos con un total de 12,9% y al último Guanajuato con un 8,0%. El indicador de fiable del número de investigadores activos en todas las aéreas del conocimiento en el sistema nacional de investigadores (SNI) el conocimiento se otorga por medio de evaluaciones y de pares que permiten la emisión de nombramiento de investigador acompañado de un incentivo económico.