Biologia molecular

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ASPECTOS BÁSICOS DE LA BIOLOGIA MOLECULAR (I)

Dr. D. Miguel A. Dasi
INTRODUCCIÓN

La Biología Molecular es una ciencia cuyo objetivo fundamental es la comprensión de todos aquellos procesos celulares, que contribuyen a que la información genética se transmita eficientemente de unos seres a otros, y se exprese en los nuevos individuos.

Este conocimiento ha permitido cruzar barrerasnaturales entre especies y colocar genes de cualquier organismo, en un organismo hospedador no relacionado mediante el empleo de técnicas de ingeniería genética. Una de las consecuencias importantes derivadas, fue la producción de fragmentos de ácidos nucleicos a gran escala, abriendo las puertas a la secuenciación de los ácidos nucleicos, y por ende a nuevas disciplinas como el diagnósticomolecular, la terapia génica o la obtención de organismos superiores recombinantes.

Cronológicamente podemos citar una serie de hitos que contribuyeron decisivamente en su desarrollo: la historia de su conocimiento comienza en el año 1866 cuando Mendel publica sus experimentos conducentes a los principios de segregación y clasificación independiente de los genes. En 1869 el científico suizoFrederick Miescher descubrió en el núcleo de las células una sustancia de carácter ácido a la que llamó nucleina. En los años 20, el químico alemán Robert Feulgen, utilizando una tinción específica, descubrió que el DNA estaba situado en los cromosomas. A partir de este descubrimiento todo sucedió muy rápidamente. En 1944 Avery, McCleod y McCarty comprueban que el DNA es el portador de lainformación genética. En 1953 Watson y Crick revelan la estructura del DNA como una doble hélice complementaria que recuerda la estructura de una escalera de caracol. A partir de entonces y de manera exponencial, se suceden los descubrimientos (enzimas de restricción, polimerasas, etc...) que conducirán a lo que se conoce como tecnología del DNA recombinante.

¿Qué es el DNA?

Podemosconsiderar el DNA o ácido desoxiribonucleico, como el }cerebro~ celular que regula el número y naturaleza de cada tipo de estructura y composición celular, transmitiendo la información hereditaria y determinando la estructura de las proteínas, que a través de enzimas determinará el resto de funciones celulares.

A finales del siglo pasado se descubrió también la existencia de una segunda clase deácido nucleico, denominado ácido ribonucleico (RNA). El RNA se encuentra tanto en el núcleo (concretamente en el nucleolo) como en el citoplasma de las células de manera abundante.

Ambos tipos de ácido nucleico, DNA y RNA, se encuentran simultáneamente en organismos eucariotas (con células de núcleo diferenciado) y procariotas (bacterias, etc.), y sólo uno de ellos en los virus.COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos polímeros de alto peso molecular constituidos por unidades elementales denominadas }nucleótidos~, los cuales están formados por tres componentes:

1. Molécula de azúcar

ð Ribosa, en el caso del RNA

ð Desoxirribosa, en el caso del DNA

2. Base orgánica nitrogenada

ð Adenina, guanina (basespúricas), citosina y timina (bases pirimidínicas) en el caso del DNA.

ð Adenina, guanina (bases púricas), citosina y uracilo (bases pirimidínicas) en el caso del RNA.

3. Grupos fosfato



Los nucleótidos se unen formando cadenas cuyo esqueleto está formado por la unión entre un azúcar de un nucleótido y el fosfato del siguiente, quedando las bases nitrogenadas en la partecentral, unidas cada una al C1 del azúcar. Estas bases son las que rinden especificidad al ácido nucleico.



ESTRUCTURA DEL DNA

Estructura primaria

La estructura primaria viene dada por la secuencia de nucleótidos. Cuando se quiere representar la secuencia de un oligonucleótido o de un ácido nucleico, se representa mediante la terminología de cada una de las bases. Por ejemplo:...
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