Biología a Molecular. De la bioquímica a la genómica

Transcripción

1 Biología a Molecular De la bioquímica a la genómica

2 Algo de filosofía a de la ciencia La ciencia avanza apoyada en avances tecnológicos y conceptuales tecnología conceptos trabajo Ejemplo: desarrollo de la microbiología a partir de Leeuvenhoek

3 Antonie van Leeuvenhoek Delft, Holanda Fue el primero en ver espermatozoides, células de la sangre y bacterias

4 Antonie van Leeuvenhoek Bacterias de la placa dental

5 Louis Pasteur Francia Teoría microbiana de la enfermedad

6 Robert Koch Alemania Cultivo en placa (1881)

7 Algo de filosofía a de la ciencia La ciencia y el conocimiento se dirigen hacia la resolución de problemas problemas Qué pregunta se quiere contestar? Qué problema se quiere resolver? Qué se quiere saber?

8 Algo de práctica de la ciencia La ciencia es un trabajo en equipo problemas

9 Algo de práctica de la ciencia La ciencia es una carrera de relevos La ciencia es una historia de personas que intentan resolver problemas apoyándose en los avances que produjeron otros antes que ellos y que intentan llevar la antorcha del conocimiento tan lejos como pueden en ese momento histórico y tecnológico

10 De la Bioquímica a la Genómica Etapas de la historia Bioquímica Genética y Biología Molecular Biología Celular Genómica, Transcriptómica y Proteómica Interactoma, Metaboloma y Fluxoma Biología de Sistemas

11 periodo Bioquímica basada en usa estudia Química orgánica Fisiología Modelos animales usa Función Estructrura estudia Metabolismo de de estudia Producción de energía Degradación Síntesis Macromoléculas culas de de tales como Proteínas Todos los seres vivos tenemos una bioquímica esencialmente igual Azúcares Lípidos

12 periodo Genética y Biología a Molecular estudia basada en emplea se aplica en Ingeniería Genética Proteínas tienen Genes Genética estudia Cómo Acidos nucleicos funcionan los genes? como sintetizan forman Transmisión de Caracteres Drosophila Bacterias Modelos Virus Hongos de Información para Síntesis DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA A MOLECULAR ADN ARN Información proteínas

13 Hitos de la Biología a y la Genética Molecular 1940 Beadle y Tatum: un gen, una enzima 1944 Avery, MacLeod y McCarthy: Los genes están hechos de DNA 1953 Watson y Crick Estructura del ADN 1960 Monod, Lwof y Jacob Hipótesis del ARN mensajero Modelo del Operón Varios autores Desciframiento del código genético 1960 Linn y Arber Descubrimiento de las enzimas de restricción

14 P P lac O P R lacz lacy laca R represor P RNApol DO 550 β-gal t

15 P P lac O lacz LacY laca P P R represor R transacetilasa permeasa β-gal lactosa P RNApol INDUCCIÓN DO 550 β-gal t

16 periodo Biología a Celular Cómo funcionan las células? Células pregunta de estudia Respuestas a Estímulos Ingeniería genética emplea Microscopía Detección y análisis Orgánulos de tipo mediados por Interno Externo de de tipo Señales de tipo Intercelular Ambiental reconocidas por Receptores son Proteínas presentes en

17 Principales logros de la Biología a Celular Biología del Desarrollo cómo se regula la expresión génica desde la primera célula hasta el individuo adulto Funcionamiento de los orgánulos celulares citoesqueleto estructura y función de la membrana celular sistemas de modificación y exportación de proteínas sistemas de transducción de señal cascada señal receptor

18 Principales logros de la Biología a Celular Células Madre o Células Troncales

19 blastocistos de ratón

20 células troncales embrionales de ratón (ES) en cultivo

21 A finales del año 1998 y después de intensos trabajos de experimentación, un grupo de investigadores de la Universidad de Wisconsin (EEUU) consiguió el primer cultivo de células madre embrionarias humanas

22 periodo Secuencia ADN Biómica estudia PCR es Secuenciadores de A.N. usando Genoma Transcriptoma Proteoma Bioinformática identifica estudia estudia Regiones intergénicas nicas genes de expresión proteínas Bioinformática desconocida con función reguladora de la en usando microarrays Bioinformática en usando Técnicas bioquímicas Espectoscopía de masas Secuenciadores de proteínas estructural diferentes células tejidos órganos condiciones ambientales estados de desarrollo La biómica produce gran cantidad de información que es necesario tratar informáticamente

23 Secuenciación n de genomas ATGCCATAGGTACTGATTC TATACTTGCTAAGTCCAGG TCATAGTAGGCACTTGCTA TTACGCTACTGTAGTAGCA TGCTAGTGACAGTACATTC

24 Secuenciación n de genomas A B H I J K L F G C D E F G A B C B C D E C D E F G F G G H I J A B C G H I J A B M N O P H I J K L K L M N O P M N O P B C D E A B C D E F G H I J K L M N O P K L M N O P

25 Secuenciación n de genomas EN UN LUGAR DE LA MANCHA DE CUYO NOMBRE. ENBACUNMPFLUGARARODEODESLAEBAMANCHAPOEDEMAICUYOOGRNOMBRE. ENBACUNMPFLUG-ARARODEODESLAEBAMAN-CHAPOEDEMAICU-YOOGRNOM-BRE. ENBACUNMPFLUGMAARARODEODESLAEBAMANTECHAPOEDEMAICUACYOOGRNOMLIBRE. ENBACUNMPFLUGMAARARODEODESLAEBAMANTECHAPOEDEMAICUACYOOGRNOMLIBRE. ΕΝΒΑΧΥΝΜΠΦΛΥΓΜΑΑΡΑΡΟ ΕΟ ΕΣΛΑΕΒΑΜΑΝΤΕΧΗΑΠΟΕ ΕΜΑΙΧΥΑΧΨΟΟΓΡΝΟΜΛΙΒΡΕ.

26 Secuenciación n de genomas ΕΝΒΑΧΥΝΜΠΦΛΥΓΜΑΑΡΑΡΟ ΕΟ ΕΣΛΑΕΒΑΜΑΝΤΕΧΗΑΠΟΕ ΕΜΑΙΧΥΑΧΨΟΟΓΡΝΟΜΛΙΒΡΕ. ENBACUNMPFLUGMAARARODEODESLAEBAMANTECHAPOEDEMAICUACYOOGRNOMLIBRE. EN UN LUG AR DE LA MAN CHA DE CU YO NOM BRE. EN UN LUGAR DE LA MANCHA DE CUYO NOMBRE.

27 Clonaje y secuenciación de la región central del cromosoma VII de Pleurotus ostreatus cromosoma VII en PC15 ( pb) LR1.1 LR1.2 LR2.1 LR2.2 SR1.1 SR1.2 SR2.1 SR kb 50.0kb 100.0kb 150.0kb 200.0kb 250.0kb BAC_L5(RC) 45a b 13a6 312a 24a1 BAC_I3 (RC) L16 875

28 Genómica comparada Tamaño de los genomas Virus pb (50 Kb) Bacterias pb (3.5 Mb ó Kb) Levadura 15 Mb Hongos 35 Mb Animales (hombre) Mb (30 Gb) Algunas plantas tienen genomas aún más grandes A H P Al estudiar los genes presentes en un organismo: Aprox. 1/3 son iguales a otros genes cuya función se conoce Aprox. 1/3 son iguales a otros genes identificados pero con función desconocida Aprox. 1/3 no son similares a nada observado anteriormente

29 Transcriptoma Sección de un microarray: cada punto corresponde a un gen diferente que se detecta específicamente. La intensidad de la fluorescencia indica cuánto se está expresando dicho gen University of Liverpool 2005 Univ. of California at San Francisco

30 Proteoma Purificación y microsecuenciación Identificar el gen Estudiar la expresión y el comportamiento del gen Fracción de las proteínas presentes en fibroblastos de la córnea humana (Universidad de Aarhus, Dk)

31 Interactoma Interactoma: identificación sistemática de interacciones de proteínas dentro de un organismo Método de estudio del interactoma El estudio de los genes presentes en organismos modelo ha revelado que su número es sorprendentemente pequeño, incluso en organismos multicelulares, y esto sugiere que la comprensión del funcionamiento de los organismos no se puede alcanzar únicamente mediante el estudio de sus genes aislados.

32 Interactoma 1. Las proteínas se relacionan formando racimos 2. Los racimos están conservados evolutivamente.

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