Biología molecular: fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud PDF
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S a l a z a r • S a n El enorme avance de la biología molecular ha revolucionado la d o v manera de visualizar la medicina y la biología en general, lo a l que permite una mejor comprensión y un entendimiento más • A amplio de los procesos biológicos. Los estudios en este campo, r m aplicados a la medicina y a la ingeniería genética, han origina- en d do nuevos conocimientos para ofrecer a los pacientes diagnós- á r ticos y tratamientos más certeros, logrando así establecer una iz conexión estrecha entre las ciencias básicas y las disciplinas clínicas, de forma tal que múltiples universidades la han inclui- do dentro de sus planes de estudio como una materia obliga- toria, tanto de licenciaturas como de maestrías y doctorados. Este libro permite al lector adentrarse en el campo de la biolo- gía molecular presentándole un panorama general y a la vez profundo, con un abordaje sencillo y didáctico. Para ello, el contenido está dividido en cuatro secciones que cubren desde B los aspectos básicos, la estructura y función de las principales I O moléculas que participan en el flujo de la información genéti- ca, hasta temas especializados y de interés general como L O terapia génica, organismos transgénicos, dopaje génico, nutri- genómica y proyecto del genoma humano. G Í A Sin lugar a dudas, el lector tiene en sus manos una herramienta muy útil para el estudio de la biología molecular en el área de M las ciencias de la salud, y estamos seguros de que su lectura O desarrollará el gusto por esta fascinante rama de la ciencia. L Visite: www.mhhe.com/med/salazar_bmfa1e E C U L A R Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud 978-607-15-0912-3 Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud Adriana María Salazar Montes Instituto de Biología Molecular en Medicina, Centro Universitario de Ciencias de la Salud Universidad de Guadalajara Ana Soledad Sandoval Rodríguez Instituto de Biología Molecular en Medicina, Centro Universitario de Ciencias de la Salud Universidad de Guadalajara Juan Socorro Armendáriz Borunda Instituto de Biología Molecular en Medicina, Centro Universitario de Ciencias de la Salud Universidad de Guadalajara O.P.D. Hospital Civil de Guadalajara “Dr. Juan I. Menchaca” (cid:46)(cid:173)(cid:57)(cid:42)(cid:36)(cid:48)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:35)(cid:48)(cid:40)(cid:48)(cid:53)Á(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:35)(cid:54)(cid:38)(cid:47)(cid:48)(cid:52)(cid:1)(cid:34)(cid:42)(cid:51)(cid:38)(cid:52)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:36)(cid:34)(cid:51)(cid:34)(cid:36)(cid:34)(cid:52)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:40)(cid:54)(cid:34)(cid:53)(cid:38)(cid:46)(cid:34)(cid:45)(cid:34)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:46)(cid:34)(cid:37)(cid:51)(cid:42)(cid:37)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:47)(cid:54)(cid:38)(cid:55)(cid:34)(cid:1)(cid:58)(cid:48)(cid:51)(cid:44) (cid:1)(cid:52)(cid:34)(cid:47)(cid:1)(cid:43)(cid:54)(cid:34)(cid:47)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:34)(cid:47)(cid:53)(cid:42)(cid:34)(cid:40)(cid:48)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:34)(cid:48)(cid:1)(cid:49)(cid:34)(cid:54)(cid:45)(cid:48)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:34)(cid:54)(cid:36)(cid:44)(cid:45)(cid:34)(cid:47)(cid:37)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:45)(cid:48)(cid:47)(cid:37)(cid:51)(cid:38)(cid:52)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:46)(cid:42)(cid:45)(cid:166)(cid:47)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:46)(cid:48)(cid:47)(cid:53)(cid:51)(cid:38)(cid:34)(cid:45) (cid:47)(cid:54)(cid:38)(cid:55)(cid:34)(cid:1)(cid:37)(cid:38)(cid:45)(cid:41)(cid:42)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:34)(cid:47)(cid:1)(cid:39)(cid:51)(cid:34)(cid:47)(cid:36)(cid:42)(cid:52)(cid:36)(cid:48)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:42)(cid:47)(cid:40)(cid:34)(cid:49)(cid:54)(cid:51)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:53)(cid:15)(cid:1)(cid:45)(cid:48)(cid:54)(cid:42)(cid:52)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:52)(cid:42)(cid:37)(cid:47)(cid:38)(cid:58)(cid:1)(cid:114)(cid:1)(cid:53)(cid:48)(cid:51)(cid:48)(cid:47)(cid:53)(cid:48) Director editorial: Javier de León Fraga Editor sponsor: Emilio Salas Castillo Editor de desarrollo: Héctor F. Guerrero Aguilar Supervisor de producción: Juan José Manjarrez de la Vega 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 preci- sos 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 garantizan que la infor- mación 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 contraindicaciones 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 información sobre los valores normales. BIOLOGÍA MOLECULAR Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin autorización escrita del editor. DERECHOS RESERVADOS © 2013, respecto a la primera edición en español por, McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C. V. Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre A, Piso 17, Col. Desarrollo Santa Fe, Delegación Álvaro Obregón C. P. 01376, México, D. F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. No. 736 ISBN: 978-607-15-0912-3 1234567890 2456789013 Impreso en México Printed in Mexico Editores Adriana María Salazar Montes Centro de Investigaciones Médicas Aplicadas. Es profesora investigadora del Instituto de Biología Molecular en Medi- Licenciada en Biología. Maestra en Ciencias en Biología cina y Terapia Génica, responsable del área de Terapia Celular. Doctorado en Ciencias en Biología Molecular en Celular. Es profesora del Doctorado en Ciencias en Biología Medicina. Universidad de Guadalajara. Posdoctorado en la Molecular en Medicina de la Universidad de Guadalajara. Universidad de Tuff s, Boston, Estados Unidos. En la actualidad es editora asociada de la Revista Archivos Obtuvo Doctorado en la Universidad de Guadalajara en de Ciencias, órgano ofi cial del Centro Universitario de el área de Biología Molecular y realizó su estancia posdoc- Ciencias de la Salud. toral en la Universidad de Tuff s, en Boston, Estados Unidos. Es profesora investigadora y en este momento encargada del Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Juan Armendáriz Borunda Génica. Es profesora del Doctorado en Ciencias en Biología Licenciado en Farmacología. Maestría y Doctorado en Bio- Molecular en Medicina y del Doctorado en Farmacología química en el Centro de Investigaciones y Estudios Avanza- de la Universidad de Guadalajara. En la actualidad es edito- dos del Instituto Politécnico Nacional. Posdoctorado en la ra asociada de la Revista Archivos de Ciencias, órgano ofi - Universidad de Tennessee, Memphis, Estados Unidos. cial del Centro Universitario de Ciencias de la Salud. Obtuvo Doctorado en Bioquímica en el Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del Instituto Politéc- Ana Soledad Sandoval Rodríguez nico Nacional, y Posdoctoral en la Universidad de Tennes- see, Memphis, Estados Unidos. Es profesor investigador del Quimicofarmacobióloga de formación con Doctorado en Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Ciencias Biomédicas, con orientación en Inmunología. Génica y actualmente jefe del Departamento de Biología Universidad de Guadalajara. Posdoctorado en el Centro de Molecula r y Genómica. Es profesor del Doctorado en Cien- Investigaciones Médicas Aplicadas de la Universidad de cias en Biología Molecular en Medicina, del Doctorado en Navarra, en España. Genética y del Doctorado en Ciencias Biomédicas de la Obtuvo Doctorado en la Universidad de Guadalajara en Universidad de Guadalajara. En la actualidad es editor de la el área de las Ciencias Biomédicas. Realizó su estancia pos- Revista Archivos de Ciencias, órgano ofi cial del Centro Uni- doctoral en la Universidad de Navarra, en España, en el versitario de Ciencias de la Salud. iii Colaboradores Blanca Estela Alcántar Díaz Adriana Díaz Rivera Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Licenciatura en Biología. Doctorado en Ciencias en Universidad Autónoma de Nayarit. Biología Molecular en Medicina. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Bertha Adriana Álvarez Rodríguez Martha Escoto Delgadillo Doctora en Genética. Departamento de Biología Molecular y Genómica, Centro Universitario de Doctora en Ciencias en Biología Celular. Instituto de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Patología Infecciosa y Experimental “Dr. Francisco Ruiz Sánchez” de la Universidad de Guadalajara. Centro de Juan Armendáriz Borunda Investigaciones Biomédicas de Occidente, Instituto Mexicano del Seguro Social. Doctor en Bioquímica. Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica, Departamento de Biología Lucía Flores Contreras Molecular y Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Licenciatura en Biología. Doctorado en Genética. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Blanca Estela Bastidas Ramírez Guadalajara. Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Instituto de Enfermedades Crónico Degenerativas, Jorge Fernando Floresvillar Mosqueda Departamento de Biología Molecular y Genómica, Licenciatura en Microbiología. Doctorado en Ciencias Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Biomédicas. Orientación Inmunológica. Centro Universidad de Guadalajara. Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Óscar Gabriel Béjar Mejía Licenciatura en Deportes. Especialidad en Natación. Jesús Javier García Bañuelos Consejo Municipal del Deporte de Guadalajara. Doctor en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Instituto de Biología Molecular y Terapia Génica, Miriam Ruth Bueno Topete Departamento de Biología Molecular y Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Universidad de Guadalajara. Instituto de Enfermedades Crónico Degenerativas, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Belinda Claudia Gómez Meda Doctora en Genética. Instituto de Biología Molecular en Paola B. Castro García Medicina y Terapia Génica, Departamento de Biología Molecular y Genómica, Centro Universitario de Doctora en Neurociencias. Posdoctoral en Division of Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Stem Cell Biology. Institute for Genetic Medicine, Hokkaido University. iv Colaboradores v Jaime González Cuevas Selene Guadalupe Huerta Olvera Doctor en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Doctora en Toxicología. Departamento de Ciencias Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Médicas y de la Vida, Centro Universitario de la Génica, Departamento de Biología Molecular y Ciénega, Universidad de Guadalajara. OPD Hospital Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Civil de Guadalajara “Dr. Juan I. Menchaca”. Salud, Universidad de Guadalajara. María Cristina Islas Carbajal Angélica Sofía González Garibay Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Licenciatura en Nutrición. Doctorado en Ciencias en Medicina. Instituto de Investigación Cardiovascular, Biología Molecular en Medicina. Centro Universitario Departamento de Fisiología, Centro Universitario de de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Daniela Gordillo Bastidas David Alejandro López de la Mora Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Licenciatura en Quimicofarmacobiólogo. Doctorado en Coordinación de la Carrera de Nutrición, Instituto Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Centro Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey. Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Elizabeth Gordillo Bastidas Alfonso López Vázquez Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Departamento de Biología Molecular y Genómica, Licenciatura en Médico Cirujano Partero. Doctorado en Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Centro Universidad de Guadalajara. Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. César Guardado Mora José Guadalupe Macías Barragán Licenciatura en Quimicofarmacobiólogo. Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica, Doctor en Ciencias Biomédicas. Orientación Departamento de Biología Molecular y Genómica, Inmunológica. Departamento de Ciencias Naturales y Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Exactas, Centro Universitario de los Valles, Universidad Universidad de Guadalajara. de Guadalajara. Carmen Magdalena Gurrola Díaz Ana Laura Márquez Aguirre Doctorado en Ciencias, Patología Molecular y Biología Doctorado en Ciencias Biomédicas con Orientación en Molecular del Cáncer. Instituto de Enfermedades Inmunología. Centro de Investigación y Asistencia en Crónico Degenerativas, Departamento de Biología Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco. Molecular y Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Abril Bernardette Martínez Rizo Doctora en Ciencias Biomédicas. Orientación Zamira Helena Hernández Nazará Inmunológica. Universidad Autónoma de Nayarit. Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Instituto de Enfermedades Crónico Degenerativas, Carlos Mata Munguía Departamento de Biología Molecular y Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Doctor en Genética. Centro de Investigaciones Biomédicas Universidad de Guadalajara. de Occidente, Instituto Mexicano del Seguro Social. Luis Daniel Hernández Ortega Mayra Guadalupe Mena Enríquez Licenciatura en Quimicofarmacobiólogo. Doctorado en Licenciatura en Biología. Doctorado en Genética. Centro Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Guadalajara. vi Colaboradores Alejandra Meza Ríos María Guadalupe Sánchez Parada Licenciatura en Quimicofarmacobiólogo. Doctorado en Licenciatura en Médico Cirujano Partero. Doctorado en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Centro Genética. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Universidad de Guadalajara. Guadalajara. Ana Soledad Sandoval Rodríguez Silvia Mora Lee Doctora en Ciencias Biomédicas. Orientación Doctora en Neurociencias. Laboratorio de Ciencias Inmunológica. Instituto de Biología Molecular en Biomédicas y Biotecnología, Departamento de Ciencias Medicina y Terapia Génica, Departamento de Biología Naturales y Exactas, Centro Universitario de los Valles, Molecular y Genómica, Centro Universitario de Universidad de Guadalajara. Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. José Navarro Partida Pablo Manuel Saucedo Galindo Doctor en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Entrenador. Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Génica, Departamento de Biología Molecular y Eduardo Vázquez Valls Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Maestro en Ciencias en Biología Celular. Instituto de Patología Infecciosa y Experimental “Dr. Francisco Ruiz Sánchez” de la Universidad de Guadalajara. Centro de Viviana Carolina Núñez Valdez Investigaciones Biomédicas de Occidente, Instituto Licenciatura en Biología. Doctorado en Ciencias en Mexicano del Seguro Social. Biología Molecular en Medicina. Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. José María Vera Cruz Doctor en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Ana Rosa Rincón Sánchez Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia Doctora en Farmacología. Instituto de Investigación Génica, Departamento de Biología Molecular y Cardiovascular, Departamento de Fisiología, Centro Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Salud, Universidad de Guadalajara. Guadalajara. Ana Lourdes Zamora Pérez Samantha Rivero-Borrel Sandoval Doctora en Genética. Instituto de Investigación en Licenciatura en Médico Cirujano Partero. Centro Odontología, Departamento de Clínicas Odontológicas Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Integrales, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Guadalajara. Universidad de Guadalajara. Adriana María Salazar Montes Guillermo Moisés Zúñiga González Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Doctor en Genética. Laboratorio de Mutagénesis, División Instituto de Biología Molecular en Medicina y Terapia de Medicina Molecular, Centro de Investigación Génica, Departamento de Biología Molecular y Biomédica de Occidente, Instituto Mexicano del Seguro Genómica, Centro Universitario de Ciencias de la Social. Salud, Universidad de Guadalajara. Laura Verónica Sánchez Orozco Doctora en Ciencias en Biología Molecular en Medicina. Instituto de Enfermedades Crónico Degenerativas, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Contenido Prólogo Capítulo 5 Transcripción 44 Parte I Zamira Helena Hernández Nazará Conceptos básicos Capítulo 6 de biología molecular 1 Traducción 52 Capítulo 1 José María Vera Cruz Bertha Adriana Álvarez Rodríguez Historia de la biología molecular 3 Belinda Claudia Gómez Meda José María Vera Cruz Capítulo 7 Adriana María Salazar Montes César Guardado Mora Juan Armendáriz Borunda Regulación de la expresión génica 66 Adriana María Salazar Montes Capítulo 2 Ana Soledad Sandoval Rodríguez Juan Armendáriz Borunda Ciclo celular 15 Capítulo 8 Blanca Estela Alcántar Díaz Luis Daniel Hernández Ortega Adriana María Salazar Montes Mutaciones 75 María Guadalupe Sánchez Parada Capítulo 3 Belinda Claudia Gómez Meda Estructura de ácidos nucleicos 25 Capítulo 9 José Navarro Partida Mayra Mena Enríquez Mecanismos de reparación del ADN 82 Capítulo 4 Mayra Guadalupe Mena Enríquez Lucía Flores Contreras Replicación 36 Ana Soledad Sandoval Rodríguez Jorge Fernando Floresvillar Mosqueda Juan Armendáriz Borunda José Guadalupe Macías Barragán vii viii Contenido Parte II Capítulo 16 Reacción en cadena Metodología del ADN de la polimerasa 145 recombinante 91 Ana Soledad Sandoval Rodríguez Capítulo 10 Alejandra Meza Ríos Jorge Fernando Floresvillar Mosqueda Manejo de muestras Capítulo 17 para estudios moleculares 93 Jesús Javier García Bañuelos Secuenciación del ADN Blanca Estela Bastidas Ramírez y microarreglos 160 Elizabeth Gordillo Bastidas Daniela Gordillo Bastidas Belinda Claudia Gómez Meda Guillermo Moisés Zúñiga González Capítulo 11 José María Vera Cruz Bertha Adriana Álvarez Rodríguez Métodos de extraccción de ácidos Capítulo 18 nucleicos 99 Ana Soledad Sandoval Rodríguez Polimorfi smos de ADN Abril Bernardette Martínez Rizo y huella genética 171 David Alejandro López de la Mora Belinda Claudia Gómez Meda Capítulo 12 Ana Lourdes Zamora Pérez María Guadalupe Sánchez Parada Electroforesis 110 David Alejandro López de la Mora Parte III Ana Soledad Sandoval Rodríguez Bases moleculares Capítulo 13 de las enfermedades 181 Enzimas de restricción 120 Capítulo 19 Jaime González Cuevas Miriam Ruth Bueno Topete Bases moleculares Ana Soledad Sandoval Rodríguez de las patologías humanas 183 Capítulo 14 José Macías Barragán Selene Guadalupe Huerta Olvera Vectores de clonación y expresión 127 Capítulo 20 Ana Soledad Sandoval Rodríguez Enfermedades monogénicas 191 Mayra Mena Enríquez Ana Laura Márquez Aguirre Silvia Mora Lee Paola B. Castro García Capítulo 15 Capítulo 21 Técnicas de hibridación 139 Bases moleculares del cáncer 197 Miriam Ruth Bueno Topete Jaime González Cuevas Carmen Magdalena Gurrola Díaz
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