biologia molecular

Una introducción a la
Biología Molecular
Para Computadores Científicos
interesados en Bioinformática
Fernán Agüero,
Instituto de Investigaciones Biotecnológicas, UNSAM


Referencias
•

Molecular Biology for Computer Scientists. Lawrence Hunter, Chapter 1
in Artificial Intelligence and Molecular Biology (L. Hunter, ed.), 1993.

•http://www.aaai.org/Library/Books/Hunter/01-Hunter.pdf

•
•

A quick introduction to elements of biology - cells, molecules, genes,
functional genomics, microarrays. Alvis Brazma, Helen Parkinson,
Thomas Schlitt, Mohammadreza Shojatalab, 2001.
http://www.ebi.ac.uk/microarray/biology_intro.html

•
•

Online Book of Biology. MJ Farabee, 1992-2002.
http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookTOC.html

•

Molecular Biology ofthe Cell, Alberts et al 4th Ed, 2002, Garland
Publishing.

•

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mboc4.TOC&depth=2

Seres vivos: algunas definiciones
• Caracteristicas centrales que nos permiten decir que
algo “es un ser u organismo vivo”:
– Capacidad de reproducirse a sí mismo
– Toma materiales del entorno y utiliza energía que captura del
entorno o de estosmateriales para transformarlos en
componentes propios.

En los límites: virus

Bacteriofago Lambda – virus que usan bacterias como
hospedadores. Izq: microscopía electrónica. Der: esquema

Todos los seres vivos están
relacionados entre sí
• Cualquier par de organismos tienen un
ancestro en común
• Las diferencias entre organismos y la
adquisición de la complejidad que
observamos pueden ser explicadasmediante la evolución
– Herencia
– Variación
– Selección
• Estos tres factores definen un proceso
evolutivo

Charles Darwin

Herencia
• Toda la información que se hereda se encuentra
almacenada en forma química en una molécula: el
DNA
– Es un polímero lineal
– Construído a partir de cuatro monómeros: adenina, citosina,
guanina y timidina
– mas conocidos como A, T, C y G :)

Componentes del DNA• Base nitrogenada
• Azucar (deoxyribose)
• Fosfato
• Observar:
•OH 3' libre
•PO4 en posición 5'

Estructura del DNA
Modelo atómico

Esquema

Estructura del DNA: detalle

Replicación del DNA
• La replicación del DNA es semi-conservativa
• La doble hélice se abre y cada hebra sirve como
molde para la síntesis de dos nuevas hebras

La síntesis del DNA durante la
replicación
•

Ocurre en una únicadirección: 5' a 3'

•

Es diferente en cada hebra:
– Leading strand (hebra líder): síntesis continua 5' a 3'
– Lagging strand (hebra retrasada): síntesis discontinua 5' a 3'

•

Es enzimática
– Complejos macromoleculares multifuncionales
– Algunas funciones son:
• Polimerización
• Corrección (eliminación de bases mal apareadas)
• Desplegado y apertura de la doble hélice
• Ligado de los fragmentosde síntesis en la hebra retrasada (lagging strand)

Codificación de información
• Almacenamiento de información: DNA
• Alfabeto de 4 caracteres
• Cómo está codificada está información (es decir, como
leemos lo que sea que está allí para obtener algún mensaje
con sentido)
– Respuesta: necesitamos conocer cómo es el flujo de la información
en biología

El dogma central de la biología
molecular
Eldogma central de la biología
molecular describe el proceso en dos
pasos (transcripción y traducción) por
el cual la información genética lleva a
la producción de proteínas:
DNA → RNA → proteína.

RNA
• El RNA es también un ácido nucleico
– También se polimeriza a partir de
nucleótidos, en general copiando a
partir de un molde.
• Diferencias?
– Tiene dos OH libres (2' y 3') (es
decir está formadopor ribosa, en
lugar de desoxyribosa)
– En el RNA se utiliza uracilo como
base nitrogenada en lugar de
timina). Es decir el alfabeto sería:
A, C, G, U

Transcripción
• Conceptualmente similar a la replicación del DNA
– Se utiliza DNA como molde
– Pero se polimeriza una hebra de RNA
• Pero
– No se transcribe todo el DNA
– Existen señales en la secuencia de DNA que delimitan de
alguna manera la...

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