CARRERA DE ESPECIALIZACION EN CARRERA DE ESPECIALIZACION EN BIOTECNOLOGIA INDUSTRIALBIOTECNOLOGIA INDUSTRIALBIOTECNOLOGIA INDUSTRIALBIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL

FCEyNFCEyN--INTIINTI

Materia de Articulación CEBI_A5Biología MolecularBiología Molecular

Docente a cargo: Gustavo Gudesblat

Problema: quiero ver un video en Youtubeq

…10001111011100111100111111…

Problema: quiero tratar a un pacienteProblema: quiero tratar a un pacientediabético con insulina

Insulina

Humano: tiene la

…ATTGCCTTATAGG…secuenciade la insulinacodificada Ingeniería

Escherichiacoli

codificadaen sugenoma

Ingenieríagenética

http://taowellnesscenter.com.ec/blog/wp-content/uploads/2012/11/diabetes.jpg

Historia del uso terapéuticode la insulina

~ 1920: Descubrimiento de la actividad hormonal de la insulina. Primer tratamiento de un paciente con insulina bovina

~1950: Obtención de la secuencia aminoacídica de la insulina(primera proteína de la historia)(primera proteína de la historia)Descubrimiento de la estructura del ADN

~ 1960: Síntesis química de la insulinaD b i i t d l ódi étiDescubrimiento del código genético

~ 1970: Desarrollo de la ingeniería genética

~ 1980: Primer paciente tratado con insulina recombinante producidaen E. coli

~1990: Modificación genética de la insulina humana para mejorar su~1990: Modificación genética de la insulina humana para mejorar sueficiencia

1928 - La información hereditaria está guardada en algún tipo de moléculaguardada en algún tipo de molécula

Griffith 1928 – Bacterias muertas son capaces de transferir información genética a otras bacterias

¿La información hereditaria está guardada en proteínas o en ácidos nucleicos?

Có ibl lé l i í i ?¿Cómo es posible que una molécula se copie a sí misma?

Acidos nucleicos: polímeros de 4 tipos d b id d

Proteínas: polímeros de 20 tipos de subunidades

de subunidades

vs

1952 - La información hereditaria está guardada en los ácidos nucleicos (ADN)

Hershey y Chase 1952 – La información genética de un virus está en su ADN y no en sus proteínas

1952 – El descubrimiento de laestructura del ADN explica cómo se guarda y se copia la información genética

1956 C i k D d l bi l í l l1956 – Crick - Dogma de la biología molecular

http://www.bio.miami.edu/~cmallery/255/255hist/mcb4.1.dogma.jpg

Todo en la biología se analiza a la luz de la evoluciónla luz de la evolución

Fragmento de ADN que codifica un ARN risosomal

Evolución del gen codificante para la hemoglobina de los glóbulos rojos

Todas las secuencias públicas están disponibles en www.ncbi.nlm.nih.gov/genbankEn febrero de 2013 había 162.886.727 secuencias con 150.141.354.858 bases

Qué veo a qué escalaQ q

¿De que esta hecha una célula?

Azúcares

•Almacenamiento y fuente de energía•Soporte mecánico (algodón madera quitina)•Soporte mecánico (algodón, madera, quitina)•Constituyente del ADN•Componentes de glicoproteinas

Acidos grasos

Ácido graso

Dos ácido grasos > un fosfolípido

•Almacenamiento de energía•Componentes de la membranas de la célulaDos ácido grasos -> un fosfolípido de la célula

Acidos grasosBiodiesel Jabón

Aceite comestible

Aminoácidos

Aminoácidos

Los aminoácidos se encadenan para formar proteínas o polipéptidos

Estructura primaria de las proteínas

Aminoácidos

Estructura secundaria de las proteínas

Aminoácidos

Estructura terciaria de las proteínas

Aminoácidos

Estructura cuaternaria de las proteínass uc u a cua e a a de as p o e as

AminoácidosProteínasConstituyen la mayor parte del peso seco de las células y cumplenlas células y cumplen innumerables funciones

www.novozymes.com

Nucleótidos

Nucleótidos

ADNácido deoxiribonucleico

ARNácido ribonucleico

Nucleótidos

Nucleótidos

El contenido de G-C de una secuencia de ADN determina su temperatura media de desnaturalización

Nucleótidos

5´ AATCCGGGGAATCG 3´Por convención las secuencias de ADN se escriben de 5´ a 3´

Nucleótidos

ADNARN

Nucleótidos

Nucleótidos

Otras funciones de los nucleótidos

Algo de química

En un ser humano se crean y se destruyen dos millones de glóbulos rojos por segundo

Primera ley de la termodinámica

La energía ni se crea ni se destruye.Solo se transforma

Segunda ley de la termodinámica

No existe ningún dispositivo que, g p q ,operando por ciclos, absorba calor de una única fuente (E.absorbida), y lo convierta íntegramente en trabajo (E.útil) (es imposible construir un motor queimposible construir un motor que convierta todo el calor de la combustión en energía para mover un auto).

Marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario

Glucólisis y ciclo de Krebsy

Fotosíntesis

La glucosa es descompuesta a CO2 + H2O. Este proceso libera energía que es guardada como ATP La fotosíntesis genera el proceso inversoque es guardada como ATP. La fotosíntesis genera el proceso inverso gracias a la energía aportada por el sol. Segunda ley de la termodinámica: la energia aportada por el sol para sinentizar una glucosa es mayor que la contenida en 36 ATPs.

La síntesis de macromoléculas requiere el aporte de energía en forma de ATP

Catálisis

Combustión en un motor. Reacción no catalizada. La bujía aporta la E de

ti ió ( hi )activación (chispa).

Enzimas de restricción: catalizan la ruptura del ADN en secuencias específicas. Son herramientas muy útiles para la ingeniería genética.