jueves, 1 de marzo de 2012

DESARROLLO DE LA UNIDAD "3"


3.1 ORGANISMOS PROCARIÓTICOS


En general, los genomas bacterianos tienen un tamaño inferior a 5 Mb, aunque en el caso de Bacillus megaterium el genoma tiene un tamaño de 30 Mb. La mayor parte del genoma corresponde a genes.


 
3.1.1 ADN CIRCULAR

GENOMAS PROCARIÓTICOS


El genoma de la mayoría de los procariontes esta formado por un único cromosoma. Normalmente es una molécula de DNA de doble cadena cerrada y circular.

Los genes bacterianos estan muy agrupados, con distancias intergénicas muy pequeñas, y los intrones son muy escasos.

3.1.2 PROTEÍNAS ASOCIADAS


El DNA en bacterias se  organiza en un nucleoide, que se forma por un superenrrollamiento.


Arquitectura del genoma en procariotas

En E.coli existen una serie de proteinas relacionadas con el empaquetamiento del DNA que reciben el nombre de proteinas similares a histonas p.e. histone-like nucleoid structuring protein (H-NS), integration host factor (IHF) etc.

su similitud con las histonas de los eucariotas es muy baja (a excepción de las proteinas HU).

Estas proteinas posiblemente son capaces de remodelar el grado de compactación del DNA del nucleoide, influyendo sobre la expresión génica.

3.1.3 ADN EXTRACROMOSÓMICO.
3.1.3.1 PLÁSMIDOS.

Genomas plásmidicos

Las células bacterianas contienen comúnmente pequeños elementos de DNA que no son esenciales para las operaciones básicas de la célula. Estos componentes se denominan plasmidos.

  • Los plasmidos no pueden vivir fuera de la célula.
  • Los plasmidos bacterianos contienen a menudo genes que son útiles para la célula huésped, p.e. confieren resistencia a  antibióticos, promueven la fusión o producen toxinas.
  • los plasmidos bacterianos suelen ser circulares, aunque se han encontrado algunos lineales.
  • Existencia autónoma del cromosoma bacteriano (raramente se insertan).
  • Portadores de genes no presentes en el cromosoma bacteriano p.e. genes de resistencia a antibióticos.
  • Un mismo plásmido puede hallarse en especies distintas de bacterias.


3.1.3.2 BACTERIÓFAGOS.

Los fagos pueden generar el ciclo lítico o el ciclo lisogénico, aunque muy pocos son capaces de llevar a cabo ambos.

En el ciclo lítico, las células hospedadoras del fago son lisadas (destruidas) tras la replicación y encapsulación de las partículas virales, de forma que los nuevos virus quedan libres para llevar a cabo una nueva infección.

Por el contrario, en el ciclo lisogénico no se produce la lisis inmediata de la célula. El genoma del fago puede integrase en el ADN cromosómico de la bacteria hospedadora, replicándose a la vez que lo hace la bacteria o bien puede mantenerse estable en forma de plásmido, replicándose de forma independiente a la replicación bacteriana.


En cualquier caso, el genoma del fago se transmitirá a toda la progenie de la bacteria originalmente infectada. El fago queda así en estado de latencia hasta que las condiciones del medio se vean deterioradas: disminución de nutrientes, aumento de agentes mutagénicos, etc. En este momento, los fagos endógenos o profagos se activan y dan lugar al ciclo lítico que termina con la lisis celular.




3.1.3.3 TRANSPOSONES


Transposición

La transposición es el fenómeno por el cual un elemento de DNA cambia de ubicación física en el cromosoma sin aprovechar ningún tipo de homología de secuencia, sino a través de una proteína específica denominada transposasa. Las características que distinguen la transposición de la recombinación son:


  • No requiere homología de DNA entre la secuencia dadora y la aceptora, aunque hay puntos calientes en regiones ricas en AT
  • Se produce una duplicación de la secuencia aceptora (entre 3 y 12 pb) antes y detrás del transposón
  • la intervención de la transposasa y, en algunos casos, la resolvasa.
  • La transposición puede reestructurar drásticamente la organización del cromosoma hospedador. Además, puede alterar la expresión de un gen, bien inactivándolo, bien sobreexpresándolo.

Su presencia la demostró Barbara McClintok en los años 50.



Transposones procarióticos

- Tipos

La clasificación se basa principalmente en los genes que aparecen

Tipo I

Se conocen como transposones simples o secuencias de inserción (IS) lo que en 700 o 2000 pb contienen el gen TnpA que codifica la transposasa flanqueado por dos secuencias invertidas repetidas cortas (15 a 25 pb).

Tipo II

Contienen al menos tres genes: una transposasa (TnpA), una resolvasa (TnpR) y un gen que suele ser de resistencia a antibióticos. Eso se encuentra flanqueado por secuencias repetidas invertidas (IR) a la izquierda (IR-L) y a la derecha (IR-R).

Tipo III

Aquellos fagos que, en lugar de insertarse en el genoma por recombinación —lo normal—, lo hace mediante transposición. El más conocido es el fago μ.



La gran mayoría de los transposones eucarióticos utilizan RNA como intermediario de la transcripción.


 
3.2 ORGANISMOS EUCARIÓTICOS


Genomas nucleares eucarióticos

En los organismos eucarióticos, la mayoría de los genes se encuentra en los cromosomas del núcleo. Las especies eucarióticas se clasifican como diploides (dos series de cromosomas en el núcleo), o son haploides (1 sola serie de cromosomas en el nucleo), la mayoría de algas y hongos son haploides y el resto de eucariotas (incluyendo plantas y animales) son diploides.



3.2.1 ADN LINEAL Y EMPAQUETAMIENTO


 

Una célula humana contiene alrededor de 2 metros de DNA (1 metro por cada serie cromosomica). El cuerpo humano está constituido por unas 1013 células y cada célula es diploide, por lo que contiene en total unos 2x1013 metros de DNA.

3.2.1.1 HISTONAS


el empaquetamiento ocurre en el núcleo donde el DNA se condensa en 46 cromosomas.

La mezcla completa de materiales  de los que se compone el cromosoma se conoce como cromatina. Se trata de DNA y proteínas.

Las histonas son proteínas asociadas al DNA en los nucleososmas. Los nucleosomas (10 nm) están formados por un octamero compuesto por dos unidades de cada una de las histonas (H2A, H2B, H3 Y H4).





3.2.1.2 SOLENOIDES


El DNA (asociado a las histonas) da dos vueltas alrededor de cada octamero de los nucleosomas, el nucleosoma es una forma distendida, de una forma muy enrollada denominado solenoide (30 nm) , el solenoide mantiene su forma mediante otra histona H1.

Para conseguir el primer nivel de empaquetamiento el DNA se enrolla alrededor de las histonas, que actúan, como bobinas de un hilo, un nuevo enrollamiento genera la conformación del solenoides.

 
3.2.1.3 CROMOSOMAS

Enrollamientos de orden superior.

Los cromosomas se encuentran muy enrollados, si un solenoide tiene de diámetro 30 nm, un cromosoma condensado tiene 700 nm. Para esto el solenoide se enrolla sobre un esqueleto proteico compuesto de la enzima topoisomerasa II, que es capaz de pasar una cadena de DNA a través de otra.



COMO SE EMPAQUETA EL ADN.

1) el DNA se enrolla sobre los nucleosomas que actúan como bobinas de hilo.

2) los nucleosomas se enrollan formando un solenoide.

3) el solenoide forma lazos anclados a un esqueleto central.

4) el esqueleto unido a los lazos se dispone como un solenoide gigante.




3.2.2 COMPLEJIDAD DEL GENOMA


Las principales regiones de un gen

un gen es una región de DNA cromosómico que puede trascribirse en una molécula de RNA funcional en el momento y lugar adecuados del proceso de desarrollo de un organismo.

El hecho de definir con precisión que es un gen puede dificultarse ya que muchos genes eucarioticos contienen segmentos de DNA, llamados intrones, que se encuentran intercalados en la región transcrita del gen. Los intrones no contienen información para al formación del producto génico correspondiente. (p.e proteína). Se transcriben junto con las regiones codificantes (llamadas exones) pero luego son eliminados del transcrito inicial.

La correcta secuencia de nucleótidos de los intrones, de la región reguladora y de la región codificante es necesaria para crear un trascrito del tamaño adecuado, en el momento y lugar adecuado y estas tres partes deben considerarse como una unidad funcional completa, en otras palabras como parte de un gen.



Los análisis de secuencia han demostrado que hay DNA entre los genes, de función desconocida la mayor parte. El tamaño y la naturaleza de este DNA dependen del genoma. En hongos, este DNA intergénico es pequeño, pero en mamíferos es muy grande.


Los tamaños de los genomas se miden en unidades formadas por miles de bases de nucleotidos (llamados kilobase, kb) o millones de pares de nucleotidos (megabases, mb),


3.2.3 ADN MITOCONDRIAL.



Los cromosomas de mitocondrias y cloroplastos son de DNA de doble cadena.

Las mitocondrias  se encuentran en todos los seres eucariotas aerobios; contienen las enzimas para la mayor parte de las reacciones oxidativas que generan energia para las funciones celulares.

Actualmente se conocen las secuencias completas del ADN de varios genomas mitocondriales. Al ADN mitocondrial se lo conoce como ADNmt (mtDNA).

La estructura del genoma mitocondrial es circular como es el del genoma bacteriano. Se trata de una mol. circular de ADN, helicoidal, con doble hebra, y supercondensada. Se conocen algunos pocos casos de genomas mitocondriales de forma lineal. En muchos casos, el contenido de GC (guanina-citosina) del ADNmt difiere en gran medida del ADN nuclear, y esto permite separar el ADNmt del nuclear por centrifugacion en un  gradiente de cloruro de cesio.

En los animales, el genoma mitocondrial generalmente es menor a 20 kb (kilobases); por ej. en el hombre el ADNmt tiene 16.569 bp (pares de bases). Por su parte, el ADNmt de una levadura contiene cerca de 80.000 bp (80 kb), mientras que en las plantas varia entre 100 y 2.000 kb.



3.3 ORGANIZACIÓN GENÓMICA VIRAL.



Los genomas virales son muy distintos entre si, muchos estan compuestos de ADN, que cuando estan empaquetados puede ser de cadena sencilla y cadena doble. Algunos virus como el HIV (retrovirus) contiene genomas de RNA, algunos de cadena sencila y otros de cadena doble. Algunos genomas virales contienen DNA y RNA circulares.

Independiente del genoma del virus hay siempre una fase intracelular del ciclo infectivo, en la cual este genoma se convierte en DNA de cadena doble.

Los virus pueden tener DNA duplex, DNA monocatenario, RNA monocatenario o RNA duplex.


ESTRUCTURA

El tamaño de los virus está comprendido entre 20 y 300 nm. Ya que la mayoría miden menos de 250 nm, límite de resolución del microscopio óptico, sólo son visibles con ayuda del microscopio electrónico.
Los virus están compuestos de un núcleo central formado por ácido nucleico (DNA o RNA, pero nunca los dos en el mismo virión) rodeado por una proteína que constituye la cápsida. El núcleo central y la cápsida forman conjuntamente la nucleocápsida del virión.






CONCLUSION



Dentro de esta unidad se vio como se encuentra organizado el material genetico,que a pesar de estar dentro de una estructura tan compleja puede caber vien dentro de ella, todo gracias a diferentes componentes o compuestos que le ayudan a realizar esta tarea, un ejemplo lo constituyen las proteinas, que ayudan a organizar bien el material genetico. Se vio como en tan solo una celula humana el adn puede alcanzar 2 metros de largo, que todo el proceso de ensamblaje del adn se da en 4 pasos, que de esto depende toda la organización del adn. Ademas vimos que dependiendo del organismo que se trate va hacer mas complejo el adn y tambien podemos encontrar diferentes cromosomas tanto de numero como de estructura, dependiendo el organismo. Asi tambien se vio las partes que forman un gen, cuales son las que se encargan de transcribir el arn en proteinas y cuales no lo realizan, tambien que cantidad de genes se encuentran dentro de un organismo y cuales dependiendo de los mismos tienen mayor posibilidad de que se transformen en proteinas y que organismos tienen mas adn intergenico. Las partes que conocimos de un gen fueron: los exones, que codifican proteinas, los intrones, que no codifican nada, adn intergenico, que separa a los diferentes genes. En conclusion esta unidad nos sirvio para poder comprender como esta organizado todo el material genetico, que factores o compuestos intervienen para llevar acabo todo esto, tambien que tan complejos son los diferentes organismos y que es lo que les hace hacerlos.



BIBLIOGRAFIA






v  antologia biomolecular 2012








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