Biologia SEMANA 15

7/21/2019 Biologia SEMANA 15

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SEMANA 15REGULACIÓN GENÓMICA. CÉLULAS MADRE. CLONACIÓN.

1. Describir los componentes !e "orm#n l# en$olt!r# n!cle#r. %C!&l es l#rel#ci'n entre l#s membr#n#s n!cle#res ( el comple)o *el poro n!cle#r+

%C'mo "!ncion# el comple)o *el poro n!cle#r #l re,!l#r el mo$imientobi*ireccion#l *e m#teri#les entre el n-cleo ( el citopl#sm#+ %!/ son l#importin#s ( l#s e0portin#s+

Está formada por:

• Membrana externa

Espacio intermembrana

• Membrana interna

Lámina nuclear

Es responsable de la estructura y de la forma del núcleo, gracias sobre todo a la

lámina nuclear.Regula el trasiego de moléculas entre el nucleoplasma y el citoplasma, que estámediado por los poros nucleares.La membrana externa se continúa con la membrana del retculo endoplasmático.

2OROS NUCLEARESEl transporte mediado por los poros nucleares está orquestado por las protenas Ran!"#$asas y por unas familias de protenas denominadas importinas y exportinas . Lasmoléculas Ran!"#$asas son trascendentales tanto para la importaci%n como para laexportaci%n de moléculas. &on las responsables de crear un gradiente que dirige eltransporte y crear este gradiente es la única parte del transporte por parte de los porosnucleares que gasta energa. Las moléculas Ran pueden estar en tres estados: Ran!"#$, Ran!"'$ y Ran. El paso de un estado a otro está mediado por otras en(imas.En el nucleoplasma )ay una mayor concentraci%n de Ran!"#$, mientras que en elcitplasma abunda la Ran!"#$.

• Las "radientes creados por las moléculas Ran entre el citoplasma y el

nucleoplasma.

• La energa se consume en el nucleoplasma para crear Ran!"#$ a partir de

Ran y f%sforo inorgánico, manteniendo la concentraci%n de Ran!"#$ele*ada. En el citoplasma las Ran!"#$ son rápidamente con*ertidas enRan!"'$, manteniendo la concentraci%n de estas últimas ele*ada.Mientras, la )idr%lisis del Ran!"'$ a Ran, mantiene la concentraci%n de

Ran!"'$ ba+a en el nucleoplasma.• El tamao de los iconos son indicati*os de la concentraci%n.

IM2OR3INASE42OR3INAS

Las importinas y las exportinas son dos de las familias de moléculas quereconocen péptidos seal de entrada o salida, respecti*amente, de aquellasmoléculas que tienen que entrar o salir del núcleo. &on estas dos familiasde protenas las que interaccionan con las nucleoporinas durante sutrasiego por los poros nucleares.

• L#s importin#s son )eterodmeros, formados por dos subunidades, la

subunidad!a se une a la -&L de la protena nuclear permitiendo la uni%ncon la subunidadad!b. Esta uni%n origina una importina funcional que lle*aunida a la protena nuclear a ser transportada.

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por lo que se en*asa de tal manera que tiene una estructuratranscripcionalmente inacti*a llamada )eterocromatina.

• In#cti$#ci'n *el cromosom# 4 con imprintin,; El cromosoma 7 de origen paterno se inacti*a de forma preferencial en lascélulas de la placenta de los mamferos. 3n posible mecanismo implicara el

presilenciamiento del cromosoma 7 de origen paterno en la lnea germinalmasculina mediante la inacti*aci%n de los dos cromosomas 7 en meiosis8de esta forma el estado inacti*o del 2romosoma 7 podra transmitirse a lapr%xima generaci%n, permitiendo la compensaci%n de la dosis en embrionesfemeninos, porque s%lo las )embras )eredan un 2romosoma 7 de suspadres.

• In#cti$#ci'n *el cromosom# 4 #l #<#r;0curre tempranamente en el embri%n de )embra, en el que los doscromosomas 7, de origen materno o paterno, tienen la misma posibilidad deser inacti*ados. 2ada célula femenina se encarga de distinguir entre dos2romosomas 7 dentro del mismo núcleo, y designar un 2romosoma 7como acti*o y el otro como 7 inacti*o.2ada célula cuenta, en primer lugar, su número de 2romosomas 7,entonces al a(ar escoge un 7 para permanecer acti*o, y, finalmente,silencia el futuro 7 inacti*o.

=. %C'mo el c'*i,o *e 6iston#s es !n "#ctor *etermin#nte *el est#*o *e !n#re,i'n *e l# crom#tin#+

• El c%digo de )istonas, según la que modificaciones sobre las colas amino!

terminales de las )istonas pueden tener consecuencias en cuanto a:• La facilidad con la que protenas asociadas a cromatina podran acceder

al 1'-, las modificaciones actuaran como seal de reconocimiento paraprotenas reguladoras, y por tanto, las formas modificadas resultararele*antes para la regulaci%n genética.

• Las estructuras de eucromatina y )eterocromatina serán en mayor medidadependientes de las concentraciones locales de )istonas modificadas.

• La informaci%n contenida en estas )istonas podra ser )eredada por lascélulas )i+as tras la replicaci%n del 1'-.

>. %C!&l es l# *i"erenci# en l# estr!ct!r# ( "!nci'n entre los centr'meros (

tel'meros *e !n cromosom#+ %C!&l es l# estr!ct!r# ( "!nci'n *e l#telomer#s#+

3ELOMERO&on los extremos de los bra(os cromos%micos y tienen una estructura especial9formaci%n de 1'- cuadruplexo que protege al cromosoma de su degradaci%n por los extremos y que además permite la replicaci%n de los extremos cromos%micosmediante la actuaci%n de encimas especficas como las telomerasas. Lostel%meros poseen extremos ;< monocatenarios 9de una sola )élice constituidospor una secuencia corta rica en "uanina que está repetida en tándem 9una detrásde otra cientos de *eces.

CEN3ROMERO=ona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del )uso acromático enlas anafases mit%ticas y mei%ticas y que es responsable de los mo*imientoscromos%micos que tienen lugar durante estas fases. Las estructuras centroméricas

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La "?$ también tiene una importancia especial en la biologa del desarrollo: si se

introduce en un estadio temprano de un embri%n, se puede seguir la e*oluci%n de las

primeras células, estructuras y %rganos.

$or otro lado, la "?$ y protenas similares tienen aplicaciones biotecnol%gicas,

incluyendo la detecci%n de arsénico en los po(os de agua. $or e+emplo, en partes del

sudeste asiático el arsénico presente naturalmente en el agua está en*enenando a

miles de personas. Los in*estigadores )an modificado genéticamente bacterias

resistentes al arsénico que fluorescen en presencia de arsénico. #ambién se )an

modificado organismos que fluorescen en presencia de trinitrotolueno o metales

pesados como el cadmio y (inc.

4a se )an generado monos, gusanos, algas, Esc)eric)ia coli, y cerdos con "?$ en su

genoma, que fluorescen5A. 4 )asta se )an fabricado +uguetes con "?$ que brillan en

la oscuridad.

CELULAS MADRE

Las células madre de los embriones obtenidos por fertili(aci%n in *itro, se )a intentadoobtener células embrionales por clonaci%n. 2on esta técnica se toma el núcleo de una

célula, por e+emplo de una célula de la piel y se introduce en un cigoto al que se le )a

retirado el núcleo. 3na *e( que se )an cumplido tres a cinco das de la clonaci%n, el

comple+o que contiene alrededor de 6 células se introduce en placas de culti*o con

medios adecuados para su desarrollo. 1l cabo de meses las células madre originales

se )an di*idido en millones de células saludables sin diferenciarse en células

especiali(adas, obteniendo una lnea de células madre embrionarias.

3n )ec)o trascendente es que las células madre embrionarias tienen capacidad para

con*ertirse en cualquier tipo de células, lo que representa un desafo para los

in*estigadores.El reto está en controlar y dirigir la diferenciaci%n celular: comple+as combinaciones de

factores de crecimiento y seales qumicas y genéticas que )oy recién se empie(an a

descifrar.

?actores de crecimiento, citoquinas, seales qumicas y genéticas están in*olucrados

en un proceso que requiere cuantiosos recursos para su e*oluci%n y desarrollo.

USOSEn"erme*#*es c#r*7#c#s

3no de los más rele*antes a*ances es la aplicaci%n de células madre adultas de la

médula %sea a la recuperaci%n del te+ido cardaco pues me+ora la funci%n del %rgano

en *ctimas de infartos o paros cardacos. &e inyectaron células madre de la médula

%sea del mismo paciente en las arterias coronarias y se obser*% aumento de la funci%n

cardaca.

M#l *e 2#rinson

2omo los implantes de te+ido fetal )an tenido éxito parcial en la reducci%n de sntomas

neurol%gicos, algunos in*estigadores consideran, y lo están intentando, que seraposible estimular a las células madre del propio paciente para que genere dopamina.

Artritis re!m#toi*e

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