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Páginas: 9 (2179 palabras)
Publicado: 27 de febrero de 2013
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 of the Cell, Alberts et al4th 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 estos materiales paratransformarlos 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 explicadas mediante laevolución – 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
• Basenitrogenada • 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 enuna única dirección: 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 delos fragmentos de 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 labiología molecular
El dogma 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 formado por 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...
Para Computadores Científicos interesados en Bioinformática
Fernán Agüero, Instituto de Investigaciones Biotecnológicas, UNSAM
Referencias
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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 of the Cell, Alberts et al4th 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 estos materiales paratransformarlos 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 explicadas mediante laevolución – 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
• Basenitrogenada • 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 enuna única dirección: 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 delos fragmentos de 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 labiología molecular
El dogma 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 formado por 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...
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