Nora C. Brandan VictoriaAguirre

CATEDRA DEBIOQUIMICA GUIA DETALLER N 5

Universidad Nacional del Nordeste

Facultad de Medicina Ctedra de Bioqumica

GUIA DE TALLER N 5 PRIMER AO DE LA CARRERA DE MEDICINA

Nora C. Brandan. Victoria Aguirre. Temas 9 y 10

MODULO 7.- BIOQUIMICA GENETICA ADN Aplicacin clnica

ARN. Sntesis de protenas

Aplicacin clnica

Interrogantes y situaciones a plantearse durante la lectura

DNA 1. Cules son los postulados de Watson y Crick para la estructura del DNA nuclear?

2. Cul es el fenmeno bioqumico que permite a las clulas mantener su informacin gentica? 3. Cmo determina el DNA las propiedades de las clulas?

4. Cules son las bases nitrogenadas que se aparean complementariamente en el DNA nuclear?

5. Qu funcin cumplen las protenas no histonas presentes en la cromatina?

6. Qu caractersticas bioqumicas poseen las nucleoprotenas para fijarse a la doble hlice del DNA nuclear? 7. Cmo est formado un ncleosoma y el cromatosoma?

8. Describir las diferencias entre el DNA nuclear y el mitocondrial.

9. Describir las DNA polimerasas eucariotas.

10. Indicar las enzimas que trabajan en la duplicacin de cada hebra. 11. Cules son los elementos que requiere para su actividad la DNA polimerasa delta?

12. Cul es la razn de la replicacin contnua en la hebra lder y discontnua en la cadena opuesta?

13. A qu se denomina replicn?

14. Qu es un palndrome? 15. Describir estructura y funcin de los telmeros.

RNA 16. Describa la estructura del RNA.

17. Cules son las bases nitrogenadas que forman un RNA?

18. Describir la funcin de los RNA de transferencia mensajero y ribosomal. 19. Describir las reacciones que catalizan las RNA polimerasas.

20. Qu son las ribozimas?

21. Identificar los moldes que utilizan cada una de las RNA polimerasas.

22. Describir la estructura de un RNA de transferencia. 23. Identificar los procesos pos-transcripcionales y cual es la funcin biolgica de cada uno de estos procesos.

24. Qu son los RNA sn (small nuclear) y qu rol cumplen durante el corte y empalme (splicing) del RNA?

25. Qu papel cumplen en la sntesis proteicas los RNAm, RNAt y RNAr?

26. Esquematizar el proceso de sntesis de protenas. 27. Sealar los puntos de regulacin del proceso y sus mecanismos.

28. Qu es una pro-protena?

29. Mencionar las modificaciones pos-traduccionales.

Aplicacin Clnica 1

Mutaciones en el DNA mitocondrial: envejecimiento y enfermedades

degenerativas Bioqumica. Thomas. M. Devlin. Editorial Revert. 3 Edicin. 2000.

Algunas mutaciones como deleciones de bases o segmentos olinucletidos en el mtDNA se producen debido al dao

del oxgeno a lo largo de la vida del individuo. Las mutaciones en el mtDNA somtico se adquieren con una

frecuencia ms alta que en el DNA nuclear. Estas mutaciones son responsables de desajustes en los procesos de la

fosforilacin oxidativa y podran estar implicados en el envejecimiento y en el desarrollo de enfermedades

degenerativas. Las mutaciones en el mtDNA son la causa de la neuropata ptica hereditaria de Leber (LHON). Esta enfermedad,

que se transmite por va materna, se caracteriza por una prdida de la visin en la etapa adulta como resultado de una

degeneracin del nervio ptico. Esta enfermedad puede originarse a causa de una mutacin en el gen NADH

deshidrogenasa (complejo 1), que se traduce en la sustitucin de una Arg por una His. Esta mutacin da lugar a mitocondrias que son parcialmente defectivas en el transporte de electrones desde el NADH hasta la ubiquinona y

tienen una capacidad reducida para sintetizar ATP que se necesita para soportar las activas necesidades metablicas

de las neuronas. La LHON tambin puede ser el resultado de un solo cambio de bases en el gen mitocondrial que

codifica el citocromo b. Una mutacin en un gen de tRNA mitocondrial es la responsable de la epilepsia mioclnica y de la enfermedad de las fibras rojas deshilachadas (MERRF). Esta enfermedad gentica que se caracteriza por

sacudidas musculares incontrolables est causada por una produccin inadecuada de protenas originada en su sntesis

por los tRNA mitocondriales.

Tambin se observan deleciones y reordenaciones en el mtDNA durante el envejecimiento en humanos y ratones.

Se han encontrado 5 deleciones diferentes en el mtDNA procedentes de ratones viejos que no existen en ratones

jvenes. Estas deleciones implican pequeas porciones (menos del 0,01%) del total del mtDNA. En pacientes con

miopatas mitocondriales la anormalidad en el DNA que se detecta ms frecuentemente es la delecin de grandes porciones del DNA (un fragmento de 4977 pb). Esta delecin tambin se observa, aunque con una frecuencia mucho

menor en los tejidos sanos de las personas mayores.

La observacin de que el mtDNA muta fcilmente y es escasamente reparado ha conducido a formular la hiptesis de

que el envejecimiento podra estar relacionado con la acumulacin de mutaciones en el mtDNA somtico. No obstante, tantos factores genticos como ambientales podran afectar al proceso del envejecimiento, por lo que no

es probable que pueda explicarse solamente por unos defectos en la funcin del mtDNA.

Tanhauser, S. M. y Lapis, P. J. Multiple deletions are detectable in mtDNA of aging mice. J. Biol. Chem. 270:24 769, 1995.

Cuestionario de la aplicacin clnica:

1. Qu daos produce el O2 sobre el mtDNA? 2. Enumere las causas y factores del envejecimiento?

3. Cul es la causa de la epilepsia mioclnica?

La secuencia nucleotdica del genoma humano Bioqumica. Thomas. M. Devlin. Editorial Revert. 3 Edicin. 2000.

El propsito del Proyecto Genoma Humano es la obtencin de un mapa detallado del genoma humano, as como el

establecimiento de las secuencias de DNA que determinan las caractersticas fenotpicas humanas y guan el

desarrollo humano. Uno de los resultados previsibles del proyecto ser la identificacin de los genes responsables de las enfermedades humanas, lo que permitir el desarrollo de nuevas estrategias para el diagnstico, prevencin y

terapia de las mismas.

El genoma humano dispone de 70000 1000000 genes diferentes, los cuales determinan las caractersticas genticas

de cada clula de un individuo. El genoma humano est formado por unos 3000 millones de pares de bases de nucletidos organizados en 23 pares de cromosomas. La disponibilidad de enzimas de restriccin y el desarrollo de

procedimientos efectivos para el cartografiado fsico del DNA, combinados con la gran rapidz de los mtodos

actuales de secuenciacin, han aportado un vigoroso mpetu a la ambiciosa tarea de determinar completamente la

secuencia nucletida del genoma humano. Ya se ha completado el cartografiado fsico extensivo. Adems, mediante cartografiado gentico se persigue la localizacin de ms de 500 marcadores genticos conocidos en los cromosomas

humanos. Se ha acumulado la secuencia correspondiente de ms de 150 millones de pares de bases correspondientes

tanto al DNA humano como al de otros organismos. Tambin se est determinando la secuencia de fragmentos

continuos de DNA cuyo tamao oscila entre uno y varios millones de pares de bases. Considerando que el tamao de cada uno de los cromosomas humanos vara desde 263 millones hasta menos de 50 millones de pares de bases, la

cifra de 150 millones de pares secuenciados hasta el momento representa ya un logro importante. Las previsiones ms

conservadoras indican que la secuenciacin completa del genoma requerir ms de una dcada y media de trabajo.

Debido al carcter rutinario del trabajo dedicado a determinar las secuencias nucletidas, algunos cientficos han

cuestionado la idoneidad de desviar recursos al enorme esfuerzo que supone la secuenciacin del genoma humano en lugar de hacerlo hacia tareas cientficas ms creativas. Otros cientficos han sealado que el proyecto tiene algn

punto dbil derivado de incertidumbres de tipo tcnico. No obstante, los defensores del proyecto han indicado los

grandes beneficios potenciales derivados del conocimiento de la informacin que determina las propiedades genticas de la clula humana al nivel ms alto posible de resolucin. Hasta el presente se han identificado unas

4000 enfermedades genticas y, muchas de ellas, que se heredan de manera mendeliana, estn causadas por

mutaciones de un solo gen. La bsqueda de las causas de las enfermedades humanas hasta el nivel de la secuencia de

nucletidos podra permitir el conocimiento de los estados patolgicos a nivel del genoma. La determinacin de la secuencia completa parece ser uno de los prerrequisitos para la comprensin de las enfermedades humanas a nivel

molecular. Existen muy pocas dudas de que la secuenciacin del genoma humano nos ofrecer nuevos desafos y

oportunidades en medicina.

Grant Cooper, N. (Eds.), The Human Genome Project. Mill Valley, CA: University Science Books, 1994.

Cuestionario de la aplicacin clnica: 1. Cmo est formado el genoma humano?

2. Cul es el fin del proyecto genoma humano? 3. Qu mtodos se utilizaron?

4. Qu tipos de enfermedades pueden ser mejor conocidas a partir de l?

Aplicacin clnica 2

Talasemia debida a defectos en la sntesis del RNA mensajero Bioqumica. Thomas. M. Devlin. Editorial Revert. 3 Edicin. 2000.

Las talasemias son defectos genticos de la sntesis coordinada de las cadenas peptdicas alfa y beta de la globina; una

deficiencia en las cadenas beta se denomina beta-talasemias. Los pacientes afectados por una de estas dolencias presentan signos de anemia a los 6 meses de vida aproximadamente, momento en que normalmen