Genómica funcional y RNAs no codificantes Flashcards
La información genética común a todas las células del organismo
Genoma
Parte del genoma que se transcribe en una célula en un momento específico
Transcriptoma
Proteínas en la célula que le dan su carácter individual
Proteoma
Suma total de los sustratos, metabolitos y moléculas pequeñas presentes en una población de células
Metaboloma
Se ha desarrollado como consecuencia de los avances en biología molecular e informática
Genómica
Genómica
- Planteamiento clásico
- Planteamiento genómico
- Dirigido por una hipótesis
- Limitado número de genes estudiados
Planteamiento clásico
- No hay hipótesis de partida
- Información sobre miles de genes contenidos en el genoma completo
Planteamiento genómico
Determinación de la función biológica e interacciones de los genes y su regulación descubrimiento de genes
Genómica funcional
Identificación y estudio de la estructura de la secuencia en el genoma. Polimorfismos, mutaciones, repeticiones, inserciones. Localización y construcción de mapas
Genómica estructural
Estudio comparativo de los genomas estructural y funcionalmente para explicar las relaciones funcionales y evolutivas
Genómica comparativa
Aspectos dinámicos de la información biológica:
- Transcriptoma
- Proteoma
Comparación de los niveles de proteínas
proteómica cuantitativa
Segmento de DNA con una ubicación física conocida en un cromosoma
Marcador genético
microarreglos de DNA (de expresión)
-Niveles del mRNA
-perfiles de expresión génica
-redes de regulación génica
Silenciamiento de genes
Knockdown (RNA de interferencia-RNAi)
Aplicaciones de las herramientas moleculares
- Descubrimiento de genes
- Identificación de marcadores genéticos
Pueden ayudar a vincular una enfermedad hereditaria con el gen responsable
marcadores geneticos
Los segmentos de DNA que se encuentran cerca en un cromosoma tienden:
A heredarse juntos
Los marcadores genéticos se utilizan para rastrear la herencia de un gen cercano que aún no ha sido identificado (V/F)
VERDADERO
Puede ser parte de un gen o puede no tener ninguna función conocida
Marcador genético
Molécula biológica que se encuentra en la sangre, otros líquidos o tejidos del cuerpo y es un signo de un proceso normal o anormal, o de una afección o enfermedad
Biomarcador
Determina la respuesta del cuerpo a un tratamiento para una enfermedad o afección
Biomarcadores
La regulación positiva o negativa de la expresión de un gen puede ser por causa de:
la enfermedad
Genes regulados pueden ser utilizados como:
biomarcadores
En los años ochenta se observó en bacterias que moléculas pequeñas de RNA pueden aparearse con secuencias complementarias e inhibir la síntesis de proteínas
RNAi en procariotas
Se descubrió en 1990 intentando aumentar el color púrpura de petunias por introducción de un gen clonado que producía un pigmento
RNAi en plantas
En el proceso de silenciamiento génico post-transcripcional (PTGS), tanto el gen introducido como el homólogo endógeno son:
suprimidos
En neuroespora crassa insertaron copias adicionales del gen que codifica para el pigmento naranja que sintetiza el hongo
Producían hongos blanquecinos, fenómeno llamado quelling o supresión
RNAi en hongos
Descubierto en 1993 en el gusano C.elegans
RNAi en eucariotas
-Modelo de regulación no era común
-Gran número de moléculas pequeñas de RNA
-Transcritos sin una señal de lectura ORF
-RNAs no codificantes (ncRNAs)
-Variantes que pueden regular o silenciar a los genes codificantes
RNAi en eucariotas
Posiblemente un tipo de…………. para proteger al organismo de la presencia de material genético extraño
Sistema inmunitario genético
El mecanismo para bloquear la replicación de virus reconoce al dsRNA como:
una molécula “indeseable”
Mecanismo de regulación de la expresión génica
miRNA
Demostraron el efecto fenotípico de RNA inyectando unc-22 que codifica para la proteína del músculo estriado, que es abundante pero no esencial
Fire-Mello
Una disminución en los niveles de expresión de este gen producía un aumento en la curvatura del gusano y la supresión del gen resultaba en mayores defectos estructurales y perdida de motilidad
unc-22
RNA de interferencia corto de 21 a 25 nucleótidos
siRNA
RNA de interferencia de doble cadena largo
dsRNAi
RNA de interferencia de horquilla corto, se puede clonar en un plásmido
shRNA
Los mamíferos no lo poseen y es responsable de la amplificación del RNA
la RdRp
microRNA de 18 a 25 nucleótidos
miRNA
El efecto en plantas y ciertos animales como el gusano C.elegans va pasando por varias generaciones sin:
alterar la secuencia genómica de DNA
Cantidad de moléculas que pueden silenciar un mRNA blanco que esté presente en miles de copias por célula
Menos de 50 moléculas
Capaz de actuar a distancias considerables en el organismo
dsRNA/siRNA
Amplificación mediante la síntesis de más copias de siRNA por la vía:
De la RNA polimerasa RNA dependiente (RdRp)
Se introduce mediante técnicas de transfección un plásmido que trascriba una horquilla que semeje el pri-miRNA
shRNA
Fácil de sintetizar y de usar
Poco tiempo de silenciamiento
siRNA
Son procesados por…………….. y…………………. para generar siRNAs funcionales
Drosha y Dicer
Estable expresión del siRNA con mayor tiempo de duración del silenciamiento, difíciles de usar en células difíciles de trasnfectar
shRNA vector plásmido
Son introducidos a prácticamente cualquier tipo de célula mediante infección, mayor tiempo para obtener las células de interés
shRNA vector lentiviral o retroviral
Pequeñas moléculas capaces de regular negativamente la expresión de un gen diana y tienen patrones de expresión independientes tiempo-tejido específicos
miRNAs
Función de regulación génica post-transcripcional
–Proliferación y diferenciación celular
–Desarrollo embrionario, morfogénesis
–Apoptosis
–Iniciación tumoral
–Promoción de metástasis
Cromosómicos, endógenos, no codificantes, diversos en secuencia, intergénicos, exóticos, intrónicos, evolutivamente conservados
miRNAs
Son enzimas RNAsas III que procesan los pri-miRNA y pre-miRNA, respectivamente
Drosha y Dicer
Se carga en el complejo RISC induciendo el silenciamiento del mRNA mediante su degradación o inhibición de la traducción
El resultante miRNA-Duplex
Los miRNAs son transcritos por:
la ARNpol II
Endonucleasa específica para RNA de doble hebra, posee un dominio amino terminal RNA helicasa, dos dominios RNAsa III y un carboxilo terminal de unión a dsRNA
Drosha
70-100 nt
pre-microRNA
En la represión de la traducción, la complementariedad con el mRNA es:
menor al 100 %
Se estima que el 50% de los genes de miRNAs son controlados directamente por la metilación del ADN (F/V)
Verdadero
La expresión de alrededor del 30 % de todos los genes se cree que puede ser regulada mediante:
miRNAs
miRNAs regulan la expresión de componentes importantes de los mecanismos epigenéticos atacando:
las enzimas modificadoras de la cromatina, cambiando sutilmente el epigenoma
Su especificidad sobre la expresión génica hace de este mecanismo una valiosa herramienta en investigación, ya que pueden introducirse en las células para inducir el silenciamiento selectivo de genes específicos
RNAi
El RNAi puede no bloquear completamente la expresión del gen de interés, normalmente suele referirse a esta técnica como:
knockdown
Aplicaciones del RNAi
- Estudiar la función de los genes en cultivos celulares e in vivo en organismos modelo
- Terapia mediada genéticamente
