CA Garc

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Genomica y Genomas
CA García Sepúlveda MD PhD
Laboratorio de Genómica Viral y HumanaFacultad
de Medicina, Universidad Autónoma de San Luis
Potosí
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenomas eucariotas
En comparación a procariotas mil veces más
grandes, pesados ( genes) y complejos. Al
comparar genomas (tamaño, número de genes,
complejidad) de eucariotas la linearidad se
pierde...complejidad genómica no equivale a
complejidad orgánica entre los eucariotas. Ploidia
, generalmente diploide con la excepción de
gametos. Menos restricciones espaciales, DNA
almacenado en núcleo (desde 10 hasta 200 micras
de diámetro). Compactación, hacen uso de diversos
niveles jerarquicos de compactación...de
nucleosomas a cromosomas. Mayor número de genes,
sequencias repetitivas, genes de RNA, secuencias
de utilidad desconocida....filosofia eucariota
permite flexibilidad e inovación, la procariota
es minimalista.
!
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenomas
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica

• Conjunto completo de genes de un organismo.
• Secuencia completa de DNA.
• Conjunto de estrategias y tecnologías empleadas
  para la caracterización molecular del genoma.
• Genómica estrcutural
• Caracterización genómica
• Genómica funcional
• Proteómica
• Glicómica

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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica
Mapeo por segregación (Linkage map) Rasgos
fenotípicos o patologías Mapeo genético. Baja
resolución, ubicación de genes. Mapeo
físico. Localizaciones de marcadores. Distancias
en pares de bases. Secuenciación. Secuencia
nucleotídica completa.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica

• Abordajes de secuenciación
• Mapeo y secuenciación (clon por clon).
• Secuenciación shotgun.

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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica
Mapeo y secuenciación (clon por
clon). Cromosomas artificiales de
levaduras. Cromosomas artificiales de bacterias.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica - YACs

• Yeast Artificial Chromosomes
• Pueden acomodar cientos de miles de kb.
• Mb megaYACs.
• Los insertos de DNA son preparados por enzimas de
  restricción.
• Se introducen en células de levadura para su
  replicación.

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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica - YACs
Usando YACs se pueden producir mapas de
resolución de 0.7 centimorgan. 1 cM1Mb en
humanos. cM es la distancia en la que se da una
frecuencia de recombinación del 1. YACs
(desventajas) Ineficientes. Difíciles de
aislar de las células de levaduras. Son
inestables. Tienden a contener mosaicos de
fragmentos de DNA. BACs Resuelven los
problemas anteriores.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica - BACs
Bacterial Artificial Chromosomes Se basan en el
plásmido F de E. coli. Naturalmente responsables
de la conjugación entre células
bacterianas. Insertos de 300,000 bp. El
cromosoma de E. coli contiene 4 millones bp. Son
estables in vivo e in vitro. BACs circulares
superembobinados son resistentes a la ruptura.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosGenómica Shotgun Sequencing

• Propuesta por Craig Venter, Hamilton Smith y
  Leroy Hood (1996).
• No requiere de mapeo.
• Inicia con clones BAC (150 kb).
• Secuenciación del inserto en ambos extremos con
  secuenciador automatizado (500 bp al mismo
  tiempo).
• Estas 500 bases sirven como una etiqueta
  conector de secuencia etiquetada (STC) para cada
  clon BAC.

Fingerprint con enzimas de restricción. Obtener
la secuencia completa de un BAC de
interés. Selección de otros BACs con mínimo
traslape con el original y secuenciarlo. BAC
walking.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosBreviario cultural Citogenética
Nucleolo DNA codificante para rRNA Donde se
ensambla el rRNA y proteinas para formar
subunidades ribosomales. Se importan proteinas
del citoplasma y luego del ensamblaje se exportan
las subunidades completas. Cuerpo de Barr
corresponde a Cromosoma X inactivado, solamente
presente en mujeres o individuos con poliploidia
X.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosBreviario cultural Citogenética
Eucromatina Baja captación de tinción de
Feulgen. Material genético activo (genes
expresados). Heterocromatina Alta captación de
tinción de Feulgen. Geneticamente inactiva
(p.ej., Curepo de Barr). Heterocromatina
constitutiva (condensada a nivel
orgánico). Heterocromatina facultativa
(condensación tejido-específica). Es decir,
en todo el organismo.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosBreviario cultural Citogenética
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosBreviario cultural Citogenética
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosViroides, partículas subvirales y
priones
ssRNA desnudos libres, 300 bp que fitopatogenos.
No codifican para proteinas. Mejores
candidatos para el material genético
primordial. También acumulan mutaciones que
pueden ser seguidas filogenéticamente. Bajo
ciertas condiciones periódicas dos fragmentos
pueden unirse para formar fragmentos mayores
(recombinación linear). Algunos recombinantes
poseen distintas propiedades patológicas,
invasividad o interactivas.
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosViroides, partículas subvirales y
priones
Los Hepadnavirus (HBV) constityen los virus
envueltos (membrana) más pequeños observados en
animales con diámetros de viriones de hasta 42
nm. Los hepatocitos infectados también secretan
Particulas Subvirales no infecciosas (SVP) que
carecen de material genético y que tienen forma
de esferas o filamentos. La producción de SVP
supera a las 100,000 o 1'000,000 de partículas
por célula. Desconocemos mucho al respecto...
Probablemente resultante de maquinaria
replicativa
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Sesión 3 Niveles de organización de los ácidos
nucleicosViroides, partículas subvirales y
priones
Stanley Prusiner acuño término a principios de
los 80s. Enfermedades neurológicas ocasionadas
por agentes infecciosos resistentes a procesos de
destrucción de ácidos nucleicos. Inicialmente
controversial, ganó el Nobel de fisiología y
Medicina del 1997. Enfermedades llamadas
enceflaopatías espongiformes por aspecto
histológico. Particulas proteicas con la
capacidad de catalizar cambios irreversibles
sobre otras proetinas, lo que lleva a la
acumulación de ellas dentro de las celulas...lo
que las mata.
PrPC y PrPSc