¿QUE ES UN TRANSPOSON?
Un transposón o elemento genético transponible es una secuencia de ADN que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como transposición En este proceso, se pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma.
DESCUBRIMIENTO
*Barbara McClintock (1940)
*Abundancia de transposones en genoma vegetal
*Capacidad de alteración de la expresión, variación coloración
y concluyó que los responsables de esto, son los genes conocidos como "genes saltarines" que son ejemplos de elementos genéticos móviles.
Mecanismos generales de transposición:
Modelo replicativo: se hace una copia, y esta se introduce en el receptor permaneciendo intacta la secuencia copiada.
Modelo no replicativo:
No conservativo: la situación original es que tenemos un ADN con un transposón y otro que no lo tiene. El transposón se escinde y el genoma receptor lo incluye, quedando un hueco en el ADN donante. Puede suceder que ocurra reparación o no.
Conservativo: el transposón se escinde pero no deja huecos, y el elemento genético se inserta en otro sitio.
CARACTERISTICAS DE TRANSPOSICIÓN
*Poca selectividad secuencial. Supresión de la función génica por inserción dentro de genes. Alteraciones de la expresión génica por inserción en secuencias reguladoras. Descubrimiento.
*Fuente más común de nuevas mutaciones en muchos organismos.
*Capacidad de inserción promiscua, uso como mutágenos y vectores para la entrega de DNA en biología experimental y biotecnología
TIPOS DE TRANSPOSONES:
3 clases principales de elementos transponibles:
*Transposones de DNA
*Retrotransposones semejantes a virus o LTR (retrovirus)
*Retrotransposones de poli-A o no víricos
EN PROCARIOTAS
Los elementos genéticos transponibles en procariotas aparecen tanto en el cromosoma principal de bacterias como en los plasmidos o plasmidios, tienen la capacidad de transponerse de un lugar a otro dentro del cromosoma principal, de un plasmidio a otro y viceversa.
TIPOS:
Clase I:
Retrotransposones se mueven mediante intermediarios de RNA temporales.
Clase II:
Transposones DNA se mantienen como DNA y se mueven por mecanismos de corte y empalme (= elementos CSSR)
Clase I: se transcriben a ARN y posteriormente se retrotranscriben por una transcriptasa inversa,
sintetizada a veces por el propio transposón, dando lugar a una secuencia de ADN que es la que se insertaen el genoma.
Clase II: su mecanismo de transposición no usa unintermediario de ARN. Contienen secuencias repetidas inversas de 10 pb situadas a ambos extremos de la secuencia codificante. Esas secuencias se reconocen por una transposasa que es codificada sólo en algunos transposones, capturan los extremos de la secuencia e insertan el transposón en otra zona del ADN.
EN EUCARIOTAS:
EN EUCARIOTAS:
Los elementos transponibles de eucariotas, suelen ser genes mayores. No llevan tantas secuencias invertidas repetidas y además algunos se transponen a través de una molécula de RNA en lugar de a través de una molécula de DNA.
Se transponen a través de RNA.
Tipo retroviral: Un retrovirus consta de en su extremos secuencias LTR (long terminal repeat) repeticiones terminales largas. Además tiene siempre tres genes, uno es GAG otro es el ENV y el otro es el POL (gen que codifica para una proteína exclusivamente retroviral la transcriptasa inversa).
Lines: No tiene LTR, tiene el gen POL, algunos tienen el GAG. En 3' tiene una cola de poli A, esto es una prueba de que es una secuencia que se ha transpuesto de una molécula de RNA.
Tipo no retroviral: Los sines solo tienen una cola de poli A. No tienen nada semejante a un retrovirus por ello se le denomina no retroviral.
SE TRANSPONEN ATRAVEZ DE ADN
El FB y P en Drosophila: el FB viene de fold back tiene ene los extremos dos repeticiones tan largas que no hay nada en medio, y es capaz de plegarse. El elemento P tiene repeticiones invertidas pero cortas, es el responsable de una enfermedad llamada disgenia híbrida en Drosophila.
Generación de animales transgénicos mediante el uso de transposones
Los transposones han desempeñado un papel significativo en la historia de la investigación biológica.
Han tenido una influencia importante en la estructura de los genomas durante la evolución, ya que pueden causar mutaciones, y su estudio a conducido al concepto de "DNA egoísta ".
Además, los transposones se han manipulado como vectores útiles para la transferencia de genes, la terapia en células somáticas y en la mutagénesis al azar .
La mayoría del DNA en vertebrados no tiene función y está formado por secuencias altamente repetidas y que son el resultado de la actividad de elementos transponibles.
Estas secuencias son interesantes por una gran variedad de razones:
*Pueden ser utilizados como marcadores en la historia evolutiva de la especie.
*Pueden estar implicadas en la creación y la destrucción de genes, ya que los genes de los transposones "han sido adoptados" por algunos organismos para realizar funciones celulares vitales.
*Los transposones se han utilizado como vectores para el transgénesis y la mutagénesis
*Los elementos transponibles han demostrado eficacia como herramientas genéticas en especies vertebradas
Consideraciones generales para los elementos Transponibles en el uso científico y en la biotecnología
*Hay variedad de aplicaciones para los transposones en biotecnología vertebrada.
*Transgénesis de la linea germinal
*Terapia génica en células somáticas mediante transferencia de un gen
*Mutagénesis al azar
Bibliografías:
3.1.3.2 BACTERIOFAGOS
Los bacteriófagos son virus que infectan exclusivamente a bacterias.
Al igual que los virus que infectan células eucariotas, los fagos están constituidos por una cubierta proteica o cápside en cuyo interior está contenido su material genético, que puede ser ADN o ARN de simple o doble cadena, circular o lineal (en el 95% de los fagos conocidos es ADN de doble cadena), de 5.000 a 500.000 pares de bases. El tamaño de los fagos oscila entre 20 y 200 nm aproximadamente.
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.
a)El DNA viral puede entrar a la célula y comenzar una infección (ciclo lítico);
b)El DNA viral puede incorporarse al cromosoma bacteriano, replicarse con él y ser transferido a las células hijas (ciclo lisogénico).
b)El DNA viral puede incorporarse al cromosoma bacteriano, replicarse con él y ser transferido a las células hijas (ciclo lisogénico).
http://vimeo.com/8313889 (interesante)
http://www.microbiologia.com.ar/virologia/procariontes.php?Mostrar=generalidades
http://www.joaquinrodriguezpiaya.es/2BachilleratoBiologia/Microbiologia/Los_virus.html
3.13 ADN EXTRACROMOSOMICO
3.2.3.1 PLÁSMIDOS
Los plásmidos son cadenas en su mayoría de ADN cerradas; es decir formando algo parecido a un círculo. También forman una doble hélice, como el ADN de los cromosomas, aunque se encuentran, por definición, fuera de los cromosomas. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias, aunque no son exclusivos de ellas.
3.1.2 PROTEINAS ASOCIADAS
Las histonas son proteínas básica, de baja masa molecular, muy conservadas evolutivamente entre los eucariotas y en algunos procariotas. Forman la cromatina junto con el ADN, sobre la base de unas unidades conocidas como nucleosomas.
Las proteínas celulares más frecuentes son las proteínas histonas, siendo que cada célula eucariótica presenta varios cientos de millones de moléculas de histonas, mientras que las demás proteínas no alcanzan unos cientos (como mucho, a miles). Son proteínas de masa molecular baja, aproximadamente 11-12 Kd y exhiben un alto contenido, cerca de 20%, de lisina y arginina (aminoácidos básicos). Con las cargas positivas de las cadenas laterales de estos restos, las histonas (que son extremadamente básicas) se unen a los grupos fosfato del ADN (cargados negativamente); para ello no es relevante la secuencia de bases dentro deADN. A menudo, las histonas son modificadas por metilaciones, acilaciones, fosforilaciones o ADP-ribosilaciones.
En los seres humanos hay cinco tipos principales: la histona H1 y las histonas H2A, H2B, H3 y H4. Estas últimas se denominan también histonas nucleosomales y forman un octámero con dos histonas de cada; alrededor de este núcleo se enrolla dos veces un hilo de ADN. Este complejo ADN-histona recibe el nombre de nucleosoma y constituye el componente primario del cromosoma.
El DNA gira unos 147 pares de bases alrededor del núcleo de la histona y a continuación se desplaza unos 20-70 bp en un giro hacia la izquierda hasta alcanzar el siguiente nucleosoma. La pieza intermedia, también denominada DNA de conexión está “desnuda”, es decir, no está equipada con histonas. La histonas H1 se coloca como pieza de cierre en cada nucleosoma y al mismo tiempo toma contacto con las agrupaciones vecinas. De esto modo, las proteínas H1 van “grapando” los nucleosomas para formar un hilo denso: la fibra de cromatina
3.1.1 ADN CIRCULAR
Las moléculas de ADN covalentemente cerradas ó circulares, se encuentran en bacterias, muchos virus, mitocondrias, plástidos, y plásmidos. También se han observado ADNs pequeños, circulares y polidispersos en un número de organismos eucarióticos y se ha sugerido que tienen homología con el ADN cromosómico y en la capacidad de insertarse en él, y escindirse del ADN cromosómico.
El ADN circular es un fragmento formado por un proceso de formación y de deleción de un asa , que contiene una región constante de la cadena pesada mu y la parte 3 de la región de cambio. El adn circular es un producto normal de la reordenación entre los segmentos del gen que codifica las regiones variables de las cadenas ligeras y pesadas de las inmunoglobulinas, así como de los receptores de las células T.
El ADN circular es aquel que contienen las bacterias, es el tambien llamado plasmido y son secuencias cortas del genoma.
consultas:
Es material genético accesorio. El plásmido tiene un origen de replicación independiente al cromosómico,es decir,no tiene porqué replicarse durante la división ni exclusivamente durante ésta.
Hay algunos plásmidos que tiene la capacidad de insertarse en el cromosoma bacteriano. Digamos que rompe el cromosoma y se sitúa en medio, con lo cual, automáticamente la maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de episoma.
Los episomas se utilizan mucho en ingeniería genética por la facilidad con la que se manipulan.
ADN CROMOSOMICO
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ADN PLÁSMIDICO
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Tiene un tamaño de 5 mb
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Tiene un tamaño de 5 kb
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Se encuentran muy agrupados, con distancias intergénicas muy pequeñas, y los intrones son muy escasos.(operón)
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Obligados a vivir dentro de la célula. Los plásmidos bacterianos contienen a menudo genes que son útiles para la célula huésped
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El ADN es circular
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El ADN con forma circular o lineal
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Se organiza en un nucleoide que se forma por un superenrrollamiento.
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Se encuentran plásmidos en hongos y células vegetales.(mitodcondrias y cloroplastos)
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Existen una serie de proteínas relacionadas con el empaquetamiento del DNA: (H-NS), (HU)
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Muchas copias por bacterias, solo para copiarse a sí mismos.
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se anclan en una proteína formando lazos.
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Están obligados a vivir dentro de la bacteria.
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Se presentan en gene agrupados.
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Acoplamiento
Para entrar en una célula, los fagos se acoplan a receptores específicos en la superficie de la bacteria, que pueden ser lipopolisacáridos, ácidos teicoicos, proteínas o incluso flagelos. Por ello, cada fago solo podrá infectar ciertas bacterias según sus receptores. Puesto que los fagos no son móviles, dependen de encuentros al azar con los receptores adecuados en solución para poder infectar una bacteria.
Parece que los bacteriófagos presentan una especie de jeringa mediante la cual introducen su material genético en el interior de la célula. Tras el reconocimiento del receptor adecuado, la cola y cuello del fago se contraen, quedando así el fago acoplado a la superficie celular. El material genético puede ser ahora introducido a través de la membrana o bien simplemente depositado sobre la superficie. No se descarta que pueda haber fagos con otros métodos diferentes para introducir su material genético en la célula.
Síntesis de proteínas y ácidos nucleicos
En un corto espacio de tiempo, que pueden llegar a ser minutos, los ribosomas bacterianos comienzan a traducir el ARNm viral a proteínas. En el caso de los fagos basados en ARN, una RNA-replicasa es sintetizada al inicio del proceso.- Las proteínas producidas en la fase temprana y unas pocas proteínas que estaban presentes en el virión podrían modificar la RNA-polimerasa bacteriana de forma que transcriba preferentemente los ARNm virales. Todo el sistema de traducción y de replicación normal de la bacteria se ve interrumpido y es forzado a producir nuevas partículas virales.
- Posteriormente, las proteínas helper se encargarán de ensamblar las nuevas partículas virales.
- Finalmente, se sintetizan las proteínas de la fase tardía, involucradas en el proceso de la lisis celular.
Ensamblaje
En el caso del fago T4, la construcción de nuevas partículas virales es un complejo proceso que requiere la ayuda de ciertas moléculas. La cola y la cabeza o cápside del fago son construidas por separado y se ensamblan posteriormente de forma espontánea. Después, el ADN es empaquetado en el interior de la cápside mediante un mecanismo no muy bien conocido aún. Todo el proceso puede durar unos 15 minutos.La cabeza tiene simetría icosaédrica (un icosaedro con un prisma hexagonal intercalado. La cola es de simetría helicoidal formada por un tubo central rígido y una vaina contráctil. De la placa basal salen seis espículas basales y seis fibras caudales. En la conexión de la cabeza y la cola existe un collar. Cada una de estas estructuras está formada por diferentes proteínas.
Liberación de los fagos
Los fagos pueden ser liberados mediante lisis celular o por secreción celular. En el caso del fago T4, unos 20 minutos después de inyectar el material genético, más de 300 fagos son liberados vía lisis. La proteína que lleva a cabo la lisis es la endolisina, una enzima capaz de romper las moléculas de peptidoglicano de la pared bacteriana. Sin embargo, algunos fagos pueden quedarse en la célula como parásitos, de forma que la bacteria va secretando constantemente nuevas partículas virales. En estos casos, los viriones salen mediante procesos de exocitosis, en los que cada uno se queda con una pequeña porción de membrana bacteriana que los envuelve. Todos los nuevos fagos liberados quedan en disposición de infectar a una nueva bacteria.
Tipo I
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ADN bicatenario
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A partir del ADN se hace la transcripción y se forma el ARNm
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Tipo II
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ADN monocatenario
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A partir de la habra de ADN se sintetiza la complementaria y se hace posteriormente la transcripción para formar el mensajero
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Tipo III
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ARN bicatenario
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A partir del ARN se hace la transcripción y se forma el ARNm
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Tipo IV
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ARN monocatenario (+)
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El ARN se usa directamente como mensajero (sin transcripción)
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Tipo V
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ARN monocatenario (-)
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El ARN tiene distinto signo que el mensajero, por lo que éste se forma por una transcripción del ARN
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Tipo VI
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ARN monocatenario (+) RETROVIRUS
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Mediante una transcriptasa inversa se forma ADN de doble hebra y porteriormente se realiza la transcripción para formar el mensajero
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