Biologia Molecular: Fundamentos y aplicaciones

192 Pages·2009·5.693 MB·Spanish

by  Juan Armendariz Carlos Beas, Daniel Ortuño

BIOLOGÍA MOLECULAR
FUNDAMENTOS Y APLICACIONES
BIOLOGÍA MOLECULAR
FUNDAMENTOS Y APLICACIONES
Dr. en C. CARLOS BEAS ZÁRATE
Químico Farmacobiólogo y Doctorado en Ciencias de la Salud
Investigador titular del Centro de Investigación Biomédica de Occidente del IMSS
Profesor titular de Biología Molecular del Departamento de Biología Celular y Molecular
del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Guadalajara
Profesor titular en los Posgrados de Ciencias Biomédicas y de Biología Molecular en Medicina
Dr. DANIEL ORTUÑO SAHAGÚN
Investigador Titular de la Universidad de Guadalajara
Maestro en Ciencias en Biología Celular
Doctor en Ciencias en Biología Molecular en la Universidad Autónoma de Madrid
Posdoctor por el Instituto Cajal de Neurociencias, en Madrid, España
Coordinador en el CUCBA del Doctorado en Ciencias Biomédicas
de la Universidad de Guadalajara
Dr. JUAN SOCORRO ARMENDÁRIZ BORUNDA
Doctorado en Bioquímica en el Centro de Investigación
y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional
Posdoctorado en Biología Molecular en la Universidad de Tennessee
Jefe del Departamento de Biología Molecular y Genómica, Centro Universitario
de Ciencias de la Salud de la Universidad de Guadalajara
Ex Presidente de la Asociación Mexicana de Biología Molecular en Medicina
MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA
LISBOA • MADRID • NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO • SAO PAULO
AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI
SAN FRANCISCO • SIDNEY • SINGAPUR • ST. LOUIS • TORONTO
Director editorial: Javier de León Fraga
Editor sponsor: Gabriel Romero Hernández
Editora de desarrollo: Norma Leticia García Carbajal
Corrección de estilo: Eduardo Grijalva Gómez
Diseño de portada: Wolfgang Rodolfo Wender
Composición y formación: Arturo Rocha Hernández
Supervisora de producción: Ángela Salas Cañada
NOTA
La medicina es una ciencia en constante desarrollo. Conforme surjan nuevos conocimientos, se
requerirán cambios de la terapéutica. El (los) autor(es) y los editores se han esforzado para que
los cuadros de dosifi cación medicamentosa sean precisos y acordes con lo establecido en la
fecha de publicación. Sin embargo, ante los posibles errores humanos y cambios en la medicina,
ni los editores ni cualquier otra persona que haya participado en la preparación de la obra garan-
tizan que la información contenida en ella sea precisa o completa, tampoco son responsables
de errores u omisiones, ni de los resultados que con dicha información se obtengan. Convendría
recurrir a otras fuentes de datos, por ejemplo, y de manera particular, habrá que consultar la hoja
informativa que se adjunta con cada medicamento, para tener certeza de que la información de
esta obra es precisa y no se han introducido cambios en la dosis recomendada o en las contra-
indicaciones para su administración. Esto es de particular importancia con respecto a fármacos
nuevos o de uso no frecuente. También deberá consultarse a los laboratorios para recabar infor-
mación sobre los valores normales.
BIOLOGÍA MOLECULAR
Fundamentos y aplicaciones
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
por cualquier medio, sin autorización escrita del editor.
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C. P. 01376, México, D. F.
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ISBN 13: 978-970-10-6921-9
1234567890 08765432109
Impreso en México Printed in Mexico
C o l a b o r a d o r e s
Dra. en C. Adriana María Salazar Montes. Instituto de C.U.C.B.A., Universidad de Guadalajara. Introduc-
Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica, ción, Capítulo 8
CUCS, Universidad de Guadalajara. Instituto de Bio-
Dr. Eduardo Vázquez Valls. Unidad de Investigación
logía Molecular, Centro Universitario de Ciencias de
Médica en Epidemiología Clínica, UMAE, Hospital
la Salud, Universidad de Guadalajara. Capítulo 5
de Especialidades, CMNO, IMSS y Laboratorio de
Dra. Airam Jenny Dávalos Marín. Laboratorio de Neu- Inmunodefi ciencias y Retrovirus Humanos, Centro
roinmunobiología Celular y Molecular, División de de Investigación Biomédica de Occidente, IMSS.
Neurociencias, C.I.B.O., IMSS. Capítulo 12 Capítulo 13
Dra. Ana Rosa Rincón Sánchez. Instituto de Enferme- Dra. Graciela Gudiño Cabrera. Laboratorio de Desa-
dades Crónico Degenerativas, CUCS, Universidad de rrollo y Regeneración Neural, Instituto de Neurocien-
Guadalajara. Capítulo 10 cias, Departamento de Biología Celular y Molecular,
C.U.C.B.A., Universidad de Guadalajara. Capítulo
Dra. en C. Ana Soledad Sandoval Rodríguez. Instituto
11
de Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica,
CUCS, Universidad de Guadalajara. Instituto de Bio- Dra. Irinea Yáñez Sánchez. Instituto de Biología Mole-
logía Molecular, Centro Universitario de Ciencias de cular en Medicina y Terapia Génica, CUCS, Universi-
la Salud, Universidad de Guadalajara. Capítulo 5 dad de Guadalajara. Instituto de Biología Molecular,
Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Univer-
Dra. Argelia E. Rojas Mallorquín. Departamento de
sidad de Guadalajara. Capítulo 7
Biología Celular y Molecular, C.U.C.B.A., Universi-
dad de Guadalajara. Capítulo 8 Dr. Juan Armendáriz Borunda. Instituto de Biología
Molecular en Medicina y Terapia Génica, CUCS, Uni-
Dr. en C. Arturo Becerra Bracho. Departamento de
versidad de Guadalajara. Introducción, Capítulos 5,
Biología Evolutiva, Facultad de Ciencias, Univer-
10, 11
sidad Nacional Autónoma de México, México, D. F.
Capítulo 14 Dra. en C. María del Pilar Alatorre Carranza. Instituto
de Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica,
Dr. Carlos Beas Zárate. Laboratorio de Neurobiolo-
CUCS, Universidad de Guadalajara. Instituto de Bio-
gía Celular y Molecular, División de Neurociencias,
logía Molecular, Centro Universitario de Ciencias de
C.I.B.O., IMSS. Laboratorio de Desarrollo y Regene-
la Salud, Universidad de Guadalajara. Capítulo 7
ración Neural, Instituto de Neurociencias, Departa-
mento de Biología Celular y Molecular, C.U.C.B.A., Dr. en C. Mario Eduardo Flores Soto. Laboratorio de
Universidad de Guadalajara. Introducción, Capítu- Neurobiología Celular y Molecular, División de Neu-
los 4, 6, 11 rociencias, C.I.B.O., IMSS. Capítulo 4
Dr. Daniel Ortuño Sahagún. Laboratorio de Desarro- Dra. en C. Martha Escoto Delgadillo. Unidad de Inves-
llo y Regeneración Neural, Instituto de Neurocien- tigación Médica en Epidemiología Clínica, UMAE,
cias, Departamento de Biología Celular y Molecular, Hospital de Especialidades, CMNO, IMSS y Labora-
v
vi Colaboradores
torio de Inmunodefi ciencias y Retrovirus Humanos, Dra. Rosalba Gutiérrez Rojo. Laboratorio de Microbio-
Centro de Investigación Biomédica de Occidente, logía Molecular, Centro de Investigación y Asistencia
IMSS. Capítulo 13 en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco. Capí-
tulo 9
Dra. en C. Miriam Ruth Bueno Topete. Instituto de
Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica, Dra. en C. Silvia Josefi na López Pérez. Laboratorio de
CUCS, Universidad de Guadalajara. Instituto de Bio- Neurobiología, Departamento de Biología Celular y
logía Molecular, Centro Universitario de Ciencias de Molecular, C.U.C.B.A., Universidad de Guadalajara,
la Salud, Universidad de Guadalajara. Capítulo 7 Guadalajara, Jalisco, México. Capítulo 3
Dra. en C. Mónica Elisa Ureña Guerrero. Laboratorio Dra. en C. Verónica Chaparro Huerta. Laboratorio de
de Neurobiología, Departamento de Biología Celular Neurobiología Celular y Molecular, División de Neu-
y Molecular, C.U.C.B.A., Universidad de Guadalajara, rociencias, C.I.B.O., IMSS. Laboratorio de Desarrollo
Guadalajara, Jalisco, México. Capítulo 2 y Regeneración Neural, Instituto de Neurociencias,
Departamento de Biología Celular y Molecular,
Dr. en C. Óscar Kurt Bitzer Quintero. Laboratorio de
C.U.C.B.A., Universidad de Guadalajara. Capítulos
Neuroinmunobiología Celular y Molecular, División
4, 6
de Neurociencias, C.I.B.O., IMSS. Capítulo 12
Dr. en C. Vidal Delgado Rizo. Instituto de Biología
Dr. Reinhard Schliebs. Paul Flechsig Institute for Brain
Molecular en Medicina y Terapia Génica, CUCS, Uni-
Research, Department of Neurochemistry, University
versidad de Guadalajara. Instituto de Biología Mole-
of Leipzig, Jahnallee 59, D-04109 Leipzig, Germany.
cular, Centro Universitario de Ciencias de la Salud,
Capítulo 11
Universidad de Guadalajara. Capítulo 7
Dr. Rodolfo Hernández Gutiérrez. Centro de Investi-
gación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Esta-
do de Jalisco A. C. CIATEJ. Capítulo 1
C o n t e n i d o
Introducción Capítulo 5
Cronología y evolución histórica Regulación de la transcripción. . . . . . . . . . . . 59
de la biología molecular . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Dra. Adriana María Salazar Montes,
Dr. Carlos Beas Zárate, Dra. Ana Soledad Sandoval Rodríguez
Dr. Daniel Ortuño Sahagún y Dr. Juan Armendáriz Borunda
y Dr. Juan Armendáriz Borunda
Capítulo 6
PARTE I Síntesis de proteínas. . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Dra. Verónica Chaparro Huerta
Capítulo 1 y Dr. Carlos Beas Zárate
Estructura molecular, función y métodos de
Capítulo 7
estudio de las proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Dr. Rodolfo Hernández Gutiérrez Transducción de señales. . . . . . . . . . . . . . . 87
Dr. Vidal Delgado Rizo,
Capítulo 2 Dra. Miriam Ruth Bueno Topete,
Dra. Irinea Yañez Sánchez
Composición y estructura
y Dra. María del Pilar Alatorre Carranza
de los ácidos nucleicos. . . . . . . . . . . . . . . . 17
Dra. Mónica Elisa Ureña Guerrero
PARTE II
Capítulo 3
Capítulo 8
Replicación del ácido
desoxirribonucleico (DNA). . . . . . . . . . . . . . 33 Técnicas de DNA recombinante . . . . . . . . . . .105
Dra. Silvia Josefi na López Pérez Dr. Daniel Ortuño Sahagún
y Dra. Argelia E. Rojas Mayorquín
Capítulo 4
Capítulo 9
Transcripción del ácido ribonucleico (RNA). . . . . 46
Aplicaciones de la biología molecular
Dr. Carlos Beas Zárate,
en la biotecnología. . . . . . . . . . . . . . . . . .115
Dr. Mario Eduardo Flores Soto
y Dra. Verónica Chaparro Huerta Dra. Rosalba Gutiérrez Rojo
vii
viii Contenido
Capítulo 10 Capítulo 13
Aplicaciones de la biología molecular Mecanismos moleculares de resistencia
en la terapia génica . . . . . . . . . . . . . . . . .122 del virus de la inmunodefi ciencia humana
a los antirretrovirales . . . . . . . . . . . . . . . .154
Dr. Juan Armendáriz Borunda
y Dra. Ana Rosa Rincón Sánchez Dr. Eduardo Vázquez Valls
y Dra. Martha Escoto Delgadillo
Capítulo 11
Capítulo 14
Terapia génica en enfermedades
neurodegenerativas . . . . . . . . . . . . . . . . .130 Biología molecular y evolución
de las primeras células. . . . . . . . . . . . . . . .166
Dr. Carlos Beas Zárate,
Dra. Graciela Gudiño Cabrera, Dr. en C. Arturo Becerra Bracho
Dr. Juan Armendáriz Borunda
y Dr. Reinhard Schliebs Índice alfabético . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Capítulo 12
Neuroinmunorregulación . . . . . . . . . . . . . .143
Dr. Óscar Kurt Bitzer Quintero
y Dra. Airam Jenny Dávalos Marín
P r ó l o g o
La presente obra consta de 14 capítulos organizados en de aspectos básicos como de temas aplicados a sus dife-
dos partes. La primera se enfoca a los aspectos básicos de rentes áreas de formación profesional. Asimismo, resulta
la biología molecular y sus fundamentos, desde la forma de gran utilidad para el docente de dichas áreas, como
en que están compuestas y estructuradas las principales material de apoyo didáctico para sus cursos. Finalmente,
biomoléculas: proteínas y ácidos nucleicos, hasta cómo constituye una referencia importante para el profesionis-
se realiza y se regula su síntesis. Además de referirse a ta que esté interesado en conocer más sobre el mundo de
los mecanismos de almacenamiento y transferencia de la biología molecular, ya que se presenta en un lenguaje
la información genética, así como a la expresión génica claro y accesible.
y sus procesos de regulación, los cuales son activados en Los autores de los diferentes capítulos son investi-
función de los sistemas de señalización intracelular. La gadores activos con reconocimiento nacional e interna-
segunda parte inicia con un panorama amplio de las prin- cional, que han hecho su mejor esfuerzo, conociendo las
cipales técnicas de biología molecular e ingeniería genéti- necesidades como docentes, en generar un material de
ca, aplicadas a diferentes campos del conocimiento, como consulta claro y conciso, que incorpore y relacione con-
la biotecnología, la terapia génica, las enfermedades neu- ceptos recientes del campo de la biología molecular.
rodegenerativas, la neuroinmunobiología, y fi naliza con Los autores desean que el lector de la presente obra
el abordaje de aspectos evolutivos de la célula desde el encuentre la respuesta a sus dudas y que le motive no
punto de vista molecular. solamente el interés por la biología molecular, sino ade-
Este libro fue concebido como un texto de referencia más que surja en él el gusto por el estudio profundo y el
para los estudiantes de ciencias médicas, biológicas, qui- entendimiento de la vida a nivel molecular.
micofarmacobiológicas y agropecuarias, para la consulta
Carlos Beas Zárate
Daniel Ortuño Sahagún
Juan Socorro Armendáriz Borunda
ix