miércoles, 6 de junio de 2012






INSTITUTO TECNOLÓGICO

DE CD. ALTAMIRANO GRO




LIC: BIOLOGIA

MATERIA:

Biología molecular


Que presenta: Francisco Javier Puche Acosta


Unidad X:

“Técnicas de la biología molecular"


Alumno: Jovanny Uriel Arzate Chávez


SEMESTRE Y GRUPO:

VI SEMESTRE “A”

CD.ALTAMIRANO, GRO. 06/Junio/2012







INTRODUCCIÓN
En principio se denomina así a todas las técnicas de laboratorio que se usan para aislar ADN o extraerlo en alta pureza, visualizarlo para ver su estado, cortarlo y pegarlo (nacimiento de la Ingeniería genética), amplificar una región en una enorme cantidad de moléculas (clonación de fragmentos en bacterias u otros vectores como virus y PCR), corte de una determinada región con enzimas de restricción para ver si por una mutación se gana o se pierde un sitio de restricción (análisis de mutaciones por RFLP o Restriction fragment lengt polymorphism), que siginifica: diferencias en los tamaños de los fragmentos de restricción debido a polimorfismos en el ADN entre otras.
Todas estas técnicas tiene diversas aplicaciones generalmente en el diagnóstico de enfermedades hereditarias, búsqueda de alelos más o menos frecuentes asociados a una característica que nos interesa seleccionar, diagnóstico de contaminación bacteriana en alimentos (detección de Escherichi coli 0257, cepas difrenctes de Salmonellas, Mycobacterium sp) diagnóstico viral o de infección viral (HIV, Hpatitis C, PIF, otros), selección de marcadores moleculares para asistir en el mejoramiento genético de una especie, test de paternidad, diganóstico de identidad forense, etc.























METODOLOGÍA



10.1 Métodos de purificación

 Todos los tipos de macromoléculas biológicas tienen una característica en común que va a permitir el desarrollo de un método de separación especifico para ellas. Estos métodos deben ser completamente biocompatibles para que puedan ser posteriormente útiles al investigador y, al mismo tiempo, lo suficientemente potentes para permitir el aislamiento de la molécula deseada de entre un mezcla compleja de multicomponentes que hacen las veces de “contaminantes” de nuestra molécula en cuestión. En este sentido, la cromatografía en columna ha demostrado ser una herramienta muy útil ya que se dispone de varios mecanismos de separación. La modificación de las diferentes fases estacionarias ya existentes, así como el desarrollo de nuevas es la base principal para la obtención de las condiciones necesarias para la rápida y eficiente separación de biomoléculas.
Cromatografía de penetrabilidad. El componente básico es una columna empaquetada con una matriz en gel especial, que son partículas de un polímero orgánico de estructura tridimensional, que originan una red de poros hidrofílicos equilibrados con un tampón acuoso. La técnica consiste en que las moléculas de gran tamaño no penetran por los poros del polímero, por lo que migran mucho más rápidamente que las de menor tamaño que sí son capaces de penetrar por los poros de la matriz.
Al principio del desarrollo de la técnica, se realizaba a bajas presiones por lo que el rango de aplicaciones estaba restringido debido a los elevados tiempos de separación y su poca resolución. En la actualidad se han desarrollado matrices de sílica estables a elevadas presiones que se utilizan columnas de alta presión, para la separación de biomoléculas en función de su forma y tamaño.
 Cromatografía de intercambio iónico. Es el método más utilizado para la separación de ácidos nucleico. El mecanismo básico es el intercambio reversible de los iones en solución con los grupos funcionales unidos covalentemente a una fase estacionaria insoluble llamada resina. Por ejemplo, un ácido nucleico con carga negativa a pH 7,0 se unirá a un intercambiador iónico con grupos cargados positivamente, pero eluirá de la columna al cambiar al pH del tampón (tampón de elución) ya que los iones del tampón de elución interaccionan con los grupos cargados del ácido nucleico o del intercambiador iónico, respectivamente; primero eluirán de la columna las moléculas cargadas positivamente que no se unen a la fase estacionaria y posteriormente, al añadir el tampón de elución, eluirán las moléculas con poca carga negativa neta y luego las de mayor carga negativa neta.




10.2 Técnicas de hibridación

Southern blot
En honor de su inventor, el biólogo Edwin Southern, the Southern blot es un método para sondear la presencia de una secuencia específica de ADN en una muestra de ADN. Muestras de ADN antes o después de la digestión de la enzima de restricción se separan por electroforesis en gel y luego transferidas a una membrana por Blot a través de la acción capilar. La membrana entonces está expuesta a una sonda de ADN etiquetada que tiene una secuencia base de complemento a la secuencia de ADN de interés. Protocolos más originales utilizan etiquetas radiactivas, ahora existen alternativas sin embargo no radiactivas. Southern Blot es menos utilizada en Ciencias de laboratorio debido a la capacidad de otras técnicas, tales como PCR, para detectar secuencias específicas de ADN de muestras de ADN. Estas manchas se siguen utilizando para algunas aplicaciones, sin embargo, como el número de copia de transgen en ratones transgénicos, o en la ingeniería de líneas de células madre embrionarias de gene knockout de medición.
Northern blot
The northern blot se utiliza para estudiar los patrones de expresión de un tipo específico de la molécula de ARN como comparación relativa entre un conjunto de diferentes muestras de ARN. Es esencialmente una combinación de desnaturalización electroforesis en gel RNA y una mancha. En este proceso de ARN está separado basado en tamaño y es transferido a una membrana que luego es sondeada con un etiquetado como complemento de una secuencia de interés. Los resultados pueden visualizarse a través de una variedad de formas dependiendo de la etiqueta utilizada; Sin embargo, la mayoría como resultado la revelación de bandas que representa el tamaño del ARN detectado en la muestra. La intensidad de estas bandas está relacionada con la cantidad del objetivo del RNA en las muestras analizadas. El procedimiento es utilizado comúnmente para estudiar cuándo y cuánto expresión génica ocurre midiendo cuánto de ese ARN está presente en diferentes muestras. Es una de las herramientas más básicas para determinar en qué momento y bajo qué condiciones, algunos genes se expresan en tejidos vivos.
Western blot
Anticuerpos contra la mayoría de las proteínas se puede crear inyectando pequeñas cantidades de la proteína en un animal como un ratón, conejos, ovejas o burro (anticuerpos policlonales) o producido en cultivos celulares (anticuerpos monoclonales). Estos anticuerpos pueden utilizarse para una variedad de técnicas analíticas y preparativas.
En western Blot, proteínas en primer lugar se separan por tamaño en un gel fino entre dos placas de vidrio en una técnica conocida como SDS-PAGE (electroforesis en gel de poliacrilamida sodio Dodecil sulfato). Las proteínas en el gel luego son transferidas a un PVDF, nitrocelulosa, nylon o otra membrana de soporte. Esta membrana, a continuación, puede ser sondeada con soluciones de anticuerpos. Los anticuerpos que se unen específicamente a la proteína de interés, a continuación, pueden visualizarse por una variedad de técnicas, incluyendo productos coloreados, quimioluminiscencia o autorradiografía. 





10.3 Clonación de expresión

Una de las más elementales técnicas de biología molecular para estudiar la función de las proteínas es expresión de clonación. En esta técnica, ADN de codificación para una proteína de interés se clona (mediante PCR y enzimas de restricción) en un plásmido (conocido como un vector de expresión). Este plásmido puede tener elementos de promotor especial a la producción de la unidad de la proteína de interés y también puede tener marcadores de resistencia a los antibióticos para ayudar a seguir el plásmido.
Este plásmido puede insertarse en células bacterianas o animales. La introducción de ADN en las células bacterianas puede realizarse por transformación (a través de la captación de ADN desnudo), conjugación (a través de contacto de la célula-célula) o por transducción (mediante vectores virales). Introducir ADN en células eucariotas, tales como las células animales, por medios físicos o químicos se llama transfección. Varias técnicas de transfección diferentes están disponibles, tales como fosfato de calcio transfección, electroporación, Microinyección y transfección liposoma. ADN también puede introducirse en las células eucariotas con virus o bacterias como portadores, este último a veces se llama bactofection y en particular utiliza Agrobacterium tumefaciens. El plásmido puede integrarse en el genoma, resultando en una transfección estable, o puede permanecer independiente del genoma, llamado transfección transitoria.



10.4 Reacción en cadena de polimerasa (PCR)

La reacción en cadena de polimerasa es una técnica muy versátil para la copia de ADN. En breve, PCR permite una sola secuencia de ADN que se copien (millones de veces) o alterado de manera predeterminada. Por ejemplo, la PCR puede utilizarse para introducir sitios de enzima de restricción o para mutar (cambiar) bases particulares del ADN, éste es un método conocido como "Cambio rápido". PCR puede utilizarse también para determinar si un determinado fragmento de ADN se encuentra en una biblioteca de ADNc. PCR tiene muchas variaciones, como invertir transcripción PCR (RT-PCR) para amplificación de ARN y, más recientemente, PCR en tiempo real (QPCR) que permiten la medición cuantitativa de las moléculas de ADN o ARN.




Electroforesis en gel

Electroforesis en gel es una de las principales herramientas de la biología molecular. El principio básico es ADN, ARN, y proteínas pueden ser separadas por medio de un campo eléctrico. Gel de electroforesis en agarosa, ADN y ARN pueden separarse de tamaño ejecutando el ADN a través de un gel de agarosa. Las proteínas pueden separarse de tamaño mediante el uso de un gel de SDS-PAGE, o sobre la base de tamaño y su carga eléctrica utilizando lo que se conoce como una electroforesis en gel 2D.




Conclusiones

En esta última unidad se nos enseñaron las distintas técnicas que tiene la biología molecular para hacer ciencia, y así dar pasó a la tecnología para llevar una mejor calidad de vida. Cabe mencionar que hay distintas técnicas empleadas por los biotecnologos. Entre las técnicas más destacadas están la de Souther blot y la técnica de la PCR. la primera técnica mencionada sirve para detectar una zona especifica da ADN, y la segunda técnica sirve para la copia de ADN trabajando en ciclos. También está la técnica del ADN recombinante, en esta técnica tiene que haber material genético de dos individuos ya sean de la misma especie o de diferente especie.





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