Estudio de proteínas musculares por Western blot y técnicas de genética aplicadas a las enfermedades neuromusculares: PCR, RFLP y secuenciación Dra. IRENE VIÉITEZ GONZÁLEZ Servicio de Anatomía Patológica y Neuropatología – Hospital Meixoeiro Complejo Hospitalario Universitario de Vigo (CHUVI) Instituto de Investigación Biomédica de Vigo Cádiz, 21-24 Mayo 2013 - XXVI Congreso Nacional de la SEAP-IAP, XXI Congreso Nacional de la SEC, II Congreso Nacional de la SEPAF Consideraciones generales sobre ácidos nucleicos y proteínas FUNDAMENTO CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR • La información genética, contenida en el ADN, se mantiene y es trasferida a su descendencia por su capacidad de REPLICACIÓN •El ADN transfiere la información al ARN mediante la TRANSCRIPCIÓN en el núcleo. •El ARN mensajero se desplaza al citoplasma con la información del ADN y, mediante la TRADUCCIÓN, sintetiza las proteínas •Las proteínas son las encargadas de desarrollar las diferentes funciones de las células Núcleo Citoplasma Replicación Transcripción Traducción ADN ARN Proteína • Excepciones: - Retrovirus Transcripción inversa (transcriptasa inversa) - Virus de ARN Duplicación del ARN (ARN polimerasa) - Ribozimas: ARN con propiedades autocatalíticas, que son capaces de modificarse y replicarse por si mismos. - Priones: Proteínas que se autoreplican ADN: Ácido didesoxirribonucleico - NUCLEÓTIDOS de desoxirribosa: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T) - ENLACE FOSFODIÉSTER - Dirección 5’ 3’ - Estructura en DOBLE HÉLICE y ANTIPARALELA - COMPLEMENTARIEDAD: A – T (2 puentes de H ) / G – C (3 puentes de H ) 2 2 Nucleótido ARN: Ácido ribonucleico - NUCLEÓTIDOS de ribosa: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U) -De cadena sencilla (5’ 3’) : MONOCATENARIO (excepto reovirus) - Complementariedad con el ADN molde (la Adenina se combina con Uracilo) TRANSCRIPCIÓN - Tipos de ARN Distintos papeles en la transmisión de la información ARN Mensajero: sirve de molde para la síntesis de las proteínas y transporta la información desde el DNA (núcleo) hasta el centro de producción de la síntesis proteica (ribosoma) ARN Ribosómico: forma parte de los ribosomas que llevan a cabo la traducción ARN Transferente: sirve para el transporte de los aminoácidos específicos desde las reservas citosólicas hasta los ribosomas y aseguran su correcto alineamiento Otros ARNs se emplean en la elaboración del RNA y en la exportación extracelular de proteínas RNA ribosomal (rRNA) RNA de transferencia (tRNA) RNA mensajero (mRNA) LAS PROTEÍNAS - Combinación de AMINOÁCIDOS (20 diferentes) - Compleja organización estructural: Cadena aminoacídica > Estructura cuaternaria (Complejo proteico) - Funciones muy diversas: Estructurales, Enzimas, Receptores, Hormonas, Anticuerpos… EL CÓDIGO GENÉTICO Relación entre la secuencia de nucleótidos del ADN y la secuencia de aminoácidos de la proteína Organizado en tripletes o CODONES: cada tres nucleótidos corresponden a un aminoácido. Los codones TAA, TAG y TGA indican la parada de la síntesis proteica. DEGENERADO: existe más de un triplete que codifica por el mismo aminoácido. ESPECÍFICO: ningún codón codifica más de un aminoácido CONTÍNUO: el cuadro de lectura de los tripletes se realiza sin espacios en sentido 5’-3’ desde el codón de inicio hasta el de parada. UNIVERSAL: el mismo triplete en diferentes especies codifica para el mismo aminoácido. ¿ Qué es un Gen? Unidad física y funcional básica de información contenida en el ADN Exón: Región del gen que se mantiene en el ARN mensajero tras su maduración (Splicing). Parte codificante del gen Intrón: Región del gen que no se mantiene en el ARN mensajero tras el proceso de Splicing. Parte no codificante del gen. GEN Maduración del ARNm ¿ Qué es un Alelo? En organismos diploides es cada una de las dos copias del gen presente en su genoma ALELO DOMINANTE: Alelo que enmascara la expresión fenotípica del otro alelo del mismo locus. ALELO RECESIVO: Alelo que para expresarse debe estar en ambos locus. HOMOCIGOTO: Los dos alelos iguales para un locus. HETEROCIGOTO: Los dos alelos distintos para un locus. MUTACIÓN: Tipos de mutaciones Cambio en la información genética que puede ser transmitido a la descendencia MUTACIONES PUNTUALES: Se produce el cambio de un único nucleótido “Missense”: Variación de un nucleótido que conlleva el cambio de un aminoácido por otro distinto. Secuencia normal Secuencia mutada 5’ ACTGCATTTAGC 3’ 5’ ACTGCATCTAGC 3’ T A F S T A S S “Nonsense”: Variación de un nucleótido que conlleva el cambio de un aminoácido por un codón de parada (TAG, TAA o TGA). Secuencia normal Secuencia mutada 5’ AGCTGCAGCAAT 3’ 5’ AGCTGAAGCAAT 3’ S C S N S X MUTACIONES FRAMESHIFT (Cambio en la pauta de lectura): Se produce un cambio total en el sentido del mensaje genético a partir del sitio de la mutación. Se sintetiza una proteína inactiva, a menudo truncada. Se debe a: DELECIONES, INSERCIONES, INDELS, DUPLICACIONES MUTACIONES IN-FRAME: Si el cambio afecta a un triplete o varios, la proteína solo pierde los aminoácidos implicados. MUTACIONES DE SPLICING (de corte y empalme) : Mutaciones que alteran el proceso de maduración de los ARNm generando transcriptos alterados que codifican por proteínas truncadas.
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