Tema II: Estructura del ADN. Los experimentos de Adleman y de Lipton PDF
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Tema II: Estructura del ADN. Los experimentos de Adleman y de Lipton I Procedimientos matem´aticos vs procesos biol´ogicos. I L. Adleman materializ´o esta similitud (nov. 1994). I Julio de 2000: interruptor a partir de una mol´ecula. I Sustituye la luz por una reacci´on qu´ımica. I Pueden disponer de m´as de mil procesadores en el espacio ocupado por un procesador. I Pueden aumentar la velocidad cien mil millones de veces. I Pueden reproducir cien ordenadores convencionales en el taman˜o de un grano de sal fina. I Simulaci´on bioqu´ımica de una MT (E.Shapiro, nov. 2001) I Cromosomas: I Descritos por Holfmeister, 1848 I Codifica la informaci´on gen´etica (Principios del s. XX) I Prote´ınas + ADN (Claude, Porter, 1943 y Mirsky, 1947). I ADN (J. Watson y F. Crick, 1951–1953) I Descifran la estructura. I Descubren el principio de complementariedad. I Demuestran que las mol´eculas de ADN codifican toda la informaci´on gen´etica. I Justifican el uso de ciertas t´ecnicas para su manipulaci´on. Estructura del ADN ADN: pol´ımero que, en su estructura lineal, consta de una serie de mon´omeros (nucle´otidos). Cada nucle´otido consta de: I Un azu´car (desoxirribosa). I Un grupo fosfato (P). I Una base nitrogenada. 5’ P 4’ OH 3’ 2’ 1’ B Bases nitrogenadas: A, C, G, T. adenina, citosina, guanina y timina Tipos de enlaces: fosfodiester y de hidr´ogeno. Enlace fosfodiester: cadenas simples (polaridad). 5’ 5’ 5’ 5’ P P P P 4’ 4’ 4’ 4’ OH OH OH OH 3’ 3’ 3’ 3’ 2’ 2’ 2’ 2’ 1’ 1’ 1’ 1’ B B B B 1 2 3 4 Enlace de hidr´ogeno: A↔T y C↔G. Enlaces fosfodiester + enlaces de hidr´ogeno= cadenas dobles (estructura de doble h´elice). 5’ 5’ 5’ 5’ P P P P 4’ 4’ 4’ 4’ OH OH OH OH 3’ 3’ 3’ 3’ 2’ 2’ 2’ 2’ 1’ 1’ 1’ 1’ B1 B2 B3 B4 - - - - B1 B2 B3 B4 1’ 1’ 1’ 1’ 2’ 2’ 2’ 2’ 3’ 3’ 3’ 3’ OH 4’ OH 4’ OH 4’ OH4’ P P P P 5’ 5’ 5’ 5’ Estructura helicoidal de una mol´ecula de ADN Estructura de datos: mol´eculas de ADN Operaciones con mol´eculas de ADN: I Desnaturalizaci´on. I Renaturalizaci´on. I Medida de la longitud. I Extracci´on. I Alargar (Enzima Polimerasa). I S´ıntesis. I Cortar (Enzima Nucleasa). I Empastar (Enzima Ligasa). I Alterar. I PCR. I Lectura. El experimento de L. Adleman Noviembre de 1994: resoluci´on molecular de una instancia del problema del camino hamiltoniano, en su versi´on dirigida y con dos nodos distinguidos. 4 3 1 6 0 2 5 GrafousadoenelexperimentodeAdleman Este experimento: I Primer ejemplo de computaci´on a nivel molecular. I Nuevas perspectivas de las mol´eculas de ADN como estructura de datos peculiares. I Posibilidad de usar el ADN para resolver instancias de problemas computacionalmente intratables. I Capacidad del ADN para simular computaciones de forma masivamente paralela.
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