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¿Es un solo polinucleótido necesariamente y siempre un ácido nucleico?

¿Es un solo polinucleótido necesariamente y siempre un ácido nucleico?


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Estoy confundido. Sé que una molécula de ADN está formada por dos polinucleótidos.

Pero, ¿cada polinucleótido representa un ácido nucleico? Si es así, una molécula de ADN está hecha de dos ácidos nucleicos, ¿verdad?

¿O los dos polinucleótidos (que forman una molécula de ADN) forman solo un ácido nucleico? Si es así, una molécula de ADN solo está hecha de un ácido nucleico, ¿verdad?


Hay dos tipos de ácidos nucleicos: 1) ADN -> que es de doble hebra, por lo que está hecho de solo dos polinucleótidos 2) ARN -> que es de una sola hebra, por lo que está hecho de solo un polinucleótido. Entonces, si volvemos a mi pregunta original "¿Es un solo polinucleótido necesariamente y siempre un ácido nucleico?" -> la respuesta es no, porque el ADN es un ácido nucleico y está formado por dos polinucleótidos.


La disposición de su pregunta es incorrecta, el ADN está formado por dos cadenas de polinucleótidos. Y estos polinucleótidos son los polímeros de nucleótidos, donde los nucleótidos consisten en azúcar desoxirribosa en el caso de ADN y azúcar ribosa en el caso de ARN + base nitrogenada + fosfato. Sí, siempre es un ácido nucleico.


Estabilidad conformacional relativa especificada por cepa de la proteína prión de la tembladera

Los estudios de la biología y las enfermedades de los priones han aclarado varios conceptos nuevos, pero ninguno fue más herético que la propuesta de que las propiedades biológicas que distinguen a las diferentes cepas de priones están cifradas en la proteína priónica que causa la enfermedad (PrP Sc). Para explorar este postulado, examinamos las propiedades de PrP Sc de ocho aislados de priones que se propagan en el hámster sirio (SHa). Utilizando la resistencia a la digestión con proteasas como marcador de la proteína no desnaturalizada, examinamos las estabilidades conformacionales de estas moléculas de PrP Sc. Los ocho aislados mostraron patrones sigmoidales de transición de PrP Sc nativa a desnaturalizada en función del aumento de la concentración de clorhidrato de guanidina (GdnHCl). La desnaturalización semimáxima ocurrió a un valor medio de 1,48 M de GdnHCl para los aislados Sc237, HY, SHa (Me7) y MT-C5, todos los cuales tienen períodos de incubación de ∼75-d. Se encontró una concentración de 1,08 M ​​para el DY. cepa con un período de incubación de ∼170-d y ∼1.25 M para los aislados SHa (RML) y 139H con períodos de incubación de ∼180-d. Se encontró un valor medio de GdnHCl 1,39 M para la cepa Me7-H con un período de incubación de ~ 320 d. Según estos resultados, las ocho cepas de priones se segregaron en cuatro grupos distintos. Nuestros resultados apoyan la propuesta poco ortodoxa de que distintos confórmeros PrP Sc cifran las propiedades biológicas de las cepas de priones.

Muchas líneas de evidencia muestran que la proteína patógena (PrP Sc) es el único componente de la partícula del prión infeccioso y que su formación se deriva de la modificación postraduccional de la isoforma celular (PrP C Cohen y Prusiner 1998 Prusiner et al. 1998) . Aunque la estructura covalente de las dos isoformas de PrP parece idéntica (Stahl et al. 1993), se pueden distinguir fácilmente por sus propiedades físicas drásticamente diferentes (Pan et al. 1993). La PrP C es fácilmente soluble en detergentes no desnaturalizantes, se digiere rápidamente mediante proteasas, es rica en estructura de hélice α y está esencialmente desprovista de contenido de hoja β. Por el contrario, PrP Sc es insoluble en tales detergentes, es resistente a la proteólisis excepto por la región N-terminal que comprende 67 residuos y tiene un alto contenido de hojas β (Caughey et al. 1991 Gasset et al. 1993 Pan et al. 1993 Pergami et al.1996 Safar et al.1993). El fragmento de PrP Sc resistente a proteasas tiene un tamaño molecular de 27 a 30 kD y se denomina PrP 27 a 30 (Prusiner et al. 1983). Consta de ∼142 aminoácidos y transmite infectividad priónica. En presencia de detergente, PrP 27-30 se polimeriza fácilmente en amiloide, aunque el amiloide no es obligatorio para la infectividad por priones ni para la patogénesis de la enfermedad (Prusiner et al. 1983, 1990 McKinley et al. 1991). Los desnaturalizantes de proteínas eliminan la infectividad de los priones y la resistencia a las proteasas al tiempo que aumentan la solubilidad y la inmunodetección de PrP Sc (Kitamoto et al.1987 Serban et al.1990 Taraboulos et al.1992 Prusiner et al.1993 Oesch et al.1994 Peretz et al.1997 Safar et al. 1998). Por tanto, una evidencia considerable muestra que las enfermedades priónicas son trastornos de la conformación de proteínas.

Se ha demostrado que las cepas de priones se reproducen correctamente en pases repetidos en animales de la misma especie por características fenotípicas, incluida la presentación clínica de la enfermedad (Pattison y Millson 1961 Mastrianni et al. 1999), la duración del período de incubación (Dickinson et al. 1968), la distribución de la degeneración vacuolar (Fraser y Dickinson, 1968 Fraser 1979) y el patrón de deposición de PrP Sc en el SNC (Bruce et al. 1989 Hecker et al. 1992). El fenómeno de las cepas de priones se ha citado con frecuencia como evidencia de que existe una molécula o genoma informativo que se replica independientemente dentro de la partícula infecciosa (Bruce y Dickinson 1987). Para acomodar múltiples cepas en ausencia de un ácido nucleico, PrP Sc debe poder mantener estados de información separados dentro de la misma secuencia de aminoácidos, y PrP C debe poder adquirir fielmente esta información durante su conversión en PrP Sc. Evidencia sustancial sugiere que una interacción directa entre PrP C y PrP Sc conduce a la conversión de PrP C en PrP Sc (Prusiner et al. 1990 Horiuchi et al. 1999). En consecuencia, diferentes cepas deben mantener diferentes plantillas de estructuras de PrP Sc, y estas diferencias a nivel molecular deberían dictar en última instancia las propiedades de la cepa.

La evidencia convincente de que la información específica de la cepa está cifrada en la estructura de PrP Sc surgió de la transmisión de dos enfermedades priónicas humanas heredadas diferentes a ratones que expresan un transgén de PrP quimérico humano / ratón (MHu2M) (Telling et al. 1996). En el insomnio familiar fatal (FFI), el fragmento de PrP Sc resistente a proteasas después de la eliminación enzimática de los dos glucanos ligados a N es de 19 kD, mientras que el de la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (ECJ) familiar y la ECJ esporádica es de 21 kD (Monari et al. al.1994 Parchi et al.1996). Los extractos de los cerebros de pacientes con FFI transmitieron la enfermedad a ratones Tg y la formación inducida del fragmento de PrP Sc de 19 kD, por el contrario, los extractos de los cerebros de pacientes con CJD produjeron el fragmento de PrP Sc de 21 kD en los mismos ratones (Telling et al. al. 1996). Estos resultados mostraron que MHu2M PrP Sc puede existir en dos conformaciones diferentes basadas en los tamaños de los fragmentos resistentes a proteasas, sin embargo, la secuencia de aminoácidos de MHu2M PrP Sc permaneció invariable.

Aunque las primeras comparaciones de cepas de priones de hámster no revelaron diferencias bioquímicas particularmente convincentes en PrP Sc (Kascsak et al. 1986 Hecker 1992), tales diferencias se encontraron para dos cepas de priones de encefalopatía transmisible del visón (TME), somnoliento (DY) e hiper ( HY), que se transmitieron a los hámsteres (Bessen y Marsh 1992b). Se encontró que la cepa DY difiere significativamente de otras cepas priónicas de hámster conocidas en sus propiedades bioquímicas y físicas. Se identificaron diferencias marcadas mediante análisis de sedimentación, sensibilidad a proteasas y mediante el patrón de migración de fragmentos proteolíticos de PrP Sc en geles de SDS (Bessen y Marsh 1992b). La PrP Sc que comprende los priones DY mostró una resistencia disminuida a la digestión con proteinasa K y produjo un fragmento resistente a la proteasa de 19 kD después de la desglicosilación, mientras que el de HY fue de 21 kD (Bessen y Marsh 1994). En particular, las propiedades de la cepa TME podrían conservarse después de la transmisión del fragmento de longitud completa o del fragmento resistente a proteasas de PrP Sc, afirmando que las características de la cepa se propagan por el núcleo resistente a proteasas (Bessen y Marsh 1994).

Debido a que la mayoría de las cepas de priones cifran los confórmeros de PrP Sc que generalmente producen PrP 27-30 con un núcleo polipeptídico de 21 kD después de una proteólisis limitada, no ha sido posible utilizar el ensayo de desplazamiento de movilidad para detectar diferencias plausibles en la conformación de PrP Sc en la mayoría de los casos ( Bessen y Marsh 1994 Monari et al.1994 Parchi et al.1996 Telling et al.1996 Scott et al.1997). Además, la insolubilidad de PrP Sc ha impedido estudios estructurales comparativos de cepas de priones mediante el uso de técnicas de resonancia magnética nuclear de alta resolución y difracción de rayos X. Es de destacar que la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de las cepas HY y DY dio diferentes espectros (Caughey et al. 1998). Se utilizó un inmunoensayo dependiente de la conformación (CDI) para investigar los ocho aislados de priones SHa estudiados aquí mediante la cuantificación de la inmunorreactividad de PrP Sc desnaturalizada (D) y nativa (N) (Safar et al. 1998). El anticuerpo monoclonal (mAb) 3F4 usado en esos estudios reconoce un epítopo conformacionalmente sensible (Peretz et al. 1997). En una gráfica de la relación D / N en función de la concentración de PrP Sc, cada aislamiento ocupaba una posición única, un resultado consistente con la existencia de múltiples confórmeros de PrP Sc discretos que están especificados por cepas (Safar et al. 1998).

Para probar la hipótesis de que las propiedades biológicas de las cepas de priones están cifradas en la conformación de PrP Sc, examinamos la estabilidad conformacional relativa de PrP Sc derivada de los cerebros SHa infectados con ocho cepas. Debido a que PrP 27-30, el núcleo resistente a proteasas de PrP Sc, es infeccioso y puede iniciar la propagación fiel de cepas (Prusiner et al. 1983 Bessen y Marsh 1994), estudiamos la estabilidad conformacional de esta molécula. Utilizando la sensibilidad a la proteasa como marcador para el estado desnaturalizado de PrP 27-30, caracterizamos las conformaciones de proteínas de ocho aislados de priones de hámster. Descubrimos que estas ocho cepas podían separarse en cuatro grupos en función de la estabilidad conformacional relativa y el período de incubación. La forma sigmoidea de las curvas de transición conformacionales muestra que el despliegue de PrP Sc desde un estado resistente a proteasas a uno sensible es un proceso cooperativo. Nuestros hallazgos apoyan la propuesta de que PrP Sc puede adoptar múltiples conformaciones. Por inferencia, estos resultados prestan apoyo adicional a la hipótesis de que la conformación de PrP Sc cifra las propiedades biológicas de las cepas de priones.


2009 年 3 月 28 日 星期六

¿Por qué clonar mamíferos?

Dado que ya sabíamos por estudios sobre anfibios en la década de 1960 que los núcleos eran pluripotentes, ¿por qué clonar mamíferos? Muchas de las razones son médicas y comerciales, y hay buenas razones por las que estas técnicas fueron desarrolladas por primera vez por compañías farmacéuticas en lugar de universidades. La clonación es de interés para algunos biólogos del desarrollo que estudian las relaciones entre el núcleo y el citoplasma durante la fertilización o que estudian el envejecimiento (y la pérdida de totipotencia que parece acompañarlo), pero los mamíferos clonados son de especial interés para aquellas personas interesadas en los productos farmacéuticos proteicos. . Los fármacos proteicos como la insulina humana, el inhibidor de la proteasa y los factores de coagulación son difíciles de fabricar. Debido a problemas de rechazo inmunológico, las proteínas humanas suelen ser mucho mejor toleradas por los pacientes que las proteínas de otros animales. Entonces, el problema es cómo obtener grandes cantidades de proteína humana. Una de las formas más eficientes de producir estas proteínas es insertar los genes humanos que las codifican en el ADN de ovocitos de ovejas, cabras o vacas. Los animales que contienen un gen de otro individuo (a menudo de una especie diferente) un transgén se denominan animales transgénicos. Una oveja o vaca transgénica podría no solo contener el gen de la proteína humana, sino que también podría expresar el gen en su tejido mamario y, por lo tanto, secretar la proteína en su leche. Así, poco después del anuncio de Dolly, el mismo laboratorio anunció el nacimiento de Polly (Schnieke et al. 1997). Polly se clonó a partir de fibroblastos transgénicos de oveja fetal que contenían el gen del factor IX de coagulación humano, un gen cuya función es deficiente en la hemofilia hereditaria.

La producción de ovejas, vacas o cabras transgénicas no es una empresa eficiente. Solo el 20% de los huevos tratados sobreviven a la técnica. De estos, solo alrededor del 5% expresan el gen humano. Y de los animales transgénicos que expresan el gen humano, solo la mitad son hembras, y solo un pequeño porcentaje de estos en realidad secretan un alto nivel de proteína en la leche. (Y a menudo les lleva años producir leche por primera vez). Además, después de varios años de producción de leche, mueren y su descendencia no suele ser tan buena para secretar la proteína humana como las originales. La clonación permitiría a las compañías farmacéuticas hacer numerosas copias de un "animal transgénico de élite", todo lo cual debería producir altos rendimientos de la proteína humana en su leche. La importancia médica de tal tecnología sería grande, ya que tales proteínas podrían resultar mucho más baratas para los pacientes que las necesitan para sobrevivir. Por tanto, los incentivos económicos para la clonación son enormes (Meade 1997).

Clonación de mamíferos


En 1997, Ian Wilmut anunció que se había clonado una oveja a partir de un núcleo de células somáticas de una oveja adulta. Esta fue la primera vez que un vertebrado adulto se clonó con éxito a partir de otro adulto. Para hacer esto, Wilmut y sus colegas en 1997 tomaron células de la glándula mamaria de una oveja preñada adulta (6 años) y las pusieron en cultivo.

El medio de cultivo se formuló para mantener los núcleos de estas células en la etapa de reposo del ciclo celular (G0). Luego obtuvieron ovocitos (el óvulo en maduración) de una cepa diferente de ovejas y extrajeron sus núcleos. La fusión de la célula donante y el ovocito enucleado se logró uniendo las dos células y enviando pulsos eléctricos a través de ellas. Los pulsos eléctricos desestabilizaron las membranas celulares, permitiendo que las células se fusionaran. Además, los mismos pulsos que fusionaron las células activaron el huevo para comenzar a desarrollarse. Los embriones resultantes finalmente se transfirieron al útero de ovejas preñadas. De los 434 ovocitos de oveja utilizados originalmente en este experimento, solo uno sobrevivió: Dolly

El análisis de ADN confirmó que los núcleos de las células de Dolly se derivaron de la cepa de oveja de la que se tomó el núcleo donante (Ashworth et al. 1998 Signer et al. 1998). Por tanto, parece que los núcleos de las células somáticas adultas pueden ser totipotentes. Ninguno de los genes necesarios para el desarrollo se ha perdido o mutado de una manera que los haga no funcionales. Este resultado se ha confirmado en vacas (Kato et al. 1998) y ratones (Wakayama et al. 1998). En ratones, los núcleos de células somáticas de las células del cúmulo del ovario se inyectaron directamente en ovocitos enucleados. Estos ovocitos renucleados pudieron convertirse en ratones con una frecuencia del 2,5%. Curiosamente, los núcleos de otras células somáticas (como neuronas o células de Sertoli) que están bloqueados de manera similar en la etapa G0 no generaron ningún ratón vivo. Los núcleos de células cúmulos de las vacas también han dirigido el desarrollo completo de los ovocitos en vacas maduras.

La división entre embriología y genética

La evidencia de Morgan proporcionó una base material para el concepto de gen. Originalmente, este tipo de genética se consideraba parte de la embriología, pero en la década de 1930, la genética se convirtió en su propia disciplina, desarrollando su propio vocabulario, revistas, sociedades, organismos de investigación favorecidos, cátedras y reglas de evidencia. También surgió la hostilidad entre la embriología y la genética. Los genetistas creían que los embriólogos estaban pasados ​​de moda y que el desarrollo se explicaría completamente como resultado de la expresión genética. Por el contrario, los embriólogos consideraban que los genetistas no estaban informados sobre cómo se desarrollaban realmente los organismos y sentían que la genética era irrelevante para las cuestiones embriológicas. Los embriólogos, como Frank Lillie, Ross Granville Harrison (1937), Hans Spemann (1938) y Ernest E. Just (1939), afirmaron que no podría haber una teoría genética del desarrollo hasta que al menos tres desafíos principales se hubieran enfrentado a la genetistas:

1. Los genetistas tuvieron que explicar cómo los cromosomas que se pensaba que eran idénticos en cada célula del organismo producen tipos diferentes y cambiantes de citoplasmas celulares.

2. Los genetistas debían aportar pruebas de que los genes controlan las primeras etapas de la embriogénesis. Casi todos los genes conocidos en ese momento afectaron los pasos finales del modelado en el desarrollo (color de ojos, forma de las cerdas, venación del ala en Drosophila). Como dijo Just (citado en Harrison 1937), los embriólogos estaban interesados ​​en cómo una mosca forma su espalda, no en la cantidad de cerdas en su espalda.

3. Los genetistas debían explicar fenómenos como la determinación del sexo en determinados invertebrados (y vertebrados como los reptiles), en los que el entorno determina el fenotipo sexual.

Ahora que la necesidad de relacionar los datos de la genética con la embriología es generalmente reconocida y la pasión por los viajes de los genetistas está comenzando a instarlos en nuestra dirección, puede que no sea inapropiado señalar el peligro de esta amenaza de invasión. El prestigio del éxito de que goza la teoría genética podría fácilmente convertirse en un obstáculo para la comprensión del desarrollo al dirigir nuestra atención únicamente al genoma, mientras que los movimientos celulares, la diferenciación y, de hecho, todos los procesos del desarrollo son realmente afectados por el citoplasma. Ya tenemos teorías que refieren los procesos de desarrollo a la acción de los genes y consideran que todo el desempeño no es más que la realización de las potencias de los genes. Estas teorías son demasiado unilaterales.

Hasta que los genetistas pudieran demostrar la existencia de variantes heredadas durante el desarrollo temprano, y hasta que los genetistas tuvieran una teoría bien documentada de cómo los mismos cromosomas podían producir diferentes tipos de células, los embriólogos generalmente no sentían la necesidad de basar su ciencia en la acción de los genes.

Núcleo o citoplasma: ¿Qué controla la herencia?

Sin embargo, es en el término de Mendel donde vemos cuán estrechamente entrelazados estaban los conceptos de herencia y desarrollo en el siglo XIX. Las observaciones de Mendel, sin embargo, no indicaron dónde existían estos elementos hereditarios en la célula, o cómo llegaron a expresarse. La teoría genética que se convertiría en la piedra angular de la genética moderna se originó a partir de una controversia dentro del campo de la embriología fisiológica. A fines del siglo XIX, un grupo de científicos comenzó a estudiar los mecanismos por los cuales los huevos fertilizados dan lugar a organismos adultos. Dos jóvenes embriólogos estadounidenses, Edmund Beecher Wilson y Thomas Hunt Morgan, pasaron a formar parte de este grupo de "embriólogos fisiológicos", y cada uno de ellos participó en la controversia sobre cuál de los dos compartimentos del óvulo fecundado controla la herencia el núcleo o el citoplasma. Morgan se alió con los embriólogos que pensaban que el control del desarrollo estaba dentro del citoplasma, mientras que Wilson se alió con Theodor Boveri, uno de los biólogos que pensaba que el núcleo contenía las instrucciones para el desarrollo. De hecho, Wilson 1896 declaró que los procesos de meiosis, mitosis, fertilización y regeneración unicelular (solo a partir del fragmento que contiene el núcleo) "convergen a la conclusión de que la cromatina es el elemento más esencial en el desarrollo". * No se encogió. de las consecuencias de esta creencia. Años antes del redescubrimiento de Mendel o de la teoría genética, Wilson 1895 señaló: "Ahora, se sabe que la cromatina es muy similar, si no idéntica, a una sustancia conocida como nucleína. El análisis muestra que es una sustancia química tolerablemente definida compuesta de un núcleo nucleico". ácido (un ácido orgánico complejo rico en fósforo) y albúmina. Y así llegamos a la notable conclusión de que la herencia puede, quizás, ser efectuada por la transmisión física de un compuesto químico particular de padres a hijos ".

Parte del mayor apoyo para la hipótesis cromosómica de la herencia provino de los estudios embriológicos de Theodor Boveri, investigador de la Estación Zoológica de Nápoles. Boveri fertilizó óvulos de erizo de mar con grandes concentraciones de su esperma y obtuvo óvulos que habían sido fertilizados por dos espermatozoides. En la primera división, estos huevos formaron cuatro polos mitóticos y se dividieron en cuatro células en lugar de dos. Luego, Boveri separó los blastómeros y demostró que cada célula se desarrolló de manera anormal y diferente, como resultado de que cada una de las células tiene diferentes tipos de cromosomas. Por lo tanto, Boveri afirmó que cada cromosoma tenía una naturaleza individual y controlaba diferentes procesos vitales.

Además de la evidencia de Boveri, E. B. Wilson y Nettie Stevens demostraron una correlación crítica entre los cromosomas nucleares y el desarrollo del organismo: los embriones XO o XY se convirtieron en hombres y los embriones XX en mujeres. Aquí había una propiedad nuclear que se correlacionaba con el desarrollo. Finalmente, Morgan comenzó a obtener mutaciones que se correlacionaban con el sexo y con el cromosoma X, y comenzó a ver los genes como vinculados físicamente entre sí en los cromosomas. El embriólogo Morgan había demostrado que los cromosomas nucleares son responsables del desarrollo de los caracteres heredados.


Ver el vídeo: BQ Metabolismo de los ácidos nucleicos 1a Parte (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Avsalom

    Absolutamente de acuerdo contigo. En él, algo también es bueno, apoyo.

  2. Brajar

    Es una lástima que no pueda hablar ahora, tengo prisa por ir a trabajar. Volveré, definitivamente expresaré mi opinión sobre este tema.

  3. Isadoro

    Veces me hace hacerlo.

  4. Fakhiri

    Wacker, por cierto, esta notable frase está cayendo en su lugar

  5. Loe

    Está agradecido por la ayuda en este asunto, ¿cómo puedo agradecerle?



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