Genetica

TERCER CORTE GENETICA CLASE I (1H) Vamos a entender que una celulita tiene básicamente unas estructuras, se debe notar lo que se llaman las macromoléculas q dentro funcionan para desempeñar una de las características más importantes de los seres vivos que se llama el metabolismo. Ustedes ya vieron que dentro de la disposición de lo que es metabolismo existen básicamente dos grandes grupos que es que los alimentos ingresan a nuestro nosotros mediante un mecanismo llamado de heterotropía porque nosotros no somos fabricantes de los productos iniciales que vamos a degradar y por lo tanto hay que ingerirlos por la vía externa; pero también debieron haber visto que en algunos casos uno puede no necesariamente surtirse de lo que viene de afuera, sino eventualmente puede producir moléculas de manera interna, entonces vamos a mirar que cada uno de los grupos tiene un comportamiento diferente. Después de que ingresan a nosotros, necesariamente por haber venido de una vía exógena, el primero de los dos mecanismos metabólicos que se da es el del catabolismo, que significaría la degradación de esos alimentos para poder hacer el proceso llamado específicamente de recoger la energía que genera la degradación de un analito y finalmente esa energía

acoplarla de alguna manera a una molécula que me garantice tener una reserva para cuando la necesite. ¿Cómo se llama esa molécula que en general hace ese proceso de guardar energía en nuestro organismo? Ojo con lo que dije yo: se consume un alimento, éste en el proceso digestivo se degrada, ingresa en el organismo como una molécula más pequeña y al ingresar como una molécula más pequeña, finalmente es dividida y separada hasta llevarla a su mínima expresión; su mínima expresión se llama: agua + CO2. En ese proceso de degradación que nosotros llamamos catabolismo se genera energía, porque los procesos catabólicos o de disminución en el tamaño de una molécula siempre son exergónicos, recuerdan? Y entonces quien se queda con esa energía para luego usarla, hay varias moléculas: la primera y más importante: el ATP, así mismo algunas moléculas que se consideran como coenzimas como por ejemplo el NAD y el FAD. Entonces para que ustedes tengan una idea de los libros más importantes de consulta en este capítulo: para mi la q es mas completa es la Lodish, pues explica al detalle; de los que mejor permiten revisar los temas: la “Mathews”, muy buena es la Strayer, pero la ultima edición no es tan reciente, la McKee también…en fin todos los libros q traten el tema se pueden utilizar…

Bueno estamos tratando de abstraernos de aquí, estamos es un organismo completo y vamos a revisar molecularmente que es lo q hay acá, dentro de lo que hay acá ustedes ya han avanzado dos capítulos grandes y yo me voy a concentrar en uno que hace referencia a las moléculas que trabajan aquí en el núcleo y que trabajan en algunos organelos como por ejemplo las mitocondrias para lo que hay allí dentro pueda fluir y desempeñarse en otro ambiente que tiene la célula que se llama el citoplasma. Ustedes debieron haber visto ya esto, que nosotros finalmente unas moléculas que yo les llamaría como los monómeros, que cada uno de ellos representa un grupo general de compuestos que están divididos en cuatro grandes grupos básicamente por la composición que tienen, es decir, porque tiene unas características químicas que permiten agruparlos dentro de un determinado campo. Específicamente los aminoácidos son las bases para formar unos polímeros que se llaman las proteínas cuyas características tienen que ver más con una respuesta antigénica, cuando son reconocidos como moléculas extrañas por otro tipo de organismos, también funcionan recuerden, la mayoría de las enzimas están en este grupo como moléculas que participan en el proceso de permitir el acople de una reacción para que se realice de una manera más rápida, y muchas otras funciones que ustedes ya debieron ver.

La glucosa, no porque sea el único sino porque es el representante mas importante porque es el que siempre escoge una célula y es fundamentalmente es la que mas se utiliza de este grupo de CH, cuyas funciones son muchas pero tal vez, la mas importante es la de servir de fuente de energía, pues es la que primero se va a degradar si esta disponible. Y vieron el tercer grupo que tiene una heterogeneidad tan grande que en realidad no es que se parezcan químicamente para nada pero cumplen una función que sí es similar en ellos, lo cual ha permitido juntarlos en un solo grupo, diciendo que los lípidos serían aquellos compuestos que básicamente por sus características químicas no son solubles en agua sino que son solubles en solventes orgánicos; y como ustedes recuerdan como nosotros estamos todos bañados en agua , porque la composición de la sangre en su mayor proporción es agua pues habrá unas moléculas que por ser afines a ellas más fácilmente se transportan en ese medio, que va a permitir el acceso a todas las células y en cambio a éstas , el trabajo les cuesta un poquito porque por ser insolubles pues tienen que revestirse de algunas estructuras que les permitan facilitar ese desplazamiento, pero a su vez tiene una ventaja y es que esta composición les da flexibilidad y por esa razón es que nosotros tenemos en esa membrana celular nuestra, esa capa bilipídica que permite que cree un aislamiento , pero no tan extremadamente firme como para que no pueda

haber intercambio. Eso lo vamos a ver cuando hablemos de la traducción de señales. Ahora vamos a centrarnos aquí en este cuarto grupo de biomoléculas que se llaman los nucleótidos, esa es la estructura monomérica para formar unos polímeros de millones de unidades que se conocen con el nombre de Ácidos nucleicos y los vamos a trabajar en este capítulo. Bueno y aquí hay algunos de los componentes que ustedes saben pueden trabajar para finalmente tener esta funciones, nosotros sabemos que un aminoácido inicialmente se reúnen unas unidades y forman un péptido y que después muchos de esos aminoácidos forman una estructura mas larga que se pliega y adquiere conformaciones secundarias, terciarias y a veces cuaternarias, formamos proteínas oligoméricas y cumplimos funciones como éstas, pueden ser receptores en la membrana, pueden transportar molécula en sangre como la albúmina, pueden servir de canales iónicos de comunicación que a veces están cerrados o están abiertos, podemos tener monosacáridos que formen moléculas de alta energía, otra que no tanto, cuando se unen en dos y en general vienen así en los alimentos, vamos a tener los disacáridos y de acuerdo con las ramificaciones y las estructuras que formemos vamos tener los distintos grupos de polisacáridos. Y con respecto a las moléculas relacionadas con los lípidos, recuerden que

siempre estarán encapsuladas en una estructura proteica interna que favorezca el proceso de transducción de señales. Y aquí vamos a ver un poquito de esto combinado al final de este curso, porque vamos a mirar que las señales de las hormonas o la conversión de algunos de los lípidos en unidades como las prostaglandinas o como las lipoquinas van a permitir la señalización para que la célula lleve mensajes al exterior y permita que haya una respuesta desde el punto de vista metabólico que genere cambios en la estructura cuando es necesario por algún motivo dentro de la célula. Bueno y entonces nos ubicamos en esto que es el resumen, qué es lo que tienen ustedes que salir sabiendo de aquí cuando termine este curso, Cómo se interrelacionen la moléculas en lo que se llama la interrelación del metabolismo; fíjense que nosotros tenemos unos nutrientes que van a ser transportados al interior nuestro, mediante el proceso de digestión, después de este proceso pueden entrar e ingresan generalmente en el intestino delgado, exactamente en la primera porción, el duodeno es el que hace alrededor del 85% del proceso de absorción de los alimentos y allí van a finalmente llegar al sistema porta que desencadena en el hígado, entonces a partir de allí vamos a empezar el proceso metabólico; son muchas las cosas que podemos hacer,

si no tenemos energía pues utilizar las moléculas que llegaron, si tenemos energía pero estamos comiendo en exceso, ir a guardarlo a los puntos de reserva, y dependiendo de la composición habrá unos que se pueden guardar y otros que no, ejemplo una cosa que hay que tener muy muy clara es que las proteínas no tienen capacidad de almacenamiento, solo tenemos aquellas que realmente podemos usar, mientras cómo es el mecanismo de almacenamiento para los CH? finito o infinito?... finito!!? Hasta cuando? (habla una estudiante, pero no se oye bien) , la profe responde: Pero yo podría tener una inflamación y absorber más liquido y en ese orden de ideas tendría mayor capacidad de almacenar CH; siendo verdad eso que usted está diciendo, de todas maneras existe un límite, en el interior de la célula que no es dependiente del agua, cuál es? Cuáles son los puntos de reserva de los CH? Tenemos dos puntos: Hígado y Musculo, qué pasa cuando saturamos los puntos de depósito en esos dos lugares? Para llegar a lo que usted dice, hace rato que hemos pasado la capacidad de almacenamiento, porque tenemos un numero finito de hepatocitos y de miocitos, entonces la reserva de los CH es limitada básicamente porque como va a ser dentro de unas células, y solo unas células específicas, cuando el numero de esas células acabe, ese número ya no puede seguir adelante en el proceso de almacenamiento, por eso una de las características

que se da cuando el paciente es obeso, es que en realidad la masa del hígado se crece, y se crece porque se da una hipertrofia del hígado para guardar mayor cantidad de glucógeno que nosotros tendríamos que formar en al medida en que mucha mas cantidad de CH estemos ingiriendo. Y entonces se llegó al límite ahí, y el resto de CH, ya no son utilizables? Nosotros con los CH podemos formar colesterol y ácidos grasos? Todos están de acuerdo? Como yo no estoy de acuerdo, por favor le hechan una revisadita a eso, ojo: podemos formar colesterol y ácidos grasos a partir de los Ch que nos sobren?? Esa es la siguiente pregunta. Esa respuesta de que sí, es parcialmente verdadera, entonces algo de ahí es cierto y al final del cuento lo que termina resultando es que parte de la glucosa, cuando se acaba de saturar los sistemas de almacenamiento, puede convertirse en otro tipo de molécula y esa molécula si no tiene un finito en su capacidad de almacenamiento; entonces cuando hay esa conversión lo que vamos a tener en realidad es un incremento en la formación de adipocitos y vamos a obtener como resultado de ellos un incremento no hacia arriba sino hacia los lados, de la masa corporal, y ese incremento qué límite tiene? No tiene límite de almacenamiento.

Si nosotros llegamos aquí, si ustedes miran nosotros en el metabolismo vamos a poder apropiarnos de muchos de los componentes que hay dentro de las células, y entonces los aminoácidos los CH y los lípidos van a llegar por esa fuente llamada nutrientes, qué particularidad vamos a tener aquí? Recuerden que habrán algunos aminoácidos que se llamarán esenciales porque solo pueden ser proveídos por esa vía exógena mientras que habrán otros que nosotros pudiésemos entrar a formar, lógicamente a partir de al misma base de lo que ingerimos. Pero en este grupo no están ubicados los nucleótidos que sería el cuarto grupo, porque vamos a ver que de lo que nosotros consumimos, estos tres grupos son provistos allí y son utilizados por la célula, pero estos nucleótidos que ingresan, no son usados por nuestra célula, entonces claro que vienen porque como hago para separarle a un alimento si viene n una célula los ácidos nucleicos que vienen en el núcleo (q redundancia) es difícil por no decir que imposible a no ser que tuviéramos una dieta fraccionada de algo que viene artificialmente, pero si son los alimentos naturales ese cuarto tipo de biomoléculas viene en el alimento pero vamos a ver que no es aprovechable. Entonces aquí tienen que todos estos componentes van a permitir formar, por ejemplo los aminoácidos nuevas proteínas, ellas van a estar formando parte estructural de células, tejidos y de órganos , pero también pueden trabajar en funciones de regulación y

de señalización, hay muchas de las hormonas que son de naturaleza proteica ustedes saben, pero también podrían estar trabajando a partir de lo que vamos a ver nosotros q son los ácidos nucleicos, permitiendo determinar la estructura de las proteínas o también podrían trabajar formando parte de las enzimas, haciendo parte de los factores de coagulación, o uno de los grupos que es el de las gamma globulinas, funciona como proteína inmunogénica porque son las que permiten responder a las sustancias extrañas que llegan al organismo, y también podríamos tener combinaciones de proteínas con otros componentes, a eso es lo que se le llama conjugados o proteínas complejas, pueden haber glucoproteinas, lipoproteínas y así sucesivamente proteínas combinadas con otros componentes. Dónde vieron ejemplos de glucoproteínas que se utilizan en una célula? Por ejemplo el glucocáliz, que es la capita que solo las células animales tienen en la que se expresan más componentes antigénicos, es una combinación de una proteína de membrana que tiene una parte vital componentes o radicales de tipo carbohidrato que pueden ir desde monosacáridos hasta oligosacáridos bien grandes y esa complejidad determina la conformación del ácido siálico, del neuroamínico y de muchos otros que son en realidad una combinacion de proteínas con CH.

Y dónde vieron ejemplos de lipoproteínas? En todas las formas de transporte de los lípidos porque básicamente por ser insolubles la manera como ellos se van a transportar para llegar a su sitio de trabajo, es a partir de unidades externa proteicas que recogen o que permiten guardar la porción lipidica en su interior y de esa manera facilitar el transporte. Entonces aqui ven como los hidratos de carbono y los lípidos van a estar conjugados para cumplir una función que es el papel energético teniendo presente que quien de los dos tiene mejor función energética, los lípidos, pero porque no son entonces los que mas usamos? En parte por la solubilidad, y además por las características de los sistemas enzimáticos que se desatan en el interior de la célula y que el control hace que se inactiven otras formas distintas que tienen como primera opción la degradación de los monosacáridos, y aquí ven ustedes también que a partir de los lípidos podemos generar también moléculas de señalización, ejemplo las hormonas derivadas de los lípidos, para ser más exacta del colesterol que son todas las hormonas esteroideas y esas entonces tendrían una naturaleza lipídica, pero también mencioan aquí que por ejemplo, vamos a ver como segundos mensajeros el caso del inositol trifosfato, que realmente él no seria el lípido sino su segundo componente que seria el diailglicerol, que cuando se parte de la unidad interna, pues lo que

hace es estimular la producción de calcio y finalmente inducir a la célula a producir una respuesta diferente. Y ustedes saben que también lo lípidos sencillos unidos al fosfato van a formar los llamados fosfolípidos que va estar implicados aquí en la formación de la estructura de membrana que es la capa bilípidica y habrán otros lípidos más complejos, pero básicamente, de la composición de dos ácidos grasos unidos a la molécula polar, es como la estructura básica de una membrana celular. De lo que yo dije aquí había algo que nos supieran???? *-* … Entonces por favor esa es la intención de la biociencias, mezclar, involucrar y finalmente encadenar los componentes de las biomoléculas porque todas trabajan en conjunto y ninguna hace nada asilado, aun cuando lo que hablamos de funciones preferenciales dependiendo de las fortalezas de la biomolécula. Yo me voy a centrar a hablar de estas que son las que se denominan nucleótidos. Esos nucleótidos las vamos a ver trabajando en dos grandes partes unas como estructuras aisladas, es decir como nucleótidos libres, que ustedes ya los han visto pero no los relacionan en este momento con ellos, y otras como moléculas poliméricas las cuales las vamos a ver formando parte de este componente que se llama los ácidos nucleicos llamados así, sencillamente por dos razones: Están en el núcleo y segundo, tienen una naturaleza general de ser ácidos, y eso se lo da básicamente la composición

fuertemente polar que tienen las estructuras que acompañan a los nucleótidos, llamadas fosfatos, y vamos a ver ahorita como se componen. Bueno y entonces porqué nosotros estamos hablando de los ácidos nucleicos, aquí en este curso, porque básicamente ésta es una segunda función, de una célula viva, la primera que yo mencioné era el metabolismo y por eso integramos todas la biomoléculas, y la segunda es en este caso, la reproducción, la nombro de segunda porque es la que compete a los ácidos nucleicos pero en realidad se sabe hoy día que evolutivamente, la primera función que un ser vivo gano fue la capacidad de reproducción, es decir cuando se logró que se replicara el material genético es cuando apareció la posibilidad de rodearlo de una estructura proteica y que aparecieran los primeros organismo que llamaríamos vivos insipientes, es decir ésta sería la característica que va a derivarse de la utilización de los nucleótidos dentro de una célula, la capacidad de reproducirse y ésta va con una propiedad similar que se denomina : la capacidad de transmitir los caracteres de generación en generación y entonces a partir de allí aparece esa función importante llamada la herencia( creo, es q no se le entendió ). Cómo se dio el proceso en realidad solamente para resumir, este pedacito de cómo saltamos de moléculas aisladas a formar una estructura llamada organismo vivo.

Primero que todo se dio la capacidad de replicar un material genético, después de que el material genético se replicó apareció la reproducción y luego apareció este mecanismo que es el responsable de la aparición de todas las demás especies a partir de una primer en centrar, que se denomina la variabilidad. Esta variabilidad aparece por dos características que vamos a revisar aquí: La primera por el proceso de mutación natural, que es que pueden haber en la replicación, cambios, los cuales se preocupa mucho la célula por evitarlos, pero muchas veces pueden quedar, entonces el mecanismo de mutación es un mecanismo totalmente natural y cuando queda, cuando permanece en la célula hablamos de que aparece una variación. Y el segundo componente que genera esta variabilidad es que una vez que nosotros tenemos cambios, entonces aparecerán diferencias entre los organismos y esas diferencias generan este otro componente que se llama: la competición , entonces ustedes debieron haber escuchado que existe una característica determinada por Darwin como selección natural, eso qué es? Dice en resumen que el que mejor se adapte es el que se queda cierto? Entonces en el proceso de competición cuando nosotros estamos hablando de cuatro células distintas y son distintas, porque ya ha aparecido la variabilidad a partir de la mutación, entonces de que dependerá cunatas células siguen, dependerá básicamente de su capacidad de adaptarse al medio; entonces ustedes

han visto muchas especies que han desaparecido básicamente porque el proceso de adaptación no ha sido posible, y en ese orden de ideas quien no se adapte pues desaparece. Así como vamos a ver que el mecanismo de mutación que genera una desventaja en el caso nuestro como lo vamos a ver en genética humana, para un individuo que no es selectivamente el mejor, un ejemplo una modificación en el numero cromosómico que origina una ¿”neuploidía”??? (no entendí, revisen en apuntes) como por ejemplo, una trisomía, un síndrome de Turner, etc. , esos individuos tienen una particularidad es que tienen una dificultad por no decir que una imposibilidad de replicarse y no se van a reproducir, básicamente por eso, porque no tienen las mejores condiciones para que esa especie avance por allí, y entonces en ese caso en resumen, estamos en esa disyuntiva en este momento histórico del mundo , que nadie quiere tener hijos , y entonces en dónde va a quedar la reproducción de la especie humana, de donde vamos a sacar los ejemplares para que sigan adelante con la especie, si no hay reproducción usted no dejó descendencia y por lo tanto desde el punto de vista evolutivo usted desapareció, porque ustedes se acordaran de su generación, pero después,,,? Entonces ese es el proceso que determina la continuidad de una especie en una ambiente. Y entonces cual es la mínima especie de organismo vivo que tiene la capacidad de reproducirse y que se

considera que tiene material genético en su composición, los VIRUS, pero no olviden que los virus siempre han estado en el limbo entre vivos y no vivos básicamente por un característica: no se pueden replicar solos, porque únicamente tienen un tipo de ácido nucléico, entonces segunda cosa para revisar hoy: cualquier organismo vivo necesita y tiene en el proceso evolutivo dos tipos de material genético el ADN y el ARN, qué pasa con los virus, que ellos solo tiene un tipo de ácido nucléico y entonces por no tener el segundo no son autosuficientes y allí aparece la característica de ser parásitos o dependientes o de necesitar invadir una célula para poder sobrevivir, porque la célula que van a infectar es la que le va a proveer el segundo ácido nucléico que él tiene, entonces la pregunta sería: tenemos entonces virus ADN y ARN? A quien le toca mas fácil la tarea, a los de ADN… y entonces acá tenemos Hepatitis B, como un virus que es de naturaleza ADN y que fácilmente puede infectar a su célula, mientras que todos los que procedan de la línea de virus que tiene como acido nucleico, ARN, tienen una particularidad y es que necesariamente para poder infectar a su célula tienen que momentáneamente interconvertirse en la forma de ADN, por qué se tienen que interconvertir, porque el ADN es el que permite la integración del material del virus al material de la célula viva y como todas las demás especies vivientes tenemos como ácido nucleico principal ubicado dentro del nucleo de la celual al ADN, pues por esa razón el ARN de un

retrovirus, tiene que convertirse en ADN para poder infectar la célula. Y para poder convertirse a la forma de ADN, qué tienen? Necesariamente va ligado su proceso a una enzima que se llama transcriptasa inversa o retrotranscriptasa que básicamente es la que permite la formación de ADN a partir de ARN. Y solo por chisme, si tenemos un ARN que característicamente es de una sola cadena y le tengo que interconvertir en un ADN, entonces cómo se hace el proceso de la retrotranscriptasa? De una hebra nosotros formamos una nueva, conservando dos principios: 1. Siempre de manera antiparalela, es decir siempre siguiendo dos posiciones distintas una hebra junto a la otra. 2. Siempre siguiendo el principio de la complementariedad, que es donde haya un nucleótido de un tipo, siempre tenemos otro que ya podemos predecir, al frente, que no es el mismo, es complementario. En ese orden de ideas la primera hebra de ARN del virus, permite la síntesis de la primera hebra del ADN que será entonces complementaria del ARN del virus y luego esa primera hebra de ADN va a permitir la síntesis de la segunda hebra de ADN que será complementaria de la primera. Si? Es decir, en

realidad el ARN solo sirve de molde para la primera formación de la molécula de ADN y con esa primera formamos la segunda y cuando se haya formado la primera inmediatamente se degrada el ARN porque ahora nuestro molde va a ser la hebra de ADN…si??? Tenemos momentáneamente una doble hélice que será la que da la posibilidad de que se integren materiales a la célula que estamos infectando y cuanod ya se formen los vibriones y todo lo que va ser propiamente nuevos virus pues entonces rápidamente se forma a partir de ese ADN de doble cadena, cadenas de ARN sencillas que vuelven a empacarse dentro de los vibriones y salen de allí. Bueno , y cuando hablamos del primer ser vivo por toda su capacidad y como organismo completo, pues entonces es la bacteria, y ustedes saben que ahora hay una nueva clasificación para los reinos, todo lo que nosotros llamábamos antes procariontes, ya no se llama reino procariota sino Reino Bacteriae, que significa que todos los procariotes están en el grupo de las bacterias. Qué característica particular tienen: 1. Que ya son organismos totalmente vivos, porque tienen los dos tipos de ácido nucléico 2. Que a partir de ellos, de los dos ácidos nucleicos, el que comanda la vida de la célula es el ADN y que entonces con ese material la bacteria forma un único cromosoma que se caracteriza por ser circular, o sea por ser ADN

cerrado y de doble cadena y que como se llaman bacterias y se denominan como procariotas, en realidad su característica está en que no tienen una división, entre lo que llamaríamos un núcleo y un citoplasma sino que el material genético nada dentro del protoplasma de la estructura, y entonces en últimas tenemos acceso a todos los demás organelos directamente a partir de la estructura central o interna de la bacteria. Cuáles organelos tiene una bacteria?? Por ejemplo ribosomas, que mas? ¿Mitocondrias ? el tamaño de una bacteria es el tamaño de una mitocondria, entonces como le metemos mitocondrias a la bacteria? De hecho la Teoría Simbiótica dice que nuestras mitocondrias aparecieron de la invaginación de bacterias a partir de la célula insipiente eucariota, entonces, es cuestión de espacio, no podemos tener mitocondrias porque la mitocondria es tan grande como toda la bacteria Que mas hay en la bacteria?? Lisosomas, claro que los hay! Por que cuál es el mecanismo para eliminar los desechos que tiene la bacteria! Las vacuolas es un tercer organelo que algunas bacterias pueden tener, porque ellas pueden ser de tamaño distinto y por ejemplo, a partir de ellas forman las esporas que les permiten mantener muchísima integridad en las condiciones mas adversas posibles y

hay entonces muchos, sobre todo, bacilos gram positivos que tienen muchas esporas, que son muy esporulados y a partir de ellos pueden someterse a condiciones muy adversas sin que vayan a ser destruidos. Entonces hay algunos organelos que pueden eventualmente las bacterias tener, pero como estamos diciendo pues serán los mas insipientes. De aquí de la bacteria vamos a recordar por ahí dentro de quince días, un detalle importante: El material genético más importante de la bacteria es el cromosoma, porque allí está la información que ella va a pasar a sus descendientes, es decir los mecanismos generados van a estar concentrados dentro del cromosoma. Pero las bacterias tienen un segundo tipo de material que es totalmente independiente del cormosoma, que está ubicado lógicamente en el mismo protoplasma, pero que es aislado , es suelto, y esa estructura que tiene ADN y que es independiente, que se llama Plásmido, es la que ha permitido el desarrollo de toda la genética en el campo de la ingeniería como mecanismo de manipulación del material; entonces ése plásmido en realidad existe de manera general en las bacterias para cumplir una función muy importante que es : generar variabilidad genética. Por esa razón los plásmidos son responsables de que las bacterias desarrollen mecanismos de resistencia contra los

antibióticos, porque cada vez que una droga tiene intención de destruir un grupo de bacterias, ellas mutan, cambian, varían en ese plásmido, hasta que al azar encuentran una combinación que las hace resistentes al antibiótico. CLASE II (2H) Entonces de forma natural, esta estructura, pequeñita redonda, muchísimo mas chiquita, menos de la décima parte de lo que es el tamaño del cromosoma, la tiene la bacteria como mecanismo de defensa y además la puede utilizar para un segundo mecanismo que es la recombinación mediante la conjugación de las bacterias. Esas serían como las funciones naturales, pero nosotros lo vamos a revisar aquí, lo vamos a ver con un tercer mecanismo que no tiene nada que ver la bacteria en él, ni se lo inventó, ni sabían que lo iban a usar para eso, que es el de manipular esos segmentos para inducir cambios e introducir proteínas especificas en lo que se llama la tecnología del ADN recombinante. Entonces es ingeniería genética desarrollada por la manipulación del material, arrancó y sigue siendo muy importante a partir de la manipulación de los plásmidos en las bacterias. Y entonces mañana seguimos hablando de qué tenemos como material genético, dentro de la célula ahora si, eucariota. 

Vamos a hablar de los nucleótidos, cuando trabajan de manera independiente, están como molécula suelta o acoplada cuando es lineal y cuando trabaja como polímero formando miles de unidades que es cuando se denominan ácidos nucleídos. El nucleótido básicamente está conformada por tres estructuras: • base nitrogenada • Un azúcar una pentosa (cinco carbonos ) y es la responsable de darle el nombre al acido nucleído dependiendo si es ribosa o es desoxirribosa. • grupo fosfato. Este grupo fosfato como tiene 4 cargas negativas porque es fósforo y oxigeno a la -4 es el responsable de la que la molécula quede cargada negativamente y una característica de la estructura polimérica es que por tener tantas unidades de fosfato se comporta como si fuera una molécula que migra hacia el polo positivo ósea una molécula anionica y tiene carga por lo tanto negativa.

Las bases son las que portan las característica de un individuo, las que llevan la herencia, porque ellas varían en los diferentes nucleótidos que tiene un acido nucleído, el resto el azúcar y el fosfato son solo estructuras que ayudan a darle en la espacialidad una forma secundaria a los ácidos nucleídos pero en realidad las bases son las que pueden variar. Dentro de la célula animal se tiene material de tipo acido nucleído principalmente en el núcleo de la célula eucariota que es el que llamamos ADN genómico para decir que es el responsable de transmitir la mayoría de los caracteres heredados pero que también tenemos material genético fuera del núcleo principalmente en las mitocondrias por lo tanto tendremos también el ADN mitocondrial. Como se sabe con anterioridad las mitocondrias aparecieron de una invaginación de bacterias dentro de la célula procariota incipiente , entonces ese ADN en vez de ser lineal y estar organizado en cromosomas, como está dentro del núcleo tenemos un ADN que es circular es cerrado, y tienen característica muy parecidas en tamaño y en estructura al ADN de las bacterias, por ejemplo solo tienen un ¿?para la codificación de ciertas proteínas y no tienen segmentos no codificantes como si lo hay en el material que está dentro del núcleo. El ADN mitocondrial y las estructuras que trabajan en la mitocondria son parte de muchos de los complejos proteicos que forman parte en el complejo de la respiración salen de los genes que específicamente

tenemos allí y otros provienen del núcleo, es decir la función que hace la mitocondria en la respiración podríamos decir que es una tripleta de algunas proteínas lineales y algunas producidas por la misma mitocondria, se pueden intercambiar se pueden expresar algunas y otras no, se necesitan de ambas partes porque son distintas y tienen funciones distintas por lo tanto el ADN mitocondrial no se divide con la misma tasa que lo hace el del núcleo no tienen los mismos genes que hay dentro del núcleo y lo único que comparten es que la composición de los nucleótidos es igual pero la secuencia varia. Con respecto a los ARN se conocen muchos más a los que tradicionalmente se manejaban como el ARNm que es el que llevaba la señal del núcleo al citoplasma el ARNt que ubica los aminoácidos, el ribosomal que da la estructura y el soporte a los ribosomas para la síntesis de proteínas, el heteronuclear que es la copia recién hecha de un gen antes de que sufra proceso de splicing y se convierta en mensajero, el RNA nuclear pequeño que forma los EDMUN? Que son los que participan en el proceso de splicing para eliminar exones y acoplar intrones en el momento de crear la formación del RNAm estos son los RNA responsables de esto y los RNA catalíticos que son los que tienen la capacidad de funcionar como una enzima En la célula vegetal la diferencia que se encuentra con respecto a la animal es que aquí vamos a tener el ADN del núcleo, el ADN de las mitocondrias y AND de los plastidios, que se denominan cloroplastos cuando

hablamos de plantas verdes, pero si tienen otro tipos de pigmentos y en general todo el grupo que trabaja en la formación de los distintos nutrientes que luego vamos a ingerir (plastidios) también tienen material genético que será distinto en tasa, función etc. Vamos a mirar dentro de los nucleótidos las características que nos van a permitir identificar cada uno de los individuos cuando nos referimos a la variabilidad genética. Tenemos la estructura básica, el azúcar en realidad es ribosa o desoxirribosa. La ribosa puede perder en la posición 2’ del azúcar el oxigeno y por eso se forma la nueva azúcar que va a tener la característica de perder el oxigeno en la posición 2’ y se denomina 2’desoxirribosa porque se forma a partir del proceso de reducción de una ribosa a una desoxirribosa, el OH que está en la posición 5 y el que está en la posición 3 no se pueden perder porque el fosfato está en la capacidad de unirse o a la posición 5 o la 3 del azúcar entonces por eso el monómero crece a partir de una sola molécula y gana nueva todas incorporándose aquí en la parte inferior de la posición 3’ del nucleótido a seguir y eso es lo que le da la direccionalidad a los ácidos nucleicos , uno generalmente habla de que tiene una hebra que va de 5’ a 3’ la posición final del fosfato . Existen dos grandes grupos de bases nitrogenadas, se denominan así porque tienen a tener comportamiento básico al pH fisiológico y por los constituyentes que

tienen, además son nitrogenadas porque su composición está dada por carbono, nitrógeno, oxigeno y por hidrogeno. La estructura básica es el anillo doble con dobles enlaces alternados , y las pirimidinas en cambio un único anillo cerrado. Los diferentes tipos o subtipos de esas familias van a depender de cuales sean los adornos o grupos funcionales que por cualquiera de estos puntos puedan venir a ubicarse. Purinas Las que se encuentran dentro del material genético son la Adenina y la Guanina. La adenina es una seis amino purina es decir el anillo básico doble de la purina que gana en la posición seis un grupo amino por eso también se puede llamar químicamente la sex-amino-purina. La guanina tiene dos estructuras reemplazadas , y en la misma posición seis en donde la adenina tiene un grupo amino aquí hay un grupo ceto, y en la posición dos en este carbono vamos a tener un grupo amino, entonces se diría que es una seis-ceto-dos amino purina pero comúnmente se conoce como guanina. Cuando menciono que hay un grupo ceto, es decir un oxigeno unido a un doble enlace a la estructura básica del anillo. Qué pasaría si esta base estuviese muy rodeada de cualquier acido…? Al encontrarse muchos hidrógenos en el medio, el oxigeno en vez de tener un doble enlace al carbono, liberaría uno de sus dos enlaces y lo uniría a un hidrogeno por consiguiente pasaría de ser un grupo ceto a ser un alcohol. Esta es

una de las propiedades más importantes de las bases nitrogenadas ya que ello determina la capacidad de formar o no el doble enlace, es decir la capacidad de formar dos hebras de ADN en el modelo que tenemos en la célula, es una característica derivada de la posibilidad de interactuar entre las bases de las dos hebras y esa se la da el que estemos en la forma ceto o en la forma alcohólica. Solo dependerá de la composición de la base y está en realidad puede variar dependiendo de las condiciones de pH Pirimidinas Presentan un único anillo y pueden tener en la posición 2 un grupo ceto y en al posición 4 otro grupo ceto , esto sería un Uracilo, químicamente hablando seria 2,4 dioxi-pirimidina. La forma de enumerar los átomos que forman el anillo arranca por el extremo izquierdo y sigue el sentido contrario a las manecillas del reloj para el caso de las purinas. En las pirimidinas la forma química de enumerarlas arranca por el extremo inferior llevando el sentido de las manecillas del reloj por eso aquí la posicion izquierda es dos y la posicion superior es cuatro. Si tenemos dos grupos ceto nos referimos al Uracilo, si tenemos dos grupos ceto y además en la posicion 5 un grupo metilo nos referimos a la Timina, si se tiene una pirimidina con un grupo ceto en la posicion 2 y en la 4 un grupo amino seria la citosina . Los ácidos nucleídos no tiene de las 5 representantes, es decir, las dos purinas y las 3 pirimidinas si no que

un acido nucleído, cualquiera de los dos, tiene las mismas dos purinas pero las pirimidinas seleccionan de a 2 de tal manera, que tan ADN como ARN tiene citosina, pero el ADN solo tiene timina y no uracilo; y lo contrario el ARN tiene uracilo y no timina. Respuesta a una pregunta de un estudiante: Cuando hablemos de metabolismo de esas bases como se sintetizan y como se forma, q hay una especificidad enzimática para que la desoxirribosa solo se le solamente la timina, no sele una el uracilo y cuando se tiene que unir el uracilo momentáneamente, para poder forma a partir de la timina siempre se forma de una única forma monofostada para que no pueda ser incorporado entre el material. Lógicamente cuando hablemos de las mutaciones vamos a ver que el material genético puede mutar, entonces podría pasar esto, fíjense, que pasa si yo tengo esta timina y eventualmente ocurre un proceso de desmetilacion?, entonces se convirtió en uracilo, entonces fíjense que eventualmente puedo generar un uracilo dentro del ADN, pero no de manera natural, si no por un proceso de pérdida de alguno de los grupos funcionales, y entonces un ejemplo como el que pongo seria que una timina que si esta en el ADN pierda su grupo metilo, se desmetile, y al perder su grupo metilo quede convertido en un uracilo. Lógicamente como eso sería una mutación y eso tendría un error nefasto para el material lo que en realidad ocurre es que en el proceso de revisión de las enzimas separadoras, ellas

van a captar que eso es un uracilo y van a extinguir ese nucleótido para corregir. Eventualmente puede aparecer un uracilo en el ADN pero como un proceso errado en la formación de las bases normales. Les dije yo que nombramos esas 5 bases porque son de las que más vamos a hablar en detalle, pero vamos a mirar una purina, supongamos que yo tengo el anillo de purina, este anillo de purina podría tener esta particularidad que en la posición uno tuviera un gripo metilo, que en la posición 3 tuviera un grupo metilo y que en la posición 7 tuviera otro grupo metilo, es decir que tuviera 3 grupos metilos, en la posición 1,3 y 7 y si en la posición 6 tuviera un grupo ceto entonces se llamaría hiposantil y si tuviera a demás en la posición 8 otro grupo ceto se llamaría santil, son precursoras de la formación de acido urico, entonces si yo tengo una santina a la cual en la posición 1,3 y 7 se le han unido grupos funcionales metil, es decir una trimetil santil, eso es lo que se llama comúnmente la cafeína, y esta es el principio activo que trae una planta, en un vegetal que es el café. Entonces fíjense que las bases nitrogenadas no solo están haciendo parte del ADN. Entonces el café tiene como principio activo a la cafeína, y la cafeína es una base nitrogenada de tipo purina, específicamente una santina que tiene 3 grupos metil. Podríamos tener ese mismo compuesto, pero ya no es trimetilado si dimetilado, ósea dimetil santil y dependiendo de donde esté ubicado el grupo metilo puede ser la teofilina que es principio activo del té, o

podría ser la teobromina que es l principio activo del cacao. Entonces fíjense que por esa razón es la cafeína es un estimulante del sistema nervioso central, porque es un inhibidor de una fosfodiesterasa, entonces impide de la disolución de un segundo mensajero y por eso produce ese estado de alerta, ejerce una función estimulante. Lo mismo hace la teofilina y la teorrimina, y por eso sin que uno se dé cuenta el chocolate genera una dependencia porque tiene principios activos que funcionan como estimulantes del sistema nervioso. Propiedades y características de las bases: - Su composición química es de una estructura planar, a diferencia de una proteína que gana una espacialidad tridimensional, las bases solo tiene un largo por un ancho pero no tiene profundidad. Debido a su estructura plana, cuando forman los distintos polímeros van a tener una disposición en el espacio particular, que en ese caso vamos a ver una disposición acostada como si fueran una especie de peldaños, y en cambio las otras dos estructuras de los polímeros van a ir de manera vertical. Entonces aquí tendríamos horizontalidad de la base porque ellas se ubican de esta manera debido a que tiene una estructura plana.

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Tactomerismo que no es exclusivo de ellas, el tactomerismo es la capacidad que tiene una sustancia de interconvertirse desde la forma ceto hacia la forma de alcohol o viceversa. (explicación en diapositiva)

Que particularidad tiene el hecho de que la base pueda sufrir ese tactomerismo, cuando tenemos mucha disponibilidad de hidrógenos en el medio, la misma base que está en forma ceto puede ceder uno de sus enlaces para recibir a un hidrogeno y esa es la interconvercion, pasar de la forma ceto a la forma alcohólica cuando tenemos un pH acido, y que pasaría si el pH empieza a cambiar y se vuelve alcalino?, entonces no hay disponibilidad de hidrógenos en el medio y lo que ocurriría es que volviera a la forma ceto, entonces esa capacidad no la tendrá solo las bases la tendrá cualquier compuesto que pueda tener grupos funcionales ceto, se interconvertira en la forma alcohólica o enolica, o puede pasar a la forma ceto. ¿En condiciones normales, en pH fisiológico, cuál de las dos formas de la base se favorecería? 7.4 es un pH ligeramente básico, nosotros podemos tener para una misma base nitrogenada ambos tipos simultáneamente, ósea podríamos tener un poco de base con la forma ceto, y otra parte de las bases con la forma alcohólica, y tendemos a tener más de la forma ceto, amino o lactato a pH fisiológico, y muy poca cantidad de forma alcohólica. Esto es importante

en el metabolismo, porque si no tuviéramos la base en la forma ceto no se puede generar un tipo de enlace, el puente de hidrogeno, requiere que tengamos forma ceto en la base para poder formarlo, y el puente de hidrogeno es necesario para formar las uniones entre cadenas. Entonces si tenemos un pH más bajo y las bases estuvieran en la forma alcohólica no tendríamos ADN de doble cadena, porque no podríamos formar entre una base y la de enfrente un puente de hidrogeno, es decir, el enlace puente de hidrogeno es dependiente de las condiciones del medio. Cuando uno tiene una cadena lineal de aminoácidos, la estructura primaria de la proteína, ella forma plegamientos, pero estos plegamientos van a depender de las condiciones del medio, de la composición para saber si se pueden formar puentes disulfuro o se puente formar puentes de hidrogeno, y entonces en el ADN de la misma manera las dos cadenas se asocian si, y solo si tenemos en las bases la forma ceto, es decir, aquellas poquitas bases que sigan de la forma alcohólica no serán las que están formando parte del ADN porque no lo podrían hacer puesto que no formarían puentes. -

Son estructuras dobles, cerradas en anillos, con dobles enlaces alternados, es decir, no hay doble enlace, si hay doble enlace, no hay doble enlace. Entonces cuando le hacemos un espectro de absorción a las bases nitrogenadas,

lo que vemos es lo siguiente, empezamos a incidir luz y empieza a aumentar la capacitad de absorbancia y encontramos un pico Max a una longitud de onda de 260 nm, es decir lo que llamaríamos la longitud de onda ideal de esta estructura, estaría ubicadas para las bases nitrogenadas en 260nm. ¿Entonces en cual espectro absorbería? En el ultravioleta, porque todo lo que va porque debajo de 400nm está en el rango ultravioleta, entonces las bases se absorben luz en el rango ultravioleta y ese rango para ser más específicos en 260 nm. Si absorben en el ultravioleta, ¿entonces son coloreados? No, las bases son transparente para nuestro ojo, pero claro que pueden absorber luz porque la característica de la absorción es derivada precisamente de la composición química, los dobles enlaces que ella tiene empiezan a girar en el interior de la estructura cerrada y eso es lo que permite la absorción de luz a los 260 nm, como todas las base son anillos cerrados con dobles enlaces alternados, tanto las purinas como las pirimidinas, entonces todas las cinco base absorben luz a 260 nm, es decir, yo no puede diferenciar entre base, porque cualquiera de las cinco absorbe a esa longitud de onda.

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Esto me sirve ya que en el laboratorio, la forma inicial de saber si lo que yo tengo en un tubo de ensayo es material genético es colocar el tubito a 260nm y mirar si se registra absorción de luz, si hay absorción de los es porque hay base, si no hay absorción de luz es porque no tenemos ese material. Esto puede ser importante en forense. Otra característica de las base, cuando están en contacto con un pH que sea ligeramente alcalino, ellas van a poder formar puente de hidrogeno entre ellas, pero lo hacen de una manera especifica: Adenina se aparea con la tinina Guanina se aparea a la citosina La adenina es una purina, tiene dos anillos y la timina en cambio es una pirimidina tiene un solo anillo. Las uniones son así de específicas básicamente porque: a) Uno es grande y el otro es pequeñito, generando un ancho en la estructura que es simétrico, no la unión de dos bases de dos anillos, o dos bases de un solo anillo, entonces tendríamos una estructura que tendería a ser inestable y por esa razón ellas se asocian de esa manera.

b) Por ejemplo porque no se una la guanina con la adenina, y porque si con la citosina, por el numero de estructuras remplazadas que tiene que son las que le permite formar eso puentes de hidrogeno. La guanina tiene dos grupos funcionales remplazados en la posición 6 un grupo ceto y en la posición 2 un grupo amino, entonces por esa razón el grupo ceto, el grupo amino y el carbóno que tiene en el centro tiene disponibles hidrógenos para poder formar 3 puentes, si en cambio se asociara a una molécula que también siendo pequeña no tiene si no dos puntos, tendría un sitio de donde no se uniria y esto generaría inestabilidad. La especificad de la unión tiene que ver con que las dos moléculas al momento de asociarse de alguna manera se estabilice. La adenina solo tenía un grupo funcional, un grupo amino, en la posición 6, entonces solo puede formar únicamente 2 puentes. Enlace puente de hidrogeno: - Se pueden formar entre moléculas que tengan una carga, es decir entre moléculas que sean polares.

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Se llama así porque quien está metido en el medio es el hidrogeno, pero se estable únicamente entre dos tipos de átomos, oxigeno con oxigeno, oxigeno con nitrógeno o dos nitrógenos entre si y obviamente de en medio de ellos este metido un hidrogeno. Entonces el tipo de enlace que se forma siempre se representa con tres punto, porque es un enlace que característicamente es un enlace de tipo no covalente, es decir, en realidad las dos moléculas no están compartiendo los electrones y por esa razón son enlaces o fuerzas débiles, pero entre las fuerzas débiles los puentes de hidrogeno son las más fortalecidas porque son muchas unidades seguidas, y al ser tantas aumenta la estabilidad de la molécula.

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El hidrogeno tiene un dueño y lo podemos saberlo, porque estará unidos a ese átomo de forma covalente y ese será el átomo donador, que es el que va a exponer o a dejar en el ambiente o en el medio un poco fuera de su molécula para que atraiga al otro átomo que no es el dueño, y se llama átomo aceptor. Si la

misma base tiene un grupo ceto, o si tiene un grupo OH, forma o no forma un puente de hidrogeno, el puente se puede formar (diapositiva) porque este nitrógeno que tiene al hidrogeno como dueño, va a hacer que, a pesar que los electrones del hidrogeno estén involucrados aquí para formar este enlace, porque un nitrógeno trabaja con una valencia de 3 o 5, entonces tendrá los otros enlaces comprometidos con otros átomos pero uno de los suyos está comprometido con este hidrogeno. Entonces el hidrogeno no tiene carga porque ya quedo saturada en este punto, pero sigue conservando su electropositividad porque funciona con +1, y que pasa con el oxigeno, tiene un enlace covalente que está unido aquí en ultimas a la otra base, y aquí imagínense que tengo una base, entonces esta de aquí que tiene este grupo amino se está aproximando a esta de aquí que tiene este oxigeno. Este oxigeno tiene sus dos grupos unidos aquí a una molécula, pero conserva su electronegatividad, entonces la atracción que se da es en realidad por esta electronegatividad y esta electropositividad y esto es lo que genera que se puedan acercar y formen el puente de hidrogeno, como es un

acercamiento por atracción de cargas, no es un enlace real y por eso mucho más fácil se rompería que si quisiéramos romper un enlace covalente, pero ahora pensemos, que pasaría si este oxigeno que está unido por un grupo ceto, ósea doblemente aquí a un carbono, si pasaría si acepta un hidrogeno porque está en un medio acido? Donde se ubicaría el hidrogeno? El hidrogeno se ubicaría aquí y entonces tendríamos un enlace del oxigeno aquí a este hidrogeno, un enlace de ese oxigeno que sigue ligado al carbono y que pasaría con un hidrogeno aquí con otro hidrogeno cerca de aquí? Entonces seria dos electropositividades y ningún puente de hidrogeno porque se van a separar o repeler y por eso una forma se separar la doble hélice de ADN podría ser modificar drásticamente el pH, puede ser por la forma acida o por la forma alcalina de manera drástica y fuerte, porque cualquiera de los dos tendría el mismo efecto que sería cargar aquí estas moléculas y al cargarlas impedir que las dos se puedan atraer. Después de las bases viene el segundo campamento de los nucleótidos que es el azúcar, entonces el azúcar

se une por aquí por la posición en este caso es una purina a la base. Esta posición es el nitrógeno 9 y como al azúcar le voy numerar sus átomos con números arábigos pero primos para diferenciar. Entonces siempre el enlace que une a la base nitrogenada con el azúcar es un enlace entre la posición 9 del nitrógeno de purina y la posición 1 prima del azúcar. Como se llama el enlace que por arriba del plano? BETA: une la base por la parte superior entonces se llama un enlace beta 1-9 que es específicamente un enlace beta N glucosidico así lo van a encontrar en los libros, porque es eso un enlace entre la posición del nitrógeno 9 con un azúcar. ¿que pasa si lo que tenemos como base no es una purina sino una pirimidina? Entonces se unen por la posición mas inferior en la pirimidinas, el nitrógeno seria el numero 1, entonces seria enlace beta N glucosidico; pero en el nitrógeno 1 de la pirimidinas y el carbono 1 prima del azúcar. Entre los azucares entonces podemos tener ribosa o desoxirribosa. En la diapositiva se ve una 2 prima de desoxirribosa porque se perdió el oxigeno de la posición 2 prima, tendríamos una estructura que esta dando origen a los nucleótidos que van hay en el ADN, porque de hacho se están uniendo a la desoxirribosa.

¿Cómo se llama la estructura que apenas tiene 2 componentes, solo tiene una base, un azúcar y no tiene fosfato? Nucleocido, para diferenciarlo del final que en vez de S1 termina en T1 en vez de nucleoxido se llama nucleótido. Ese nucleótido puede organizarse de dos maneras, suponga que esta es la base y yo soy una pirimidina y me estoy uniendo a un azúcar mediante un enlace beta N glucosidico, entonces al tener estas dos estructuras puedo tener dos formas espaciales. Isómeros: tiene la misma configuración química pero espacialmente son diferentes. Dos posibilidades de la base y el azúcar o que el enlace rotara y que el azúcar y la base quedaran del mismo lado girando 180 grados. Isómeros anti y si¿ Los dos pueden existir espacialmente? Si, yo puedo tener dentro de la célula la forma si y la forma anti. ¿Influye en algo la forma isomerica? Nosotros tenemos L aminoácidos y D aminoácidos, no usamos igual los dos el detalle tiene que ver con las enzimas, solo pueden reconocer la forma L. Rta pregunta : Entonces el uno trata de sacar la patica por asi decirlo y genera mayor espacio entonces gasta mayor área para poderse ubicar y eso por ejemplo influye en la fluidez de la membrana. Entonces sería un ejemplo de funcionabilidad. Hay un ejemplo muy importante dentro de la célula, donde la forma isomerica es clave nosotros tenemos L aminoácidos y

d aminoácidos . Usamos igual los dos? No porque el detalle tiene que ver con la enzima, las enzimas reconocen la forma L y no reconocen las formas D entonces podríamos tener muchas formas D pero en términos reales desde el punto de vista nutritivo no funcionaria porque las enzimas solo actúan con la forma L entonces todo eso para decirles que independiente que yo pueda tener esta forma que sería la forma anti porque dije que sería en la posicion o esta forma que es que giro la estructura y se ubico al mismo lado y entonces tendríamos la forma asi cualquiera de las dos pueden estar en la célula, pero para poder formar el ADN de doble cadena solo me sirve una de las dos. La forma anti es la que me sirve porque si nosotros tuviéramos el azúcar que dije yo que el azúcar y los fosfatos van a dar la estructura y las bases se van a ubicar en el centro, si las bases estuvieran ubicadas en el mismo lado y no en la posicion pues entonces fijensen que los grupos funcionales reemplazados en vez de quedar mirando para la posibilidad de otra hebra aquí que por lo tanto se formara en los enlaces quedarían los grupos funcionales mirando para afuera de la cadena , y entonces como con cual cadena se deberían asociar? No habría posibilidad de asociarse porque es necesario que los grupos funcionales que son los que en realidad van a poder formar los puentes este mirando hacia adentro de la estructura para poderse asociar con las de acá, y entonces de ahí se deriva la siguiente característica que tiene el material genético,

y es que pasaría si yo tengo una cadena asi con estos grupos funcionales mirando a la derecha y la otra cadena con los grupos funcionales también mirando a la derecha, como cuando se encuentran? Entonces por esa razón es que la segundo cadena en vez de ir de la misma forma viene parada de cabeza porque al venir al revés lo que hace es que los grupos funcionales de la forma anti?? los pone aquí adentro y ahora si estos que van derechos quedaron adentro y estos que vienen al revés quedaron adentro entonces ahora si pueden formar los puentes de hidrogeno y por esa razón las dos cadenas son anti paralelas para poder afrontar? Los grupos funcionales y formar los puentes de hidrogeno, entonces las dos formas las hay pero la que se necesita que se presente para poder formar la cadena de ADN seria la forma anti. Finalmente pasamos al tercer componente que sería el grupo fosfato, este se puede unir a dos posibles lugares en el azúcar, uno de estos lugares es al carbono de la posicion 5’ , otro de los posibles puntos es el carbón de la posicion 3’ cualquiera de los dos puede ser blanco del grupo fosfato pero para poder formar un polímero se necesita que la forma que se haya dado es la de un nucleótido con el grupo fosfato en la posicion 5’ porque los demás nucleótidos que vayan a unirse todos los que quieran solo se van a poder unir pegando el siguiente nucleótido aquí a la posicion 3’ entonces si se tiene saturada la posicion 3’ es decir puso hay ya un fosfato no puede unir un

siguiente nucleótido porque el fosfato bloquea el punto de acceso. Entonces van a ver cuando revisen artículos y miren las técnicas trabajo con ADN que por ejemplo una secuenciación es alguna estrategia, colocar nucleótidos di fosfatados nucleótidos que significan que tienen grupo fosfato aquí y grupo fosfato aquí. Entonces cuando ese nucleótido se incorpora por la posicion 5 a la anterior que tenía su grupo 3 libre, llega y se le pega aquí, ahora este se le debería venir a pegar por aquí el siguiente pero como tiene un grupo fosfato ahí se sintetiza la hebra y bloquea el proceso de síntesis porque no puede seguir adelante. Entonces que quede claro que la posicion puede ser cualquiera de las dos pero que si quiero formar un polímero necesariamente los nucleótidos tienen que ser de la forma 5’ porque la 3 la necesitamos despejada para poder unir los siguientes nucleótidos y formar un polímero. Y otra cosa es que esto es lo que origina la direccionalidad del polímero, por eso el primer nucleótido cualquiera que sea, siempre tendrá en la posicion 5’ un grupo fosfato y el ultimo que vaya aqui que puede ser despues de 2000 nucleótidos siempre tendra como punto libre para permitir que llegue uno Nuevo en la posicion 3’ y entonces por eso en los libros solo se ve una hebra que arriba dice 5’ y abajo dice 3’ porque es una forma sencilla de presentar la molecula completa diciendo que el primer nucleotido siempre parte por tener un fosfato en la

posicion 5 y el ultimo siempre lleva disponible su posición 3´ para mirar al siguiente nucleótido La ADN polimerasa tiene dos limitantes primero solo coloca nucleótidos por la posición 3 prima nunca por la 5 prima esa es la razón de la direccionalidad de la elise. 2 como es ADN polimerasa reconoce únicamente el modelo de doble hebra, es decir coloco el nucleótido aquí pero necesito que halla una cadena al frente para que le diga por complementariedad cual debe ir. 3. Reconocer la doble cadena en la que hace que el momento de replicación tengamos un primer o cebador o poquitos nucleótidos para hacer que la encima tenga un proceso de continuación. Entonces nucleotido completo, base nitrogenada, azúcar que puede ser ribosa o desoxirribosa y grupo fosfato. Y aquí tienen todos los posibles nucleótidos teniendo presente que en cada acido nucleico solo vamos a tener de cuatro tipos. Si tenemos un ARN el azúcar será una ribosa por eso ven aquí un OH y las bases serán Adenina Guanina Citocina y Uracilo, y si tenemos en cambio nucleótidos de desoxirribosa entonces aquí no tendríamos un OH si no tendríamos solo Hidrogeno y las bases serian la Adenina la Guanina la Citocina y la Timina remplazando al Uracilo. Entonces vamos a mirar cuales son ahora que conocemos la estructura sus funciones. Primero los vamos a ver como nucleótidos libres o sueltos por eso se denominan monómeros. Donde se ha visto monómeros que cumplan esas funciones traductores

de energía, traduciendo señales en el interior y en el exterior de la célula . Por ejemplo el ampc, el GTP, ATP el NAD el FAD, todas estas son moleculas de tipo nucleotido y su función básicamente esta desempeñada en tener el puente de enlace entre las dos grandes funciones del proceso metabólico nosotros cogemos nutrientes, los catabolizamos para finalmente degradarlos hasta Co2 mas agua y que a partir de allí íbamos a liberar energía. Esa energía la podíamos tener guardada en forma de atp o la podemos tener guardada en moleculas como el NADP o el NAD solo o en GTP y básicamente cuando la necesitáramos usar entonces si íbamos a volver a la forma oxidada e íbamos a liberar la energía para que se viera el otro proceso que seria el de síntesis que seria el proceso anabólico. Y este proceso anabólico es el que permite que se formen nuevas células , los tejidos crezcan y el organismo se mantenga sea porque repone o si esta en crecimiento porque forma nuevas células. Entonces los voy adicionar diferenciándolos por la base que tiene el nucleotido. Derivados de la Adenosina. La adenosina es el nucleotido que tiene como base nitrogenada a la adenina . El derivado mas abundante y el mas importante es el ATP que se puede interconvertir en ADP y luego cuando necesitemos volverse otra vez ATP, es decir es una molécula traductora de energía que básicamente va a captar tres grupos fosfatos cuando requiere guardar energía y esa energía la guarda en los enlaces que unen a los

fosfatos y cuando necesitamos energía hidroliza el fosfato libera la energía entonces pasa de llamarse ATP a llamarse ADP . El ATP es Adenosina Trifosfatada y el ADP Adenosina Di fosfatada porque el fosfato que se perdió fue el que permitió la liberación de la molécula. Esta molécula es la mas abundante de todos los cinco nucleótidos que puede formar una célula por la forma prefeverencial de almacenamiento de energía de una célula es en forma de ATP. También lo podemos guardar como GTP, también podemos guardar el NAD para finalmente formar atp pero la forma mas común de guardar la energía es el ATP . Aquí esta la molécula desglosada, esta la Adenina el azúcar que en este caso seria la ribosa y si tenemos solo un grupo fosfato unido a la posicion 5 seria adenosina monofosfatada o AMP, si le pegamos un segundo grupo fosfato seria adenosina di fosfatada o ADP y si une un tercer grupo fosfato se llamara adenosina Trifosfatada o ATP . Aparte de clase: Estos puntos rojos que aparecen y que van a permitir la hidrólisis posteriormente esos enlaces son los que guardan la energía y cuando se hidrolizan los que a su vez la liberan . En cada enlace de estos se guarda mas o menos 7.3 kilocalorías por cada mol de atp en cada uno de los enlaces; de tal manera que si yo rompiera el tercero y luego el segundo le daría 7.3 por dos . Existe alguna reacción en donde por la ruptura no pasemos de ATP a ADP si no de una se pase a AMP ?

Por ejemplo cuando se esta dando la direccionalidad de la glucosa para que se de síntesis de glucógeno. Para decir que la ribosa 5p en vez de ir a la vía de las pentosas vaya para la vía de síntesis de las bases también formamos el fosforibosinpirofosfato y también tenemos una reacción exergonica que básicamente lo que pretende es tener mucha mas disponibilidad de energía porque la reacción requiere mas energía entonces utiliza una hidrólisis de dos moleculas. Como se vera en la síntesis del AMPc que necesariamente hace un proceso altamente exergonico. Entonces el ATP es un nucleotido cuya característica es que pega ese grupo fosfato dependiendo si se queda con dos o si se queda con tres hace el jueguito de guardar o liberar energía , por eso es un Traductor de energía . Donde mas esta un derivado sencillo o monómero de la adenosina funcionando para formar un segundo mensajero que se llama el AMPc que básicamente se forma a partir de la hidrolisis del ATP ? Entonces aquí también es un ejemplo que el ATP tenia tres fosfatos y en una única reacción pierde dos para quedarse únicamente con un fosfato por eso se convierte en AMP que significa Adenosina Monofosfatada y ese único fosfato con el que se queda lo liga tanto por la posicion 5 que es lo que normalmente teníamos como por la posicion 3 entonces cierra por asi decirlo el fosfato para que quede unido por los dos carbonos del azúcar y por eso

a esa estructura se le llama cíclica por eso se dice que seria un 3’ 5’ monofosfato de Adenosina . Donde funciona como segundo mensajero ? básicamente en las hormonas que por ser de naturaleza proteica no pueden atravesar la membrana o la capa bilipidica y necesitan que alguien lleve la señal al interior de la célula entonces hay mecanismos como el de la activación de la proteína G o la activación del diacilglicerol o del inositol trifosfato y otra serie de mecanismos en los cuales este puede ser el mediador que lleve la señal finalmente hasta el núcleo. Que características tiene el AMPc, ? Básicamente que su origen esta dado a partir del ATP , segundo que la hidrólisis implica la perdida en un único momento de los dos grupos fosfatos y ese proceso lo hace una enzima que se llama ADENILATO CICLASA, esa enzima permite que la estructura forme un anillo cerrado con el fosfato y es esta estructura en anillo que gira la que en realidad produce toda la respuesta metabólica que uno llama de segundo mensajero. La estructura cerrada se forma en general hasta que cese la activación de la hormona en el receptor que ella esta reconociendo, cuando esa hormona se retira entonces la señal disminuye al disminuir la señal la adenilato ciclasa se inactiva por lo tanto no forma mas AMPc y entonces ese que estaba formado se hidroliza. La hidrólisis consiste simplemente en soltar el fosfato de la posicion 3’ entonces se rompe y ese proceso lo hace una enzima que se llama FOSFODIESTERASA

porque eso es lo que hace es una enzima que rompe el enlace ester del grupo fosfato. Después de hidrolizar al AMPc simplemente me queda AMP porque eso es lo que queda sin estar cerrado aquí por esta posicion que era lo que le daba la estructura cíclica y a su vez la capacidad de poder hacer la activación de la señal hormonal. Donde mas hay derivados de la Adenosina? En las famosas coenzimas que colaboran con la óxidos reductasas específicamente para decirlo en detalle en el NAD en NADp y en el FAD . El NAD es niacin Adenin dinucleotido osea dos nucleótidos de Adenosina unidos a una molécula de niacina que era una vitamina porque las coenzimas tiene doble componente son nucleótidos y son vitaminas y el FAD en cambio es el mismo dinucleotido de Adenosina unido a la flavina entonces estas que serian coenzimas en realidad trabajan siendo aceptoras o dadoras de los hidrógenos para permitir el proceso de oxidación o de reducción de un sustrato ayudando a la enzima que se llama oxido reductasa como la ayuda? Pues simplemente ellos en realidad son los que ponen los hidrógenos o los que los captan, y por esa razón uno habla de NAD+ cuando la tiene oxidado y de NADH mas un hidrogeno libre cuando tiene la estructura reducida y a su vez el sustrato sobre el que se actuó o se redujo o se oxido , entonces colabora en el proceso de oxido reducción (ejemplo de tema que se va a ver mas adelante )

Podríamos tener una arginina que se desmetilara y entonces se convirtiera en uracilo y que eso seria una mutación y que necesitamos que alguien reconozca esta estructura para modificarla y volverla a corregir entonces por ejemplo allí interviene otro derivado de la Adenosina que es la F adenosin metionina? Que es pues básicamente una Adenosina que se une a un aminoácido metionina por la posicion final donde esta el grupo sulfhidrilo y tiene la particularidad de convertirse en un sistema donador de grupos metilo o aceptor de grupos metilo ; entonces cuando yo necesito metilar una molécula ese adenosin metionina regala el grupo metilo o por el contrario, necesito retirar el grupo metilo entonces ese adenosin metionina se carga con el grupo metilo y lo quito . En donde podría trabajar esta molécula? si eventualmente de manera espontanea se ha perdido el grupo metilo de una Timina y por lo tanto se ha vuelto Uracilo, para volver a restablecer la Timina la adenosin se acerca al ADN y le dona el grupo metilo y asi vuelve y repone a la Timina. Hay otros derivados de la adenosin pero estos son como los mas abundantes en la célula y los que mas se utilizan desde el punto de vista metabólico. Derivados de la guanosina Ya no tiene a la Adenina como base si no a la guanina como base; existe un traductor de energía análogo al atp que se llama el GTP entonces en este caso seria la GUANOSINA TRIFOSFATASA que puede eventualmente perder un grupo fosfato y convertirse en GDP y

cuando libere ese grupo fosfato pues libera energía y en cambio cuando necesitamos guardar energía porque el proceso es un proceso exergonico entonces la guardamos volviendo a formar a partir de GDP nuevamente GTP Entonces también es un traductor de energía , no utilizamos indistintamente ATP o GTP en realidad cada uno de ellos esta asociado con la interacción de un proceso metabólico especifico; en el ciclo de krebs hay un paso donde específicamente se sintetiza una molécula GTP y vamos a ver (si alcanza el tiempo si no revisar) en la síntesis de proteinas por ejemplo la molécula que da energía para ir ligando Los distintos aminoácidos y formar la cadena polipeptidica es el GTP allí no interviene el ATP Entonces este GTP es un regulador alosterico del AMPc. Cuando la hormona llega a la célula blanco reconoce un receptor de membrana y se pega allí ,por lo tanto activa a la proteína G, y la proteína G es dependiente de un GTP , se remplaza en una de las moleculas y se hidroliza en GTP para que la proteína G pueda ir a activar a la adenilato ciclasa y luego esta permita la síntesis del AMPc. Por esa razón se dice que es un regulador alosterico del AMPc, porque su disponibilidad en el interior de la célula es lo que permite en realidad que se active o no la adenilato ciclasa y si no hay adenilato ciclasa activada simplemente no se forma AMPc, entonces ambos van a ser dependientes . y asi como tenemos de segundo mensajero al AMPc también esta el GMPc con la particularidad de que en general los dos segundos

mensajeros van realmente a intervenir en reacciones contrarias dentro de la estructura, un ejemplo si la dilatación de la pupila es activada por el AMPc entonces la contracción de la pupila es activada por el GMPc , si la musculatura se contrae por el AMPc entonces el GMPc seria el responsable de que la fibra se relajara entonces asi sucesivamente las funciones de los dos son antagónicas cuando estamos hablando de que activan el mismo tejido porque eventualmente pueden no necesariamente hacerlo asi . El GMPc se forma por la hidrólisis del GTP también se liberan dos grupos fosfatos y el que queda forma un estructura cíclica entre la ribosa en la posicion 5’ y el carbono de la posicion 3’ y estando cerrado pues se mantiene activado entonces se mantiene la función del segundo mensajero del GMPc . Esta estructura es formada por una enzima que actúa sobre GTP y se llama guanilato ciclasa ,osea tiene una enzima especifica para formar asi como el AMPc era formada por la adenilato ciclasa, pero en cambio la hidrólisis de la molécula, osea la ruptura de ese anillo cerrado lo hace la misma enzima una fosfodiesterasa igualita puede hidrolizar AMPc o al GMPc en ese sentido esta enzima va a ser una enzima que actúa tanto sobre el segundo mensajero AMPc como al segundo mensajero GMPc y en muchos tejidos la acción de los dos mensajeros es antagónica. En donde debemos dejar independiente los derivados del Uracilo esta molécula esta en la síntesis de glucógeno, para que la glucosa pueda ser reconocida

como una molécula que se va a almacenar necesita unirse a un UDP entonces los derivados del Uracilo en general funcionan como sombreros y son nucleótidos activadores de moleculas de naturaleza carbohidrata para la síntesis, para el almacenamiento de esa molécula entonces por eso un UDP estaría un uracilo bifosfatado o una uridina bifosfatada para decir que el nucleotido completo va a unirse a la molécula de glucosa y forma lo que se conoce como la UDP glucosa Esta es la que interviene en el proceso de epimerizacion o mejor dicho de formación de polímeros de carbohidratos como por ejemplo un glucógeno para el almacenamiento de la estructura, si no se une al UDP esa molécula no es reconocida como una molécula que se puede almacenar o que se puede polimerizar entonces su función seria como de servir de capuchón de reconocimiento para el carbohidrato para la síntesis o almacenamiento. Y lo vamos a ver aquí que hay otro degrado de los carbohidratos al cual se le puede unir un UDP que se llama el acido glucoronico, este es derivado de la glucosa que se forma en el interior del hepatocito en el hígado y que permite el transporte de una molécula que se forma en nuestro organismo que se llama la BILIRRUBINA . Esta se une a la molécula del acido glucoronico solo si este esta pegado a un UDP entonces para poder unir al UDP esa molécula de bilirrubina se forma este dímero UDP-acido glucoronico y de esta manera queda el acido glucoronico activado para poder unir a la bilirrubina. Cuando la bilirrubina se une al acido se

conoce como bilirrubina conjugada o bilirrubina hidrosoluble o bilirrubina directa. Significa que esa molécula de bilirrubina que es altamente insoluble acaba de volverse soluble gracias a la unión al acido. Estas moleculas activadoras de UDP no quedan incorporadas en el polímero cuando intervienen solo sirven para activar a la molécula y permitir el reconocimiento y cuando se forma el polímero se retiran y son eliminadas para cargar nuevas moleculas de glucosa o de acido glucoronico. Algo análogo a eso hacen los derivados de la histidina entonces cuando tenemos seis nucleótidos de Citocina ellos hacen un proceso similar para ayudar a reconocer en este caso los derivados del grupo de los lípidos. Para hacer la biosíntesis de lípidos, para sintetizar triglicéridos y acumularlos en el tejido adiposo las moleculas de acilglicerol osea los ácidos grasos se unen a unidades de CDp Citocina bifosfatada para que de esta manera sean reconocidos para la formación de los polímeros de los ácidos grasos que en general son triglicéridos porque unidos a una molécula de glicerol tienen tres posibles puntos de unión de los ácidos grasos. Lo mismo lo hacen con la colina que esta haciendo parte de un lípido combinado que es la esfingomielina y lo mismo hacen con la síntesis de los fosfogliceridos, ellos van a intervenir como moleculas que hacen el mismo papel que el UDP en los carbohidratos harían ellos como activadores pero en la síntesis de derivados de los

lípidos, mas específicamente lípidos compuestos o de ácidos grasos, son los que eventualmente se van a almacenar . Y algo análogo a eso hacen los derivados de la citidina entonces cuando tenemos 6 nucleótidos de citocina, ellos hacen un proceso similar para ayudar a reconocer en este caso no los derivados de los carbohidratos si no de los grupos de los lípidos, entonces para hacer la biosíntesis delos lípidos, para hacer mas especifico para sintetizar triglicéridos y acumularlos en el tejido adiposo las moléculas de triacilglicerol osea los ácidos grasos se unen a unidades de UDP (citocina bifosfatada) para que de esta manera sean reconocidos para la formación de los polímeros de los ácidos grasos que en general son triglicéridos porque recuerden que unidos a una molécula de glicerol pues tienen tres posibles tres posibles tres puntos de unión de los ácidos grasos, lo mismo hacen con la colina que esta haciendo parte delos lípidos combinados que es la esfingomielina y mismo hacen con la síntesis de los fosfogliceridos entonces ellos van a intervenir como moléculas que hacen el mismo papel UDP , en los CH ellos hacían como activadores pero en este caso de la síntesis de derivados de los lípidos mas específicamente lípidos compuestos o de ácidos grasos que son los que normalmente se van a almacenar. Queda claro que estas moléculas pueden funcionar de manera independiente como monómeros y ya los

habían conocido ustedes en todas esas seccionales que yo presente, fíjense que el UDP es un nucleótido Ahora vamos a centrarnos en mirarlos ya no como monómeros sino como polímeros es decir no tengo un único nucleótido sino tengo miles o millones de nucleótidos formando una cadena entonces tenemos en este caso tenemos lo primero es como incorporo si me quitan la estructura, entonces la estructura forma varias unidades de nucleótidos gracias a que ellos van mediante el fosfato, entonces la polimerización es mediante enlace fosfodiester, Porque fosfodiester? Porque el grupo fosfato que estaba en la posición 5 de este nucleótido viene y reconoce la posición 3 prima de la anterior , entonces el fosfato queda por aquí unido por un enlace ester y por aquí unido por otro enlace ester, por esta razón en un enlace fosfodiester , porque pega este nucleótido y ese nucleótido mediante la unión con el grupo fosfato, y el siguiente llegar de la misma manera y el siguiente llegara de la misma manera e incorpora estos dos unidos entonces a través de los carbonos 5 prima y 3 prima delos dos nucleótidos adyacentes. Cuando nosotros los nucleótidos sueltos y vamos en forma de ADN o ARN necesitamos que se forme ese enlace fosfodiester para que se pegue. unir estos nucleótidos para formar una cadena será un proceso de anabolismo o de catabolismo? Anabólico porque estamos formando con unos monómeros un polímero, es un proceso endergonico estamos sintetizando gastando o consumiendo

energía. Y de donde sale eta energía? Como saben una célula que va a sintetizar una hebra nueva a partir de una viejita… recuerdan es un proceso semiconservativo. La célula no sabe en que orden van los nucleótidos, alista muchas unidades de todos tipos por que no sabe si necesitara mas de uno que de otro, entonces como no sabe hay muchos y esos que llegan tienen una particularidad que es la que les va a permitir generar la energía . cual será cuando queden aquí incorporados? Por ejemplo miren este primero tiene una purina o pirimidinas? Pirimidina Cual? Adenina porque solo tiene el grupo amino. Será una adenosina o desoxiadenosina? La posición ds prima es la que esta a la derecha de la tres prima, no se ve un OH entonces es desoxirribosa, además fíjense que se ve una timina, ni modo que sea ADN. Entonces lleva una adenina una desoxirribosa y cuantos fosfatos ven? Uno. En resumen la llamaríamos desoxiadenosinamonofosfatada (DAMP), un nucleótido de adenina unido a una desoxirribosa y solo tiene un grupo fosfato, por aquí es por donde viene la energía. Esta DAMP podría ser totalmente DMP o ATP….? Si, entonces la energía que se necesita para la síntesis del polímero viene dada por los mismos nucleótidos, por los 4 nucleótidos ; no llegan monofosfatados, llegan trifosfatados siempre, entonces llegara desoxiATP, desoxi TPP? (no entiendo bien que dice) desoxiGTP y desoxi PTP ( que seria timidina

trifosfatada) y la hidrólisis de los dos fosfatos que le van sobrando, la quitada de los dos fosfatos es la que libera la energía necesaria para formar el enlace fosfodiester, entonces si tuviéramos nucleótidos que no vinieran difosfatados no tendríamos la capacidad de hacer la síntesis porque el proceso es endergonico, requiere energía y si no me la donan, entonces no tengo la manera de formarlo. Condiciones necesarias para síntesis: que los nucleótidos lleguen trifosfatados y su hidrólisis es la que libera energía para la síntesis de la molécula. En realidad los polímeros que se forman solo se van a diferenciar por ese detalle llamado, hace o hacen solo en la posición dos prima y las bases van a variar solo el uracilo y la timina dependiendo del nucleótido. funciones de los polímeros en el caso del ADN el mas importante de todos, la transmisión de los caracteres heredados, determina las características de la especie por eso los conejos dan conejos, gatos a gatos…. Porque la especificidad de especie esta dada por la transmisión de los caracteres heredados y esa transmisión a su vez va ir ligada con un numero cromosómico y con una secuencia de las bases, eso es lo que determina en ultimas la especificidad. Y otra de las características que tendría el material es por lo tanto generar la diversidad, en una misma especie todos no somos iguales y donde radica la diferencia en algunos sutiles de algunos nucleótidos dentro de nuestra estructura, y vamos a ver que esa variabilidad ni siquiera llega al

0,1 %. Entonces de los 10 a la 9 pares de bases que tiene un genoma haploide nuestro, variamos en un 0,1% y eso es lo que nos hace que todos seamos humanos, pero ese 0,1% determina que uno tenga ojos claros, marrón, pelo rizado, liso… características ya sutiles dentro de la especie. Pero que pasa si los cambios son más grandes, si los nucleótidos no varian en un 0,1 % sino varían en un 1 % o 2 % entonces empezamos a crear líneas distintas y aparecen especies unas a partir de otras, por eso todos los seres vivos presumimos que vinimos de un mismo ancestro, y a partir del desarrollo de este individuo ancestral la diferenciación se dio por ganancia de cada vez mayores cambios en el materia y por lo tanto en las características que generan diversidad. Una especie puede dar origen a otra cuando adquiere grandes cambios como para que las dos especies sean distintas. Cuales son las funciones del otro tipo de material genético En el inicio de la vida e el ARN fue el primer acido nucleótido y a partir de el se creo todo lo demás, pero a lo largo del desarrollo de los individuos el ADN empezó a comandar la celula y genero una dependencia del ARN, de tal manera que nosotros tenemos ARN por que se puede sintetizar a partir de ADN, el ADN se ubico en un sitio cerrado llamado nucleo y la función de entrar y salir de este la empezó a cumplir el ARN volviéndose asi dependiente del material genético que esta en el ADN.

Cual es el papel funcional del ARN dentro de la celula Primero es un intermediario para que fluya la información desde el ADN hasta la proteína y ese proceso de sintetizar una proteína va tener dos pasos específicos que son primero copar a partir del ADN que tiene la información del gen, un primer RNA que se llamara mensajero, este proceso se llama transcripción, depues el RNA mensajero en el citoplasma se acopla a los ribosomas y los ARN de transferencia para formar una proteína, este segundo proceso se llama traducción. El ultimo ARN que nosotros utilizamos determina las secuencias de los aminoácidos dentro de una proteína y por lo tanto si los nucleótidos de un ARN cambian, cambia también la secuencia de los aminoácidos, que puede generar un cambio en la funcionalidad de la proteína. Si es catastrófico el cambio se vuelve incompatible con la vida, el impacto de una modificación depende del lugar dentro de la proteína y de la función que la proteína ejerza en la célula. El proyecto del genoma humano fue presentado hace 4 años y esta hablando de cosas particulares 1. La variabilidad de los seres vivos, somos supremamente comunes dentro del material genético, las variaciones entre los seres humanos es mas o menos un nucleótido cada mil pares de bases.

2. Nosotros diferenciamos de nuestro ancestro más cercano, el chimpancé solo en un 2% del contenido de nuestro nucleótidos. 3. Pensábamos que teníamos alrededor de trente mil pares de bases, es decir treinta mil posibilidades de generar proteínas, ni siquiera llegamos a los diez mil. Vamos a definir cuantos genes son en total cuando se definan todos los sitios promotores que hay dentro del genoma y de esa manera determinar cuantos genes hay. A partir del genoma humano aparecen dos preguntas 1. Si nosotros funcionalmente manejamos mas de diez mil proteínas y solo tendríamos diez mil genes quiere que una de las dos o varios genes se asocian para formar una proteína o el mismo gen tiene la capacidad de formar proteínas distintas, este es un ejemplo de fenómenos epistaticos o fenómenos de cambios en la expresión proteica que van a estar derivados de cual es la función del acido nucleico dentro del núcleo de nuestra célula. 2. La variabilidad cuando tratamos de identificar a un individuo, hay que buscar donde cada diez

mil nucleótidos hay un cambio, por que estamos claros que en las regiones donde hallan genes, en los segmentos codificantes para proteínas, es improbable los cambios, dentro de una misma especie. Las secuencias de exonatina son en general las que más se copian con fidelidad, y las que menos se cambian. Los segmentos donde nosotros vamos a buscar nuestra diferencias estarían dados en las regiones no codificantes. Cuando lleguemos a la parte práctica nos vamos a suscribir a este segmento que serán los puntos donde vamos a encontrar diferencias entre nosotros porque no van a tener un impacto sobre el genotipo, no nos van a cambiar las proteínas y por lo tanto no nos van a cambiar la funcionalidad.

CLASE III (1H) CARACTERISTICAS DEL ADN Repaso de la clase anterior Hablamos que la forma de organizar polímeros corresponde a que los nucleótidos mediante la

formación de enlaces fosfodiester que me van a permitir crear una direccionalidad primero que todo y que la forma antes de la estructura tenemos una cadena paralela y la otra al contrario vamos a poder afrontar los distintos enlaces, o estructuras remplazadas que tiene las bases y con base en ellos generar los puentes de hidrogeno para crear, por ejemplo en el ADN una estructura que sea de doble cadena,. Hablamos de que el ARN por el contrario es de cadena sencilla, pero si eventualmente dentro de la propia cadena existen base bases complementarias ellas se pueden plagar sobre si y formar los puentes de tal manera que generarían a la estructura, lo que llamaríamos nosotros una estructura secundaria o un modelo de plegamiento , que básicamente permitiría adquirir una estructura espacial que facilitara el proceso, como es el caso de los RNA de transferencia para reconocer el anticodon y para reconocer el sitio por el cual se va a unir el aminoácido que se van a llevar hacia el punto en donde está el RNA mensajero, unido al polímero. (En la diapositiva) Aquí ven una estructura sencilla, en la que estamos viendo que hay cuatro nucleótidos unidos y en el que observamos los enlaces de fosfato, con respecto a la posición 3’ y 5’, por eso son fofodiester, porque cada uno de ellos es una unión de tipo ester, y como ven uds cuando se forma un polímero obtenemos un esqueleto en la parte externa

que es siempre igual, porque será siempre la desoxiribosa y los fosfatos, y en realidad lo que puede cambiar es la parte interna de la estructura, es decir, el orden de las bases nitrogenadas, entonces ellas en realidad son las que portarían la herencia, determinar la secuencia de bases es determinar que está sucediendo en esa secuencia del material. Dijimos que cuando tenemos de azúcar a la ribosa, estamos hablando del ARN, cuando tenemos a la desoxiribosa en la posición 2’, tenemos el acido de tipo ADN. Una de las particularidades de ese material es que varía, el material genético varía de manera natural y espontanea, entonces el concepto que la mutación es una cosa demetería para un sistema genético es un falso total, porque realmente, gracias a que los organismos mutan, adquieren combinaciones que los hacen selectivamente mejores, o adquieren combinaciones que hacen que resistan específicamente a una situación adversa, o pueden generar tantos cambios, que aparezca una especia a partir de otro anterior, entonces el mecanismo de mutación puede generar en realidad, dos capítulos distintos, uno que sería la variabilidad y llevado de la variabilidad el concepto de polimorfismo, que es la capacidad que puede tener un gen de tener más de 3 alelos distintos en la población, y con ello entonces incremente el número de efecto de posibles combinaciones, y por lo tanto las diferencias entre los individuos, y otro concepto que seria la mutación vista como un cambio que puede llegar a generar una

modificación en la normalidad del comportamiento del sistema genético, que lo llamaremos enfermedad genética, y que va a tener 3 grandes capítulos, uno que es la gran cantidad de cambios como para que la modificación sea visible a nivel cromosómico, entonces se llamara enfermedad genética de tipo cromosómico. Si el cambio es tan pequeño, tan molecular y simple, que únicamente cambiemos un nucleótido, entonces esa diferencia si eventualmente ocurre sobre una región codificante para una proteína, pues nos va a cambia la proteína, y el impacto puede variar, puede ir desde simplemente tener una nueva variante que no pasa de tener un cambio en el genotipo, hasta llegar a tener un efecto catastrófico, como que no se transporte el oxigeno por parte de la hemoglobina. Entonces los cambios van a ser distintos, pero en ese caso van a agrupar a un segundo tipo de enfermedad genética que se llama, enfermedad de tipo génico o mendeliano, porque se puede predecir cuál es su mecanismo de herencias, o también se puede llamar como monogenica para decir que depende de una solo gen. (En la diapositiva) Aquí tienen, por ejemplo, una chiquita albina en la que el defecto es específicamente un cambio en una enzima de que no permite la producción de manera correcta de la melanina, entonces eso se refleja como una despigmentación. Vamos a hablar de un tercer tipo de patologías, que se denominan las enfermedades genéticas complejas o multifactoriales o poligenicas, porque básicamente

hay una combinación de factores genéticos, acompañados de factores ambientales, que se necesitan que se cumplan en un mismo individuo para que la patología se manifieste. Entonces para poder entrar a hablar de lo anterior, vamos a ver lo siguiente: 1. El material genético, y específicamente en esta forma que dijimos que era polimerica, vamos a tener una secuencia de nucleótidos que correspondería, como lo que llamábamos en proteínas la secuencia primaria de a.a, y cuando nosotros colocamos eso nucleótidos en un medio como el del núcleo de la célula, ellos adquiere una conformación espacial, entonces esa estructura que se forma se denomina la forma secundaria o lo que llamaríamos sistema de conformación espacial y la estructura que es en forma de hélice que se gana. Entonces esa estructura secundaria puede eventualmente variar, y vamos a ver que los factores de que tiene alrededor son los responsables de cómo varia. Nosotros podemos tener modelos de esos polímeros de forma lineal, y es el caso de nuestro material genético, tiene un inicio tiene un final, entonces cada molécula de ADN nuestro corresponde a un cromosoma de nosotros, entonces están separadas las

moléculas de los cromosomas 1, 2,3. En cambio existen otros organismos vivos en donde su modelo es una estructura completamente cerrada, formando una especie de círculo en el que la doble hélice está sellada para ambas cadenas, entonces esa estructura tendrá un modelo de replicación, o un modelo de generación distinto, de forma lineal. Podríamos tener cualquiera de los dos, y la diferencia se encuentra en el organismo; los procariotas y algunos virus, tienen el modelo de ADN circular, también en el ADN mitocondrial, y en cambio el ADN nuestro, que tenemos en el núcleo es lineal. ¿Alguna vez podríamos concebir el ADN nuestro como una única tira completa que reuniera todos los cromosomas?, ¿existe así, por ejemplo como cuando esta relajado en un núcleo interfasico? El material genético nuestro nunca forma una sola hebra porque eso sería un gasto energético grandísimo para la célula, para que va pegando fragmentos y luego cuando se va a dividir le va a tocar formar solo cromosomas y partirse, y luego otra vez a unirse para volverse a separar. Entonces hay hebras de ADN cada una tan larga como el cromosoma que forma, entonces si tenemos cromosomas acrocentricos, pues habrá un ADN mas cortico, y si tenemos, por ejemplo,

un metacéntrico grande, pues tendremos una hebra muchísimo más larga, pero cada cromosomas, es decir los dos homólogos, tiene dos tiras por aparte y cada uno de ellos tendrá su segmentos. En otra palabras tenemos 46 fragmentos de ADN separados, ubicados dentro de núcleo, y además dentro del núcleo tienen una posición especifica, y se ha visto que ella guarda relación con muchas cosas, como por ejemplo, la capacidad de seleccionar el homologo para que cuando tengamos eventos de recombinación no se vaya a combinar un 5 con un 8, si no que físicamente siempre se encuentran cerca los dos homólogos, y adheridos en general a la membrana nuclear, para favorecer el proceso de reconocimiento cuando lo vamos nosotros a realizar. La estructura tridimensional del ADN fue descrita en el 53 por Watson y Crick, y básicamente tiene las siguientes características generales: 1. Demostraron a través de la difracción de rayos x, y luego la proyección para observar cómo era la estructura, que las dos hebras de ADN eran antiparalelas 2. En la estructura helicoidal las hebras estaban girando de una manera simétrica, como si existiera una estructura recta en el centro, como si hubiese un eje, y alrededor de ese eje se organizaran las hebras, por eso ese modelo semeja una escalera en caracol, porque en

realidad toda va enrollada alrededor de un eje central imaginario. 3. Siempre vamos a encontrar a las base ubicadas en la parte central, y recuerdan que cuando vimos la estructura planar dijimos que acostadas, formando como especies de peldaños, mientras que el azúcar y los fosfatos van a estar dándole estructura o soporte a la parte externa de la doble hélice, y a partir de allí, entonces podríamos saber, que si nosotros conocemos como es una hebra, conocemos que por complementariedad, sabiendo siempre se aparean de manera exacta, vamos a poder predecir como son las secuencias de la hebra de enfrente, porque siempre una adenina aparea con tinina , y guanina con citocina. 4. Las bases son las que pueden llegar a cambiar en el modelo, necesariamente son ellas las que van a aportar la herencia, entonces cuando se forma la doble hélice de dos cadenas que inicialmente estaban sueltas, después se relacionan entre si, porque forman los puentes, y luego giran, y forman la estructura secundaria o forma helicoidal del materia genético, lo primero que hay que decir es que, fíjense que

las flechitas de giro de aparecen en la estructura (en la diapositiva), aparecen para que la estructura gire hacia la derecha, entonces el modelo de ADN que tenemos nosotros en nuestras células se dice que es destrogeno, porque en realidad así giran las bases para poder formar las estructura helicoidal. Para que se forme la hélice una gira a la derecha y la otra gira a la izquierda y eso le da el giro de torsión. Entonces cuando la estructura gira, aparece dentro de ella un surco, que van a formar se de manera que un surco mayor, esta seguido de un surco menor, luego uno mayor y así seguidamente. La importancia de estos surcos, es que son los sitios de reconocimiento de los llamados factores de transcripción, que es el nombra general que se da a las proteínas que ejercen función reguladora de la transcripción. Entonces nosotros vamos a tener presente, que cuando hablamos que un organismo tiene un proceso de diferenciación celular, que si recuerdan arrancan alrededor de la semana número 4 del embarazo, y vamos hacer que las células torcipotentes se empiezan a dividir en las tres grandes líneas que van a formar los

órganos posteriores, pues en realidad cada celulita tiene el mismo material genético, entonces ¿Por qué se expresan genes distintos en cada una de ellas? Hay muchos mecanismos que van a generar esa diferenciación celular, pero el mas importante es la no expresión de algunos genes, debido a que están bloqueados o cubiertos o tapados por proteínas que funcionan como proteínas reguladoras de la transcripción, entonces la disposición de esas proteínas, obedecen a varios modelos, entre otros uno que se llama a los dedos de zinc, porque realmente hace eso, se ubica como si fueran estructura de dedo tapando un buen segmento dentro de las regiones, dentro del ADN, entonces es uno de los mecanismos para regular negativamente, y en otras oportunidades se puede hacer positivamente, los distintos genes y con eso buscar que en ciertas células se expresen algunas características y en otras células otras características diferentes, entonces siempre vamos a tener presente que todas nuestra células TIENE EL MISMO MATERIAL GENETICO, LA MISMA CANTIDAD, LOS MISMO GENES, PERO LA DIFERENCIACION ESTA DADA BASICAMENTE

POR LA EXPRESION DE EXPRESION DE OTROS.

UNOS

Y

LA

NO

¿Cómo hacemos, por ejemplo, para que nosotros tengamos siempre proteínas a nivel de la células, como las que están ubicadas dentro de la membrana celular? ¿Serán sintetizadas por genes que estén también en el núcleo? Probablemente si, ¿y si todas las células deben tener esas proteínas, como hacemos con la regulación de esos genes? No se suprimen, en todas las células existe un mínimo de proteínas que siempre se van a expresar, y a su vez, eso quiere decir que existirán unos genes que siempre están activos, que son los que corresponde a proteínas básicas que necesariamente tiene que estar presentes en todas las células y son básicas porque ellas determinan la integralidad de la estructura cerrada, ósea como la definición del entorno de la célula. Entonces eso genes se conocen con el nombre de genes caseros o House keeping, que significan genes de expresión permanente en todas la células porque las proteínas que se derivan de ellos con básicas para el funcionamiento de cualquier estructura, y ya los demás entraran en juego básicamente de que es lo que se está dando dentro de la estructura celular, entonces habrán células como los hepatocitos que se especializan en una cosa, y otras como las fibras cardiacas que se especializan básicamente en el movimiento de contracción.

¿Un cono o un bastón de ojo, eventualmente podría llegar a producir albumina como lo hace un hepatocito? En condiciones normales NO, pero si se le quita la regulación podría llegar a hacerlo. Esto es lo que ocurre en el cáncer, por eso el inicio de la malignidad de la célula cancerígena es esto, la perdida de la regulación de los genes que estaban apagados en la célula y entonces cuando una célula se maligniza, se des diferencia, empieza a expresar proteínas como oncogénicas iníciales embrionarias, antígeno carcino embrionario, alfa-proteína, CA-ceto 25, ósea proteínas que básicamente estaban en la célula antes de que ellas se diferenciaran a ese organismo, y parte de eso es precisamente a que el cáncer es una enfermedad de origen genético que tiene como primer punto de partida la perdida de la regulación del ciclo celular y por ende , a partir de allí, la perdida de la diferenciación con base en que los genes que estaban regulados se desregulan y empiezan una célula a producir otras cosas que normalmente no debería producir, porque ya no obedece a un mecanismo de control de diferenciación celular. Los surcos y su importancia en la regulación de la transcripción, porque vamos a ver muchos otros puntos donde la célula puede regular el mecanismo de diferenciación, pero el más importante y el más usado es a nivel del que se llama la transcripción. El modelo que presentaron Watson y Crick es el que realidad existe en las células nuestras vivas y hoy se

conoce como la forma B, que significa que es la forma natural como el ADN esta dentro de la célula. Ese modelo natural tiene una característica: - Su diámetro está definido, el diámetro es totalmente homogéneo por la característica de asociar una base grande con una pequeña, de tal manera que siempre se conservaba el diámetro y es alrededor de 2.4nm. -

La vuelta completa que da un giro para forma la estructura helicoidal, es de 3.4 nm y deben caber en ese espacio alrededor de 10 bases nitrogenadas, 10 nucleótidos son los empleados para formar una estructura en forma de estructura en forma de hélice. Esto es muy importante básicamente porque esta distancia a la que están ellas es exactamente la misma, la distribución es muy homogénea, y esto es importante para las enzimas, específicamente a las enzimas que hace proceso de reparación cuando encontramos un nucleótido incorrecto, o a la polimerasa que es al que tiene que poner secuencia cuando esta replicando. Esta homogeneidad podría perderse cuando se ponen más o menos secuencias, y esto puede ocurrir cuando algunas estructuras con funciones mutagenicas, como los agentes intercalantes, se

meten dentro del material genético, y se meten como si fueran un sándwiches entre las bases, y para que este agente intercalante quepa necesariamente va hacer separación de las bases, y al separarlas pues al realizar la replicación del segmento, empieza al enzima a colocar las bases, y al captar ese espacio anormal, la enzima pone bases nitrogenadas inventadas, y dependiendo de qué tan grande sea el espacio del agente intercalante será el numero de bases nitrogenadas que ponga, porque lo que tiene que entrar al enzima a conservar es la dimensión que normalmente hay, entonces en realidad ese tipo de mecanismo mutagenico lo que induce es a que el agente intercalante genere la posibilidad de que las enzimas de tipo polimerasa ubique mas nucleótidos en los segmentos en donde ellos estaban puestos, para conservar la distancia entra base nitrogenada y base nitrogenada, entonces esa es la razón por la cual la distancia debe ser tan exacta entre cada una de ellas. -

Si dijimos que la vuelta tiene 3.4nm y que caben 10 pares, quiere decir que cada par esta alrededor de 0.34nm entre pareja y pareja.

Pregunta de Jorge: ¿Metabolitos de medicamentos pueden ser agentes intercalante? No, los medicamentos que tiene efecto teratogenicos son por otras razones, pueden formar puentes intracadena, inducir la inhibición de síntesis de proteínas, peor que se metan dentro del material no. Si pueden causar oxidaciones o modificaciones de los radicales que llegan, la timina se puede volver un uracilo si perdía su estructura metilada, pero cambiar la distancia entre las bases no. El naranja de acridina funciona de esa manera, y el bromuro de etilo que nos permite visualizar el material. Esta forma de estructura que tienen las 10 bases, que tiene ese diámetro de 2.7, que forma un surca mayor y menor alternado en la estructura y que finalmente gira hacia la derecha que es lo que se conoce como la forma B del ADN. (En la diapositiva) aquí se ve como están organizadas las bases acostadas y los azucares de pie, las cadenas son contrarias, antiparalelas. Aquí se ve como la cinta va formándose como si tuviese un eje, que no existe en la realidad, pero por eso se dice un eje central imaginario alrededor del cual esa cinta esta girando. Las características que le dan al ADN ese modelo que presentaron Watson y Crick, que es el que tiene la célula: 1- Esa estructura permitiría que cualquier orden de bases existiera, es decir, es una estructura compatible con cualquier tipo de nucleótido y

eso es lo que hace que existan tantas especies y que eventualmente un mismo gen pueda tener distintas diferencias, o diferentes nucleótidos uno que otro dentro de un mismo grupo de personas de una misma especie, porque el modelo sería compatible con cualquiera. 2- Si yo conozco una de las dos hebras, inmediatamente puedo predecir la de enfrente, porque el modelo siempre conservara el hecho que es semi conservativo, anti paralelo y es complementario. Hace 15 años se descubrieron otros modelos de ADN, uno de ellos obtenido en el laboratorio. El B es el modelo que está en la célula, la forma A es como si fuera el modelo B que de alguna manera se estuviera espichando, como si se hubiera contraído, entonces básicamente se vuelve más ancho y la distancia entra las bases disminuye y este es un modelo obtenido netamente en el laboratorio que es que se observa a la forma B, cuando está en un medio con mucha concentración de sales y por ende deshidratado, ósea con una disminución de agua. Entonces la forma A se consigue si las condiciones son estas desde el punto de vista de pH, y esto no se puede dar en una célula vivas porque para que se de esos cambios drásticos ya se estaría comprometiendo la vida de la célula, pero el modelo simplemente muestra que en el

laboratorio la estructura espacial puede cambiar y podría cambiar en base a las condiciones en la que la estructura estuviera. En cambio el modelo Z si se puede encontrar dentro de la célula viva, entonces ya mencione un mecanismo de regulación que es el de las proteínas que se llama factores de transcripción y un segundo mecanismo es este de formar el ADN Z, si uds miran la forma A es el mismo modelo B en un medio de concentración elevada de sal, entonces es un modelo que también es destrogino, es un modelo en que el surco mayor es poco más profundo, se profundiza porque el modelo se recoge y caben más bases por cada vuelta completa. En cambio el modelo Z, es un modelo el cual el ADN en vez de girar a la derecha gira a la izquierda, entonces eso significa que es un modelo levogino, y esto puede ocurrir porque se a encontrado que: - En la regiones codificantes existen muchas mas dupletas de guanina y citosina, que adenina tinina, esa es una particularidad que se ve dentro del material y por eso significara que en las regiones no codificantes o en lo que vamos a ver como el ADN mediana y altamente repetido hay muchas mas adeninascon timinas. En ese orden de ideas cuando tenemos varias dupletas en un pedazo de ADN que sean por ejemplo, guanina citocina guanina citosina guanina

citocina, esas regiones pueden eventualmente in vivo girar y colocarse en forma levogina, y en forma levogina forman una nueva estructura, porque cuando la molécula gira, lo que hace es que afronta los fosfatos de dos nulceotidos seguidos, y en ese punto con las carga PO4 negativo con 8 valencias negativas, la repulsión es muy grande entonces la estructura ya no es así como helicoidal laxa, si no que forma un estructura drástica porque los fosfatos tienden a distanciar lo mas que pueda los unos de los otros, entonces forman la estructura en forma de Z, y al formar esa estructura, los surcos mayores y menores tienden a desaparecer haciéndose muchos mas pequeños, y además la estructura se alarga, ósea se disminuye el diámetro que tenemos básicamente por la repulsión de los fosfatos.

¿Para que una célula que tiene el ADN en forma B, eventualmente en unos segmentos va a intercambiar a la forma Z? Lo que está muy claro es que la forma Z no se puede formar en cualquier segmento del ADN, y mucho menos comprometer toda la hebra de un cromosoma, hay algunos segmentos en los que eso ocurre y mientras tanto el resto esta de la forma B.

Entonces imagínense uds (en la diapositiva) que yo tengo aquí un segmento de ADN B, aquí giro a la izquierda y es de forma Z y el resto sigue siendo B. Ese fragmento que giro a la izquierda lo hace como un mecanismo de regulación porque si allí en ese segmento hay un sitio promotor de la DNA polimerasa, la cual ubica promotores para saber donde hay un gen para transcribir, entonces el ADN al girar a la izquierda lo que hace es que esconde los nucleótidos de ese sitio promotor y cuando la enzima pasa revisando no detecta que aquí halla un gen y por lo tanto no hace transcripción de ese gen, pero no la hará mientras los nucleótidos estén en la forma Z , cuando el gen se necesita la forma Z vuelve y se interconvierte en forma B, vuelve a quedar la estructura normal y entonces ahora si va a poder transcribir el gen. Entonces sería un mecanismo de regulación no para anular de manera permanente un gen, como si sería el de los factores de transcripción que eventualmente pueden hacer que un gen nunca se transcriban, si no que es un modelo que ahce que a veces si y a veces no pues será una característica derivada de la condición especifica de ese momento de la célula. Si tengo mucho de un determinado analito y necesito a la enzima que lo degrada pues voy a especificar esa degradación, pero si no tengo el analito para que quiero producir la enzima, entonces se regula negativamente la expresión de ella y una forma es pasarlo a ADN Z. Esto es una característica propia del material, no necesita la ayuda de enzimas porque si

las enzimas ya las reconociera estaríamos asumiendo que ellas estarían controlando la formación de la estructura. Es al azar en el sentido que disponibilidad de sustrato en el medio la que funciona como mecanismo inhibidor o no.

Tengamos presente que la forma Z si la encontramos en la célula viva, que es una forma inter convertible, y no es una estructura que se forme en cualquier parte del ADN, si no que tiene como requisito dupletas o triplitas de guanina citocina en ese segmento donde se puede formar. No es un modelo de mutación porque no cambiamos nada, solo es un cambio espacial, tridimensionalmente en la que la forma B que sería la estructura secundaria, pasa a la forma Z y pasa solo en los segmentos en los que se favorece su formación.

La mutación también puede generar cambios sobre la expresión, pero cuando estemos hablando de la mutación estamos hablando de un modelo en el que algo se perdió con la regulación normal y esto no es una regulación normal, es un incremento de la expresión para una célula específica y la sobre expresión la tiene probablemente un factor de transcripción que incrementa la tasa de producción de RNA. Características de los modelos: - El modelo B, es el propuesto por Watson y Crick está girando a la derecha al igual que el A y el Z gira a la izquierda. -

El diámetro de la hélice es de 3.4 nm en el modelo B, un poco más ancho en el modelo A y mas flaquito en el modelo Z, porque al tener los fosfato en posición en zigzag, pues hace que la estructura se disminuya.

-

Los surcos mayores y menores son más profundos en el modelo A, y en el modelo Z prácticamente nada.

-

Vamos a tener Diez nucleótidos por cada vuelta en el modelo B, en el A en cambio caben ahora once y en el Z caben ahora dos, y aquí tenemos cuantas bases quedarían por cada uno de los

espacios de la rotación y eso pues será del grado de cuantas a su vez caben dentro del modelo que nosotros estamos revisando. RTa a pregunta: Porqué caben más? Porque la misma estructura que está haciendo que los dos nucleótidos se separen por los fosfatos hace que esto se alargue, por eso es que queda mas delgadito y al alargarlo la vuelta en realidad gasta un espacio más grande y van a caber mas nucleótidos. Que otra propiedad tiene el material genético que sea para nosotros importante en lo que vamos a revisar por ejemplo en el laboratorio? Pues funciona así como lo vieron en las proteínas, si tiene una estructura tridimensional que en este caso es nada mas la forma B que básicamente es secundaria no es terciaria porque luego no es que la doble hélice se pliegue y forme una estructura como una proteína, no, se mantiene solo en línea, solo que está girando alrededor de una hélice, esa estructura secundaria se puede perder. Y como se podría perder? Pues simplemente porque los nucleótidos que están afrontados en la parte central a través de las bases pues pierden sus puentes de hidrogeno, entonces ese evento se llama como en las proteínas una denaturacion, a diferencia de las proteínas que en la gran mayoría de ocasiones el modelo de denaturacion proteico es irreversible, en el modelo del ADN es totalmente reversible y entonces esta es otra cosa importante de tener siempre clara, Porque el ADN

siempre se devuelve a su origen? Porque como será perder el ADN? que impacto puede tener para la célula que el ADN se le desfosforile? Bueno entonces tengan presente que el ADN como sea se recupera, y entonces solo existe un mecanismo en la existencia que lo puede destruir, la radiación lo ataca pero se defiende, el pH lo ataca pero se defiende. La incineración es el único mecanismo que podríamos tener para destruir el material , y porque lo destruiría, si recuerdan por mas ceniza significa romper todos los átomos de una molécula , ósea acaba con los carbonos , oxígenos etc. y pues de ahí no queda nada, Entonces solo la incineración y además la incineración total puede destruir el material, lo aclaro porque a veces en los procesos de cremación quedan astillas o pedacitos del hueso, porque claro el gran conjunto pues se destruye pero pueden quedar pedacitos o fragmentos y esos pedacitos todavía conservarían ADN que nosotros miraríamos si eventualmente podríamos recuperar , en realidad solo la incineración total destruye el material . Lo demás no afecta? Claro que si no voy a decir que se ríe de la vida que se está quemando y no le paso nada, o como dijo su compañero le llego unas enzimas y le hicieron unas rupturas porque son exonucleasas pues claro que lo destruyen en el sentido de que lo parten , pero el vuelve y se reorganiza y claro que va a tener cambios y eso lo vamos a ver como uno de los mecanismos de reparación, el ultimo que se activa cuando la célula ha

tenido muchos bombardeos , muchas mutaciones, pero siempre buscara volverse a organizar . RTa pregunta: toda la vida, y es la misma razón por la cual por ejemplo las bacterias que tienen esporas, esas bacterias que van por ejemplo en el esputo de una persona que llega y bota una secreción en la calle y esta secreción le puede dar el sol le puede dar el agua todo lo quieran y ahí está nuestro microorganismo esporulado por años. Cuando vuelve y aparece? Estas son las llamadas enfermedades re emergentes, porque lo único que están esperando es un organismo con una inmunodeficiencia para volver a infectar, el material ahí está, y es la misma razón de que porque se deben bañar las manos, para el virus ese que está ahora, por lo mismo, porque los microorganismos están en el ambiente y van a resistir las condiciones adversas de este porque ellos tienen que sobrevivir, entonces no importa el tiempo ni los años Tampoco hay que quedarse con la idea de que vamos a recuperar un material perfectamente lindo de una momia de hace 5000 años comparado con sacarles a ustedes hoy , obvio que no, pero hay muchos marcadores genéticos que estudiamos nosotros hoy en día que comprenden regiones pequeñitas que va a dar tiempo, Un ejemplo : en los fragmentos de las torres gemelas los mecanismos normales que usamos para identificación humana sirvieron para el 55% y el resto no, los otros 45% salieron con un mecanismo nuevo desarrollado que simplemente mide 20 pares

de bases 15 pares de datos y eso lo vamos a encontrar en lo que quiera, asi este muy destruido y por eso el otro 45% de los restos encontrados fueron identificados Hay prácticamente la posibilidad para encontrar todo. Rta A ESTUDIANTE : Pero en el proceso de autodestrucción vamos a ver que ella rápidamente los nucleótidos que esta degradando para acabarse los puede volver a reutilizar y esa la vamos a ver como la vía de rescate y salvamento y es la que en realidad más se utiliza en la célula; que tal la célula rompiendo los nucleótidos para ahora volver a crear una nueva célula , lo mismo que esta degradando vuelve a reutilizarlo y vuelva a usarlo, de tal manera que la tasa de destrucción real es mucho más baja que lo que es la muerte celular porque vuelven y se reutilizan otra vez los nucleótidos . Bueno queda claro que si tenemos las dos hebras, tenemos la estructura normal que conocemos, si obtenemos hebras separadas, hablamos de que el ADN se esta denaturando y estas dos hebras dije yo como toda la vida se reconocerán y se quieren mucho, otra vez al más mínimo intento aparecerá nuevamente la estructura y esto es lo que se llamara renaturacion que significa volver al modelo inicial que teníamos. Cuales serian los mecanismos que harían que las dos hebras se separen? Uno ya lo habíamos visto los cambios bruscos de PH tanto para alcalinidad como para acidez cualquiera de los dos funciona como un

mecanismo de denaturacion, porque la forma ceto de las bases pasarían a recibir hidrógenos y entonces los hidrógenos parados en el medio asociados con un hidrogeno de otra base se van a repeler y eso generaría la denaturacion. Otro mecanismo podría ser por acción de enzimas pero eso no lo hacemos en el laboratorio porque es muy costoso. El otro aplicar una temperatura que pase de más o menos 56 grados para arriba desestabiliza la estructura y hace que las bases se separen. Y entonces una temperatura de 70 de 80 o 90 va a generar denaturacion. Otra moléculas químicas podrían ayudar a denaturar, pero tendrían que tener condiciones tales como que pudieran llegar a reaccionar con las estructuras que están formando los puentes , ese es el caso por ejemplo de la urea que tiene ese papel denaturante porque básicamente se asocia a las bases , este papel también lo tiene la espermina que es un compuesto químico que ayuda a separar porque se une a los radicales, también tenemos un detergente que se usa en laboratorio el SDS ( sodio doditin sulfato) que también ejerce la función de desnaturar las bases , hay muchos es decir compuestos químicos que eventualmente compitan por los puntos de unión que tienen las bases formando los enlaces y por lo tanto si la base se asocia con ese compuesto pues ya no puede formar puentes . Una vez que esas condiciones vuelvan y desaparezcan otra vez vamos a tener la

doble hélice, entonces lo puse a 90 grados desnaturado, lo baje a 37 otra vez las hebras se unieron, lo lleve a pH de 4 desnaturado volví a ponerlo a pH de 7.4 otra vez las hebras unidas es decir no existe ninguna denaturacion en el ADN que sea irreversible, todas cuando las condiciones vuelvan a las iníciales van a volver a permitir la formación de la estructura.

de la RNA polimerasa para que no se produzca el proceso de transcripción por que una vez se transcriba una región, pues el proceso sigue adelante con la traducción y la formación finalmente de una proteína. CLASE IV (1H) PROPIEDADES DEL ADN II existen varias formas como la materia se puede organizar un seres vivos y en el mismo caso como estrategia general de organización de la célula, pero en otro caso como estrategia para hacer uno de los mecanismos de regulación de genética, que hace que algunos genes se expresen y otros no, tiene que ver con la posibilidad de intercambiar la forma B en la forma Z, y esta asociado no con cualquier región del ADN sino con regiones que tienen la particularidad de ser ricas en guanina y citosina (dupletas y tripletas), por esa razón se sabe que en realidad, a pesar que en el material genético se tiene guanina, adenina, citosina y timina, hay muchas mas secciones de guanina y citosina concentradas en los sitios que llamamos genes, que en los sitios no codificantes, entonces esa particularidad hace que cuando hacemos regulación para formar ADN Z, estamos hablando de que se va a organizar la estructura que necesita proteger un segmento de ADN, necesita protegerlo por que corresponde a una región que codifica para formar una proteína, y básicamente proteger es en realidad no permitir el reconocimiento

Entonces entre las características que nombramos, dijimos que el uno era un poco más alargado y por lo tanto más angosto, otros eran más anchos, y que unos giraban a la derecha, corresponden al modelo dextrógiro. Mientras que el ADN cerca giraba a la izquierda y por eso adquiría la forma zig-zag y por que se acercaban los fosfatos y esos fosfatos al tener cargas altamente negativas se iban a repeler y entonces ese modelo se considera de tipo levógiro. Este material genético esta de doble hebra y puede formar los puentes, y mencionábamos inicialmente debido a que: 1. corresponden a formas ANTI. 2. las cadenas son antiparalelas, entonces exponían en la parte central las bases. 3. por que la propiedad tautolemica hacia que se favoreciera, en pH fisiológico la estructura en la forma ceto, y eso hacia que tuviéramos un átomo con una electropositividad, que seria el hidrogeno y uno con electronegatividad como es el oxigeno y eso era lo que atrae para formar un puente, que si bien es débil, pero como son miles de ellos, permite que se la estructura se vuelva primero simétrica y segundo muy exacta.

Entonces así como tenemos doble hebra, puede pasar que la doble hebra se desaparezca y hay que recordar que existen mecanismos que permiten que las dos hebras se separaran.

DENATURACION

Recordando algunos material genético:

agentes

denaturantes

del

▪ el pH, que puede ser o bien por arriba o bien por abajo, por que realmente va a modificar la forma ceto de las bases y las va a cargar en la forma alcohólica y esto hace que los dobles enlaces se rompan. ▪ La temperatura, entre mas uniones guaninacitosina, mas temperaturas necesitamos, entonces la denaturación por temperatura va a variar tanto por el tamaño como por el numero de repeticiones guanina-citosina del material, pero en general se espera que a unos 90º C cualquier tipo de material genético de cualquier ser viviente, haya separado sus dos hebras. ▪ Enzimas como las helicasas, que están dedicadas a romper los puentes, a nivel fisiológico solamente, pueden hacer el efecto de denaturar. ▪ Otros tipos de agentes denaturantes como: la Urea, espermina, detergentes naturales como la SDS (sodio dodenin sulfato), la formamida, por que básicamente son agentes enlazantes, es decir se unen a algunos de los radicales de las bases entonces las van a separar y desprender de las bases del frente. Entonces una vez que el material se denatura, a diferencia de las proteínas que es difícil volver a recuperar, en el caso del material genético SIEMPRE se puede volver a recuperar, pero la única condición y excepción es la INCINERACION, por que implica que el material desaparezca, osea implica que la estructura

de una cadena se vaya y queden unidades de carbonos solamente, entonces las cenizas no permiten recuperar ni el ADN ni nada. En este caso cualquier modificación que haya sido la denaturación para volver a las condiciones iniciales implica volver las condiciones normales, es decir volver a temperatura de 37ºC, temperatura ambiente, otra vez volver a quitar los elementos enlazantes, nuevamente poner el pH inicial hace que se recupere la estructura. RENATURACION En el proceso de recuperación que se conoce como renaturar se ha podido observar algunas características importantes una de ellas es que se conserva un modelo, como el que se observa en la grafica, que corresponde al registro del incremento de la temperatura vs. El aumento de la absorbancia (a 260 nm) (se utiliza el eje de las Y a esa longitud de onda, a luz ultravioleta, se utiliza por que es una propiedad de las bases, todas absorben la luz a 260 nm), entonces si uno quiere registrar si tiene o no material genético dentro, por ejemplo de un tubo de ensayo, se pone a 260 nm y si aparece absorción es por que hay presencia de bases nitrogenadas allí. Entonces la pregunta seria, fíjense que teniendo temperatura ambiente hay registro de absorción, que esta a 1.08, pero a medida que incrementamos la temperatura llega un momento en que la absorción se eleva muchísimo mas, a 1.40 - 1.44, es decir se incrementa la posibilidad de absorber luz, esa primera

característica, se conoce como EFECTO HIPERCROMICO, que es la capacidad de incrementar la absorción de luz cuando las bases nitrogenadas están en cadenas sencillas que cuando están en cadena doble. La segunda característica, es que esto implica que a medida que incrementamos la temperatura vamos a pasar de tener una hebra doble de ADN, a tener ADN de cadena sencilla, por eso se incrementa la absorción de luz. Pero que significara que se describa una línea recta que luego se volverá una línea totalmente perpendicular? Como se interpretaría que la temperatura va aumentando y la línea recta continua? Bueno, ya en el punto final, cuando lleguemos allí ya no hay nada para hacer por que significa que las dos hebras están denaturadas y separadas, lo que indica que ya no se puede aumentar más el efecto hipercrómico. Pero esta continuidad, para poner un ejemplo aquí hay una línea de color azul, una línea de color rojo y una línea punteada de color verde, que diferencia implicaría esta línea verde con esta de color rojo o esta de color azul? … RTA estudiante: el ADN es cooperativo, lo que es cierto. De acuerdo con ello, si nosotros tenemos una línea continua significa que a pesar de que se incremente la temperatura, nada que se aumenta la absorción, indicando que el ADN esta aun de doble cadena, y si nosotros miráramos este modelo (grafica de denaturacion en la que se mide la absorbancia vs. Temperatura y se presentan tres rectas: de cadenas dobles de ADN nativo (azul y de

comportamiento cooperativo), denaturado (se va desnaturando poco a poco) y renaturado para observar su comportamiento) diríamos que a medida que aumentamos la temperatura, parte del ADN se va denaturando y por esto esta incrementando la absorción. Pero en cambio aquí tenemos una línea continua y solo en algún momento dado ganamos una absorción muchísimo mas alta pero prácticamente por diferencia de 0.5 o 1 ºC nada mas, lo que indica que la estructura es muy COOPERATIVA, por que a pesar que la temperatura o un cambio drástico de pH le va a generar la denaturación, lo que realmente se observa es que el material se mantiene de doble cadena hasta el ultimo momento, es decir, hasta que se desestabilizan todos los distintos nucleótidos que están unidos, y estamos hablando de millones de nucleótidos, que serian los que habrían en un cromosoma por ejemplo, y entonces en un momento dado cuando no se resiste o no se puede mantener la temperatura para mantenerlos unidos pues las cadenas se sueltan simultáneamente todas, es decir, no hay cabida a un modelo que podríamos llamar de cremallera, que es que se fuesen denaturando unas, después las otras, luego las otras, NO, todas se mantienen unidas, lógicamente las moléculas están vibrando debido a que la temperatura esta aumentando pero cuando no se pueden mantener, se sueltan simultáneamente. Ha eso hace referencia el modelo cooperativo y eso es lo que muestra esta grafica: mantenerse unidos en doble cadena hasta el

máximo momento que ya no se pueda, y por eso se gana el máximo de absorción como un indicativo de que se separaron completamente las cadenas. TEMPERATURA DE FUSION

Esta grafica es importante por que en realidad (aunque se puede variar la situación en un mismo grado y pasar de cadena doble a cadena sencilla) se obtiene en el punto medio de la grafica lo que se llama como TEMPERATURA DE FUSION o temperatura de mesin en ingles o Tm en los libros. Habla de la

temperatura a la cual el 50% de las moléculas de ADN se encuentran de doble cadena y el 50% de las moléculas están completamente denaturadas (de cadena sencilla), esto sirve para mirar en el laboratorio las FRs y como se diseñan los primer para poder definir segmentos de ADN para criticar, necesariamente tenemos que conocer la Tm, por que de ello dependerá que los primer alineen completamente puedan anillar en otro sitio a pesar de tener otros errores y si eso ocurre lo que vamos a tener amplificaciones inespecíficas de segmentos que no necesitamos y por lo tanto un error en lo que vamos a concluir sobre lo que estamos analizando. Entonces fíjense que aquí les muestro una cosa que se deriva de allí mismo, si decimos que el Tm es esta, que será la temperatura media a la cual tendremos 50% y 50% de moléculas de ADN. La otra pregunta es: como va a cambiar la temperatura a la cual se da específicamente esa denaturación de acuerdo a la cantidad de uniones guanina-citocina. Si Uds. se acuerdan la guanina siempre aparea con citosina y lo hacen mediante tres puentes de hidrogeno, en cambio la adenina y la timina solo dos. Esto por obvias razones cuando se va a denaturar tiene un efecto distinto y es que adenina y timina con menor temperatura se denaturan, que si tenemos guanina y citosina, por esta razón, aquí aparece esta línea recta diciendo que? Cuando los

porcentajes de guanina y citosina son bajos, nosotros vamos a obtener que a los 70 ya hemos obtenido la denaturación, pero a medida que incremente el numero de porcentajes de esas uniones, cada vez podemos requerir mas temperatura y será todo lo contrario con la adenina y la timina, por que un ADN pobre en guanina y citosina, es rico en adenina-timina y por lo tanto requiere menores temperaturas para denaturar que lo contrario.

Lógicamente ese es un factor para modificar la temperatura de denaturación, cuantas uniones guanina-citosina tenemos, pero también el tamaño del material genético, por que todas las especies no tenemos la misma cantidad, por supuesto denaturar un ADN bacteriano que tiene apenas miles de pares de bases, es mucho mas fácil obtener la temperatura que necesita, que para denaturar un ADN humano. Algo que no he dicho pero que es cierto, es que no necesariamente la cantidad de material genético va de la mano con el desarrollo filogenético de los individuos, es decir, nosotros los seres humanos por tener mas desarrollo a nivel intelectual, o por estar mucho mas avanzados en la escala filogenético, nosotros los seres humanos no somos los que tenemos mayor cantidad de ADN, mucha mas cantidad de ADN tiene el trigo, un caballo, una estrella de mar, osea no hay una relación directa entre ganancia de tamaño de material genético y el desarrollo filogenético, lo que si se observa es cuantas de las bases que están en el material en realidad codifican para proteínas, y si se ha visto que eso si ha sido una ganancia filogenética, que permiten determinar como la diferencia que hay entre las especies, pero cantidad de material no.

PREGUNTA DE ESTUDAINTE: profe es que en la diapositiva habia una línea verde…que era? RESPUESTA: esa línea verde, esta que dice denaturar?... fíjese que nosotros estamos aquí haciendo que … el proceso de volver a unir la línea, si?, este seria un ADN nativo que por primera vez estamos denaturando, entonces que es lo que esta mostrando eso…que cuando nosotros vamos a denaturar un ADN que ya por primera vez se halla denaturado, como decía su compañera ahorita y como les voy a mostrar mas adelante, el proceso de renaturación no se da en la misma simultaneidad como se soltó, sino que vamos a observar materia que mas rápido se acopla y otro mas demorado, pero eso tiene una razón de ser, y es la constitución del material que es lo que vamos a mirar.

Entonces Tm, temperatura de fusión, la temperatura a la cual el 50% ,OJO, DE LAS MOLECULAS (yo siempre aclaro eso por que hay confusión sobre que significa ese 50%), si dijimos que es una estructura cooperativa, que esta toda unida y cuando se suelta, se suelta a la vez, no puede ser que 50% signifique que si tenemos 10 moléculas de ADN entonces la mitad de ellas están denaturadas y la otra mitad están unidas, no por que estaríamos hablando de lo contrario que decíamos ahorita que es la cooperación. Que es ese 50%? Que nos imaginemos 10 moléculas doble de ADN y de ellas 5 moléculas ya están totalmente denaturadas y 5 ya están totalmente de doble cadena, si me entienden, osea, no mitad y mitad dentro de una misma estructura, sino la estructura completa o denaturada o de doble cadena. Entonces por eso se dice 50% de las moléculas de ADN están ya de cadenas sencillas o denaturadas y el otro 50% continua de doble cadena. Como la temperatura a la cual eso se va a conseguir varia en tan poquita cantidad por eso siempre hay que hacer matemáticamente la grafica por que prácticamente la Tm hay que calcularla es por unas décimas de grados y no es mas fácil hacerlo por observación de un experimento, por que cuando uno lo ve de repente todo se denatura RENATURACION

Bueno, lo que me preguntaba su compañero, cuando el proceso se hace al revés, donde no voy a separar sino ahora voy a volver a unir, yo dije que, si la temperatura se va bajando paulatinamente, ellas van a volver a reorganizarse; el pH si lo tenia en 4 y se va a comenzar a subir para llegar a 7.4, ellas van a volver a renaturarse, pero se observo que la velocidad de renaturación no es igual para todos los cromosomas, ni es igual para todas las regiones dentro del cromosoma, sino que habían unas regiones que mas rápidamente se iban a renaturar, otras que demoraban un poco mas de tiempo, y otras que definitivamente duraban horas para volverse a renaturar. Entonces por que la renaturación no es la figura exactamente igual a como se da la denaturación. Básicamente, por que cuando nosotros vamos a volver a renaturar pues cada una de las cadenas tiene que encontrar complementario, o sino no podría renaturarse y cuando el ADN se analiza se observa que hay regiones que no tiene sino un único complementario, que serian los genes, mientras que hay otras regiones que tienen miles de lugares de posibles complementarios, entonces esa es la razón por la cual la velocidad de renaturación si va a variar. Lo que tiene muchas copias en el genoma, pues va a tener de una manera mas sencilla un complemento encontrar a otro complemento del frente, por que tiene mucha disponibilidad de complementos que les sirva, mientras que las regiones de copia única, solo tienen un único complemento por cromosoma y como

somos organismos diploides, pues podríamos decir que en realidad tenemos dos copias. Para cada cromosoma habrá una copia para un determinado gen, recuerdan? Que nosotros tenemos dos copias de cada gen, por que cada uno de ellos es aportado por un progenitor.

REGIONES DEL ADN

Entonces a partir de esa diferencia en la renaturación se pudo demostrar que dentro del ADN hay por lo menos 3 regiones completamente diferenciados:

1. unas que van a CODIFICAR, que van a ser aquellas que mas pasivamente se van a renaturar, que se denominan REGIONES DE COPIA UNICA, y allí es donde vamos a tener eso que Uds. aprendieron que se llaman los GENES, que serian como las unidades de transcripción, los lugares de ADN que donde se guarde información para la síntesis de una proteína. 2. habrán otras regiones que tienen, no dos copias como estos de los genes, sino que tienen alrededor de cientos de copias y entonces se denominan por eso REGIONES MEDIANAMENTE REPETIDAS. Que hay dentro del ADN de esas regiones medianamente repetidas? Básicamente dos tipos de cosas: a. una, los segmentos de ADN que codifican para los RNA ribosoma les, de transferencia, nucleares pequeños, es decir todos los RNA que participan en el proceso de traducción están codificados allí. Por que son medianamente repetidos? Por que, que tal si yo tuviera solo una copia de RNA de transferencia que codifica al triptófano y voy a sintetizar una proteína que requiere 40 veces al triptófano, y mientras va y viene al núcleo para traer el RNAt el triptófano, seria muy ineficiente el proceso. Entonces lo que pasa en realidad, es que cuando hay una traducción, se va a sintetizar una proteína,

hay cientos de RNAt de cada aminoácido ahí en ese lugar del citoplasma para proveer rápidamente los a.a que corresponden, como no sabemos cuantas veces se va a necesitar, pues hay suficiente cantidad de ellos. Entonces allí están esos RNAt, RNAr, RNAnp, están todos ubicados aquí. Los que se llaman ribositas o RNAcataliticos, también están allí. b. Hay unas familias llamadas familias Alu, familias line y otras recientemente descubiertas, que básicamente funcionan como los famosos segmentos llamados transposones, se caracterizan por que son los elementos transponibles, son segmentos que inicialmente se descubrieron en el maíz que se demostró que pueden viajar o cambiarse de ubicación dentro del genoma, son las únicas porciones que pueden cambiar su ubicación, de hecho uno de los mecanismos de mutación es que un transposoma este cambiando de ubicación, por que puede estar dentro de un gen y cambiando su secuencia. Entonces los elementos transponibles, que ancestralmente, se creen que fueron llegando a nuestro genoma a partir de los virus que infectaba a la especie humana,

esos segmentos van a estar ubicados allí, dentro de los segmentos o regiones medianamente repetidos. 3. Por ultimo, están las regiones que tienen muuchas mas copias dentro del genoma y que uno casi las llama las regiones de relleno, por que no sirven para mucho y que constituyen el porcentaje mas alto casi el 50% o en algunos casos hasta el 60% del genoma que es de SECUENCIAS ALTAMENTE REPETIDAS, que básicamente lo que van a hacer es a tener regiones que múltiples veces están repetidas una detrás de otra, por eso se llaman secuencias en TANDEM y tienen la particularidad de estar alternadas entre las regiones medianamente repetidas y los genes. Entonces si nos imagináramos así un cromosoma podríamos decir que aquí hay un gen (regiones mas claras) y en medio de ellos regiones medianamente y altamente repetidas (mas oscuritas). Estos dos conceptos van relacionados con la EUCROMATINA y la HETEROCROMATINA, entonces la eucromatina eran las regiones codificantes, y por lo tanto, lo que llamamos eucromatina será específicamente estas regiones de copia única; lo que se llama como regiones de heterocromatina serán estas otras dos, las medianamente repetidas y las altamente repetidas, por que básicamente ellas no se van a transcribir nunca, y no se transcriben por que

allí no existen genes, osea, no hay regiones que codifiquen para proteínas, entonces no se van a transcribir. Por tanto si hiciéramos un balance aproximado casi del 70 al 80% del ADN nuestro es regiones medianamente y altamente codificantes, y un porcentaje pequeñito, que cada vez se dilucida que es cada vez menor, con los estudios que hacemos con el genoma humano, es alrededor del 15 a 20% nada mas lo que tendríamos como ADN codificante. Entonces la pregunta es, bueno, y esto para que sirve? fíjense que allí en las regiones altamente repetidas existen básicamente dos tipos de componentes: Unos que se llaman los minisatélites y otros que se llaman los microsatélites. La palabra satélite para referirse a un cromosoma, se refiere en los cromosomas acrocentricos, en sus brazos pequeñitos, esos brazos P, en realidad eran satélites, como dos colitas pequeñas. Esto quiere decir que obviamente las regiones altamente repetidas, están ubicadas, además de la región de heterocromatina que veíamos allí, pues están ubicadas en los satélites de los cromosomas acrocéntricos, o en la región Centroamérica, pues allí realmente no existen genes sino se ubican las regiones no codificantes. Estos dos hasta hace 10 años, no se sabia para que servia, y últimamente se utilizan muy activamente en una característica muy particular y es que, si nosotros miramos, estas regiones si no codifican para proteínas, tendrá un impacto el hecho de que estas

regiones sufran mutaciones, y cambien un nucleótido o una región, tendrá un impacto a nivel de mi fenotipo, se expresara algo? La respuesta es no, por que no codifican para proteínas, entonces recuerden, por que uno dice que el dogma central de la genética es lo que se expresa en el fenotipo, por que al final del cuento, todo lo que el ADN tiene se termina viendo en la expresión, y en este orden de ideas, si yo tengo regiones en el ADN que no se expresan, pues los cambios que ocurren en estas regiones, no tienen ningún impacto sobre la funcionalidad del individuo, y esto es lo que ha hecho que las múltiples mutaciones que se generan en estas regiones altamente repetidas no funcionan para cambiarme a mi fenotipicamente, pero si me introducen cambios en el material genético mio, y tantos cambios que hace 10 años, se pudo demostrar que la mejor manera de identificar a alguien era buscarle las diferencias en estas regiones altamente repetidas, pues aunque no me cambia fenotipicamente, si lo hace genéticamente, entonces cuando Uds. en el laboratorio vayan a hacer identificación humana, vamos a ir a los VNTRs o a los STRs, es decir a las regiones no codificantes, por que allí todos hemos acumulado mutaciones que son muy valiosas para diferenciar e identificar a cada uno de nosotros y que hacen que nadie sea igual a nadie, así sea mi papa, mi primo, mi hermano, etc. Si somos muy cercanos, claro que nos parecemos, pero siempre somos diferentes. Única excepción a la regla, la que conocemos, como separamos genéticamente a dos

individuos nacidos de una única fecundación? Eso no lo podemos hacer a menos que ellos ganaran una mutación nueva somática después de formarse, pero de resto, pues han de ser idénticos, por que los gemelos que son monocigóticos, pues en realidad provienen de un solo ovulo y un solo espermatozoide y luego se dividió e hizo “in Vitro” una clonación, por que eso fue lo que ocurrió ahí, pero obviamente si los analizáramos a los dos, son idénticos en la composición genética, de resto, sea hermano, tío, primo, los vamos a diferenciar por la composición genética en esas regiones alta y medianamente repetidas. Por el contrario, es muy probable que no encontremos diferencias entre nosotros en las regiones de copia única, y por que? Por que lo que tenemos que preservar, y lo que la célula mas se demora y mas cuida para que no cambie son las regiones donde están los genes y la razón es por que cualquier modificación puede tener un impacto totalmente nocivo para la funcionabilidad de esta proteína y poder perfectamente poder comprometer la vida del individuo. Entonces obviamente las regiones que mas se conservan, que en el momento de la replicación y en todas las divisiones celulares, se presta mas atención y se cuida mas son las regiones de copia única, para que allí no vayan a haber mutaciones. Vamos a mirar que esas regiones las vamos a ver distintas dependiendo del momento de vida de la

célula, cuando lo veamos, entonces aquí tienen expresados los cromosomas, pero si Uds. recuerdan como tal la figura que estamos viendo únicamente se ven durante la división celular, de resto están allí en el núcleo pero no se logran percibir, por que vamos a ver que se relajan y forman otro tipo de organización. Estos cromosomas que hay allí están bandeados, y esto significa poner el cromosoma a la acción de las enzimas, que lo vamos a hacer en el semestre entrante, para observar como se forman las diferentes bandas dentro de un cromosoma y la diferencia básica de la heterocromatina y la eucromatina, es en realidad cuantas proteínas están rodeando al material genético. Lo que se sabe es que las regiones de eucromatina, tienen mucha menos cantidad de proteínas, histonas como no histonas, alrededor de los segmentos de ADN, por que muy rápidamente se desespiralizan, se dejan transcribir y rápidamente vuelven y se organizan, entonces las regiones de heterocromatina están mas compactas, mas rodeadas de proteínas y por eso se ven mas coloreadas como en este ejemplo, por que en realidad a este bandeo se le coloca el colorante gimmca, por ello se le llama bandeo G, entonces el Gimmca se une a las proteínas y si se encuentran muchas proteínas pues tenemos mas coloración y si hay pocas proteínas, pues la región aparece mas clara, y eso nos ayuda a indirectamente a diferenciar regiones claras, aquellas que tienen genes o eucromatina, regiones oscuras

aquellas que tienen heterocromatina y que no se transcriben.

En cualquier modelo de cromosoma que uno mira, esas secuencias están alternadas, pero por supuesto son distintas, por eso uno mirando un cromosoma puede saber que cromosoma es, por que cada uno tiene un bandeamiento especifico y la razón es que el espacio físico que cada gen ocupa no se puede cambiar, no es que unas veces este en un cromosoma y otras veces en otro, no, siempre están en el mismo lugar. Por tanto, la base o la organización estructural

de un cromosoma situaciones.

es

la

misma

en

todas

las

CICLO CELULAR Entonces cuando vemos el material genético como un cromosoma? Específicamente en esta parte pequeñita del ciclo celular que se llama la división celular, y que va ser M de mitosis o de meiosis, dependiendo de la célula; en una célula somática vamos a obtener dos células hijas iguales y hacemos mitosis; en una célula germinal vamos a formar cuatro células independientes, o por lo menos esa es la intención que tenemos con los óvulos solo que al final vamos a obtener uno maduro, pero hay las dos divisiones sucesivas y haríamos entonce una meiosis. Este pedacito pequeñito (división celular), cuando termina da origen a las células hijas y entonces las células hijas vuelven a hacer todo este ciclo y por esto la estructura se muestra de manera circular.

Que pasos hay adicionalmente durante el ciclo? Pues la mas grande de todas que se llama la fase G1, que es la fase en la cual la célula vive normalmente, desarrolla sus funciones, produce las proteínas que necesita, de acuerdo al tejido al cual pertenece, y llega un momento en que recibe una señal, antes de que se inicie la segunda fase, que es por la producción de unas proteínas que se llaman las ciclinas, que le van a decir que efectivamente vamos a pasar a la división celular. Si la célula recibe el estimulo de las ciclinas, sigue adelante con estas fases, pero puede suceder que no reciba este estimulo, entonces ocurre, lo que Uds. ven aquí como una montañita lateral, que significa que algunas células no hacen divisiones cada vez que tenemos un periodo de tiempo transcurrido,

sino que pueden quedarse en una fase, casi eterna, de G1, eso no se llama G1, por que estaríamos hablando de que esa célula normalmente se dividiría y sufriría numerosos procesos de división, en realidad pasa a llamarse fase G0, para decir que la célula queda como en un stop o como en una etapa de quiescencia en la que no se va a dividir, y por ejemplo ese seria el caso de las celulitas que están por ejemplo en el cerebro, las neuronas funcionan así con una tasa de división muy baja y es básicamente por que se quedan en una etapa G0 sin avanzar hacia la división. Cual es la condición necesaria para que una célula no pase a hacer una división? Obligatoriamente que no produzca ciclinas, por que si se producen ciclinas, se activa la fosforilación proteica que activa las fofokinasas y ya las células no se puede devolver, entonces el chiste es lograr que la célula se quede aquí en la primera parte y necesariamente sin producción de ciclinas. Cuando ellas se producen impajaritablemente seguimos con la siguiente fase que es la fase S, o la fase de síntesis del ADN, que va a ocurrir allí? El proceso de replicación, en el que vamos a obtener el doble del material genético, para que cuando llegue la división, las células hijas tengan la misma cantidad de ADN que tenia la célula progenitora, entonces en esta fase de replicación de ADN, nosotros cambiaríamos de tener una tasa de genoma de 2n, por ser diploides, a comportarse como si tuviéramos 4n, por que ahora vamos a tener el

doble del material genético, y esta fase, de la que no es que conozcamos mucho, pero algunas cosas se saben, es la fase G2 básicamente la usa la célula para revisar, para mirar si lo que replico le queda idéntico a lo que era antes, para estar segura de que no hay mutaciones, de comprobar que efectivamente la correspondencia de una hebra es totalmente complementaria de la otra, y si llega a haber algún error, pues inmediatamente entrar a corregirlo, eso es lo importante de G2. Tenemos maquinaria de enzimas específicamente dedicadas a revisor los errores que hayan podido quedar de la replicación, ese complejo enzimática que involucra a mas de dos enzimas, actúan como especie de polimerasas, que si Uds. recuerdan las ADNpolimerasas tienen una doble función: pueden polimerizar de 5` a 3`, pero luego de 3` a 5` se devuelven revisando y tienen función de exonucleasas en el sentido contrario de 3` a 5` para que, si de pronto encuentran que dos bases no concuerdan, rápidamente poner la correcta. En este caso en la parte G2 se activan múltiples sistemas de enzimas tipo polimerasas con acción exonucleasas, que en conjunto se pueden encontrar en los libros como sistema RER que significa reparadores de los errores de la replicación, es decir están únicamente concentradas y trabajan en cada división celular específicamente corrigiendo los errores que pudieron haber quedado de la replicación. Por que tanto cuidado y tanta atención? Por que cualquier cambio que haya quedado durante la replicación, si no lo logro

detectar se quedo, y si se quedo a eso se le llama una mutación y esa mutación como puede que no le pase nada a la célula, pueda que logre comprometer las funciones de esta, entonces por esto es tanto tiempo dedicado a al revisión de la replicación en esta etapa G2. Se supone que cuando estos sistemas dan luz verde, y dicen que ya efectivamente revisaron y todo esta correcto, pues llegamos a aquí (al final de la etapa G2) y en este momento se activa un segundo mecanismo de proteínas ciclinas, que son las que dan como la luz para permitir que la célula pase a la ultima fase que es la división celular. Entonces si ya llegamos aquí y no hay mas correcciones, ya lo que quedo, quedo dentro de la célula, por que ya no vamos a tener nadie mas que diga esto no esta correcto, sino que la situación queda ya de una vez. Entonces de acuerdo con este ciclo celular uno puede hablar de dos formas como el material genético se puede ver: 1. la primera es aquí en la división, como un cromosoma. 2. pero como se le llama a todo el tiempo que comprende estas tres fases: G1, S y G2? Si la célula no se esta dividiendo, se dice de manera común que la célula esta en interfase, que es igual a decir que no hay división celular, entonces el material genético se observa en interfase como CROMATINA, que es el mismo material genético de un cromosoma pero no tan

supremamente comprimido, es el mismo material genético pero expresado de una forma laxa, totalmente distribuido dentro del núcleo sin estar completamente pegado. Básicamente va a tener unas particularidades que no se observan cuando estamos en la división celular. La interfase, que es la célula sin dividir seria la sumatoria de G1, S y G2, donde, histológicamente en el núcleo no se puede observar nada, solo una estructura homogénea, y es básicamente por que el material esta totalmente relajado, en cambio cuando se encuentra en la división celular, ese mismo material se logra pegar tanto y recoger tanto, que deja ver la estructura del cromosoma.

PREGUNTA DE ESTUDIANTE: una pregunta que no es mía sino de Argumedo, dice que si hay alguna posibilidad de crear estimulantes para ciclinas para personas que hayan tenido algún accidente cerebrovascular o algún trauma craneal…?

RESPUESTA: lo que pasa es… uno podría eventualmente ponerles, el problema es cuanto tiempo actúen, por que por eso precisamente se llaman ciclinas por que son proteínas cíclicas, que básicamente se producen durante unos segundos y rápidamente su mecanismo de acción desaparece entonces el problema es lograr que la duración se diera hasta que las células se lograran dividir, pero si uno se pudiese, y de hecho in Vitro se hace, tener una célula aislada y ponerle una estimulación, claro! Por que la ciclina es la que determina que se pueda pasar de una fase a la siguiente. PREGUNTA DE ESTUDIANTE: profe pero Ud. decía que después de que se le daba la ciclina, después de que terminaba la fase G0, continuaba de allí en adelante sola. REPSUESTA: es que una cosa es que uno diga que la fase G1 se pueda convertir en G0 cuando la célula se va a demorar muchísimo en esa parte, osea el G0 esta circunscrito solo para ciertos tipos de células, todas las células no entran en G0, por que recuerden que es como una desviación del mecanismo normal del ciclo celular, en general todas las células hacen G1, S, G2 y la división. Si? G0 es una etapa aparte, y esta etapa aparte era como por ponerle un nombre a aquellas células que no pasan de G1 a S, sino que se quedan mucho tiempo de una manera estable dentro de G1, entonces para eso se les llama G0, y si la ciclina logro estimular, claro que la célula sigue adelante, no hay

ningún problema, el problema es ese: como hacer que una proteína que actúa solo por segundos se logre llevar hasta el punto especifico a donde yo la quiero llevar? Algo así como lo que hablábamos en el tratamiento en el cáncer es lograr atinarle específicamente a la celulita que yo quiero, osea mecanismo de transporte, por que si no, tendría que colocarle muchísimas unidades de una proteína que difícilmente se logra producir in Vitro, si se pudiera producir pues seria como mas fácil, si fuera algo así como la insulina, pero hasta ahora todavía no, pero si la ponemos allí en el sitio que debe ser y a la célula que a de ser, claro! La célula entra en división, como lo contrario, seria lograr devolverse, que una célula que esta en fase G0 pase a G1, que fue el experimento que hizo Doli, que mas adelante lo vamos a revisar. ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENETICO Si nosotros estamos en la interfase celular, vamos a ver al material genético como la cromatina, y si estamos en división celular, vamos a ver al material genético como el cromosoma.

Que diferencia tienen, en realidad, en la composición? Realmente ninguna, ambos son lo mismo, lo único que hay de diferencia allí es el nivel de enrrollamiento, osea el superempaquetamiento del material, pero la composición es exactamente lo mismo. De que esta formada, pues básicamente de ADN, pero recuerden que el DNA siempre esta expuesto a que unas enzimas llamadas ADN-asa, que nosotros mismo tenemos en nuestra composición, lo rompan, y lo hacen de manera transversal por que lo que ellas hacen es función de exonucleasas, son enzimas que cortan la doble hebra de ADN o algunas cortan es la

sencilla, pero lo importante es saber que el material esta expuesto a la acción de esas enzimas. Como hacemos para que esas enzimas no lo destruyan? Pues básicamente el material se rodea, por eso, de proteínas, y de allí es de donde nacen las HISTONAS, por que ellas son las encargadas de rodear al ADN para protegerlo, pero estas histonas las vamos a ver ahorita, están formando parte de un ovillo, que en conjunto rodeado entre el ADN y ellas se denomina NUCLEOSOMAS; pero vamos a tener unos segmentos de ADN internucleosomas que van a estar desprotegidos, esas regiones son cubiertas o cuidadas por otras proteínas que de manera original se llaman NO HISTONAS, por que no se parecen a sus composiciones y por que están circunscritas a lo que se llama el ADN espaciador y también dentro de la cromatina hay pequeñas cantidades de ARN formando parte. Entonces la cromatina cuando una la ve en el microscopio, pues ve un núcleo homogéneo, pero si lo pudiera ver en una microscopia electrónica, pues se

puede ver en realidad la composición, parece un rosario por que tiene unas bolitas, espacio-bolitaespacio, siendo totalmente equidistantes una de las otras. En que consiste este modelo de formación de la cromatina? En realidad es esto mismo visto mas grande, lo que vamos a tener es: una parte central formada por histonas, alrededor de la cual se va a enrollar segmentos de ADN de doble cadena y como les decía, hay una estructura redonda y la siguiente esta a cierta distancia, pues queda el ADN espaciador o ADN internucleosoma y entonces estas que se ven aquí verdes, son las llamadas proteínas no histonas, que básicamente se ubican allí encima, para lo mismo, para evitar la ruptura del material genético.

Entonces hay varia preguntas que a uno le pueden decir: 1. si el material genético se tiene que rodear de proteínas para evitar que las ADN-asas los rompa, para que una especie como la nuestra tiene ADN-asas, si en últimas lo que podría

ocurrir es romperse el genoma. Cual será la función que evolutivamente ha visto la célula para tener ADN-asas dentro de nuestra estructura? Las ADN-asas están diseñadas para sacar a todos los agentes externos que puedan llegar con material genético a tratar de incorporarse en el mio, entonces están creadas contra los de afuera, ejemplo: los virus, las bacterias, cualquier otro tipo de ADN que no sea el propio, y eso funciona no solo en animales sino también en todas las especies, por que de hechos las bacterias tienen lo mismo, para destruir a los virus que infectan bacterias que se llaman bacteriófagos, esos son lo virus propios de las bacterias, ellas, para evitar que esos bacteriófagos las infecten, pues tienen ADN-asas para romperlos. Esas ADN-asas son hoy en día muy famosas, pues son las que se utilizan en ingeniería genética con el nombre de enzimas de restricción, por que son extractos de las endonucleasas o ADN-asas de las bacterias que se purifican y se utilizan para romper el genoma, y de esa manera poder analizar segmentos pequeños de material genético en el laboratorio. 2. Si nosotros tenemos el ADN cubiertos por este tipo de proteínas histonas, que diferencia hay entre las que quedan adentro y las que quedan afuera? Por que unas histonas y otras no

histonas? Básicamente el grado de afinidad por el material genético, a. Vamos a ver que las histonas son básicamente de 4 tipos: H1, H2, H3, H4; dentro de las del grupo H2 tenemos dos subtipos: las H2A y las H2B. que características tienen todas las cuatro? Que básicamente son proteínas constituidas por aminoácidos básicos como la lisina y la arginina, al ser proteínas que tienen comportamiento básico tienen una altísima afinidad por el ADN, recordando que finalmente el ADN tiene una carga acida y fuertemente negativa, producto de los fosfatos que tenia, entonces las histonas se unen mucho mas fuertemente al ADN que las no histonas, básicamente por la afinidad que se genera por la configuración de los aminoácidos que tiene. Esa es la primera característica. b. La segunda es que las proteínas no histonas, que no son básicas, y no son tan ricas en aminoácidos básicos como las histonas, pues se unen al ADN espaciador, pero se unen de una manera mucho menos fuerte y eso es una estrategia, que en realidad, la célula utiliza, para que de una manera mas fácil se pueda desproveer a las no histonas de las

regiones de intermediación, para que en esos puntos donde se pegan las no histonas es que se desespiraliza el ADN para poder hacer procesos de transcripción. A partir de esos puntos menos unidos, o de menor afinidad donde están aquellas no histonas unidas, pues mas rápidamente podemos quitar esas proteínas para hacer procesos como por ejemplo la transcripción, luego cuando estemos en división celular también la replicación.

uniendo el punto de inicio con el punto de salida. Para evitar que este material se desespiralice y se pierda, de esa manera se estabiliza la estructura. El conjunto de todo esto que tenemos aquí es a lo que se le llama nucleosoma, que será como la estructura básica de la cromatina, que va a estar organizada de tanto en tanto dentro del genoma. Una vez que nosotros tenemos los diferentes nucleosomas formados, cuando ya va finalizando la interfase y se va iniciar la división, estas moléculas de nucleosomas se empiezan a aproximar y empiezan a formar unas estructuras más organizadas que se llaman los SOLENOIDES. Como se organizan estos cuatro tipos de histonas dentro de la estructura? Tres de ellas van a ir internas dentro del nucleosoma que serian: dos histonas de tipo H2A, dos de tipo H2B, dos de tipo H3 y dos de tipo H4; es decir la porción centrar por la cual se enrolla el ADN, es un octamero de histonas, específicamente dos de cada subtipo, entonces este octamero es el que recibe la doble hebra y el ultimo tipo de histonas que serian las H1 tienen como función sellar el inicio y el final del enrrollamiento del ADN, como lo muestra esta figura para evitar que se desenrolle. Entonces allí esta las 8 moléculas de las histonas, dos H2A, dos H2B, dos H3, dos H4, aquí el ADN de doble cadena enrollándose y una proteína de tipo histona H1

Entonces aquí se muestra en una célula en interfase, la creatina, y luego cuando ellas se empiezan a pegar y formar apilamientos, en la macrofotografía se observa que se engrosa la estructura, pero básicamente es por plegamiento y luego si este plegamiento vuelve a hacer otros superiores pues se va a observar la configuraron completa de lo que mas adelante vamos a ver como cromosoma, es decir, el cromosoma en su composición tiene exactamente la misma cromatina, solo que la tiene muy plegada, que al mantenerse mas plegada, por eso aparece una estructura que mayor, en microscopia óptica, aparece como una estructura mas diferenciada. Fíjense que el plegamiento de esa estructura, va haciendo que se forme cada uno de los brazos des cromosoma, y como

sabemos que esto que hay aquí es una doble hélice que permitió que se formara la del frente, por eso se dice que las dos cromatides de un mismo cromosoma son idénticas, por que cada una de ellas tiene un ADN de doble cadena que es idéntico.

DIVISION CELULAR Luego la pregunta es: en términos de “n” cuanto valdría cada cromatide de un cromosoma, por que recuerden que cuando empezamos a hacer el ciclo celular valemos 2n, después de la replicación quedamos valiendo 4n, luego en la división celular,

suponiendo que es una mitosis, volvemos a quedar valiendo 2n por que nos dividimos en dos células hijas, estos cromosomas que vemos únicamente durante la división celular, sus cromatides en términos de “n” valen n 1n (por que cada célula hija tiene 2n luego 2n mas 2n son 4n, lo que indica que cada cromatide tiene un valor de 1n). Que características tiene el 2n que esta reuniendo la mitosis, que tiene la composición de “n” de uno de los dos cromosomas originales y el n de otro de los cromosoma originales, como yo no los puedo ver organizados como cromosomas en el momento en que termina la división celular, siempre tengan muy presente eso: si yo pudiera una vez que termina la telofase, poder ver como es que terminan los cromosomas ahí en realidad nunca veríamos cromosomas, por que no me quedan dos cromatides, me queda una sola cromatide de cada una, cuando yo veo dos cromatides, es por que en realidad tengo 4n en el momento de la división celular, y al separar me van a quedar 2n en cada uno de los dos lados pero por que me regalo una cromatide cada cromosoma en condiciones normales. A diferencia de lo que pasa en la meiosis, por que en ella, la primera de las dos meiosis, se denomina una etapa redaccional, por que si tenemos dos cromosomas, los cromosomas 1, ya no ocurre, como en la mitosis, una división equitativa y longitudinal para las dos células hijas (una cromatide a una célula

hija y la otra a la de allá), sino que tengo los dos cromosomas y todo un cromosoma completo se va para allá y el otro completo se va para acá, al final tengo 2n, pero por que aquí hay dos cromatides de un solo cromosoma, por lo que estas dos cromatides son iguales entre si, osea me lleve la carga del padre y no me lleve la carga de la madre, es decir se separaron duplicando el material genético en cada una de ellas, y conservando los genes pero perdiendo toda la información del otro homologo que no vino, por eso se llama redaccional, por que ahora lo que tiene como doble es el mismo material genético y perdí la información del otro cromosoma que se fue del otro lado, luego si cuando separo esas dos cromatide, hago la segunda división celular donde la meiosis II es exactamente como una mitosis, por que ahora si el cromosoma único con que me quede se divide longitudinalmente y le regala a cada hija una cromatide y a las otras regala las otras, por esta razón los intercambios de los quiasmas, lo que se llama recombinación se tiene que dar en MI, por que si se da en MII, después no tengo nada que intercambiar sobre dos cromatides idénticas.

CLASE V (1H) Bueno, entonces ayer habíamos terminado hablando de que nosotros cuando vamos a tener una división celular, distribuimos el material de una forma diferente, que de alguna manera hace que se reduzca a un área más pequeña que su original y eso genera que la estructura se visualice en un microscopio de luz. Entonces en esa división celular, hay tal vez tres cosas importantes para tener en cuenta: • La número uno, la mencionamos ayer, que entre la meiosis y la mitosis hay una diferencia que tiene que ver con el hecho de que la primera meiosis es una etapa de tipo reduccional mientras que en la segunda hacemos una mitosis común y corriente. • Segunda, en la primera de las partes de la meiosis uno ocurre un evento importante que genera la diferencia entre si una célula sea somática y sea germinal que es la presentación de intercambios entre el material que se denomina básicamente mecanismos de entrecruzamiento, si? • Y tercera cosa importante derivada de allí, como yo tengo dos cromosomas, entonces, ¿cómo es el mecanismo físico real de entrecruzamiento? Mmmmm? Como será entonces el

entrecruzamiento real??? Porque es que esto tiene que ver con una cosa muy importante, acuérdense de Mendell, ¿cuántos recombinantes pueden aparecer en una filial? Hasta cuántos? Máximo? Mmmm? Se acuerdan que era un recombinante?, teníamos una raza pura, otra raza pura, por decir algo, pequeño con redondo por grande con rugoso, ¿hasta cuántos podían aparecer de la recombinación de los dos? (Estudiantes: “cuatro”) Cuatro no pueden ser, porque cuatro es un número finito y si vamos a tener 20 descendientes, 80, 90? Entonces en porcentaje ¿cuánto sería? Hasta el 50%, ¿por qué es hasta el 50%, eso tiene una razón de ser, ¿por qué?, ¿ni idea? ¿no?.... Básicamente por una razón, nosotros tenemos cuatro cromátides, dos hermanas aquí y dos hermanas aquí, se llaman hermanas porque son idénticas entre sí, sin embargo entre estos dos, tienen cromosomas homólogos? No necesariamente, entonces estas dos con respecto a estas dos se llamarían cromátides homologas, y cuando se da el fenómeno de entrecruzamiento pues hay un acercamiento físico real entre los dos cromosomas y siempre se van a recombinar solo dos cromátides, eso es lo que de pronto no tenemos presente y es importante siempre recordarlo porque quiere decir que la máxima capacidad de entrecruzamiento sería de esta con esta, y es probable que en otra meiosis

nueva la cosa sea de esta manera, pero nunca vamos a poder cruzar cuatro cromátides entre si, los entrecruzamientos solo se dan entre dos de ellas y eso que es lo que hace? Que la mitad, osea el 50% pueda estar recombinada, y como quedarían las otras dos cromátides? Idénticas a los parentales, entonces por esa razón el fenómeno de entrecruzamiento sólo puede generar un 50% de cromátides distintas y esas serían las que corresponderían a las cromátides originadas por entrecruzamiento en el momento de lo que se llama la profase I, que seria la primera fase de la primera división meiotica. Bueno, esas eran las tres cosas importantes que debemos tener presentes ahí. Ahora vamos a ver una segunda cosa importante y es que cuando tenemos el evento de la replicación y cuando tenemos el evento de la transcripción y la traducción pueden ocurrir cambios que pueden originar las famosas: MUTACIONES. Entonces, vamos a tener que básicamente podríamos llamar mutación al evento de cambio del material genético, pero un cambio que tenga la particularidad de que es un cambio que permanece y se queda en la secuencia. Entonces, mientras haya por ejemplo, replicación del material genético y algo no corresponda, ayer mencionaba yo y recordémoslo porque lo vamos a ver muy especialmente el complejo de enzimas reparadoras de errores posteriores a la replicación porque ellas van a

estar revisando, revisando, revisando, y cuando hablemos de una mutación es que después de las revisiones algo de todas maneras no quedo correcto, osea cuando acabo la división celular las células hijas incorporaron un nuevo nucleótido o quitaron un nucleótido o cambiaron un nucleótido, entonces aparecen los conceptos de una deleción, de una inserción o de simplemente un cambio dentro del material, pero cualquiera que sea de ellos me origina lo que se llama una mutación y entonces vamos a tener distintos tipos de mutación: si el cambio es muy muy grande como para que afecte la unidad cromosómica aparecerá por ejemplo: las aneploidias que son básicamente las ganancias o las pérdidas de un número cromosómico que no sea el juego completo aploide, entonces ganar un cromosoma de más que origina una trisomia va a ser una aneploidia, perder un cromosoma que originaria una monosomia como por ejemplo el Turner que puede ser un x de menos, sería una aneploidia y entonces en esos casos el nivel de cambio sería a nivel cromosómico y por tanto el impacto sobre la mutación pues es altísimo porque eso seria lo que ocurriría si nosotros ganamos o perdemos todos los genes que pueden estar involucrados dentro de una cantidad de ADN tan grande como para definir un cromosoma completo. Pero también puede ocurrir que el cambio sea muy sutil y a este es al que nos vamos a dedicar en las próximas clases, que es cuando la mutación involucra algo pequeño, entonces es del orden génico, y el

orden génico estaría hablando de básicamente, uno, dos y hasta máximo alrededor de diez nucleótidos que se modifiquen dentro de una cadena, casi siempre hay modificación de solo uno pero pueden haber unos tantos en los que hayan dos o en los que hayan tres y entonces ese tipo de mutación lo van a encontrar siempre denominado MUTACIÓN PUNTUAL, porque eso es lo que ocurre, de manera muy pequeña, como si fuera un punto hay un cambio y esa mutación puntual entonces va a originar (vamos a ver ahorita) distintos tipos de defectos dependiendo de en que lugar del material genético ocurre. Bueno, también lógicamente, uno como se gana una mutación? Vamos a ver que se las puede ganar de forma espontánea o de forma inducida, y cuando tenemos mutaciones inducidas significa que han sido producidas por el efecto de agentes externos del medio donde uno vive, eso quiere decir que probablemente la mutación va a afectar las células somáticas, osea las mías, las del individuo que esta viéndose afectado por el agente mutante, pero no necesariamente va a ser una mutación que se pueda heredar, por qué? Pues porque si no llega a mis células germinales pues los descendientes míos no han de heredar esa mutación. Un ejemplo muy clásico es de la gente, las personas que trabajan como técnicos de radiología, como se están exponiendo a la radiación permanentemente, van a tener el inconveniente de que pueden eventualmente hacer muchas mutaciones por efecto de la radiación y por

supuesto podrían degenerar, como en realidad ocurre en muchos casos, con una leucemia o con un tipo de mieloma en el que lo que tienen es una proliferación maligna de las células que más se replican, porque vamos a ver que en cáncer es así, los tumores son más frecuentes en las células que tienen mucha mas división que en aquellas que se dividen poco y lógicamente esa persona ha ganado una mutación, esa mutación va a avanzar hasta convertirse en un proceso oncogénico, pero va a tener hijos con leucemia?? Pues no porque la mutación ha sido de sus células somáticas y por lo tanto no es heredado. Cuándo se puede volver heredable?? Pues vamos a tener muchos casos. Con respecto a la afección que significaría agentes mutagenos ambientales podría ocurrir que eventualmente las células germinales también se expongan a la radiación, entonces podríamos tener espermatozoides u óvulos mutados o también podríamos tenerlos de manera natural como de hecho ocurre por ejemplo con la senectud. Entonces vamos a ver en el semestre entrante cuando hablemos de genética que las enfermedades autosómicas dominantes la gran mayoría son heredadas por mutaciones de novo a nivel de los espermatozoides paternos, por ejemplo la condroplastia, tiene este modelo de presentación mas común, padres de mucha edad que hacen mutación de novo en los espermatozoides que se van a fecundar y aparece entonces la enfermedad como un nuevo patrón en un hijo y no es que se haya heredado

en realidad del padre sino que la mutación la sufrió en su célula germinal, si?. De ahí para adelante es heredable??? Claro que si porque todas las celulitas del niño o la niña que sea condroplastico pues van a tener la mutación y puede como ustedes saben con una probabilidad determinada que en el caso de una enfermedad autosómica dominante sería del 50%, heredar hijos que tengan nuevamente la mutación. Y por último, qué mecanismos van a estar induciendo la posibilidad de que las células muten, tercera cosa importante, estas son las que ocurren como su nombre lo dice de manera natural, de forma espontánea, entonces la mutación existe evolutivamente como un mecanismo para generar variabilidad, no se si yo ya lo había dicho aquí, porque a veces se me cruzan los cables  pero si no lo he dicho entonces es para que quede muy claro, que en general uno se refiere a la mutación como un evento adverso, como algo indeseable y no necesariamente. En general existe, como una forma en que una especie puede llegar a dar origen a otra o como una forma en que una determinada especie al exponerse ante un agente agresor termine subsistiendo en el ambiente adverso en el que esta, por eso el concepto de que la adaptación y el proceso de selección natural escoja los que se logran quedar en un ambiente y los que no se adaptan a el pues simplemente desaparecen, entonces vamos a ver que existen por lo menos tres figuras dentro del material genético en los que constantemente están ocurriendo mutaciones

espontáneas que no tienen nada que ver con el ambiente, que nos ocurren absolutamente a todos y que obviamente van a generar variación. Yo les decía a ustedes ayer, de dónde aparece la posibilidad de que tengamos regiones altamente repetidas completamente diferentes entre uno y otro como para que las usemos en identificación??? Pues aparece básicamente de este tipo de mutaciones que se pueden dar de forma contraria y que hace que las personas cambien pero que si están afectando regiones que no codifican pues no van a afectar en nada el genoma, si? Y por último estarían estas que son las de moda en el sentido de que en los últimos cien años pues cada vez es un patrón mucho más amplio que es el de las mutaciones inducidas que terminan generando en los pacientes la aparición de cambios entre más se expongan a ese tipo de agentes mutagénicos que vamos a ver que básicamente viene clasificados en tres grandes grupos: • Las mutaciones de orden físico, por agentes físicos. • Las que se generan por agentes químicos • Y las que se originan por agentes biológicos, porque también los virus y las bacterias pueden llegar a producir mutaciones.

Bueno, y entonces en que puntos, vamos a originar nosotros mutaciones de las llamadas mutaciones espontáneas??? • El primero de los puntos es cuando nosotros estamos hablando de la fase S del ciclo celular, qué ocurre ahí? La replicación del material genético, entonces una de las grandes fuentes de aparición de las mutaciones espontáneas es la replicación del ADN, por qué? Porque como vamos a tener que copiar regiones de nucleótidos, pues obviamente puede ocurrir que alguno quede diferente y si no se corrige pues acaba de aparecer una mutación en la célula. • Y un segundo punto, va a ser cuando la célula esté viviendo su vida normal que sería en G1, allí la célula normalmente entre sus funciones va a estar la de producir proteínas, y esas proteínas que ustedes recuerdan que van a producir obedeciendo a una secuencia en la que a partir de lo que hay como información dentro del ADN, vamos a sintetizar una ARN, luego lo vamos a someter al proceso de splicing y ya maduro va a salir hacia el citoplasma para acoplarse a los ribosomas y formar una proteína. Entonces en el proceso de transcripción también puede haber errores en la copia y en el proceso de splicing también, si el empalme no es correcto y los exones no se reciben de manera adecuada, se

introduce algún nucleótido de un intrón o por el contrario el empalme quita algún nucleótido de un exón pues inmediatamente cambiamos y en ese caso cambiaríamos para un tipo de mutación que se llama: mutación con corrimiento del marco de lectura qué significa eso? Pues que como la tripleta de lectura es un codón y se quita o se pone un nucleótido ahora la tripleta es nueva y la tripleta nueva hace que se corra todo el marco de lectura que hay para adelante y que por lo tanto la proteína nueva que se forma sea una proteína completamente distinta a la debida. Entonces en el proceso de replicación recuerden que nosotros vamos a tener • una enzima que esta rompiendo, • una que colocó un primer y empieza a avanzar en un sentido • y otra que coloca el primer en la hebra contraria y avanza en el sentido contrario De aquí quienes están interviniendo como las enzimas que van a poder entrar a corregir errores?? Entonces la que nosotros normalmente utilizamos para generar la polimerización es la que en las bacterias se llama de tipo III y en nosotros es la alfa y la que va a trabajar haciendo corrección siendo también una ADN polimerasa va a ser esta que se denomina tipo I en las bacterias y en nosotros corresponde a la beta, y entonces esta a pesar de ser una polimerasa va a

tomar función de exonucleasa, entonces vamos a tenerla presente porque en los mecanismos de reparación y en los mecanismos de revisión de errores, las enzimas que están trabajando son polimerasas de tipo I, es decir polimerasas beta en los eucariotas que hacen función de exonucleasa. Y en que sentido se hace la función de exonucleasa? Como se revisa??? Al contrario de cómo se sintetiza, entonces si vamos de cinco a tres para polimerizar (5’---3’), revisamos desde el final hacia atrás que querrá decir de tres a cinco (3’---5’) y cuando encontramos algo que no coincide vamos a ver que se activa una vía de reparación que se llama: la (17:46) general, que básicamente utiliza a este tipo de enzimas dentro del proceso. Bueno, y si el problema es a nivel de la transcripción o de la traducción pues vamos a tener mutaciones en las que la secuencia del gen que está ubicado dentro del ADN que va a empezar aquí y termina aquí, como en eucariotas tiene segmentos que hay que eliminar, pues allí en el proceso de splicing también podemos tener errores. Esta diapositiva la traje para que recuerden una cosa, en términos generales el material nuestro siempre está empaquetado en los nucleosomas que ayer vimos, pero yo necesito hacer la síntesis de una proteína, cómo hago el proceso de transcripción? Entonces, importante, imagínense que llegue y diera una orden, me voy inventar, mil nucleótidos, que tal yo desespiralizando todos los mil nucleótidos para

exponer todo el segmento y que la enzima RNA polimerasa copiara, que pasaría con mil nucleótidos de ADN expuestos, rapidito se cortarían, entonces cómo es la cinética real??, es como la que está pintadita aquí, únicamente vamos a desproteger máximo alrededor de 40 nucleótidos y ellos van desenrollándose y luego a medida que se avanza, los que ya se transcribieron vuelven y se enrollan de tal manera que exponemos solo un pedacito de ADN de las histonas para que se de el proceso de transcripción. Como la sola RNA polimerasa es tan grande que ocupa alrededor de 18 nucleótidos ella puesta encima de la estructura pues obviamente eso dificulta que las enzimas de tipo endonucleasas puedan entrar a romper, entonces el segmento desprotegido es pequeñito, tanto como para que la enzima se ubique, transcriba unos primeros y a medida que va avanzando y desenrollando lo que ya copio se va volviendo a enrollar, entonces en la cinética nunca queda ni mucho menos un fragmento muy grande expuesto porque eso haría que la integridad de la estructura pues se pudiera perder. Bueno, y entonces cuando se da la copia para sintetizar el ARN mensajero, pues este primero es al que nosotros habíamos llamado RNA heteronucleasa, que significaba que tenia una secuencia exactamente igual a la del gen, pero que como tenemos organismos eucariotas necesariamente requiere del proceso de splicing y entonces la quitada de los segmentos que no corresponden para dejar solo aquellos que son

exones implica la formación de bucles que es lo que en realidad es el splicing para formar un ARN mensajero maduro que siempre será mas pequeñito que lo que inicialmente formamos como ARN heteronucleasa. Quién quita y quién reconoce los puntos de terminación e inicio en un intron, terminación de exón y aquí y aquí y aquí, quién hace ese proceso de splicing???? Mmm? Quién???... un complejo combinado de proteína nucleolar con ARN nuclear pequeño, si señor, que se llama esnur (no estoy segura si es así) la sumatoria de proteínas más ARN nuclear pequeño, ellos son los que reconocen los sitios de finalización de un intrón y que por lo tanto implica que ahí empieza un exón y otro grupo se ubica en el otro extremo, enfrenta los dos, corta, empalma y hace que se escindan los sitios o los nucleótidos que correspondían a un intrón y si ese punto de unión está equivocado pues ahí tenemos otra posibilidad de generar un sitio de mutación, bueno, y por qué un sitio de mutación??? Porque entre las características que tiene el código genético que se lee en codones una de ellas dice que no es traslapado o que no es solapado, eso que quiere decir??? Ah? Entonces? Qué significa que el código no es traslpado???… cinco características del código genético: (que van a buscar el por qué de cada una, porque hay que tenerlas claras) • Es universal, qué quiere decir eso??

• Es inequívoco • Es degenerado • Es no solapado (esta es la razón por la cual aparece la mutación trans cis (¿?) • Es no puntual Entonces, para que se puedan ir a la asamblea vamos a cerrar diciendo lo siguiente, en la mutación de tipo génico pueden pasar tres cosas: • Número uno, que se inserte, osea se llama inserción que significaría ganar nucleótidos, un ejemplo que vamos a ver más adelante, pero ténganlo ahí presente para que lo encadenemos después es lo que hacen agentes mutagenos químicos como los denominados agentes intercalantes, se acuerdan que les conté del sándwich?, y les dije que el sándwich hacía que la enzima entendiera que de aquí a aquí había mucha distancia y entonces pusiera algo en el medio, entonces un mecanismo por ejemplo, de ganancia de inserciones es la posibilidad de que nosotros ganemos nucleótidos por la acción de agentes intercalantes. • Una segunda posibilidad, en vez de ganar que perdamos, entonces sería una deleción

• Y una tercera es que tengamos una sustitución, que significaría que cambiamos el nucleótido pero ni ganamos ni perdemos en términos de número de nucleótidos es el mismo número

combinaciones (4 bases, cambiándolas de 3 en 3), en este caso cualquier especie viva que utilice o tenga cualquiera de estas 3 tr1pletas, entonces tenemos que

Cuáles tienen peor efecto???

CLASE VI (2H) LECTURA EN TRIPLETAS LLAMADAS CODONES VASA Si ustedes recuerdan ayer les deje una tareíta, cómo les fue? 1. ¿Por qué es universal el código genético? Recuerden que estas tripletas son originadas a partir de solo 4 posibles nucleótidos, quiere decir que uno solo puede tener 64

mRNA

GCU

UGU

UUA

CGA

AUU

polipeptido

Ala

Cys

Leu

Arg

Ile

Las tres tripletas que son codón de parada funcionan en todas las especies como codón de parada y A eso se refiere la universalidad, a que si usted sabe cuál es la tripleta que tiene en un momento dado inmediatamente puede saber que aminoácido iría en la proteína y es válido para cualquier especie y para cualquier proteína, obviamente hay pequeñas excepciones que tienen que ver que en algunas especies o en ADN mitocondrial existen algunas tripletas que tienen unas pequeñas variantes 2. A que hace referencia a que el código sea no solapado? Eso quiere decir que como cada codón está formado por tres pares de base entonces cuando nosotros tengamos un modelo de mutación como el que mencione de una adhesión ósea inserción o de una eliminación ósea una delecion inmediatamente nos imaginamos supongamos que en Cys perdemos

la guanina entonces fíjense, que como el código no es solapado y significa que lee de tres en tres, donde termina una pues la siguiente tripleta no sería UGU sino COMO al no haber la G cogería UUU , Y CUAL SERÍA LA SIGUIENTE TRIPLETA SI NO ES SOLAPADO? UAC, a eso hace referencia el no solapado de tres en tres y las tres no pueden involucrarse en una nueva tripleta, exactamente donde termina una tripleta arranca la siguiente EN ESE ORDEN DE IDEAS si tenemos mutación que impliquen deleciones o inserciones lo que en realidad tenemos es un corrimiento en el marco de lectura, por eso les mencionaba ayer que las mutaciones que se sucedan dentro de un gen y para ser mas exacta dentro de la región codificante de un gen ósea en los exones, si llegan a ser por inserción o delecion van a ser más nefastos porque hacen corrimiento del marco (seria lo que llamamos una mutación FRANK cHIP eso quiere decir que la proteína de ahí para adelante seria nueva) o algo que sería peor, yo podría tener la posibilidad de que al eliminar una base o insertar una base apareciera como codón uno de los tres codones de parada, por ejemplo el codón de parada y que sucede si aparece un codón de parada en una proteína? Significa que hasta ahí va la proteína entonces, en muchas ocasiones en una mutación Frank chip lo que puede generar es un codón de

parada puede generar un no producto proteico, porque un polipeptido pequeño simplemente no es una proteína y se degrada y eso sería inviable porque tendríamos un organismo que no produciría esa proteína, son mutaciones letales Sigue quedando pendiente a que hacen referencia las otras 3 características. MUTACIONES DEL ADN EFECTOS DE LAS MUTACIONES: la explicaremos con un ejemplo que es la hemoglobina, recuerden que todos las especies utilizan el oxigeno, como mecanismo transporte para llevar a los tejidos el oxigeno van a usar la hemoglobina como proteína transportadora 1. No detectable : si la mutación ocurre en una región no codificante , suponiendo que estoy dentro de un gen es decir dentro de una región codificante, cuando puedo hablar que estoy con un evento no detectable : hay la mutación pero eventualmente el nuevo nucleótido que se coloque va tener la particularidad que ocupaba la tercera posición de una tripleta y no sé si a ustedes les enseñaron un concepto que se llama bamboleo ( cuando estamos hablando que tenemos 64 combinaciones posibles de codones de los cuales 61 codifican para aminoácidos y 3

son codones de parada , PENSEMOS CUANTOS aminoácidos distintos puede tener una proteína? 20 , entonces si hay 61 combinaciones significara que a un aminoácido le pueden corresponder más de 1 tripleta , entonces el fenómeno del bamboleo hace referencia a eso , lo que quiere decir es que nosotros estamos hablando de que eventualmente un aminoácido como la Ile le corresponden 6 codones , que diferencia tendríamos? ACC ACU ACT ES DECIR SI LAS DOS PRIMERAS ac siempre la combinación va dar leucina independiente de la ultima base . Entonces qué pasa si hay una combinación que involucre al tercero de los componentes de un codón en este caso de la isoleucina, pues que no pasaría nada porque aunque le cambiáramos ese nucleótido inmediatamente la tripleta volvería a poner el mismo aminoácido, eso sería ejemplo de una mutación no detectable porque en realidad el producto final que sería el aminoácido de la proteína sigue siendo el mismo, entonces no tiene efecto sobre la composición de la proteína. 2.¿Cuál sería un sentido erróneo? Pues como su nombre lo dice ya no vamos a poner el mismo aminoácido, vamos a colocar uno distinto porque la modificación de un nucleótido si introdujo un codón que produce una a.a diferente, entonces

miren que como el aminoácido cambia puede aparecer que haya un sentido erróneo: 1. Mutación errónea aceptable 2. Mutación errónea parcialmente aceptable 3. Mutación errónea inaceptable Aceptable: que significara que la persona no tiene una variación de la función de la proteína Parcialmente aceptable: que significa que la proteína cambia funcionalmente pero no tanto como para que no puede ser utilizada Inaceptable: que el nuevo a.a produzca un cambio muy grave dentro de la proteína y entonces se considera que es inaceptable. 3. APARICIÓN DE UN CODON SIN SENTIDO (PARADA, STOP) POR LO TANTO NO TENEMOS proteína sino que se trunca entonces no sería u sentido erróneo sino un sentido letal, entonces vamos a mirar cómo podemos tener sentido erróneo aceptable, parcialmente aceptable y definitivamente inaceptable. Existen múltiples ejemplos pero traigo uno que es la hemoglobina que es uno de los modelos más estudiados, si ustedes recuerdan cuando estamos hablando de un adulto (hemoglobina A) porque se llama de esa manera? Por tener dos cadenas alfa y dos cadenas beta

Las dos cadenas alfa van a tener casi que menos probabilidad de mutar entonces vamos a ver porque, mientras que las cadenas beta presentan más mutaciones pero las alfa son más agresivas entonces son situaciones inaceptables y no tenemos individuos vivos: Entonces vamos a ver que el sentido sea aceptable un ejemplo es que la hemoglobina que se llama hikari que va ser una que cualquiera de los que estamos aquí tuviese ¿porque? Porque fenotípicamente no produce ningún cambio en la función,¿ cómo se puede saber entonces que hay variantes de hemoglobina en un aminoácido ? Sea hace secuenciación de aminoácidos o electroforesis y se vea que uno de ellos no corresponde a lo que ocurre normalmente en la cadena beta ; entonces detectable por revisión detallada de la composición de la hemoglobina y observar lo siguiente :

En condiciones normales para poder colocar en la posición 61 de la cadena beta en la hemoglobina aminoácido lisina es porque la combinación que hay en el codón del RNA m es una triple adenina ¿Qué pasa si la triple adenina eventualmente cambia en la posición 3 a un uracilo o también puede cambiar a una citosina entonces los nuevos codones serian AAU o AAC, cualquiera de estos dos codones ya no coloca a la lisina sino coloca al aminoácido arginina ¿hubo mutación? Claro que sí, porque ahora hay un nucleótido distinto en la tercera posición el codón ¿Qué impacto tiene sobre la cadena beta de la hemoglobina? Recuerden que la posición 61 esta interna dentro de la cadena beta, las proteínas tiene plegamientos inicialmente en forma de alfa hélice y de hoja beta que es la estructura secundaria y luego forman una terciaria que es la forma globular , aquí hay una estructura tridimensional, entonces la posición 61 esta interna, no está expuesta al entorno donde la hemoglobina va, que sería dentro del torrente sanguíneo, en ese orden de ideas tener el aminoácido lisina que es el normal al cambiarlo por el de arginina no produce ninguna diferencia dentro de la estructura terciaria entonces la función de la proteína es idéntica y en el fenotipo no va ver ningún cambio Ejemplo donde sentido sea parcialmente aceptable hay un efecto sobre la función, la Hb S es la que produce la anemia de células falciformes, que son

esas estructuras en forma de hoz que básicamente caracterizan porque en la misma cadena beta, en el individuo adulto vamos a tener que en la posición 6 normalmente hay un acido glutamico y se cambia por el aminoácido valina (Pregunta suelta ¿seria mutación puntual o no? Puntual porque involucran menos de tres nucleótidos en la mutación ¿serian por delecion, por sustitución? por sustitución porque le estamos cambiando un nucleótido) Miremos la grafica: el glutamato es GAA o GAG miremos que se cambian las segundas posiciones GUA o GUG y estas combinaciones colocan es al aminoácido valina , en realidad si comparamos con el caso anterior es exactamente lo mismo, la única diferencia es que ahora el nucleótido que se formo pone un aminoácido que tiene una particularidad y es que el glutamato que es acido glutamico es hidrofilico, que se relaciona muy bien con el agua que es lo más abundante dentro del torrente sanguíneo en cambio la valina es totalmente hidrófobo y la posición 6 va ser uno de los brazos externos de la cadena beta, entonces totalmente dirigido a la posición exterior de la hemoglobina, la valina se va volver cóncava , se va esconder porque es hidrófoba y cambia la estructura tridimensional ¿Qué particularidad tiene? No significa que va morir la persona, lo que se genera es que cuando nosotros vamos en las porciones distales de los tejidos en los sinusoides recuerden que los

glóbulos rojos tienen que deformarse para pasar , cuando tiene este tipo de hemoglobina lo que ocurre es que las moléculas de hemoglobina se polarizan y al polarizarse forman hemoglobinas pegadas pasan pero la deformación que gano no la pude volver a recuperar y por eso queda en forma de hoz, la distribución de oxigeno es menor pero eso tampoco tendría mayor problema excepto que cuando lleguen al bazo inmediatamente los rompe ¿ y que pasara si el 80% de mis células son así? Uno de los tratamientos es la esplenectomía, entonces en el caso de la hemoglobina S lo que en realidad ocurre es que si acaba de ganarse en la cadena Beta una estructura espacial distinta y vemos el paciente con déficit de oxigeno por dos razones: por un lado por ser bicóncavo el glóbulo rojo y por que el bazo me estaría descartando esos glóbulos por su deformación. Ejemplo que sea inaceptable: fijémonos que ya es para la cadena alfa de la hemoglobina y en este caso es cuando hablamos de la hemoglobina M, en la posición 58 en vez de poner el aminoácido histidina ponemos el aminoácido tirosina miremos en el cuadro como cambia las tripletas fijemos que cuando cambia el primero la gravedad es mayor, no es regla general pero la mayoría de situaciones si ¿alguien se acuerda para qué sirve la posición 58 de la cadena alfa? Recordemos la hemoglobina en ultima transporta oxigeno pero ¿en realidad donde lo monta para llevarlo? Lo une al hierro ¿y el hierro que tiene que

ver con la hemoglobina? El hierro a su vez esta unido a la hemoglobina a través de una estructura que es una porfirina, el anillo tetrapirrolico recuerden y entonces la protoporfirina carga el hierro y esta se asocia con la hemoglobina por una unión covalente, mas adelante miraremos las porfirinas y veremos que el tetrapirrol se une a la cadena alfa y la cadena beta por unión covalente por que hay que sostener, a propósito cuantos hemos lleva una hemoglobina ¿4 xq? porque cadena asocia una grupo hemo , entonces el grupo hemo en realidad está conformado por dos componentes, la porfirina y el hierro y el hierro a su vez liga la molécula de oxigeno pero el hierro esta unido por cuatro de sus posiciones al tetrapirrol por otra posición esta unido a la hemoglobina y por la última posición se une al oxigeno , la pregunta es ¿por qué el hierro tiene 6 valencias? Porque si fuera el férrico no tendríamos la posibilidad de ligar el oxigeno, serian 5 puntos de unión y quiere decir 4 gastados en el tetrapirrol y uno unido a la globina y entonces por donde uno el oxigeno? Entonces la posición 58 es la que hace que la histidina está asociada con el grupo hemo para poder ligarlo a la cadena peptidica ¿Qué pasa si le cambio el aminoácido? Pues que ya no liga y entonces la hemoglobina acepta la unión de hierro férrico en vez de hierro ferroso entonces es lo que llamamos metahemoglobina y no transportamos oxigeno por eso es un sentido inaceptable.

Los puntos calientes: sitios dentro de los genes que tienen más tendencia a mutar, por eso podemos tener enfermedades como la fibrosis quística donde hay más de 700 mutaciones dentro del mismo gen básicamente por eso porque la región de ese gen es de alta mutabilidad (pregunta Marilyn ¿ que induce esos puntos calientes? No se sabe). Miremos el origen de los dos tipos de mutaciones que ayer les hable: unas naturales y otras inducidas Las naturales son las que se llaman espontaneas que son: a) Errores en la replicación del ADN: que es la contribución más alta y por esa razón las células que se dividen mas son las células que más pueden desencadenar eventos cancerígenos, entonces los epitelios son los tejidos favorables para que se desarrollen procesos malignos, a propósito acaba de nacer una celulita, acabamos de formar un cigoto y empezamos a hacer la división, un proceso embrionario, vamos a tener un niño, va crecer, se volvió adulto ¿hasta cuantas divisiones puede tener una celulita? Una cosa es la potencialidad que tengamos y otra cosa es que las usemos todas, eventualmente una neurona le va sobrar la posibilidad pero la que mas pudiera usa hasta cuando se podría dividir? Habló de arrugas … rta el promedio son los 35 años y de ahí para

adelante empezarían algunos tejidos con una taza de división menor la max es 50(ese número no se ha dilucidado por qué) Una hipótesis es que entre más nos vayamos dividiendo cada vez perdemos regiones y probablemente perdamos el gen de la programación de las divisiones b) Lesiones fortuitas la célula no se está dividiendo esta en G1 pero eventualmente tiene lesiones dentro del material c) Transposones genes saltarines o regiones medianamente repetidas que alteran el tamaño incluso de un gen ERRORES DE LA REPLICACIÓN Yo les dije que cuando teníamos una replicación puntual en el ejemplo anterior de la hemoglobina todos eran ejemplo de sustitución I. SUSTITUCION DE BASES • TRANSICION T C G A Que una base cambie por otra base de su misma familia • TRANSVERSION T A C G Cuando el cambio implica modificación de una base pero por una base que no era de la misma familia.

En general los eventos mutacionales generan más transición que transversion recuerden que la estructura de la doble hélice es muy homogénea, que pasaría si eventualmente después de la replicación tenemos las enzimas reparadoras revisando, ella van a mirar que se conserve la simetría, la purina es el doble de grande que la pirimidina entonces hacer una transversion significa que el apareamiento de bases va cambiar el diámetro de la estructura y eso hace que sea más detectable por una enzima; recuerden para que quede mutación es que ya pasamos la revisión de G2 entramos a la división celular y no se detecto el error , imaginen una polimerasa poniendo cientos por segundo entonces es posible que se dé el error en cualquier base de las que coloca II. DELECION III. INSERCION LESIONES FORTUITAS Ocurren ya no dentro del momento de la replicación ósea dentro de la fase S si no es G1 básicamente son 2:  DESAMINACION ejemplo C U GC AT UNA POSIBILIDAD QUE HABIAMOS dicho es que perdiera uno de sus radicales de sus grupos funcionales entonces se convirtiera en otra base,

tenemos el ejemplo que si una citocina que si ustedes recuerdan estaba formada por una sustitución de un grupo amino y un grupo ceto se desamina pues entonces acaba de ganar dos grupos cetos y eso es un uracilo y en este caso fíjese que la citocina normalmente debe aparear con la guanina y ahora cambio a ser un uracilo entonces en vez de que haya la dupleta citocina guanina que era lo normal ahora esta nueva base va emparejar como si fuera una adenina que sería la timina A se desamina y pasa a hipoxantina empareja conC se comporta como guanina y no aparea con timina que era lo normal  DEPURINACION SEGUNDA HORA la citocina normalmente con quien se debe aparear? Con la guanina verdad ahora cambio a ser un uracilo, entonces en ves de que allá la dupleta citocina guanina que era lo que normalmente había, ahora esta nueva base va a emparejarse como si fuera una adenina y se aparea entonces con timina acaba de haber una cambio en las dos bases en las dos cadenas de tener una dupleta citocina guanina a tener una dupleta adenina timina, entonces ahí ocurrió una transición también podíamos tener que la adenina se desamine y se convierta en hiposantina y en ese caso ya va a aparearse con citocina ella se comporta como

si fuera una guanina y no aparea con timina que normalmente debería ser, cual es una citoicna normal? Esta un grupo ceto en la posición dos y un grupo amino en la posición cuatro, que es desaminar? Como su nombre lo dice es perder un grupo amino, entonces si este grupo amino en la posición cuatro se pierde y se convierte en un grupo ceto, ósea se oxida la base, va a quedar una citocina que se convirtió en uracilo y si tenemos una adenina que se desamina va a oxidarse para formar a la hiposantina y como les digo estas dos nuevas figuras van a aparear ahora con otras bases distintas de las que venia apareando la adenina y la citocina, fíjense que el uracilo sabemos que no debe estar dentro de una ADN pero usualmente por una desanimación se puede formar obviamente como esta haciendo parte de un nucleótido de ADN pues esta unido es a desoxiribosa y lógicamente que esto es un error pero lo menciono por que así puede ocurrir, pueden generarse uraciolos de una manera errónea en una desanimación de la citocina en el ADN, lógicamente esto abría que entrar a cambiarlo y a corregirlo, pero esto seria una mutación por que acaba de aparecer una base distinta a la que teníamos por un proceso de desanimación. El otro evento que normalmente ocurre como lesión fortuita es la depurinacion que básicamente como su nombre lo indica es perder las purinas cuando una de ellas esta haciendo parte de ADN, fíjense que aquí tenemos todo el nucleótido completo aquí esta la cadena aquí esta la guanina y de pronto ocurre una

perdida de la base y entonces queda el azúcar, el grupo fosfato, la cadena queda ahí la otra al frente pero la base que ahí aquí no tiene con quien aparearse por que la base con la que se apareaba se perdió entonces la desaminacion seria que en los puntos donde ahí adenina o guanina que son las purinas, de pronto la base solita se suelta y deja un hueco, obviamente ese hueco es una mutación y tenemos que activar mecanismos de reparación para restablecer la cadena. Cual seria la verdadera mutación? Cuando se venga a reponer la base q se soltó se coloque una que no corresponda, entonces aquí ganaríamos el efecto de la mutación por que estaríamos cambiando la base, corregimos el error pero no lo corregimos de una manera correcta. Finalmente los elementos transponibles que son los mismos transposones son unidades que sabemos que en general van a estar haciendo parte de las regiones medianamente repetitivas y se organizan como familias entonces ahí la familia line que son elementos dispersos largos y otras familias que tiene elementos dispersos pero cortos. Ellos pueden eventualmente cambiarse del lugar donde están y llegar por ejemplo a regiones codificantes, aquí tiene el ejemplo a aquí tenemos una región medianamente repetida aquí tenemos otra región del ADN donde tenemos por ejemplo un gen pero que característicamente dentro de su estructura alguna secuencia que pueda ser reconocida por este transposon entonces el

transposon se quita y se corta por sus regiones IR del lugar donde estaba y viene y rompe las regiones aledañas del gen y se introduce en el medio completa las secuencia de los lados y fíjense que este seria ahora el mismo gen con el agravante de que acaba de ganar cientos de nucleótidos que venían dentro del transposon que se acaba de ubicar ahí, el gen cambio totalmente por que acaba de tener la inserción de un elemento trasponible o lo contrario si un gena incorporado un elemento transponible y eventualmente sale de allí para ir a otro lugar pues al volver a reorganizarse tendría una secuencia distinta a la que tenia antes de que ese segmento de nucleótido se metiera ahí. Estas seria de las mutaciones mas nefactas lógicamente por que no es uno ni dos nucleótidos los que se cambian si no muchísimos nucleótidos. Ahora vamos a ver cuales son las mutaciones que se pueden producir de manera inducida, es inducida por que en realidad lo que esta ocurriendo es que agentes externos van atacar el material genético y al atacarlo lo van a poder cambiar y van a producir mutación. Les mencionaba que hay básicamente tres grandes grupos dependiendo del efecto que generan. Entonces como van actuar los agentes para producir mutación, básicamente lo hacen de estas tres maneras, la primera es que cambien las base que tenemos entonces ahí un remplazo de una base, podríamos decir que seria una sustitución de base. Otra forma

como otros agentes sobre todo los químicos podrían llegar a actuar es que alteren una base, ósea le pongan un adorno de mas o le quiten un adorno entonces cambian una base nitrogenada, va ocurrir lo que se llama un emparejamiento erróneo y es apenas lógico por que si tenia una adenina que se apareaba con una timina, y cambie la adenina por que le puse otras estructuras pues ya no empareja como debería emparejas por que ahora tiene otras estructuras sustituyentes y por eso aparece un emparejamiento erróneo cuando la base se altera. La tercera posibilidad es que se dañe la base y cuando la base se daña ya no puede formar puentes de hidrogeno entonces no se forman uniones y al no formarse uniones están la cadena una al frente de la otra pero esos puntos como no tiene unión tiende a desestabilizar la cadena y casi siempre producen rupturas en estos lugares y termina generando apoptosis en la célula como un mecanismo para que el ADN dañado siga en la célula. Estos serian como lo tres modelos mas generales de lo que puede pasar con una célula cunado tiene el efecto de un agente mutageno externo. Vamos a mirar cual es el principal efecto que tiene lo agentes de tipo físico dentro de estos están todas las radiaciones que Uds. quiera, pero para agruparlas de una forma mas general podremos decir que son radiaciones de tipo ultravioleta, ahí incluya rayos x,gama,beta etc… todo lo que sea de menso de 400 nanómetros que sabemos

que es el espectro ultravioleta. Que es lo que en realidad hace la radiación solar cuando uno se expone mucho a broncearse y termian generando cáncer de piel, básicamente esto es lo que pasa, se forman unas estructuras que se llaman foto productos, un foto producto es un dímero que básicamente se forma entre pirimidinas, podrianser dos pirimidinas timinas seguidas o timina citocina seguidas, entonces que ocurre? En todos los lugares donde el ADN tenga dos pirimidinas seguidas dentro de las misma cadena en vez de que las bases nitrogenadas que ahí aquí se apareen con la base del frente como debe ser, entonces con las radiación UV se rompen los enlaces con la pareja del frente y se forman enlaces intracadenicos, por eso se llaman dímeros de pirimidinas por que son uniones entre dos pirimidinas seguidas en una misma cadena y obviamente si las pirimidinas se asocian entre si pues ya no se asocian con la cadena del frente, quedando los puntos del centro sin continuidad, esto termina desestabilizando la doble hélice del ADN y por ende tiene un efecto muy nefato. Ahora las uniones de este tipo las que estamos formando aquí se pueden hacer de dos formas supongamos que esta es una pirmidina y esta es otra podríamos crear uniones verticales pero rectas paralelas entre si o podríamos formas uniones atravesadas, cuando se forman esas estructuras atravesadas se denominan anillos de cilobutano y las uniones rectas se llaman anillos de cilobutilo, entonces si alas uniones son atravesadas o transversas no

tenemos mecanismos de reparación, en cambio si las uniones son intra cadena pero de manera lateral y totalmente paralela esas si se pueden reparar, vamos a ver que tenemos una enzima que se llama fotoreactivasa y hace el favor de destruir esos dímeros, en general para la mayoría de los dímeros tenemos reparación, pero ahí unos dímeros que si se forman de manera transversal no se pueden romper no tenemos los mecanismos que hagan esto, lo único que habría para hacer seria que la célula hiciera apoptosis, entonces porque puede terminar generándose el cáncer en una célula expuesta a mucha radiación? Por que cada vez que nos exponemos a la radiación UV esto ocurre en todos los lugares donde tenemos pirimidinas seguidas en la cadena de ADN vamos a formar los dímeros de pirimidina solo que las enzimas que trabajan reparando nuestros daños los corrigen, pero una de las dos, que pasa si aumenta la tasa de formación de dímeros por que la exposición es muy alta y es mayor que la tasa de reparación de las enzimas pues llega un momento en el que vamos a superar y no vamos a poder corregir todos los distintos dímeros que se forman. Otra segunda posibilidad que pasa si tenemos un paciente que llega deficiente en las enzimas reparadoras de los dímeros pues esa personas si que no va poder corregir los errores, le van a quedar los dímeros formados en ultimas esto implica que la célula o se muera o que la célula se transforme, básicamente por esto pueden aparecer focos de

cáncer de piel en los sitios de mucha exposición a la radiación UV. Cual seria el mecanismo básico de trabajo o de mutación que genera una radiación UV? Básicamente la formación de fotoproductos dímeros de pirimidinas, aquí otro ejemplo en el que se ven las dos cadenas apareadas como deben estar pero habían dos pirimidinas seguidas, viene el foto producto forma el dímero e impide la unión con la de al frente y en todos los puntos en el que esto ocurra vamos a tener que no hay estabilidad en la cadena del ADN , generando al discontinuidad de la doble hélice induciendo al apoptosis celular. Como actúan lo agente químicos? Como ahí un espectro tan amplio de compuestos químicos por eso es mas común que conozcamos sus efectos muta génicos sobre la célula pero en el caso de los agentes químicos son muchas las acciones que ellos pueden producir: pueden existir y de hecho las ay, pero mejor lo dejamos para lo ultimo. Algunos de los químicos que actúan son los llamados agentes alquilantes acostumbran a donar grupos como los radicales etilo y los radicales metilo, entonces estos agentes alquilantes por ejemplo el etilmetanosulfonato es uno de los productos mas comunes de los motores de combustión por ende muy abundante en la ciudad, que es lo que hace este compuesto químico? Adiciona grupos etilo, se los adiciona a las bases nitrogenadas, imagínense una guanina que el etilmetanosulfonato le regala un grupo etilo y se convierte en una

etilguanina, esta ya no se va a comportar como una guanina sino como una timina y aparece el cambio de la dupleta adenina timina a guanina citocina, acaba de ocurrir una transición, como actúa la nitrosogunilina? Es muy común encontrarla en los derivados de acido nítrico que se usa para mantener los colores naturales en los productos cárnicos, impide que la hemoglobina se oxide y al impide esto se mantiene el color del tono rosado. Otro agente alquilante es la hidroxilamina forma parte de las pinturas, induce transiciones especificas de guanina citocina a adenina timina y todos los derivados del oxido nitroso que desaminan a la citocina la convierten en uracilo entonces permiten transiciones por que cambian las bases y permites que se aparen de manera diferente. Entonces cualquiera de ellos puede adicionar grupos funcionales nuevos a la base y la mutación se da por que se cambia la base con quien se aparea. Un ejemplo si la guanina era una purina y ahora se va a comportar como una timina fíjense que va a ganar esa adenina y me van a quedar dos bases nitrogenadas de tipo purina y entonces tenemos una trnasvercion por que recuerden que si cambiábamos una purina por una pirimidina o viceversa como son de familias distintas eso seria una transversion. Otros agentes químicos que producen mutación frecuentemente son los llamados agentes intercalantes, en el laboratorio vamos a trabajar con uno de ellos que es el mas utilizado para visualizar el ADN que es el bromuro de etilo pero otro agentes son intercalantes son la propabina, ICR191, básicamente

son moléculas que se ubican en la parte lateral o central del ADN introduciéndose como si fueran un sanduis para ubicarse allí y generar la posibilidad de que aparezcan una nueva estructura, aquí viene la dupleta normal y de pronto ala molécula se le mete el agente intercalante y cual es su efecto? Pues aumenta la distancia entre cada dupleta y esto se interpreta como la perdida de un nucleótido y la enzima en la siguiente replicación va colocar un nucleótido que antes no estaba involucrado, generalmente trabajan produciendo mutaciones de bases nitrogenadas en los puntos que estos compuestos se han intercalado , por que utilizamos agentes intercalantes en el laboratorio? Por que uno de estos agentes el bromuro de etilo se mete entre el ADN y como el ADN es transparente y no se ve nosotros lo podemos visualizar gracias a que el bromuro fluorece se lleva la molécula de ADN a un transiluminador e inmediatamente como el bromuro se metió en el ADN lo podemos ver, otro agente químico que es muy mutagenico es la aflatoxina pero tiene su vinculo con los agentes biológicos por que es una toxina básicamente producida por un hongo silvestre que esta en el ambiente, no ofrece mayores problemas su particularidad es que eventualmente puede desarrollar esta toxina, este hongo es el que por ejemplo contamina el pan, naranjas que en el centro es de color verde y alrededor va quedando blanquito, la aflatoxina genera sitios apurinicos que es que en el sitio donde haya purinas se pierde la base y deja el hueco y el problema es que lo rellenemos

colocando una purina distinta a la que estaba, por esta razón puede producir transvercion, entonces lo que hace la aflatoxina es que viene se incorpora a al molécula, como la hace tan pesada ella se rompe y por eso se dice que se originan los sitios apurinicos. También ay mutaciones cuando se introducen esto agentes químicos que se llaman análogos sinteticos y son producidos por el hombre en el laboratorio, son hechos básicamente como una estrategia de tratamiento para efectivamente de matar algunas células, por ejemplo Uds. saben que un mecanismo mara tratar a los pacientes que tiene cáncer es la quimioterapia, entonces cual es la estrategia de un análogo sintético? Básicamente supongamos que tenemos de manera natural a la timina, se acuerdan que la timina tiene dos grupos cetos y en la posición cinco tiene un grupo metilo, ese grupo metilo de la posición cinco se cambia en el laboratorio para producir un análogo de la timina que ay atener ahora la posición cinco, puede ser un bromo o yodo o flúor o cloro, como ya no es timina por que le quite el grupo metilo y le puse un bromo pasa a llamarse 5bromouracilo que es entonces un análogo sintético de la timina, que va a ocurrir? Cuando las bases nitrogenadas y los ac. Nucleicos ingresan por los alimentos no son útiles para la célula, se degradan en el organismo y dan la vuelta para finalmente ser eliminados a través de la orina, la pregunta es como se hace para que las bases nitrogenadas que quiero

que se incorporen a la célula puedan llegaras hasta ellas sin ser previamente destruidas? Por esta razón la estrategia de la quimioterapia no se aplica por vía oral si no de manera endovenosa, al colocarse de manera endovenosa lo que estamos haciendo es engañando a las células para que no se de cuenta que estos elementos llegaron por una vía exógena, si no que parezca que han sido producidos por el mismo organismo, que característica tendría que ellos se reciben en la célula se interpreta que este 5bromouracilo era una timina y se incorpora, ahora esa célula va a dividirse, cuando se vaya a dividir el ADN polimeriza empieza a revisar y se da cuenta que esa no es una timina e inmediatamente se para el proceso de división celular, no sigue y de esta manera es que se detiene la división sin parar de las células malignas o también es una situación de tratamiento para las infecciones virales las cuales el análogo al colocarse allí frena la división deteniendo la proliferación del virus, por esta razón cuando se están utilizando para el tratamiento de un paciente que tiene una infección viral son importantes mientras estén en la célula, que pasa si suspendo el tratamiento, pues nuevamente la célula incorpora las bases nitrogenadas normales y todo sigue normal y vuelve el virus y comienza a replicarse, es decir son tratamientos que deben ser permanentes hasta que el individuo se muera por que lo que estoy haciendo es detener la multiplicación del virus, por que yo no puedo matar el virus lo que hago es detener su tasa de multiplicación, el problema en

los tratamientos de un cáncer es que así como mata a las células malignas también mata a las células propias del organismo que producen unos efectos secundarios muy fuertes como la caída del cabello el vomito, diarrea etc, por que como no tiene una selectividad por el tejido dañado si no van por circulación pues obvio atacan a las células malignas y a las normales y este es el problema de los efectos secundarios que pueden descompensar al paciente y llevarlo a la muerte por que lógicamente es un tratamiento muy agresivo, en lo que se esta trabajando es en como llevar el medicamento o el tratamiento exclusivamente al tejido afectado, que es lo que se esta manejando ahora con la radioterapia que es manejar efectivamente los dímeros la célula se desestabilice y en ese orden de ideas se mueran las células malignas y no sigan proliferando , entonces el mecanismo de los análogos es ser muy parecidos a una base pero que al incorporarse permitan que se detenga la división de la célula, como entran lo agentes muta génicos al núcleo? Son capases de viajar solitos. Agentes muta génicos biológicos, totalmente demostrado que existen virus que tiene la capacidad de ------ (no se entiende) la célula por que básicamente después de incorporar su material terminan transformando alguno de los genes de la célula que van a controlar las divisiones celulares y entonces esta totalmente establecido que el virus del

papiloma produce cáncer de cerviz, el herpes simple de tipo dos que es el que infecta a las vaginales, se considera un microorganismo de transmisión sexual y que produce también carcinoma de cerviz y la rubeola que sin ser uno de estos, Uds. saben que si llega en infectar una madre en los primeros meses de gestación se ubica dentro de los tejidos que se están desarrollando y produce cualquier cantidad de malformaciones, a partir de lo que el a utilizado como células para alimentarse y sobrevivir, estas mutaciones no solo mutan la célula sino que la malignizan y vamos a ver que una célula se transforma cuando a sufrido muchas mutaciones, entonces estos son los que tienen un efecto que es conocido como oncogénico, no solo hacen mutaciones sino que hacen tantas mutaciones que terminan generando una célula transformada, que quede claro que ganar una mutación no es de una vez ganar una cáncer el problema es tener tantas mutaciones que podamos transformar la célula, ay una bacteria que es el nicoplasma produce multiplesmutaciones pero básicamente por que hace rupturas totales de los cromosomas entonces tiene un factor altamente mutagenico por su capacidad de hacer ruptura de los cromosomas.

VII CLASE (2H) MECANISMOS BIOLOGICOS DE REPARACION

Habiamos hablado de que eran los mecanismos que generan de manera natural o de manera artificial, por no decir que apartir de agentes externos, cambios en el material genético, mutaciones, recuerdan?. Entonces vamos a abordar ahora todos los mecanismos q permiten hacer la reparación de esas mutaciones porq si uds se acuerdan nómbrenme 3 ejemplos q puedan causarme mutaciones en el adn: Agentes químicos: agentes intercalantes , la radiación, rayos solares y demás. Porq no revisan el cuaderno haber q dice: por ejemplo no podemos ester en contacto con agentes mutagenos cuando tenemos una patología q nesesitemos mejorar y entonces hata q dar una quimioterapia, por ejemplo el paciente q tiene q someterse a una radioterapia no esta en presencia de un agente químico, por ejemplo cuando nosotros tenemos un alimento q se puede contaminar, dijimos con sustancias q tengan toxinas como las aflatoxinas deribadas de las perjilus podrían tener agentes mutagenicos, por ejemplo bacterias como la actinomisis o virus con los q estamos en contacto como el vih, el Hermes el hepatitis b, el papilomavirus, entonces la pregunta es… si nosotros estamos en permanente contacto con agentes mutagenos porq es la realidad, cual es el mecanismo q desarrolla la celula para evitar esa mutacion, porq el recuerden q el concepto de mutacion esta circunscrito a q el cambio se de pero permanezca dentro del genoma, es decir, la mutacion aparece como un evento inicial por la agresión q causa el agente pero el

organismo tiene un mecanismo de reparación y por lo tanto de las posibles entre comillas mutaciones q uno puede tener, q vamos a poner un ejemplo, pueden ser unas 20 por cada dia, pues de ellas realmente puede q ninguna sea una mutacion verdadera porq los mecanismos de reparación va a actuar repidamente para mejorar, cual seria la posibilidad de q eso no se de? Una primera seria una sobre exposición a un agente mutageno y q por lo tanto la celula no sea capaz de sea a basto de reponer… ejemplo el técnico de rayos x y q esta todo el tiempo en contacto con la radiación porq esa es su funcion dentro del trabajo, por eso la recomendación de un contador q q le vaya diciendo cuanta expocision tiene y por lo tanto para ese tipo de trabajos debe haber tiempo, o un periodo en el q la persona debe estar fuera de su lugar de trabajo, para q eventualmente el exeso de mutaciones no sea mayor q su capacidad de reparar y eso induza a q las células se transformen. Uds debieron haber visto q en el caso de la malignizasion de una celula el mecanismo es mucho mas común en la celula q mas se divida por esta razón las células como los epitelios , células blancas y otros tegidos q tienen una taza de replicasion alta, pues son mas suceptibles a desarrollar un proceso maligno porq entre mas divisiones se tengan pues mas posibilidades de acumular mutaciones, en ese caso cual seria la fuente de la mutacion, si la división celular favorece q tengamos mas posibilidad de mutar?

Cuando las fuentes no eran externas, de donde podrían venir las mutaciones…. De fuentes naturales para producir mutaciones , la principal fuente natural es la replicación del material genético, entonces si una celula se divide mas, mas probabilidades de q al momento de hacer la sintes por el mecanismo semi conservativo de sus nuevas hebras vaya a poder incorporar nucleótidos erredo y esas mutaciones finalmente puedan qdar en el organismo. En otras palabras: mas común el cáncer entejidos q se dividen mucho q de los q no, y por ultimo, porq a uno le termina dando cáncer, o porq el cáncer esta asocado con una edad mayor a 50 a;os : es porq a medida q pasa el tiempo las mutaciones se nos van acumulando, hasta q tantas mutaciones acumuladas ayudan o favorecen entre comillas q ciertos genes q ienen q ver específicamente con el proceso del ciclo celular se puedan alterar y entonces aparezca una celula transformada, y apartir de ella todas la demás q se deriben como en la teoría clonal, q vamos a ver q es la génesis mas aceptada de aparición del proceso maligno, entonces cuando ese modelo no se conserva, cuando tenemos un niño y aparece con un cáncer, entonces aquí vamos a decir bueno y aquí q paso con los mecanismos, de ahí deriva la segunda teoría y es q hay cierto tipo de malignidades q pueden tener además un patrón heredado, es decir q no necesariamente se desarrollan de una manera adquirida y por lo tanto no obedecen a responder a q se presenten a una edad tardia q seria lo q

normalmente uno esperaría a una expocision a muchos agentes. Hay mutaciones q están directamente asociadas a la aparición de un cáncer y esas mutaciones están ubicadas en ciertos genes, q si es un gen q sabemos q solo tenemos dos copias por persona para ese gen, entonces heredamos uno de los 2 alterados, es una premutacion, solo me qda la otra copia para q mute y cuando esta lo hace tengo los requisitos para q el cáncer se de, o inclusive hay unos tipos de cáncer q se ha visto, q conque uno de las dos copias este alterada se comporta en un patron q podríamos decir dominante, por lo tanto con una sola copia danada tendríamos la presentación de la patología. Habran como las dos génesis y las dos génesis las vamos a ver estarán variando con respecto a cuales genes van a alterarse y al tiempo de la presentación de la patología. Vamos a repasar lo q ya habíamos visto, dijimos q la mutacion era un cambio en la secuancia de adn, pero un cambio q tenia q cumplir la característica de q se qdara, fuera permanente, y podría tener estos efectos variados, uno q no se detectara, cuando afectictivamente no cambiara el tipo de aminoácido, dejara la misma tripleta, o podría si cambiar un aminoácido pero este no tener una función muy espacifica dentro de la proteína y por lo tanto no cambiar su funcionabilidad, otra posibilidad era q si el aminoácido nuevo produjera un sentido erróneo y podríamos tener desde q no pasara nada realmente, hasta que se notara algún cambio q no

fuera incompatible con la vida o alguno q definitivamente no fuera permitido para la celula y produjera PROBABLEMENTE UN PRODUCTO ABORTIVO, por ultimo podríamos tener q la mutacion generara uno de los tres codones de terminación, y en estecaso tendríamos un truncamiento o una terminación abrupta de la sintes de la proteína con lo cual el producto podría ser no utilizable, y tendríamos seria una ausencia de respuesta para ese tipo de proteínas; por ejemplo: con respecto a la hemo globina, dijimos q un sentido aceptable seria la hemosglobina ikari, podríamos tenerla perfectamente entre nosotros, porq solamente se detectaría en un patrón electroforético y en realidad la función proteica estaría totalmente conservada, podríamos tener un sentido parcialmente aceptable, siendo erróneo, permitir la vida como es el caso de la anemia de las células falciformes, donde si el paciente mantiene una baja necesidad de o2, puede mantener un ritmo de vida acaptable, o podriams tener un sentido totalmente inaceptable como es el caso de tener en la cadena alfa de la hemoglobina A una mutacion en la posición 58,q esla q permite la unión del hierro a el grupo hemos este alterada, entonces lo q ocurre es q esta hemoglobina va a fijar hierro ferrico en lugar de hieroo en estado ferroso y ello nos lleva a q no pueda llevar oxigeno, luego hace a esto incompatible con la vida. De donde podríamos tener la fuente de la mutacion, la primera seria un evento expontaneo o natural va a darse sobre la celula en cualquiera de estos tre

momentos mas probablemente: en el momento de replicación de la celula, q se cometan errores y estos no se corrijan, en una lesión fortuita de una celula q significa que puedan perderse algunos de los nucleótidos porq se liberen de la celula o por ultimo cuendo teníamos este tipo de genes saltarines o elementos trasponibles q poeden cambier dentro del genoma y ps obiamente a donde lleguen pueden alterar una secuencia y lógicamente producir una mutacion. Entonces en los errores de la replicación tenemos rápidamente tres posibilidades, una q lo q se cambie ni se gane ni se pierda, sino se sustituya, entonces seguimos conservando el numero de nucleótidos, pero se cambio una guanina por una timina, si el cambio es poner una base nitrogenada de la misma familia es decir pirimidina por pirimidina, tenemos lo q se llama una transcision, en cambio si se cambia una pirimidina por una purina se llama una trasversion, en general tienen efecto mas nefasto las trasversiones q las transisiones. También podríamos tener las otras situaciones, no q cambiemos sin ganar ni perder sino q efectivamente perdamos o ganemos nucleótidos, entonces estos son todavía mas agresivas dentro del genoma porq van a producir las llamadas mutaciones pram-chi, en español mutaciones con corrimiento del marco de lectura entonces ahora todo los aminoácidos q se ponen en ese gen especifico van a dar ahora secuencias distintas, vamos a tener ahora proteínas con una nueva composición, y obiamente aca también

correriamos el riesgo de q una de esas nuevas tripletas q se formen involucren alguna tripleta q sea de parada, y se genere entonces un codón stop, con lo cual pararía la sintesis de la proteína.Perder o ganar nucleótidos, e las mutaciones, tiene un efecto mas efasto en la mayoria de las ocaciones que tener una sustitución. Cuando tenemos el segundo tipo de mutaciones naturales? Las sesiones fortuitas, es decir, cuando eventualmente dentro del material genético se desamina una base nitrogeneda, ejemplo, la citocina su grupo amino y se comporta como si fuera un uracilo, normalmente la citocina tiene en la posición 4 el grupo amino, y si se pierde este grupo amino, tenemos la ganancia de dos grupos cetos y un uracilo, también puede ocurrirle a la adenina q se desamine y entonces se convirte en una hipoxantina, y porq es es una mutacion, porq esa base nueva q aparese se va a aparear con una nueva q no era la del frente, muchas veces la mutacion en si no es el cambio de la base sino q esa nueva base, cuando venga una nueva replicación, no va a poner al frente lo q había. Entonces lo q realmente hace q las desaminaciones y las lesiones fortuitas sean mutaciones es q no cambien puntualmente esa base sino q inducen a q lo q aparea al frente se una nueva base y en ese momento queda introducida la mutacion. Otro tipo de la lesión fortuita es la depurinacion, q significa q se pierde o se quita la base nitrogenada, una sola, en general las purinas, guanina y adenina,

se desprensen o se sueltan y dejan un hueco en la doble hélice, porq les estoy repasando esto, porq ahorita q miremos los mecanismos de reparación cada uno de ajusta a cada uno de los tipos de errores. En el caso de la depurinacion conserva el azúcar y conservo el fosfato y sigo unido ala cadena de al frente por los demás sitios pero esta base de aquí no tiene con quien unir y por que porque aquí no hay imagínense que se halla echo un hueco se halla sacado solo la base y me halla quedado el azúcar con el grupo fosfato, eso es una depurinacion. Y finalmente dijimos que los transposones van ha poder hacer mutaciones porque eso es lo que ellos hacen son los únicos elementos o las únicas regiones de material genético que pueden cambiar físicamente de lugar porque ustedes debieron haber aprendido el concepto de que un gen esta ubicado en su misma posición y esa misma posición se denomina en singular su locus y se denomina en plural su loci entonces ahora estamos diciendo que hay segmentos de adn que si pueden cambiar de lugar, los transposones no son genes porque están ubicados en las regiones medianamente repetidas y por lo tanto no obedecen a regiones que codifiquen para proteínas pero como pueden viajar en el genoma ellos si pueden hacer algo; salir del sitio donde estaban en las regiones medianamente repetidas y vengan y se ubique donde hay un gen, entonces que pasara con un gen que gane una secuencia que no tenia pues al final

queda muchísimo mas largo y queda con una serie de nucleótidos que no lo estaban formando y por lo tanto la proteína que se forme a partir de el va a ser diferente. No es que esto ocurra todos los días ni que sea muy frecuente en el genoma pero puede suceder que los trasposomas vengan y cambien regiones de los genes estos trasposomas se cree que se ganaron a partir de segmentos de virus que se incorporaron en el genoma humano entonces ustedes han escuchado como los virus vienen e infectan a la célula y que no tienen toda la maquinaria para desarrollarse solos sino que tiene que ser parásitos de una célula huésped ellos lo que van a hacer es que van a incorporar su genoma a la célula blanco y cuando llegan y salen dejan regiones de su composición dentro de la célula por esa razón es por lo que cuando uno ha tenido una hepatitis le evalúan para donar sangre es si uno a tenido hepatitis ya que se pueden conservar esos virus incorporado en su célula y que esas células cuando lleguen al nuevo individuo y si esa persona no se ha infectado nuevamente se podría desarrollar el proceso infeccioso lo mismo aplica para el virus bph, hiv y para todos los virus que ustedes quieran imaginar. Entonces ocurre que los fragmentos de los virus que han quedado en los seres humanos parece ser que es lo que ha quedado de esos genes saltarines o trasposones que no eran de nuestro genoma pero que se han ido incorporando a partir de las infecciones virales que han tenido nuestros antecesores. Y así como tenemos mutaciones que de

manera natural pueden producirse también tenemos mutaciones como respuesta a agentes que tenemos en el entorno por eso se llaman mutaciones inducidas y pues las hay de todas las tres familias; pueden haber agentes químicos físicos o biológicos que produzcan mutación. Dentro de los físicos casi todos tienen que ver con las radiaciones que vienen del campo ultravioleta (rayos gamma, beta, delta, rayos cósmicos, x) todo lo que tenga menos de 400nm hacia abajo es lo que se considera el rango de las radiaciones uv y todas ella actúan mediante un mismo mecanismo que es el de producir o generar fotoproductos un foto producto es organizar todos los lugares donde el genoma tenga pirimidinas seguidas en una misma cadena formar puentes intracadena y por lo tanto evitar que la base se aparee con la de al frente. Eso lo que genera es muchos puntos de no unión entre las dos hebras y eso genera inestabilidad genómica y en general las células terminan haciendo proceso de apoptosis por ea inestabilidad o en su defecto hay que entrar a corregir esos dímeros y entonces tendremos un mecanismo de reparación especifico para la formación de los dímeros de pirimidina cuantos dímeros se pueden formar? Todas las que quieran porque eso depende de cuantas dupletas de pirimidinas halla en el adn y esa es una variante en la que se puede cambiar de persona a persona pues el genoma puede tener distinto número y diferente secuencia dependiendo del sitio que estemos analizando. Cuales son los efectos de los

químicos, hay un amplio espectro de agentes muta génicos pero aquí voy a mostrar los ejemplos mas comunes; dijimos que uno de ellos eran sustancias que jugaban como sustancias análogas a las bases es decir químicos producidos en el laboratorio con un pequeño cambio en las bases nitrogenadas con el único interés de que se incorporen en un genoma y que impidan la replicación de la célula, se utiliza en el caso en que una célula que esta infectada con un virus se multiplique pues entre mas se multiplique mas vamos a invadir a los tejidos con la infección viral un ejemplo típico es la persona que se infecto con el virus HIV entonces como se mantiene ese paciente sin que desarrolle el SIDA, básicamente manteniendo el virus en el mínimo de las posibilidades de replicación y como hago para que no se replique y es dando estos análogos pues una vez incorporados al ADN de las células infectadas cuando la polimerasa viene para tratar de hacer una replicación de esa célula, reconoce que esa base tiene un detallito diferente al natural e inmediatamente para el proceso de replicación. Son capaces estos mecanismos de destruir el virus? Pues no porque al virus no le están haciendo nada solo están parando la replicación de la célula para dificultar la multiplicación. Que pasa si se suspende el tratamiento pues inmediatamente se incorporan otra vez las bases normales, esa persona va a poder dividir sus células de manera normal y entonces el virus vuelve a comandar la replicación del material y en una replicación muy grande tenemos

que el paciente desarrolle el síndrome como tal del SIDA. Otra cosa, en esas quimioterapias les decía yo, que no tenemos todavía la posibilidad de ser exageradamente selectivos como solamente para atacar a los LINFOCITOS T CD4+, pues el tratamiento al no ser selectivo va a traer algunos efectos secundarios no deseados. Otras sustancias bastante muta génicas son los agentes alquilantes que les decía yo que generalmente se producen por de los motores de combustión. Cuando un motor esta funcionando genera muchos tóxicos, por eso es más común tener mutaciones en la ciudad que en el campo. Por ej. El metiletanosulfonato, esta básicamente en lo que se esxpide en los motores de combustión, la nitroso guanidina la vamos a encontrar por ejemplo en algunos de los aditivos de los componentes de los alimentos que ayudan a mantener el color rozado como para los embutidos, y la hidroxilamina que la podemos utilizar en el laboratorio para coloración y el acido nitroso que aparece de múltiples combinaciones o lugares donde el puede estar actuando. Los agentes alquilantes pegan o alquilan a las bases. En el caso de la guanina cambia este grupo ceto por un grupo metilo, entonces los agentes alquilantes pueden colocar agentes metilo o etilo entonces acaban de cambiar la base para cambiarla de guanina a una 6metil guanina la cual se va a comportar diferente. También tenemos la acción de los agentes

intercalantes los cuales no van a cambiar ninguna base sino porque se introducen en el medio de un par de bases, aumentan la distancia entre dos bases entonces la polimerasa interpreta que se perdió una base e incorpora nuevos nucleótidos al azar introduciendo con ello la mutación. Ejemplos de agentes intercalantes son la profalavina, la naranja de aquirina, bromuro de tidio, el ITR 191 y muchos mas. Y esta que a pesar de estar en los grupos de los agentes químicos realmente se genera a partir de los agentes biológicos por que es una toxina, que es la alfatoxina que es producida por un hongo el cual para este funciona como un mecanismo de defensa pero cuyo mecanismo real es producir transversiones, que es mas grave que una transición, entonces los agentes son múgatenos porque en realidad producen mutaciones, no son agentes cancerígenos lo que en realidad ocurre es que se acumulan muchas mutaciones y lo que lleva a que la célula se convierta en una célula cancerígena, entonces lo que quiero decir es que no hay un agente que por una exposición o dos vaya a producir cáncer. Y dentro de los virus que están implicados que tienen implicación de mutación sobre una célula y dentro de las bacterias hasta ahora que se sepa esta el MICOPLASMA. COMO SE DEFIENDE LA CELULA Siempre comienza a defenderse por el mecanismo más sencillo y mas tarde si es necesario va activar el

mecanismo mas sofisticado. La respuesta también se da al principio puntualmente al daño que sufrió y segundo tan exagerada como se necesite. LO mas sencillo es este mecanismo que se llama la detoxificacion: Uno de los mecanismos mas frecuentes de mutación es el echo de que la célula se oxide es decir la ganancia de los famosos radicales oxido y superoxido que la célula envejece y se muere, entonces cuando se producen estos radicales por el proceso metabólico lo primero es que se active esta enzima que es la superoxido dismutasa que hace que los radicales oxido y superoxido no le vallan a oxidar sus estructuras de la célula entre la que se encuentran las bases nitrogenadas, porque en vez de tener un grupo amino se convierte en un grupo ceto y esto vamos a ver mas adelante cuando hablemos de metabolismo que cada vez que una estructura química se va oxidando es sinónimo de que se va a degradar , es decir que el proceso final metabólico es hacia la oxidación de los compuestos, y por lo tanto es un común que estemos reuniendo radicales oxido y superoxido y lo que hace la célula es que active a la SOD y lo que hace esta es que cualquier molécula que halla recibido este radical viene y lo convierte rápidamente en peróxido de hidrogeno y sobre este vienen y actúan la catalasas que vienen y lo convierten en agua y oxigeno, entonces ese es el primer y mas sencillo que tiene la célula para salvarse. Que pasa cundo se presenta la situación que se presenta de manera natural en la que se podían

generar lesiones fortuitas (desaminacion y depurinacion) vamos a ver como actúan unos mecanismos para hacer la prevención de esta lesión: Dijimos que las radiaciones UV iban a generar unos foto productos que se eliminan por la acción de la enzima fotoreactivante, es decir que es una enzima que únicamente trabaja en la presencia de la luz blanca y su función es romper las uniones intracadena para que se pueda volver a asociar con la cadena de al frente. Este arreglo se da si y solo si estas uniones se dan PARALELAS, pero podría ocurrir que el dímero se forme por uniones cruzadas, las cuales no tenemos enzimas para reparar ese tipo de mutación lo que ocasiona que si se acumulan muchas causa la muerte celular. • Que pasa cundo tenemos un proceso de alquilacion dado por ejemplo por el metiletanosulfonato, entonces existen enzimas llamadas transferasas que reconocen específicamente el grupo alquilo entonces lo que ellas hacen es venir a quitar el grupo alquilo que el agente puso y dejar la base como era. También tenemos tranferasas para reconocer grupos etilo y metilo. •

Pregunta: Existen dímeros de purina.

Respuesta: NO. Ya que lo que facilita que se de estos dímeros en las pes que estas tengan solo un anillo, mientras que las purinas como son dobles y están apareadas frente con frente no tienen a formar dímeros. Como actúan la transferasas? La 6-metil guanina produce una mutación ya que impide la formación de todos los ptes. De H que deberían formar, en donde quedan unidos solo por uno y no por tres como debería ser y esto desestabiliza la unión. La transferasa, que tiene radicales cisteína los cuales se unen al grupo metilo, lo une y libera a la base nitrogenada de esa manera de ese metilo. Se acuerdan que habíamos hablado de la s-metil cisteína o s-metil metionina los cuales pueden remover los metilo y luego llevarlos a otras estructuras ▪ Vías de escisión general: Es la mas común de las vías de activación para los mecanismos de reparación, porque también hay una vía de escisión especifica entonces viene la ADN polimerasa y que ella ustedes saben que tiene función de extremo 5´ a 3´ la función de polimerasa pero cuando llega a el extremo 3´ se devuelve y hace función de exonulceasa de 3´a 5´y si encuentra algo errado lo quita o escinde. Entonces esta es la vía de occiso

general en la que la ADN polimerasa en cuando reconoce un error el cual lo puede reconocer de diferentes maneras: o cuando lo que esta apareado con lo de al frente no corresponde por ej. Cuando en vez de tener G-C tengo G-T en donde no hay una correspondencia de complementariedad, o la otra es cuando el emparejamiento esta por un solo puente y por los otros no lo cual puede ser porque algo esta errado en las bases en el emparejamiento. Entonces ella reconoce el error y siempre saca entre 10 y 11 nucleótidos los escoge partiendo del centro en que esta el error y coge 5 hacia arriba y hacia abajo en donde se asegura de que se saque el error , una vez escinde los nucleótidos actúa en el sentido contrario polimeriza y coloca los nucleótidos correctos y como ustedes saben que la ADN polimerasa no es capaz de colocar nucleótidos por el extremo 5´ eso es una limitante que tiene entonces pone el ultimo de los 10 o de los 11, pero hay queda en el aire con respecto al siguiente, entonces el ultimo punto será que venga una ADN ligase y una o selle las dos bases nitrogenadas contiguas que quedaron que se acaban de poner.

Pregunta: Las vías de escisión general se utilizan para reparar errores que se dan después de la replicación, ya que recuerdan que un punto para ganar mutaciones era cundo se daba la replicación, entonces este mecanismo se activa cada vez que se esta dando la replicación y que tenemos que revisar para ver que todo este correcto. La pregunta es la siguiente, resulta que aquí hay una hebra y aquí hay otra hebra, cabe mostrar que la polimerasa abraza las dos hebras y tanto para polimerizar lo hace tanto para abajo como para arriba y resulta que encuentra dos que no cuadran entonces tiene que escindir solamente la cadena defectuosa, no va a escindir las dos cadenas, tenemos un plan que es por halla el plan z en que se van a quitar el pedazo de las dos cadenas, porque imagínese la gravedad de llevarse por halla las dos entonces que me queda de molde, yo como se que era lo que tenia que poner ahí, entonces solo quito una cadena porque la otra me sirve de referencia si hay una T-G que yo se que esto no puede ser ya que guanina debía estar con citosina y t con a como hace esta encima para saber cual de las dos no es porque imagínese que vaya y quite la que era correcta y ayudo a hacer el favor de dejar la mutación, entonces como sabe cual era la correcta y cual era la que debía quitar. Cual es el mecanismo de una célula

normal nuestra en el caso femenino cuando tiene mas de un cromosoma X? que hace con el otro? O los tiene activos los dos? CONTINUACION Resulta que aquí hay una hebra y aquí hay otra hebra, y nosotros tenemos por ejemplo aquí un error, mejor dicho por ejemplo, la célula esta revisando, cierto!!; la polimerasa en realidad se ha visto en modelo que abraza las 2 hebras y tanto para polimerizar lo hace para abajo como para revisar, y resulta que aquí encuentra 2 que no cuadran, aquí hay una guanina y aquí hay una timina. Entonces la pregunta es; pues claro que llega y escinde, pero ojo no escinde las 2 cadenas, no tenemos sino un solo mecanismo que lo vamos a ver por allá al final que es como el plan Z, que puede quitar las 2 cadenas porque imagínese la gravedad de llevarme las 2 y entonces que me queda de molde; yo como se que era lo que tenia que poner ahí. Entonces todos los mecanismos quitan y cambian una cadena, pero la otra no porque la otra le sirve de referencia. Entonces la pregunta es: si aquí hay una timina y aquí una guanina y yo se que eso no puede ser, porque guanina debía estar era con citosina y timina con adenina; como hace esta enzima para saber cual de las 2 es la que no es?... porque de hecho podía ser

timina con adenina entonces la que estaba mal era la guanina, o podía ser que era la guanina con citosina y la que no me sirve es la timina como resuelve ella ese problemita... Porque imagínese que tan viva de pronto quite la que era correcta y entonces le ayudo a hacer el favor de dejarle la mutación, se llevo la guanina que era la que debía dejar y entonces le puso a la timina, la adenina en frente y ahora si que las embarro mas rápido. Entonces como sabe a cual le cree de las 2, cual era la correcta y cual debe quitar??... Cual es el mecanismo que utiliza una célula normal nuestra en el caso femenino cuando tiene mas de un cromosoma X; que hace con el otro o los tiene activos los 2?.. bueno si no se acordaron ubiquémonos en este escenario porque sino nos tocaría desviarnos mucho. En realidad el otro cromosoma X se inactiva, pero les preguntaba por el, porque el mecanismo de inactivación que opera allá es el mismo que trabaja acá, y es que siempre la célula cuando termina de hacer toda la replicación y de revisar; es decir, al final de G2 antes de entrar a la división celular, inmediatamente coge sus dos hebritas y las metila ambas. Para que las metila?.. para que la célula entienda que como quedo quedo, es decir, después de que las metilo no hay vuelta atrás. Entonces cuando estamos en la división celular y tenemos un error, como sabemos cual fue el error y

cual es lo verdadero; porque la hebra, que se acuerdan que el patrón es semicoservativo, tiene una hebra antigua y una que se forma; entonces la hebra de la que se forma esta metilada y la nueva esta sin metilar; donde encuentre de las 2 la metilada ella sabe que la hebra que tiene que cambiar es la otra; podría ser la timina o podría ser la guanina, no lo sabemos; porque es la metilacion la que le dice, y una vez que corrija el error y haya terminado de hacer la revisión, al momento inmediato anterior de la división celular metila ambas y quedaron así las dos, y para próximas divisiones siempre será el mecanismo de reconocimiento del molde original correcto y del que estaba apenas formándose que con sus errores podría haber apareado una base que no correspondía, entonces en esos casos para hacer el reconocimiento, nos valemos del mecanismo de la metilacion. Entonces aquí ven el ejemplo: esta pasando la polimerasa revisando y encuentra todo perfecto, pero aquí de pronto encontró una cosa que no cuadra; fíjese incluido un dimero de pirimidina o podría ser simplemente un apareamiento errado entre esto y esto o un desapareamiento, porque podría ser que las dos bases en realidad eran las que correspondían pero que por alguna razón no están bien apareadas. Entonces cuando encuentra una distorsión de la doble hélice; ella reconoce y rompe por aquí y por aquí, y escinde mas o menos de 10 a 12 nucleótidos; los saca y viene y sintetiza todos los correctos que deberían

haber aquí y una vez que termina entonces sabemos que este punto de sello ella no lo puede hacer, porque no es capaz de polimerizar pegándole al extremo 5’ por eso interviene la ligaza para unir el punto y acaba de quedar corregido el error. Esa es la vía de escisión general y es la que la célula mas aplica o mas utiliza como mecanismo de reparación. Aquí ven un ejemplo similar y la corrección. Resulta que para hacer ese mecanismo de corrección debemos utilizar las enzimas, que básicamente hagan esa función de reparar; y por supuesto que las enzimas como la gran mayoría son de naturaleza proteica, pues podríamos tener histonas que tenga mutaciones en el gen que da lugar a la DNA polimerasa, por lo tanto el mecanismo de reparación se va a ver comprometido. Porque lógicamente que pasa con una enzima que debería reparar y no repara porque esta alterada?... en ese caso todos los errores empiezan a quedar y entonces esa patología en la que tenemos alterada la vía de reparación por escisión general produce una enfermedad que se llama xeroderma pigmentoso en el que básicamente las personas empiezan a desarrollar en todos los puntos donde hay errores pequeños tumores o pequeños focos de células malignas; porque empiezan a reunirse mutaciones y estas no pueden ser corregidas porque su mecanismo de reparación esta alterado.

Básicamente cual para hablar de xeroderma pigmentosos, el de la DNApolimerasa que tiene funciones de exonucleasa, ósea la que interviene como mecanismo de reparación y por supuesto lo que va a ocurrir es que: 1ro si es una enfermedad con mutación de un gen, pues es una enfermedad genética. 2do el niño desde que nace, nace con la deficiencia. 3ro su mecanismo de presentación va a ser a una edad temprana, lógicamente porque desde el principio tenemos el error. 4to entre mas nos expongamos a la radiación, peor nos va a ir, porque mas primero se puede formar y solo tiene activo su mecanismo de enzima fosforreactivante para corregir rápidamente, pero el segundo mecanismo de la vía de escisión general no le sirve y entonces van a formarse múltiples focos de muchas mutaciones que finalmente se van a malignizar, entonces el cáncer mas común para esos pacientes es el cáncer de piel. Bueno…y así como hay una vía de reparación general también hay una vía de reparación especifica, la cual va a corregir los errores fortuitos de los que hablamos: la desaminación y la depurinacion. Como se corrigen las desaminaciones: entonces se activa un mecanismo que se llama de reparación con glucosilasas; es decir hay enzimas encargadas

básicamente de reparar esas desaminaciones y hay un segundo mecanismo que es cuando se generan sitios apurinicos, entonces se activan unas endonucleasas especificas de sitios apurinicos. Como actúan entonces estos 2 mecanismos: La acción de las glucosilasas; que es lo que ocurre cuando hay una desaminación?... aquí hay un ejm: esta guanina debería estar apareada aquí con una citosina, como la citosina se desamino se convirtió en un uracilo, entonces por eso el uracilo no empareja con la guanina porque no corresponde. Cual es el mecanismo de reparación de esa desaminación?... entonces aquí aparecen unas enzimas que se llaman glucosilasas que viene y quitan a la base que se había desaminado y sacan el uracilo; que pasa cuando queda este hueco aquí?.. se queda comportando esa glucosilasa que saco el uracilo y genera lo que se llama un ciclo apurinico porque fíjense que esto era lo que ocurría con la depurinacion, se va solo la base y queda el azúcar y los fosfatos, únicamente deja un hueco. Entonces lo que hace la glucosilasa es eso; reconocer todos los sitios desaminados y sacar solo la base para que la célula lo interprete como si fuera un sitio de depurinacion y entonces ahora el 2do mecanismo que se activa es el que se activaría para los sitios apurinicos. Entonces se activaría la endonucleasa para sitios apurinicos y encuentra que aquí esto es un hueco y al encontrarlo lo rompe y al romperlo quita los 2 elementos que

faltaban; el azucar y el fosfato y deja el hueco completo y ahora una DNApolimerasa viene y coloca el nucleotido correcto y finalmentela ligasa cierra. La estrategia de la glucosilasa es en realidad reconocer los sitios desaminados o las bases, para sacarlas, y al sacarlas originar un sitio apurinico y de allí para adelante sea porque la glucosilasa me quito la base ó sea porque se callo de una manera natural; el sitio de las apurinaciones funciona con un reconocimiento de una endonucleasa que quita los 2 elementos que sobraban, azúcar y fosfato, una polimerasa que pone el nucleótido correcto y una ligaza que sella. Entonces que diferencia tiene con la vía de reparación general, pues que no se sacan 10 nucleótidos, solo nos concentramos en el nucleótido que tiene el error. Vuelve y explica de nuevo la imagen……… Este es el mismo mecanismo de la mitad para adelante porque es el que operaria si lo que se perdió fue una purina y entonces tenemos la depurinacion y como actúan las endonucleasas que reconocen sitios apurinicos?.. harían básicamente lo mismo. Tenemos de manera natural la perdida aquí de la base, luego la abertura por la endonucleasa para quitar el azúcar y el fosfato, aquí la DNApolimerasa

colocando el nucleótido correcto y luego la ligasa serrando y quedo corregido el error. Pero resulta que la célula se tiene que proteger hasta lo que mas pueda de una mutación, porque es que introducir una mutación es gravísimo para ella y obviamente para la integridad del ser donde esta ubicada la celulita, entonces a pesar de que halla activado todos estos mecanismos podría suceder que todavía se le halla escapado una mutación, entonces tiene nuevos mecanismos para volver a revisar y a corregir e impedir que le quede un error. Entonces estos mecanismos los activa cuando?... después de que se ha dado la replicación, ya activo todos los anteriores y le toco, en teoría corrigió todo lo que estuviera mal, pero de todas maneras vuelve y se asegura; por eso la etapa G2 se demora tanto y por eso esta claro que en esa parte del ciclo celular la célula esta dedicada principalmente a corregir y a revisar para que no le vaya a quedar ningún error en ningún punto. Entonces que mecanismos se activan en ese momento posterior a la replicación: básicamente estos 2, ▪ el sistema de reparación por emparejamientos erróneos ▪ el segundo que es el sistema de reparación por combinación. Quienes trabajan para corregir emparejamientos erróneos?.. unas enzimas que las van a encontrar en

todos los artículos como RER que se llaman sistemas o enzimas que forman los mecanismos de reparación posteriores a la replicación. Entonces son grupos o complejos de enzimas que actúan haciendo esto, aquí los pueden ver. Entonces tenemos el ADN, en teoría el ADN ya estaba perfectísimamente correcto y supuestamente en la replicación se había revisado y se había corregido. Estamos en G2 vuelven estas enzimas a revisar y fíjense que aquí les están mostrando 2 cosas importantes: ▪ Numero 1 que ven de raro aquí… como se cual es la nueva o cual es la vieja, de tanto en tanto aparece una metilacion; en general se metila una sola de las bases, porque para que vamos a metilar todas las bases y a gastar mas grupos metilo, NO, periódicamente se encuentra una determinada base y esa base se metila; por ejm se metila las citosinas o por ejm se metilan las timinas y no todas las bases. Entonces primera cosa que vemos aquí es que la hebra vieja de la nueva esta diferenciada gracias a la metilacion. ▪ 2do que vemos; por aquí todo perfectísimo, pero aquí que, aquí hay una cosa que no cuadra; entonces básicamente este reconocimiento se hace por emparejamiento erróneo, porque?.... porque se distorsiona la doble hélice, ósea no me cuadra esto que llamaríamos el diámetro, o esta mas chiquito o esta mas grande, o una base esta así en vez de estar así, entonces cualquier cambio sutil que se

detecte, de una vez se nota que ahí hay algo que no es correcto. Entonces fíjense que estas enzimas reparadoras posteriores a la replicación no son solo una, ni son solamente de una subunidad, sino son grupos de enzimas que tienen varias subunidades cada una de ellas y que trabajan revisando, entonces ellas reconocen que aquí hay algo que no cuadra y como ya saben que a la que le tiene que creer es a la metilada pues por eso hacen la ruptura de la hebra del frente y corrigen el error. Como corrigen el error?... como son enzimas reparadoras posteriores a la replicación, son también polimerasas, ósea corrigen de manera similar a como lo habían hecho por la vía de escisión general. Cual es la diferencia?... el momento en el que lo hacen, estas se activan después de la replicación en la fase G2, las otras están ahí trabajando en replicación y de una vez de para abajo hacia arriba en revisión y encuentran el error y de una vez lo corrigen, estas no, estas solo se activan después de terminar la replicación. La diferencia entonces es el tiempo en el que se hace y la especificidad de enzimas, porque si bien estas también son polimerasas con fx de polimerasas y exonucleasas; son producidas por genes distintos que los que producen las polimerasas normalmente; ósea esta no es la polimerasa que uno ve, estas son distintas que trabajan para corregir errores posteriores a la replicación.

Cuando ya acaba G2 y esta segura de que todo quedo, es posible que haya una mutación introducida pero que no se capto, luego que se mutilen ambas hay ya hablamos de mutación real. Ojo con este mecanismo, ojo con estas enzimitas porque estas enzimas en los últimos 10 años se ha encontrado que obviamente al igual que cualquier otra proteína, podría mutar, podría tener los genes alterados y por lo tanto la enzima podría no trabajar correctamente. Que pasaría si un grupo de enzimas que tiene como función después de la replicación de revisar si hay errores y corregirlos, que pasaría si no corrige?.. será grave para la célula, si para el niño que tenia xeroderma pigmentoso, tener alteradas las que revisan normalmente en las condiciones generales, era casi sinónimo de desarrollar un cáncer contra el tiempo, en este caso lo que se ha encontrado es que alrededor del 20% de los canceres esporádicos y canceres heredados que tenemos, eso lo vamos a ver en detalle el semestre entrante en genética, son producidos porque tenemos alteradas estas enzimas, antes solo se reconocían como vía de producción de cáncer la de la alteración de los oncogenes y los genes supresores de tumor, esa era la única vía conocida y se conocía como la vía supresora. Ahora se sabe que un pequeño numero o porcentaje de canceres se pueden originar porque la persona tenga mutaciones en estas enzimas y entonces no corrija errores. Y porque esta podría ser una vía de

origen de cáncer.., pues porque seria obvio que si mis mecanismos de reparación no actúan, pues las mutaciones en realidad se queden y se pueden unir mas rápido tantas mutaciones como para que la célula se transforme. Y si después de toda la activación de estos mecanismos todavía puede suceder que a la célula, le hayan llegado muchas mutaciones y las necesite reparar, su ultimo mecanismo y por eso se llama S.O.S es este mecanismo para reparación, cuando activa este mecanismo, si y solo si, la agresión de las mutaciones que le llegaron fueron muchísimas y de manera simultanea. Un ejemplo: cayo la bomba atómica, entonces cual cuento que venga y le reparo de a una célula por una, si es que todas se le dañaron completamente. Entonces cuando viene una presencia de agresión muy fuerte para la célula, tan grande como que por ejemplo se haya introducido rupturas en muchos lugares del ADN pues entonces puede pasar eso de que no es que tenemos aquí que una distorsión sutil o que de pronto esta base no cuadro con esta; es que me cortaron el pedazo del material genético por una agresión muy fuerte, entonces en esos casos se activa este mecanismo porque en realidad su fx es ésta. Fue tan fuerte la agresión que lo que voy a tratar es de que la célula no se muera; pero por seguridad que mutaciones van a quedar y van a quedar muchas; porque? Como será que a mi me quede esto cortado y

esto cortado, pues cuando vayamos a tratar de reunir pedazos es posible que los pedazos no me queden en el orden en que me deberían quedar, porque yo no se el orden en que realmente estaban, no tengo moldes, no hay secuencias, hay pedazos sueltos, entonces lo que se busca es que la célula trate de recuperar sus cromosomas como eran pero es perfectamente posible que le queden algunos fragmentos en un orden distinto, que la distorsión efectivamente se de y que las mutaciones queden pero como les digo ahí no hay mas escapatoria sino tratar de buscar que la célula no se muera y es entre morirse o tratar de continuar viviendo y con toda seguridad van a quedar mutaciones pero como les digo su acción es evitar que la célula muera. Entonces en esos casos se ha visto que estos genes se activan, aquí hay mucho proceso de investigación en este momento porque estos son algunos reconocidos, pero se sabe que hay muchos genes mas; este gen el rec A y el umu C lo que van a hacer es quitar entre comillas la limitación deque la polimerasa solo polimeriza si tiene un molde, por eso requeríamos el primer para que siguiera adelante, aquí tenemos fragmentos cortados cual molde de que?, entonces estos genes lo que ayudan es a activar que las ligasas peguen y peguen fragmentos unos con otros que no pidan molde ni tanta cosa porque de eso no tenemos en este momento. Entonces simplemente favorecer uniones para reestablecer el material y la integridad celular, esto es lo que realmente ellas van a estar haciendo, sin que puedan obviamente evitar la

presencia de las mutaciones porque como no me va a quedar mutado si el pedazo 1 quedo ahora en el 4, el 2 en el tercero y el 3 se me perdió, pues claro que van a haber mutaciones pero la idea es evitar la muerte celular. Cuando se activa: solamente si ha sido tan fuerte la agresión que han producido múltiples rupturas y no tenemos molde para poder trabajar. Entonces en resumen cual seria una estrategia de reparación que la célula utilizaría y de que manera o en que orden la activaría: 1. si tiene un error sutil sin distorsión, por ejemplo un sitio apurinico, que distorsión le va a quedar a la célula si la célula esta perfecto el ADN solo que hay un hueco donde se quito la purina, entonces en este caso, cuando hay un error que es sutil y no hay distorsión de la doble hélice las vías que van a arreglar esos errores son las vías de escisión especifica, las que vimos que era la activación de la endonucleasa de sitios apurinicos y la glucosilasa. 2. cuando la doble hélice se distorsiona es porque lo que esta emparejado frente con frente no corresponde y entonces queda o mas ancho o mas flaquito y entonces ahí ya se nota la distorsión y en este caso se activan entonces los sistemas de escisión general. 3. Si nosotros estamos haciendo una replicación y resulta que hay errores que de manera natural

se pueden presentar en esa replicación, entonces hay están los sistemas de reparación por emparejamiento erróneo para que en G2 revisen y corrijan esos errores de la replicación. 4. Si a pesar de corregir errores todavía continua habiendo daños después de que se haya dado el emparejamiento erróneo, entonces se activan los sistemas de reparación posteriores a la replicación, especialmente el sistema de reparación por recombinación. 5. Si lo que ha habido es una agresión muy fuerte y yo lo que busco es que la célula no se muera, entonces claro me van a quedar mutaciones de las que estas podían haber arreglado pero es que aquí el cuento es que tengo demasiadas mutaciones y mucha ruptura entonces lo que trato es de evitar la muerte celular en ese caso se activaría el sistema S.O.S, para evitar que la célula muera, o puede suceder que a pesar de que el sistema se active la célula muera, porque no podemos medir cuantas serian las agresiones, pero en realidad este seria mas o menos el orden en el que los mecanismos se activan y cada uno responde de acuerdo a lo que haya ocurrido y en el momento de la vida de la célula en que haya ocurrido.

enrolla sobre la exona) y H1 (que permite la adhesión). Las no exonas no forman parte del nucleosoma, hacen parte del segmento espaciador el cual protege la doble hebra que no está enrollado en el nucleosoma y que su función primordialmente es la de unir dos unidades de nucleosomas (no son de naturaleza alcalina lo que les confiere una unión poco fuerte diferente a la gran unión entre exonas y el ADN)

VIII CLASE (1H) En la clase anterior mencionábamos que teníamos unas características morfológicas durante lo que se denominaba la interface y unas características distintas sobre todo en el súper enrollamiento cuando finaliza la última de las etapas de la célula. Vamos a mirar unas preguntas: 1. ¿cuántas y cuáles son las fases del ciclo celular? G1 (vida de la célula), S1 (síntesis de ADN), G1 (reparación), I (división como tal).

2. ¿Cómo se observa el material genético cuando estamos en interface celular?

3. ¿qué diferencias generales hay entre el proceso de división si se hace como mitosis o si se hace como meiosis? •

Como la cromatina cuyas características son: • •

•

Estructura laxa (no visible en un microscopio óptico corriente) Estructuras redondeadas que corresponden a sus unidades (nucleosomas) y unas áreas que conectan con el nucleosoma (especie de rosario). El nucleosoma está formado de exonas: 8 en total, 2H2A 2H2B 2H3 2H4; EL ADN (que se

•

•

Meiosis tiene 2 fases y mitosis tiene 1 fase. Lo cual indica que hay diferencias en el número de información que tendrán las células hijas al finalizar el proceso, en la mitosis tenemos células hijas 2n y en la meiosis tenemos células hijas n. Otra diferencia es el producto final, en la mitosis tenemos 2 células y en la meiosis, por lo menos, en teoría tenemos 4 células hijas pues en el caso de la ovogénesis no es así, pero potencialmente podría generar 4. En la meiosis existe entrecruzamiento, sin embargo, hay que recordar que ya hay

•

experimentos que demuestran que en la mitosis puede haber entrecruzamiento lo que pasa es que es una situación no muy común y muy específica de algunos tejidos. Así podríamos decir que la mitosis no hace entrecruzamiento porque entrega dos hijas exactamente iguales y la meiosis, entonces, si lo hace. La meiosis tiene dos fases (meiosis I y II) que no demoran la misma cantidad de tiempo, debido a algunas características importantes, p.e. vamos a ver las etapas y nos daremos cuenta de ello:

a. Reduccional: Es similar a la mitosis. En este punto, la profase I es muy larga y por ende tiene sub-etapas que en realidad quiere mostrar ciertas cosas, p.e. como existe un acercamiento real y típico para llevar a cabo el proceso de entrecruzamiento hay que recordar que esta etapa implica un rompimiento del material para cambiar entre los dos cromosomas las regiones homólogas que son compartibles; en este caso podemos crear múltiples puntos realizados al azar a no ser algunas características de puntos calientes que durante la recombinación se ha observado, pueden ser más frecuentes, pero en general el entrecruzamiento es al azar; por esa razón no siempre los productos de una meiosis son iguales. Lo importante es recordar que esta es una fase en la que después del entrecruzamiento viene la meta-fase y

que es diferente a la meiosis normal pues en esta etapa si se juntan los cromosomas en la posición central pero no se realiza una división longitudinal sino que se arranca un cromosoma completo para un lado y el otro cromosoma homólogo completo para el otro lado; al final del proceso nos damos cuenta que si es cierto que queda la misma carga que quedaría en una mitosis pues me llevé 2 cromátides pero eran de un mismo cromosoma; es decir lo que hice fue duplicar el contenido genético procedente de un progenitor y perdí toda la información del otro (por eso se denomina reduccional). No hace referencia al contenido genético pues sigue siendo 2n, sino a la forma como se parte la estructura en cuanto a las características. Lo único que estaría variando entre las cromátides, es que como ya hubo entrecruzamiento, habrá una pequeña parte del cromosoma homólogo del cual se separó. Lo anterior es muy importante, el entrecruzamiento no se da entre las cromátides completamente porque no hay capacidad para hacer eso, solo hay entrecruzamiento entre las dos cromátides más próximas que en este caso, serían aquellas que están más internas y por eso el concepto mendeliano indica que los descendientes de un par de progenitores pueden llegar hasta un 50% de diferencias con sus progenitores pero el otro 50% se conservará igual. Al final de la meiosis las 4 células hijas pueden quedar diferentes, con mayor o menor variabilidad, porque

todo lo mencionado es para un solo par de cromátides y debemos tener en cuenta que hay 23 pares que se recombinan. Máxima capacidad recombinante por cada división meiótica 50%, este valor se toma en porcentaje porque hay muchas especies que tienen productos múltiples. Así, si tengo 8 gatos, no puedo decir, 4 iguales y 4 diferentes, debo tener en cuenta el n final para decir que la mitad sería igual y la otra mitad distinta para las características de un cromosoma, y para las de todos los cromosomas combinados presentará mayor variabilidad. Teniendo esto presente vamos a mirar el siguiente capítulo que tiene que ver con el origen de los nucleótidos que vamos a utilizar en la síntesis de los distintos ácidos nucléicos o para utilizarlos de forma independiente dentro de nuestras células. 1. ¿Cuándo vamos a utilizar en nuestro organismo una determinada biomolécula p.e. las proteínas, de dónde nos proveemos para poderlas utilizar? En general, las fuentes vendrían de dos puntos, una fuente endógena y una fuente exógena. 2. ¿Por qué utilizamos fuentes exógenas? Este es un problema derivado de la adaptación como seres heterótrofos, no tenemos la capacidad de producir constantemente todos nuestros nutrientes como lo hacen las plantas. Sin embargo, también podemos tener limitantes como en el caso de los

aminoácidos pues no podemos fabricarlos de forma endógena todos, así que debemos proveernos de forma exógena. Otro punto en contra, es que no tenemos mecanismo de almacenamiento de reservas, pues la provisión necesita ser casi permanente para mantener niveles mínimos, en cambio, como vimos con los carbohidratos no se presenta ese problema pues se puede almacenar, sin embargo el almacenamiento es relativamente pobre y limitado pues con las 36 horas ya no habrá reservas, pero si hablamos de lípidos, nos damos cuenta que la reserva es a largo plazo. Así, los escenarios pueden ser distintos, y veremos que el de los ácidos nucléicos presenta las dos vías, tanto endógena como exógena, pero con la diferencia que con la vía exógena no utilizamos nada. Ingresa a nuestro organismo pero no se consumen, básicamente es por procesos digestivos. Para ver más en detalle, debemos recordar las unidades que forman los ácidos nucléicos. Dijimos que teníamos dos tipos de purinas y mirándolas en detalle, nos damos cuenta que una tiene un solo grupo amino reemplazado en la posición 6 y la otra tiene en esa misma posición un grupo ceto y un grupo amino en la posición 2. Pero en las pirimidinas teníamos 3 opciones, el grupo amino en la posición 4, grupo ceto en la posición 2; 2 grupos ceto en posición 4 y 2; y 2 grupos ceto más un grupo metilo. Cuando vamos a consumirlas, estarán formando una estructura completa que será el nucleótido con el azúcar variable

si hablamos de ADN o ARN, pero en realidad de los dos consumimos, pues en cualquier dieta que tengamos vienen los dos tipos porque vienen células con su núcleo y en él podemos tenerlos. Entonces, el proceso se da de la siguiente forma: Suponiendo que vamos a consumir una célula que puede ser vegetal o animal (p.e. una hamburguesa); como todo lo que ingresa al tracto digestivo requiere de un procesamiento en la boca que rompe físicamente las células el primer escenario es que allí podemos encontrar la liberación de los ácidos nucléicos como tal pues ocurre ruptura de las membranas celulares y nucleares, específicamente por acción de proteasas que rompen de alrededor todo lo que encuentran. Tendríamos inicialmente las nucleoproteínas que son rotas por las proteasas y al final quedan los ácidos nucléicos como tal. De esta forma pasan al estómago que tiene un pH tan bajo y tenemos la posibilidad de que al interactuar con el medio se de la desnaturalización del ADN y ARN, quedando con cadenas sencillas que a continuación pasan al intestino delgado y por acción de muchas enzimas activas se dan diferentes cambios, p.e.: Acción de las nucleasas: convierten los ácidos nucléicos en oligo-nucleótidos que serían unidades de 10 a 12 nucleótidos pegaditos por enlaces fosfodiester. Acción de las fosfodiesterasas: rompen los enlaces fosfodiester y obtendríamos nucleótidos sencillos.

Estos nucleótidos sencillos van a degradarse siempre en los mismo pasos, de las tres estructuras que eran la base, el azúcar y el fosfato siempre se rompe de primero el fosfato (por acción de las nucleasas) y obtendríamos los nucleósidos y por último se rompería el enlace glucosídico para tener al final la base, el azúcar y el fosfato por separado. Aquí vamos a seguir el mismo proceso, el nucleótido completo va a sufrir la acción de enzimas como las nucleotidasas que liberan el grupo fosfato y dejan libres nucleósidos, esos nucleósidos harían parte del primero de los escenarios del proceso de absorción de los ácidos nucléicos que van por el sistema porta (como una base nitrogenada unida a su azúcar que puede ser ribosa o desoxiribosa). Puede suceder que allí mismo siga ocurriendo degradación en el aparato digestivo y el siguiente paso sería que los nucleósidos pasaran a bases nitrogenadas solitas sufriendo la acción de las nucleosidasas que descomponen el enlace b-n-glucosídico, liberando bases solas; las cuales, de tipo pirimidina se degradan hasta estructuras lineales mientras que las purinas por la deficiencia enzimática que tenemos de romper el anillo doble de la purina nunca logran ir más allá de 3 oxidaciones, éste sería el número máximo de oxidaciones que puede hacer una purina conocidas como ácido úrico, entonces, directamente en el tracto digestivo terminamos degradando hasta el máximo nivel de oxidación que sería el ácido úrico y de esa

manera ingresamos la gran mayoría del contenido de ácidos nucléicos contenidos. Los ácidos nucléicos, van por el sistema porta hacia el hígado, los nucleósidos se rompen durante ese viaje para volver a liberar las bases, la base libre se oxida hasta llegar a ácido úrico y al final lo que ocurre es que a partir del hígado se hace completo el ciclo del ácido úrico y su vía de eliminación más común sería la orina donde no necesariamente todo lo que se filtra no se elimina pero si un gran porcentaje vuelve y se reabsorbe y sale de nuevo por la orina, entonces, de lo que comimos en realidad lo que se pudo aprovechar fue Nada; en realidad lo que ocurre es que en dietas ricas en ácidos nucléicos el efecto puede ser más desagradable y la razón es que si consumimos muchas células que aporten mucho ácido úrico este se acumula en circulación, por su alta insolubilidad en el agua, terminando en sales cristalizadas de tipo urato que se precipitan a nivel de las articulaciones generando la patología muy conocida llamada GOTA (proceso agudo). Así, en lugar de hacer un consumo exagerado de ácidos nucléicos para aumentar los niveles en el organismo, lo que hacemos es aumentar los niveles de ácido úrico con el problema adyacente de su eliminación. En los últimos años, se ha puesto de moda la fabricación de alimentos transgénicos como el maíz, arroz, tomate, cebada, sobre todo los cereales. La transgenia consiste en introducir una característica

que de una ventaja selectiva a lo que estoy tratando, p.e. resistencia a una plaga, la producción de uno de los distintos analitos en una concentración más alta que necesite, puede ser la disminución en el tamaño de las semillas que tenga en el tomate por unidad de fruto para obtener más pulpa, el color, la durabilidad del producto, entre otras. Se llama transgenia al hecho de que como primera característica se obtenga un gen nuevo que no era de ese objeto de trabajo y la segunda característica es que todas las células de ese organismo viviente incorporen el gen. No es que se haga a una sola parte, debe ser a todo el organismo. La manipulación en este caso es un mecanismo exógeno de lo que se llama Ingeniería genética, que es la manipulación de los genomas, vamos a tener la incorporación de ese gen desde el momento de la formación del cigoto para garantizar que todas sus células vayan a reproducir de la misma manera el gen. ¿Una vez un organismo es transgénico, se puede destransgenizar? No, todos sus genes desde el momento de la inclusión a la primera célula, habrán incorporado el gen mutado por esa razón hay mucha especulación a cerca de en dónde va a terminar ese tipo de organismos mutados entre otras acerca del futuro de estos organismos. Una pregunta particular de las personas es que es muy riesgoso consumir elementos transgénicos porque podría ocurrir que terminara incorporando los genes nuevos que tienen esos organismo en nuestro

cuerpo, lo cual no está comprobado, son muchos comentarios pero nada comprobado aún. ¿Cómo podría incorporarse un gen de otro organismo en el nuestro? Esto no es posible teóricamente, porque todo lo que entra al cuerpo termina siendo degradado y llega hasta su máximo nivel de degradación, y por lo tanto la probabilidad de que ingrese un segmento tan grande como de 1.000 pares de bases y además que no haya sido cortado el gen para que pueda llegar a mis células después de circular y se incorpore a mis células para que pueda hacer algo distinto, es algo no comprobado y aún en discusión. Entonces podríamos pensar que una persona que tenga daño en una de las enzimas que trabaja en la degradación de los ácidos nucléicos podría incorporar genes de los alimentos transgénicos, pero esto no se da así, porque hay que tener en cuenta que el proceso catabólico ocurre antes que el anabólico porque necesariamente el nivel de absorción es para biomoléculas, recuerden que si tenemos péptidos muy grandes ya no logran pasar y necesariamente se deben degradar; cuando no se puede llevar a cabo el proceso de degradación, se dan las intolerancias, p.e. a la lactosa, a productos cítricos, huevo, etc. Y como signos y síntomas en el paciente se presentan fallas en la excreción reflejados en las características de las heces fecales. Entonces ante una deficiencia de las enzimas para degradar ácidos nucléicos, una opción para disminuir

los signos y síntomas desagradables, sería la disminución en la ingesta de esos alimentos o alimentos que los reemplacen p.e. la leche deslactosada en el caso de intolerancia a la lactosa. Cuando hablemos de agentes mutagénicos que pueden generar cambios e inducir la producción de las mutaciones, uno de los frentes que los constituyen son los agentes análogos de las bases que son como las mismas bases nitrogenadas que conocemos pero producidas en el laboratorio y que tienen cambios respecto a los originales. P.e. si tenemos una timina que tiene 2 grupos ceto en la posición 4 y 1 grupo metilo en la posición 5, en el laboratorio se hace la misma secuencia pero el grupo metilo se cambia p.e. por compuestos alogenados como el yodo, bromo, plomo, flúor, etc. Entonces allí aparece la estructura muy parecida a la original pero con ese pequeño cambio. Esos análogos son los que se administran en la mayoría de los compuestos conocidos en la Quimioterapia, cuya función es atacar células malignas o disminuir la función de virus como en el VIH y no termine haciendo SIDA. ¿Cómo se da la administración de la quimioterapia? No se da por vía oral porque finalmente las bases nunca llegarían a ser como se las puse al paciente al inicio del tratamiento, se hace por vía endovenosa para “engañar” a las células para que piensen que fueron producidas por el órgano que tiene esa función que sería el hígado; cumpliendo así su función.

¿Porqué eso análogos sirven para este tipo de tratamientos? Porque los químicos entran a la célula, pueden ser incorporados en su núcleo pero cuando llegan las divisiones del material genético del ADN que incorporaron los nucleótidos con el cambio sutil, las enzimas específicas para su sustrato reconocen que no son las bases que normalmente han incorporado y frenan el proceso de replicación y si no se da este proceso no hay división, y si no hay división lo que consigo es disminuir de esa manera el crecimiento tumoral. En el caso viral detengo la multiplicación del virus. Lo anterior nos hace pensar, que estos pacientes no pueden suspender el tratamiento pues si lo hicieran las células incorporan los nucleótidos normales y los virus comandarían la división celular. Esto es complementario con la radioterapia para garantizar que los agentes análogos se incorporen más rápido y cumplan su función. Ahora hay medicamentos encapsulados pero con protección para evitar que la base no se degrade en el metabolismo de los ácidos nucléicos. Finalizando, si podría utilizar fosfatos y azúcares pero lo que realmente aporta la información genética son las bases. Mañana vamos a revisar la fuente endógena y hoy nos vamos con la idea de que la provisión de los nucleótidos que vamos a utilizar es de vía endógena, la cual tiene dos posibles escenarios tanto para las purinas como para las pirimidinas. Una primera vía es

la síntesis de novo (formar de manera nueva toda la base) no es la vía más indicada porque requiere mucha energía pero es necesaria usarla porque si no de dónde los sacamos. Una segunda vías es la más usada en los adultos que provee más fácilmente los nucleótidos que se denomina vía de rescate o de salvamento, que consiste en recuperar una base nitrogenada y un nucleótido que antes de ser degradado lo usamos pero veremos que debe cumplir requisitos: debe estar en forma de nucleótido sin oxidaciones, porque si no la célula lo entenderá como un elemento de degradación.

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IX CLASE (1H) SINTESIS DE NOVO Habíamos quedado hablando de que nuestra vía de ingreso de los alimentos no es una provisión de nucleótidos para las funciones que la célula debe desempeñar, por lo tanto debemos recurrir a las vías endógenas para poder obtener lo que necesitamos para el organismo. Ésta vía endógena puede ser de dos tipos:

Síntesis de Novo, en la que nosotros fabricamos de manera NUEVA una base nitrogenada. Vía de Reciclaje, en la que tratamos de reutilizar lo que estaba en uso; es decir, en el momento en que la célula va a morir, en lugar de eliminar esos sustratos podríamos volver a retomarlos.

Hay que tener claro que existe un desbalance entre ambos procesos porque el requerimiento energético de la primera opción es tan alto que difícilmente se selecciona como primera opción de vida; sin embargo el criterio de cuál de los dos procesos es mejor tiene que ver con el estado de vida de la célula. Si hablamos de un organismo en crecimiento que está formando tejidos, y por lo tanto la tasa de muerte celular es mucho más baja que la de formación de células, va a tener que elegir síntesis de novo. A su vez los adultos, cuando ya tiene formadas sus células y hacen muerte celular programada pueden utilizar la vía de reciclaje; ésta vía es más útil para las células en reposo y para los tejidos que ya han llegado por lo menos a su tamaño normal y a partir de allí se hace un recambio de tipo celular. SINTESIS DE NOVO Vamos a fabricarlas independientemente de que haya muchas otras bases nitrogenadas homólogas. PURINAS

Para el caso de las Purinas ellas pueden tener estructuras homólogas: • Si oxidamos el grupo Amino y lo convertimos entonces en un grupo Ceto, se forma una base nitrogenada denominada HIPOXANTINA. Más adelante veremos que ese grupo ceto llegó ahí porque esa parte del anillo fue donado por el CO2 durante el proceso de síntesis.

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Si tomamos la Guanina, que ya tiene un grupo ceto en posición 6, y oxidamos su posición 2, tendremos una base con dos grupos ceto que se llamará entonces XANTINA.

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Si oxidamos la Xantina en la posición 8 obtenemos el ÁCIDO ÚRICO.

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Éste ácido úrico no podemos degradarlo más debido a las limitaciones de nuestras enzimas. En algunas especies puede degradarse hasta CO2 y en otras se convierte en úrea, alantoína, u otros compuestos. •

Un intermediario de las tres anteriores (hipoxantina, xantina y ácido úrico) es la xantina con grupos metilo, por ejemplo en las posiciones 1,3 y 7, lo que en éste caso se conocería como 1,3,7-TRIMETIL XANTINA o Cafeína.

Si sólo hubiera dos grupos metilo en las posiciones 1 y 3 tendríamos a la 1,3-DIMETIL XANTINA o Teofilina (principio activo del té); pero si los dos grupos metilo estuvieran en las posiciones 1 y 7 tendríamos a la 1,7-DIMETIL XANTINA o Teobromina (principio activo del chocolate). Puede existir adicción al chocolate ya que éste compuesto estimula el sistema nervioso central e inhibe algunas enzimas que disminuyen la activación de dicho sistema, manteniendo entonces el estado de alerta.

Los derivados de las bases nitrogenadas pueden producirse por la misma vía pero no en tanta cantidad, porque se usa más para incorporar bases a las células que se están reproduciendo y necesitan replicar su material genético a una tasa muy alta. ▪ ADENINA Vamos a ver que la ADENINA solo tiene un grupo funcional adicional en la posición 6, que es el grupo amino en la posición 6.

(son la misma pero en dos vistas diferentes, sin embargo la doctora explicó basándose en la figura de la izquierda) Hay que tener claro la forma como se enumeran, dentro de la estructura, los átomos de los dos anillos. Siempre la posición superior izquierda es el Nitrógeno 1 y se enumera en sentido contrario a las manecillas

del reloj para luego pasar hacia la derecha al segundo anillo. Recordemos que en el Nitrógeno de la posición 9 la base nitrogenada se une al azúcar, ya sea ribosa o desoxirribosa, por medio de un enlace β-NGlucosídico. En éste ejemplo vemos la unión del azúcar y la base por medio del nitrógeno de la posición 9 de la base.

Formación de IMP La síntesis de novo SOLO ocurre en el hígado y los productos van por vía sanguínea a los demás tejidos. El inicio de la vía está mediado por dos cosas impajaritables para la vía de novo: ATP (energía) y Ribosa 5 fosfato (iniciador) la cual proviene de parte de la vía de las pentosas (más adelante veremos que esa Ribosa tiene que activarse para poder actuar). Ésta síntesis ocurre en un principio para las dos purinas que se van a integrar al ARN (como vemos,

están unidos a Ribosa) pero después de que obtengamos esos nucleótidos unidos a Ribosa, a partir de ello podemos formar los que están unidos a Desoxirribosa. Hay que resaltar también que la vía comienza con un azúcar que ya está fosfatada y lo último que hacemos es ubicar la base nitrogenada (ocurre al contrario de cómo sucede en la digestión donde primero separamos el fosfato de la pareja azúcar-basa nitrogenada). El primer nucleótido que formamos es el que tiene como base nitrogenada a la Hipoxantina (grupo ceto en posición 6) y se denomina IMP o Inosina Mono Fosfato (Inosina = nucleótido de hipoxantina) y a partir de éste sintetizamos los nucleótidos de Guanina y Adenina. Los humanos tenemos, al igual que algunos invertebrados inferiores, algunas proteínas que son un solo polipéptido con varios sitios activos y cada uno de éstos sitios cataliza una función enzimática diferente. Para hacer los tres últimos pasos de la vía de novo de las purinas nosotros necesitamos una proteína multifuncional para Sintetizar, Carboxilar y cerrar el anillo para formar IMP; recordemos que no es una enzima con tres funciones, sino tres sitios activos diferentes en la misma cadena polipeptídica que catalizan 3 reacciones consecutivas sobre un mismo sustrato que se está formando. Los átomos que necesitamos para formar IMP provienen de:

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1. Aminoácidos: (aspartato, glicina, glutamina) 2. CO2 3.Tetrahidrofolatos: Éstos vienen del ácido fólico. Compuestos que influyen con: • Cierre del tubo neural: El suplemento de éste ácido en personas de edad reproductiva es importante para impedir defectos del cierre del tubo neural que impiden o dificultan transmisión nerviosa bajo el punto donde se ubica la lesión. Éstos defectos ocurren porque la deficiencia de ácido fólico impide que ocurra división celular a la tasa que se necesita para que ocurra el cierre del tuno neural. Como el tubo neural se desarrolla de la semana 6 a la 8 de gestación, cuando la mujer se da cuenta de su embarazo ya ha pasado el momento clave donde se necesita el suplemento de ácido fólico y para entonces ya no sirve de nada la administración de suplementos. El suplemento con folatos solo

funciona cuando la persona no ha quedado aún embarazada. Fragilidad cromosómica: Cuando una mujer presenta abortos espontáneos por deficiencia de folatos y se le toma un cariotipo, presenta una exagerada fragilidad cromosómica con segmentos espiralados que al momento de replicarse durante la formación de células germinales pueden romperse y perderse causando que la fecundación con estas células genere productos abortivos. Tres meses después de tratar estas pacientes administrando suplemento de ácido fólico se corrige la fragilidad cromosómica.

Podemos ver que el CO2 dona el átomo de la posición 6. Debido a que el CO2 trae un átomo de oxígeno unido de manera doble con respecto al carbono, cuando terminamos la formación de la estructura obtenemos una base que ya de entrada tiene un grupo ceto en la posición 6 y por eso la primera base que se forma es la Hipoxantina. Paso 1. Sabemos que la vía arranca con Ribosa 5 fosfato y ATP. Sin embargo la ribosa 5 fosfato es activa y puede inducir la síntesis sólo cuando, mediante la hidrólisis del ATP, pega dos grupos fosfato en la posición 1’ de su estructura y los pega de manera alfa (los fosfatos quedan mirando hacia abajo). Éste compuesto que se formó es el regulador

de toda la vía de síntesis de purinas y pirimidinas porque su disponibilidad es la que determina la posibilidad de hacer o no vía de novo. Éste compuesto se llama Fosforribosil pirofosfato, es como la forma activa de la Ribosa 5 fosfato. Como el ATP perdió de una dos fosfatos y se convirtió en AMP, significa que la reacción es fuertemente exergónica.

Paso 4. Ubicamos el carbono de la posición 8 que es donado por el 10-formil tetrahidrofolato quien sale como tetrahidrofolato dejando su grupo formilo incorporado a la base que se está formando. Aquí no podemos todavía cerrar el anillo de la derecha porque correríamos el riesgo de que la estructura, quien entonces tendría fosfato, azúcar y base, pudiera funcionar como nucleótido y sería una estructura anómala que tendríamos circulando, pues la base estaría incompleta. Paso 5. Viene la Glutamina, regala el Nitrógeno de la posición número 3 y sale como glutamato (o ácido glutámico que es lo mismo). Gasto 1 ATP.

Paso 2. El Fosforribosil Pirofosfato va a permitir que arranque la síntesis de la base. Esa síntesis arranca desde el Nitrogeno de la posición 1 donde la base se une al azúcar. Ese Nitrógeno es donado por la Glutamina quien sale como ácido glutámico mientras el Nitrógeno queda unido por enlace β. Para pegar ese grupo amino se desplazan los dos fosfatos que se habían pegado al fosforribosil pirofosfato pues eso genera la energía necesaria para el proceso. Paso 3. A partir de ese grupo amino comenzamos a sintetizar el anillo de la derecha. Viene una glicina completa y se incorpora totalmente dentro de la estructura. Aquí gasto 1 ATP.

Paso 6. Cerramos el anillo de la derecha gastando 1 ATP. Podemos hacer esto porque ya empezamos a formar el otro anillo y entonces no corremos el riesgo de que se identifique el nucleótido como funcional. Paso 7. Se incorpora el CO2 respiratorio para dar carbono y grupo ceto de la posición 6. Paso 8. El aspartato regala el Nitrógeno de la posición 1. Éste no hidroliza su grupo amino para regalarlo, sino que se incorpora momentáneamente a la estructura que se está formando y después hace la hidrólisis para dejar el grupo amino y salir como Fumarato. Aquí actúa el polipéptido multifuncional.

Paso 9. Se incorpora el Carbono de la posición número 2 que es donado por un 10-formil tetrahidrofolato que sale como tetrahidrofolato dejando su grupo formilo. Luego se sella el anillo. Aquí actúa el poliéptido multifuncional.

la célula no vaya a formar un solo nucleótido de los dos, garantiza cantidades equimolares (iguales o muy parecidas) de ambos sustratos ya que ambos son necesarios para la síntesis del material genético.

Paso 10. Cierro el anillo para formar el IMP (Inosina monofosfato). Aquí actúa el polipéptido multifuncional. A partir de los nucleótidos de ribosa vamos a formar los de desoxirribosa. Vemos que cada una de las incorporaciones de átomos requiere energía y por eso es que la vía de novo no es la vía de elección. La doctora recomienda revisar éstos pasos en un libro. ¿Qué hacemos con el IMP? Con éste vamos a formar AMP (adenosina monofosfato) y GMP (guanosina monofosfato). La formación de éstos derivados consume energía. Si teniendo Hipoxantina voy a formar Guanina requiero ATP, y ese ATP lo consigo si la vía de la Adenina ya se ha dado. Si lo que necesito es formar Adenina requiero de GTP y éste se produce si la vía de la Guanina está favorecida. En resumen, los productos de cada una de las vías son a su vez requisito para inducir la vía contraria. Ésta regulación cruzada positiva (porque favorece la síntesis por la vía contraria) garantiza que

Para la Adenina. Falta que reemplacemos el grupo ceto de la posición 6 de la IMP, por un grupo amino. El ácido aspártico va a donar el grupo amino que necesitamos. Como ya sabemos, primero se incorpora de manera completa y

luego libera el grupo amino para salir como fumarato. Pasamos de tener una Hipoxantina, a tener una Adenina, quien como ya está unida a la ribosa fosfatada, queda de una vez como AMP (adenosina monofosfato). La energía que utilizo para esto proviene del GTP que se convierte en GDP. Para la Guanina. El grupo ceto que la IMP tiene en la posición 6 de hecho nos sirve porque la Guanina también lo lleva; lo único que nos falta es ponerle el grupo amino en la posición 2. Para eso tenemos 2 reacciones porque no se puede incorporar directamente el grupo amino, sino que necesitamos primero oxidar esa base en la posición 2 para que luego esa posición oxidada reciba el grupo amino. 1. Oxidación del carbono, Usamos NAD que sale como NADH+H En presencia de agua que dona el O, dejando el grupo ceto en la posición 2. 2. Se libera el oxígeno de la posición 2 y se incorpora un grupo amino proveniente de la Glutamina quien sale como ácido glutámico. La energía viene del ATP quien se hidroliza a ADP + Pi. Adición de fosfatos. Cuando vamos a sintetizar un ácido nucléico cualquiera, sacamos la energía del mismo nucleótido, porque todos los cuatro llegan trifosfatados. Para polimerizar o incorporar el nucleótido en una cadena

de ácido nucléico necesitamos que dicho nucleótido esté trifosfatado porque al unirse a la cadena se hidrolizan dos de esos fosfatos (se queda solamente uno y ese es el que forma el enlace fosfodiester) y la energía de esa ruptura es la que me permite incorporar el nucleótido. Entonces los nucleótidos que obtuvimos monofosfatados deben pasar a ADP y GDP respectivamente. Esos fosfatos provienen de la hidrólisis del mismo ATP por medio de cinasas de ATP. Ya estando difosfatado el nucleótido tiene dos opciones: 1. Trifosfatarse y quedar dirigido a la síntesis de ARN 2. Desviarse a la formación de desoxirribosa quedando dirigido a integrar ADN. Para esto es necesario que el nucleótido esté difosfatado. Recordemos que la diferencia entre Ribosa y Desoxirribosa es la pérdida del Oxígeno de la posición 2 prima, es decir, la ribosa se reduce. El proceso de reducción de la posición 2 de la ribosa implica que otra molécula se oxide para que la ribosa se reduzca. Para eso tenemos la Ribonucleótido Reductasa, que saca el Oxígeno de la Ribosa para formar agua y, para llevarse los electrones, tiene una coenzima llamada Tiorredoxina quien entra reducida y sale oxidada. Para que ésta coenzima pueda seguir convirtiendo más nucleótidos de Ribosa en nucleótidos de Desoxirribosa hay que volver a reducir la Tiorredoxina que se oxidó; esto se logra gracias al NADPH+H (reducido) que sale oxidado permitiendo

que los hidrogeniones pasen a la Tiorredoxina. Ese NADP (oxidado) debe volverse a reducir para que todo funcione. Hay medicamentos que trabajan precisamente buscando inhibir la Tiorredoxina reducida porque si la Tiorredoxina se queda oxidada la Ribonucleótido reductazo no puede pasar nucleótidos de Ribosa a Desoxirribosa y por lo tanto no habría sustrato para sintetizar ADN ni formar células. Esto se usa para disminuir los efectos de la gota. Recordemos que para formar nucleótidos de Desoxirribosa necesitamos nucleótidos de Ribosa que estén by fosfatados. Ahora los nucleótidos de desoxirribosa deben ganar un tercer grupo fosfato que proviene del ATP para quedar trifosfatados y, por lo tanto, listos para sintetizar ADN.

Vía de Rescate.

Es la que trabajamos de manera general en una célula en reposo de un organismo adulto. En el caso de las purinas podemos hacer ésta vía a partir tanto de nucleótidos como de bases nitrogenadas libres. Cuando una célula hace apoptosis y se destruye se rompe la estructura de su membrana celular y nuclear, se liberan las proteínas, el material genético se rompe en oligonucleótidos, luego en nucleótidos solos y luego esos nucleótidos: 1. Pierden el grupo fosfato. Entonces queda como nucleósido. Ésta sería la primera forma que se puede rescatar pues el ATP le regala el grupo fosfato que había perdido y se convierte de nuevo en nucleótido. Sólo gasto un ATP. 2. pierden el enlace β- N-glucosídico. Entonces queda como base nitrogenada libre la cual se puede rescatar sólo si se trata de una purina. A ésta base el Fosforribosil Pirofosfato le da el azúcar y el fosfato. Vemos entonces que el fosforribosil pirofosfato no sólo regula la vía de síntesis sino que también participa en la vía de rescate donando el resto de la estructura que se necesita para formar de nuevo el nucleótido trifosfatado.

Tomemos en cuenta que si pensamos en un tiempo cero la célula debe hacer síntesis de novo para proveerse de todos los nucleótidos; y más adelante cuando se va a degradar la célula sus nucleótidos (que alguna vez fueron de novo) se van a reutilizar. Recordemos que no podemos rescatar los nucleótidos provenientes de los alimentos porque cuando éstos pasan a circulación ya están totalmente oxidados. Las purinas que tenemos en nuestras células también pueden oxidarse hasta convertirse incluso en ácido úrico; pero la vía de recuperación es posible de realizar si tenemos Adenina y Guanina o incluso si solo se ha oxidado una vez la base y tenemos entonces una hipoxantina porque, como veremos

más adelante, esa estructura de hipoxantina hace parte del metabolismo normal de la Adenina.

Si la base se ha oxidado hasta llegar hasta Xantina y ácido úrico (2 y 3 oxidaciones respectivamente) esas estructuras ya no se pueden rescatar y la célula entiende que deben degradarse. X CLASE (2H) 1. Cuáles son las vías que utiliza la célula para proveerse de nucleótidos? En la clase anterior se hablo del metabolismo de nucleótidos y decíamos que hay 2 formas para la obtención de nucleótidos: Una forma endógena: síntesis de Novo Una exógena: a través de los alimentos

La síntesis de Novo solo la puede hacer el hígado. Los demás tx. Usan la ruta de salvamento. 2. características de la síntesis de Novo en las purinas: La vía de Novo utiliza 3 aminoacido precursores: acido aspartico, glutamina y glicina. La glicina dona el C de la posición 4, el de la 5 y el nitrógeno de la posición 7. La glutamina dona grupos amino de la posición 3 y 9. El acido aspartico solo dona el N de la posición 1. El CO2 dona el C. Los tetrahidrofolatos tienen combinación de acido + base para formar una sal que se llama folato que viene del acido fólico y dona C para la posición 2 y 8.

Como ya se había mencionado la síntesis de Novo se realiza en el hígado y se inicia con la ribosa 5 fosfato en presencia de ATP pues se necesita de energía para iniciar esta vía (Es una via que gasta mucha energía, por esto no es la vida preferida de la cel.); El primer nucleótido que se forma es la inosina monofosfato (IMP) que es un nucleótido de hiposantinas unido a la ribosa 5-P, esto ocurre en el primer nivel de oxidación de las bases nitrogenadas. A partir del IMP se puede formar monofosfato de adenosina (AMP) y guanina (GMP) con la característica que hay una regulación cruzada en la que los activadores de la via (los que dan la energia) son los productos de la vía contraria.

Por otra parte, la vía de Novo utiliza un complejo proteico o un polipeptico (enzima con tres sitios activo) multifuncional (5´pr aminoimidazol sintetasa, 5 ´pr aminoimidazol carboxilasa, e IMP sintetasa) que es capaz de catalizar 3 reacciones simultaneas.

Conclusión los donantes para la vía de Novo son: 3 aminoácidos, CO2 respiratorio y tetrahidrofolatos (conformantes del anillo del nucleotido).

3. En qué consiste la regulación cruzada? Consiste en la producción y disposición de energía para inicio y producción de vías contrarias. Para poder sintetizar nucleótidos de adenina es necesario que este presente el GTP y para poder sintetizar un nucleótido de guanina es necesario el

ATP. Esto garantiza que al final del proceso haya cantidades iguales de ambos nucleótidos. 4. La síntesis se da a partir de los nucleótidos de ribosa, de qué manera puedo obtener los de desoxirribosa? Reduciendo el azúcar de los derivados de ribosa. Para que esto suceda debo tener una condición que es que deben estar glicofatados para que me lo reconozca la ribonucleotidoreductasa y después de estos se le une otro grupo fosfato y ya quedan trifosfatado para poderlo utilizarlo en los procesos de síntesis de los ácidos nucleicos. VÍAS DE LAS PIRIMIDINAS: Son de mas baja energía, pero más sencillas pues solamente tenemos que sintetizar un solo anillo; tiene tres estructuras que me están haciendo parte o conformando el anillo, dos de ellas están presente en el ADN que es la citocina y la timina y dos en el ARN que es la citocina y el uracilo. La citocina es una pirimidina que tiene un nitrógeno en la posición 1, en la posición 2 un grupo ceto y en la posición 4 amino. Si este grupo amino es reemplazado por un grupo ceto tendríamos un doble grupo ceto en la estructura y esto sería un uracilo. Si al uracilo le adicionamos un tercer grupo funcional en la posición 5 tendríamos un dioxi que además tenga un grupo metilo originaría la timina. Recuerden que la especificidad guarda relación con cuál de los ácidos nucleicos vamos a necesitar.

Nota: al contrario que en las purinas la numeración va en sentido horario y el nitrógeno de la posición 1 es donado por la citocina mas no por el acido aspartico. Por otra parte, al igual que las purinas tenemos unas síntesis de Novo y una vía de rescate. La vía de Novo aun no es la principal pero es la surte inicialmente. La vía de rescate seguirá siendo la vía mas fácil de usar. CARACTERÍSTICA DE LA VÍA DE NOVO EN LAS PIRIMIDINAS: • Ocurre solamente en el hígado. • Utiliza precursores comunes a la síntesis de purinas: PRPP (fosforibosinpirofosfato), acido aspartico, glutamina, CO2 y tetrahidrofolatos. (En esta vía ya no aparece la glicina ya que

tenemos que formar una estructura de 6 carbonos) • Los in iniciadores de la vía son el bicarbonato la glutamina y el ATP. • El primer nucleótido formado es la uridina monofosfato (tiene como base al uracilo) • La ribosa 5-P aparece al final de la síntesis. Aquí vemos que primero aparece la base y ya casi finalizada se le incorpora la azúcar (ribosa) y el grupo fosfato. Por esto casi al final aparece la ribosa 5-p como elemento que viene donar azúcar y grupo fosfato a partir de fosforibosil que es uno de los donantes de esa estructura. Aquí aparece nuevamente el fosforibosil como la molécula reguladora de la vía. • Tiene dos proteínas multifuncionles: o CAD: posee tres actividades enzimáticas  Carbamoil-fosfato-sintetasa.  Aspartato transcarbamilasa.  Dihidroorotasa. (ayuda a formar el acido dihidro-orotico) Todas estas reacciones son en cadena y es un requisito para que el polipeptido pueda funcionar.

OMP descarboxilasa. (descarboxila el orotatomonofosfato para que me quede origine uracilo monofosfato) Habíamos dicho que los iniciadores de la via de novo en las pirimidinas eran el CO2, glutamina y 2 moléculas ATP. El ATP llega y unos de sus fosfatos queda incorporado mometaneamente dentro del primer compuesto y esta reacción tiene la función de activar la síntesis de un compuesto (moléculas activadoras). Una de las dos moléculas de ATP se hidrolizan para formar ADP + fosfato La otra también se hidroliza pero uno de sus fosfatos lo incorpora momentanemente al primero de los intermediarios que se forma. Como se forma este primer intermediario? Recordemos que la glutamina puede donar su grupo amino y cuando lo dona queda como glutamato; ese grupo amino queda incorporado en el compuesto que vamos a formar; el bicarbonato deja el co2 y también se incorpora uno de los fosfato del ATP y así formamos el inicio de la base que se va a conocer con el nombre de carbamoilfosfato.

o UMP sintetasa: Dos actividades enzimáticas  Orotato fosforribosil transferasa. (el fosforribosil transfiere al acido orotico el grupo fx ribosa + fosfato)

El carbamoilfosfato también es producido en el ciclo de la urea que se da dentro de la mitocondria. En cambio su formación en la via de novo de las purinas y pirimidinas se da a nivel citoplasmático, por ende en el organismo hay dispuestos dos tipos de esta enzima



(carbamoilfosfato sintetasa) una a nivel del citoplasma y una a nivel de la mitocondria. Puede ocurrir que haya bloqueos de la enzima en cualquiera de estas rutas y esto me originaria un aumento de los sutratos de la via afectada y lo que va ocurrir que la carbamoilfosfato sintetasa que estaba al interior de la mitocondria puede salir a trabajar en el citoplasma y lo que me hace es inducir o favorecer la via de síntesis de la pirimidinas (via de novo afectada) y originando una deficiencia en la enzima del ciclo de la urea y al final lo que se puede observar en el paciente es un incremento de estas pirimidinas como respuesta a que la enzima se ha desviado a utilizase en la via de novo mas no en la del ciclo de la urea. A hora veamos la segunda reacción. Aquí se hidroliza el carbamoilfosfato y deja libre el fosfato que le había dado el ATP. Esta hidrólisis permite que el acido aspartico y toda su estructura queden incorporada (por esto no necesita de una doble reaccion). Asi obtenemos los 6 atamos que necesitamos para la formación de la pirimidina, ahora falta cerrar el anillo y a partir del nitrógeno de la posición 1 unir la ribosa y el grupo fosfato. Hasta este punto solo ha intervenido la glutamina el co2 y el acido aspartico. Mas tarde veremos que el tetrahidrofolato interviene especiaficamente en la síntesis de la timina. A partir del carbamoil aspartato que hemos formado vamos a cerrar el anillo y vamos a formar lo que se llama el acido dihidroorotico (se llama dihidro= por que no tiene doble enlace formado).

En una siguiente reacción va ocurrir una oxidación de la estructura donde la coenzima Q sale reducida y este proceso de oxidación genera el doble enlace que conserva el uracilo entre las subunidades del carbono 5 y 6 aquí ya pasa llamarse acido orotico. En el siguiente paso llega fosforibosin y da 2 grupo fosfato y regala la ribosa y el grupo fosfato de la posición 5 prima de la ribosa esto se le pega al acido orotico y pasa a llamarse orotidina monofosfato OMP. En muchos libro aparece que este es el primer nucleotido que se forma pero es considerado como un intermediario (por la profe adriana) porque es un nucleotido no funcional y solo aparece como estructura media o momentánea para dar lugar al primero de los nucleótidos que sería el de uracilo (uridina monofosfato UMP). La ultima reacción consiste en descarboxilar la OMP,en esta reacción sale el grupo carbonilo de la posición 6 y al perderlo formamos el uracilo que tiene unido la ribosa y tendrá al grupo fosfato en la posición 5 por que básicamente estos dos fueron donados por el fosforibosin-pirofosfato formando el primer nucleotido que es la uridina monofosfato y a partir de él se van a formar los otros dos.

RESUMEN DE LA RUTA HASTA EL MOMENTO. Reacciones catalizadas por la CAD Reacciones catalizadas por UMP De las patologías más frecuentes para el metabolismo de la pirimidinas se origina por deficiencia de la UMP sintetasa. El cuadro puede ser más severo si la enzima no cataliza ninguna de las reacciones y menos severo si cataliza al menos una de las reacciones. La siguiente grafica es todo lo anterior pero un poco mas especifico: Apartir del UMP vamos a formar nucleótidos de citocina y el de timina. De estos dos nucleótidos el primero que se forma es el de citocina. Como se forma el nucleotido de citocina? La uridina monofosfato adquiere otro grupo fosfato el cual es donado por ATP (así el ATP se convierte en ADP) y asi se convierte en uridin difosfato (UDP), Es una sinasa la que hace este tipo de reacción y permite formar la estructura glicofatada y como en la reacción anterior cuando estamos en la posición fosfatada que ahora seria difosfatada tenemos dos posibilidades: • la primera es que pasemos a ganar un tercer grupo fosfato como sucede en la siguiente reacción donde interviene nuevamente el ATP y así pasa a convertirse el UDP en UTP.

•

La otra posibilidad sería que este nucleotido difosfatado se fuera por una vía adicional donde se pasa de ribosa a desoxirribosa y entonces tendríamos el desoxi-UDP. Ojo desoxi-UDP por la precaución que a partir de él tenemos que formar la timina (la timina solo se forma a partir de un sustrato que tenga desoxirribosa como azucar) Digamos que este nucleotido cogió la via de ganar otro grupo fosfato es decir el UDP se convirtió en UTP. Apartir de este UTP podemos conseguir el nucleótido de citocina el cual ya se encuentra trifosfatado(CTP) por tener origen en el UTP. Entonces cual es la diferencia entre un uracilo y una citocina? El uracilo tenía dos grupos cetos en la posición 2 y 4 y ahora la citocina tiene en la posición 4 un grupo amino (que es regalado por el glutamato). Esta reacción de UTP a CTP necesita incorporar el grupo amino donado por el glutamato por lo que se requiere que entre un ATP el cual va a hidrolizar y va a salir como ADP + fosfato. Nota: Cuando estamos formando muchos nucleótidos cada uno actuar como inhibidor de su propia síntesis para no seguir la producción de dicho nucleótido (regulación negativa o feedback) Por otra parte, me falta obtener los nucleótidos de timina y también me falta tener a la citocina unida a la desoxirribosa. Para el siguiente paso hay que tener en cuenta que no vamos a encontrar al uracilo difosfatado o trifosfatado

unido con la desoxirribosa por lo que para la síntesis del nucleotido de timina tendremos que usar como sustrato a la citocina monofosfato. Si la citocina se formo a partir de uracilo trifosfatado quiere decir que lo primero que le toca hacer a la citocina es glicofatarse (por que estando trifosfatada la citocina estaría lista para la síntesis de ARN) quedando de la forma difosfatada CDP; necesito de esta forma para que sea reducido por la ribonucletidoreductasa y de esta forma pasa de CDP a desoxi-CDP. A partir de aquí puede ocurrir: • trifosfatarse y así tener la citocina trifosfatada unida a una desoxirribosa y este es mi sustrato para la síntesis de ADN. • La otra opción sería que la citocina trifosfatada siga perdiendo grupos fosfato y entonces pase a la forma monofosfatada que es mi precursor de los nucleótidos de timina. •

Otra via para la formación del nucleotido de timina seria la via del uracilo. Como hago esto? Si es el caso de la desoxicitocina-monofosfatada lo que voy hacer es perder el grupo amino (desaminacion) y vamos a formar un uracilo que en este caso estaría unido a un solo grupo fosfato (UMP).

•

Ahora podríamos tener un uracilo difosfatado y se había dicho que no lo podríamos encontrar unido a desoxirribosa así que rápidamente tendría que trifosfatarse momentáneamente para perder 2

grupos fosfato y converger a formar la uridina monofosfatada y asi poder unir la desoxi-rribosa formando (UMP); esta reacción es muy rápida en la célula para evitar que el uracilofosfatado quede unido a la desoxirribosa y evitar que se pueda incorporar al ADN. Apartir del UMP se puede formar el nucleotido de timina. Qué diferencia hay entre un nucleótido de timina y uno de uracilo? Ambos tiene dos grupos ceto en la misma posición pero en la posición 5 el nucleotido de timina gana un grupo metilo y este grupo es metilo es donado por los derivados del acido fólico (tetrahidrofolatos). En este momento tengo la timina unida a la desoxirribosa y aun grupo fosfato entonces que me falta para que me sea activa? Pues que el ATP me done un segundo grupo fosfato (TDP) y luego otro ATP me done el tercer grupo fosfato y así poder quedar con la timina trifosfatada unida a la desoxirribosa (TTP) Los nucleótidos de timina y citocina se encuentran unidos a la desoxirribosa y trifosfatado disponible para la síntesis de ADN. Cualquiera de los nucleotido (adenina, guanina, citocina y uracilo) con excepción de la timina (por que se forma después que desoxirribosa) puede estar como base, pueden estar

unidos a la ribosa por que se sintetizan en la via de novo y están unidas a los fosfatos; estando difosfatados pueden pasar a la forma de desoxirribosa y la única reacción que tenemos es la perdida del Oxigeno con la reducción de la posición 2. Y que ribonucleotido-reductasa utiliza su coenzima para que entrando reducida salga oxidada y recuperando nuevamente su forma reducida vuelva a actuar y por ende inter-convertir mas nucleótidos de ribosa a nucleótidos de desoxirribosa y quien permite que la thioredoxina se vuelva a reducir NADP+ que llega reducido y sale oxidado NADPH y regalas sus H+ para que se vuelva a reducir la thioredoxina. Por eso un bloqueo posible es evitar que la thioredoxina se regenere por que de no estar ella presente en forma reducida no podemos pasar los nucleótidos de ribosa a desoxirribosa. Vías de rescate de las pirimidinas. Es más sencilla por aquí no existe dos sustratos para la vía de rescate, existe uno solo que sería el nucleócido. Ejemplo: al estar la pirimidina unida al azúcar y solo cuando ha perdido su grupo fosfato hay podría retomarla y el ATP le regala un fosfato formándome nuevamente el nucleotido completo y el resto sale como ADP. Si eventualmente llega haber la ruptura del enlace Beta-M-glucosidico y se libera solamente la base ya no hay via de rescate entonces solamente hacemos vías de rescate para la pirimidinas

cuando la degradación del nucleotido va máximo hasta nucleosido.

Resumen de lo anteriormente visto: Lo que va de naranja con amarillo hace referencia a los nucleótidos para ARN (ribosa)y lo que va de azul hace referencia a los de ADN (desoxirribosa.) En todos los casos el punto inferior arranca de color amarillo por que recuerden que las vías de Novo son sobre los nucleótidos de ribosa y miren donde aparecen los de desoxirribosa mucho mas arriba en el

proceso de síntesis después que se han formado losprimeros nucleótidos en la via de novo. Entonces miremos primeros los de purina arrancan de un azúcar de 5 carbono (ribosa 5-P)unida al ATP apartir de ellos se forma el uesto que es el fosforibosinpirofosfato (PRPP )y apartir de este terminamos en el primero de los nucleotido que es la inosina-pirofosfato (IMP) esta me puede formar GMP o AMP (recuerden que el producto de uno estimula la via del otro) después que tenemos la estructura monofosfatada de los primeros precursores pasan a difosfatarse y esto lo realiza la hidrólisis del ATP; ya en la forma difosfatada tengo dos opciones la primera que es trifosfatarme para quedar listos para la síntesis de ARN y la segunda es pasar a ser nucleótidos de desoxirribosa, entonces en la forma difosfatada vamos a tener el disoxi-GDP y el disoxi-ADP y en este punto solo me queda ganar el tercer grupo fosfato (donado por ATP)y así me quedan los dos nucleótidos de purina listo para la síntesis de ADN. A hora vamos con las pirimidinas, estas van a salir prácticamente de la unión de la glutamina, el bicarbonato en presencia de ATP para producir el primer intermediario que es carbamoilfosfato a partir de él con unión del acido aspartico terminamos en el primer nucleotido que es el de uracilo (UMP) ahora este UMP pasa a ser difosfatado UDP y estando asi tiene dos opciones, la primera que es trifosfatarse y formar el nucleotido de citocina trifosfatado y asi

formo los dos sustrtos de las pirimidinas para la síntesis de ARN. La otra opción seria irse con la forma difosfatada a convertirse en nucleosido de d-soxirribosa y a la citocina le queda la misma opción pero no de manera directa ya que tiene que perder un grupo fosfato para quedar citocina difosfatada y de esta forma pasar a la forma glicofatada de d-soxirribosa. Estas formas glicofatadas van a tener dos opciones por ejemplo: Para la citocina tiene que ganar su grupo fosfato que lo dona el ATP y queda lista para la síntesis de ADN. La otra opción es donde sufre un proceso de pérdida de un grupo fosfato y una vez monofosfatada desaminarse y formar el uracilo-monofosfatado y este es el sustrato para la síntesis de timina que básicamente va a llevar adicionalmente un grupo metilo regalado por el tetrahidrofolato y esta timina monofosfatada gana su segundo y tercer grupo fosfato provenientes del ATP y asi queda listo el segundo de los nucleotido listo para la síntesis de ADN. VÍA DE DEGRACION POR LAS PURINAS. Esta via termina para nosotros los humanos en la formación del acido úrico que sería la forma más oxidada de purina que nosotros podemos producir. Supongamos que tenemos una celula en apoptosis y empieza a degradar sus nucleótidos lo primero que va ocurrir es que vamos a tener adenocina monofosfatada y guanocina monofosfatada

incorporada dentro del ADN; lo primero que sucede es que se pierde un grupo fosfato (nucleosidasa hace que se pierda el grupo fosfato) entonces me queda el nucleocido (azúcar + base nitrogenada), el siguiente paso es la razón de por que la hiposantina puede ser una via para rescatar por que antes de perder el azúcar la adenina se oxida para convertirse en hiposantina y entonce esto hace que de la adenosina pasemos a inosina y este paso a inosina va implicar que la adenina pierda su grupo amino y pase a tener un grupo ceto en la posición 6 y a esto se le llama inosina al nucleotido que tiene la hiposantina unido a la ribosa, esta reacción es catalizada por la adenosina deaminasa cuya deficiencia va a producir uno de los cuadros que mas comúnmente se encuentran como patologías por algún problema en la via enzimática de degradación.

enzima que cataliza esta reacción es la “INOSINA DEAMINASA” cuya deficiencia va a producir uno de los cuadros que mas comúnmente d¿se encuentran como patologías por algún problema en la via enzimática de degradación.

Seguimos con el proceso de degradación.

¿ TODAVIA A PARTIR DE LA HIPOSANTINA PODRIAMOS HACER VIA DE RESCATE? RTA_ Si, todavía se puede rescatar, cuando se pase esta línea ya significa que no hay retorno para recuperar. A partir de la hiposantina vamos a ganar el segundo grupo ceto y formamos lo que se llama SANTINA y luego a partir de la santina ganamos un tercer grupo ceto y formaremos el ACIDO URICO, tanto la formación de santina a partir de la hiposantina, como la formación de acido urico a partir de santina, es catalizada por la enzima SANTINA OXIDASA, y

La hiposantina es una vía para rescatar porque, antes de perder el azúcar la adenina se oxida para convertirse en hiposantina y entonces esto hace que de la adenina pasemos a inosina , recuerden que el nucleótido y el nucleosido de hiposantina se llama inosina, y entonces esta inosina va a indicar que la adenina pierda su grupo amino y obviamente pase a tener un grupo ceto en la posición 6, y entonces a eso es a lo que llamamos INOSINA, al nucleosido que tiene a la hiposantina y aquí además unido la ribosa: la

¿ENTONCES ESTA INOSINA PODRIA SER SUJETO DE RESCATE? RTA_ En este momento podríamos entrar a rescatar. El siguiente paso es que se pierda el azúcar y al perder al azúcar nos queda la base sola, por esta razon habrá una fosforilasa que va romper el enlace BETA- N Glucosidico; le pega un grupo fosfato en la posición 1 a la ribosa, por eso sale como ribosa 1 fosfato, y me queda solo la base que como ya se oxido previamente pues es directamente la HIPOSANTINA.

entonces por lo tanto cuando la santina oxidasa empieze a trabajar ya no hay via de recuperación, ya las tendrán que eliminar. Aca ven a la santina que por supuesto también aterriza formada a partir de la guanina, porque traiamos a la guanosina formada vamos ahora a liberar la base solita, entonces la ribosa sale unida al grupo fosfato en la posición 1´( 1 prima) y me queda la sola base como guanina. ¿PORQUE NOSOTROS ELIMINAMOS AIDO URICO COMO DEGRADACION DE LAS PURINAS? RTA_ Porque no tenemos enzimas para romper esos anillos que forman la purina por esa razon tenemos que eliminar ACIDO URICO y esa eliminación de acido urico tiene problemas: 1. Cualquiera de las estructuras que forman anillo cuando van a salir a través de la orina o cuando están en circulación, como el medio es químico y en general como fabricamos orina de tipo acido, ellas van a precipitar formando cristales por la unión con moléculas básicas y van a formar sales que se llaman en general URATOS, esos son lo que forman los cristales que uno puede apreciar en el parcial de orina y son los responsables de esos cristales que se depositan y se precipitan en los riñones y froman los cálculos renales de acido urico, o que se

precipitan en las articulaciones y forman los depósitos que se denominan “TOPOS” ¿QUIENES ELIMINAMOS ACIDO URICO COMO PRODUCTO FINAL DE LA DEGRADACION DE PURINAS? RTA_ Los primates que seriamos los últimos mamíferos, eliminamos acido úrico como metabolismo final de las purinas, también eliminan acido úrico las aves. Pero tienen una diferencia respecto a nosotros y es que ellas fabrican Acido úrico como producto final del metabolismo de las purinas, pero también tienen otra fuente que es para eliminar el nitrógeno proteico en sangre. Al observar el acido úrico en aves es mucho más elevado y proviene de dos vías ya mencionadas. Los libros hacen una clasificación de los animales: UREOTELICOS que eliminan UREA y URICOTELICOS que eliminan acido úrico en eliminación de nitrógeno proteico. • Ahora tenemos el panorama de los invertebrados, de los peces que pueden ir mas adelante, los primates llegan a acido urico pero pueden existir otros mamíferos inferiores que van a poder tener la enzima: URATO

OXIDADASA que básicamente va a permitir la formación de ALANTOINA. ¿Qué ES LA ALANTOINA? RTA_ El mismo acido úrico que puede romperse por uno de sus anillos “el mas grande” esto hace que la solubilidad mejore y no vamos a tener problemas de precipitación dentro de la orina ni en la circulación sanguínea. Podríamos tener otros animales, como algunos peces que fueran mas adelante en la degradación y tuvieran una enzima que se denomina ALANTOINAZA y va a romper el segundo anillo y vamos a tener una estructura lineal y entonces esta molécula va a ser mucho mas soluble en el medio acuoso. Ahora los anfibios van mas adelante estos reducen todavía más la estructura y fabrican 2 moleculas de urea por molecula de acido urico. Y finalmente podemos tener invertebrados marinos que rompen la urea y liberan CO2 y NH3, esta es la minima expresión posible de excresion.

PATOLOGIAS ASOCIADAS AL METABOLISMO DE PURINAS: GOTA: Niveles elevados de acido urico a nivel sanguíneo favorecen la precipitación de URATOS, si se precipita en las articulaciones forma unos complejos que se denominan “TOPOS” esos topos van a estimular la respuesta inmune porque al ser reconocidos como cuerpos extraños, produce un efecto autoinmune( INFLAMACIÓN, DOLOR) Dependiendo de cuantos topos hallan y el numero de articulaciones con esta patología se vera el cuadro mas o menos agudo. 1.

Al disminuir los niveles de acido urico también elimino los topos de las articulaciones.

SINDROME DE LESCH- NYHA: Es producida por la deficiencia de la enzima HIPOSANTINGUANINFOSFORIBOSIL TRANSFERASA, esta la vemos en la via de rescate desde la guanina para pasarlo a inosina bifosfatada, la deficiencia de no me permite rescatar ni la guanina y tampoco la hiposantina. 2.

El gen de promoción de la enzima se encuentra ubicado en el cromosoma X, y además es recesivo, por esta razón se va a heredar su deficiencia, y la patología se ve mas en hombres que en mujeres. En genética a este tipo de casos en los cuales el gen se genera en un cromosoma único [(X) y] se denomina HEMICIGOCIDAD. Que características tiene el síndrome como lo vamos a ver el semestre entrante en genética, las mutaciones van a tener diferentes impactos porque podríamos tener desde que la enzima funcione en un 70 % en un 50% en un 40% hasta en menos del 5%, quienes en realidad tienen el síndrome como tal, los pacientes que tengan una depresión de la enzima mayor al 95% ósea que la enzima les funciona casi con el 5% o mejor dicho no les funciona nada, entonces si tenemos esta misma deficiencia pero en un cuadro menos severo entonces lo que los pacientes van a tener es gotas y unas gotas crónicas que no mejoran con dieta o tratamiento porque es que el problema es de base, pero si ya no tienen prácticamente nada de foclon desarrollan el síndrome de la enzima, que es lo que básicamente hacen van a empezar a acumular fosforibosin pirofosfato porque no tienen como gastarlo por la vía de rescate porque ya dijimos que no van a rescatar, y entonces esa disponibilidad de fosforibosin que ba ha hacer? Dijimos que el iba ha ser regulador de la vía de Novo porque si había

disponibilidad orientaba hacia haya a la síntesis entonces van a tener mucha via de novo, nada de via de rescate van a elevar la purina y por supuesto su producto que será el acido urico, y esos paqueticos que por supuesto que tienen gota que tienen hiperglucemia hacen una .. paipitoxica … porque ya empiezan a perder toda la flexibilidad de sus articulaciones debido al deposito de material y tienen que es lo mas grave trastorno neuropatologicos tan severos que en menos de tres años los niños tienen un retardo mental total y ese retardo mental tan severo ba acompañado de agresividad y de un fenómeno de automutilación en el que básicamente se comen los dedos, la boca, los dientes, la lengua y entonces como es una situación tan delicada lo que hay que tener es a los niños amarraditos y protegidos con gasas para evitar que se autodestruyan, los cuadros son dramaticos y la expectativa de vida no ba mas aya del los 1º años, pero el problema es que todos los posibles hijos de una pareja asi tengan un 50% de probabilidades por azar de que presenten la patología. Síndrome de inmunodeficiencia combinada: Otro de los sindromes que se produce por deficiencia enzimática es el síndrome de inmunodeficiencia combinada, este síndrome recuerdan ustedes que les mencione que en el proceso en que la adenosina se convirtiera en inosina, que se desaminaba y la adenina se convertía en hiposantina y que por estar unida a la ribosa entonces se llamaría adenosina y

pasaría a inosina, y como se llama la enzima que hace el proceso de desaminar la adenosina desaminasa, cuando tenemos deficiencia de esta enzima entonces lo que va a pasar es que nosotros poco vamos a drgradar las bases nitrogenadas que provienen de la adenina y entonces vamos a llevar a que básicamente los paqueticos ban a tener una evolución letal, lo que va a ocurrir y donde mas se manifiesta la deficiencia de la enzima es a nivel de las células del sistema inmunológico, específicamente de los linfocitos B y en estos se disminuyan hasta en un 50% la producción de anticuerpos, entonces el niño fenotípicamente se ve como un menor que tiene deficiencia en la producción de las células inmunocompetentes entonces no responde a las infecciones o microorganismos por muy buenos que fueran le pueden producir la muerte. Por esto y sus siglas en ingles se parece SCIDS al AIDS y los niños con este síndrome son igualitos a un paciente con SIDA solo que la inmunodeficiencia le viene de origen apartir de la deficiencia de la enzima. Como un paciente con sida en realidad no se muere por la deficiencia de la enzima como tal si no por las infecciones que pueda ganar. Durante mucho tiempo el tratamiento fue mantener a los niños en casas estériles y entonces les llamaban “niños burbuja” entonces no se infectaban con nada pero a su ves no podían tener una relación normal porque no podían salir de ese entorno y por esta razón se usaron otros tratamientos como el trasplante de medula osea que si bien resulto exitoso en muchos casos, tenia el

problema de que como en cualquier trasplante la persona podía responder contra los antígenos que no son propios y rechazarlos. De todas maneras los trasplantes máximo duran hasta los 12 años debido a la respuesta inmunológica. En los últimos seis años se ha venido trabajando en la terapia génica para esta patología en la que básicamente se saca la medula osea del propio niño, trabajar sobre sus células madres incorporando el gen correcto, se vuelve a poner la medula osea y como es un autoingerto no lo rechaza, hay por lo menos 10 niños ya con éxito total a partir de terapia génica. Pero la desventaja tiene que ver con los costos que eso representa. Degradación pirimidinas: Para terminar vamos a ver como se degradan los nucleótidos de pirimidina, aquí la degradación es mucho mas sencilla porque el anillo se rompe y si el anillo se rompe pues los productos son mas solubles y se eliminan mas fácilmente a través de la orina y no causan tanto inconveniente como se puede dar con la precipitacion del acido urico. Entonces aquí tienen varios posibles escenarios desde los cuales partiríamos, fíjense que la timina tiene tres estructuras remplazadas dos grupos cetos y un grupo metilo, va a ir por una via y las otras dos que son la citocina y el uracilo ban a venir por otra via, estos dos ban a coberger en una misma via porque la citocina ba a tener un grupo ceto y un grupo amino (todos los

procesos de degradación metabolica en el organismo finalmente llegan a la producción de productos occidados) quiere decir que la citocina en algún momento de su degradación ba a converirse en uracilo, porque lo que va ha hacer es a perder su grupo amino para volverse ceto y ahora con dos grupos ceto acaba de volverse uracilo, por lo cual ban por la misma via y tiene el mismo producto, en cambio la timina por tener ese grupo metilo tiene una via diferente y ba a generar también un acido, pero un acido con una pequeña variante que es ese grupo metilo adicional. El proceso es exactamente el mismo, podríamos partir de una cistidina es decir de un azúcar de tipo ribosa unida a la citocina, podríamos partir de la dos prima desoxicitidina osea de la citocina unida a un azúcar que en este caso seria la desoxiribosa, o podríamos partir del nucleótido completo que seria la citocina unida a la ribosa y a un grupo fosfato y entonces ya no seria nucleostido sino seria nucleótido y entonces a ese es al que le toca el camino mas largo, primer paso perder el grupo amino, entonces pasa a desoxiuridina monofosfatada, segundo paso perder su grupo fosfato y entonces va a convertirse en nucleosido en dos prima desoxiridina, tercer paso perder el azúcar y se convierte entonces en uracilo. Para esta via, hasta donde podría hacer recuperación por via de rescate? Podríamos rescatar hasta después de perder el fosfato, pero si ya perdemos el azúcar y llegamos a uracilo, entonces ya no podemos rescatar, porque solo rescatamos el nucleosido. Y por esta via lo

mismo, esto antes debió cer una desoxicitidina monofosfatada y mas arriba ya perdió su grupo fosfato y se volvió entonces nucleosido y aquí lo podríamos rescatar nuevamente o si llega y pasa a desoxiridina, todavía lo puedo rescatar y si pasa ya a uracilo, ya no lo puedo rescatar. Que hacemos con el uracilo, entonces primer paso recuerdan que el uracilo tiene dos grupos ceto y al lado derecho entre el carbono 5 y el 6 tiene un doble enlace que fue el que hizo que en la síntesis de acido dihidroorotico pasara a orotico, entonces ahora aquí en el proceso de degradación lo primero que ocurre es que el uracilo tiene que perder ese doble enlace por eso ben aquí que pasa a dihidro uracilo, para poder eliminar esa insaturacion implica que alguien le haga el favor de reducirlo por eso ben al NADPH que entra reducido regala los hidrogenos para que se quite el doble enlace y sale como NADP oxidado. Y para que le quito el doble enlace? Es porque por ese punto se va a romper el anillo para volverse una cadena lineal, entonces una ves quitada la isnaturacion y siendo dihidro uracilo ahora entra el agua, rompe por el carbomo 5 y 6 y me queda una cadena larga de seis atomos y a esa estructura se le llama acido ureico propion y este acido rápidamente sufre la acción de una nueva molecula de agua que lo parte en tres, conserva cuatro de los atomos para formar el aminoácido beta alanina el quinto de los carbonos permite la formación de una molecula de co2 y el otro de los seis atomos forma una molecula de amoniaco.

El co2 se elimina a través de la respiración, el amoniaco puede ser reutilizado como grupo amino o puede irse a formar urea para eliminar rapidamnte el nivel que este tiene de toxicidad dentro del organismo y en ultimas el producto final es la beta alanina que siendo un aminoácido perfectamente puede ser reutilizado o podría bien degradarse utilizando la cadena carbonada, eliminando los grupos amino, los cuales salen como urea. Este es entonces el final tanto para la citocina como para el uracilo. El final para la timina es muy parecido, teniendo el nucleótido como monofosfatado, entra el agua y retira el grupo fosfato y entonces se convierte en nucleosido que como esta unido a la desoxiribosa entonces se llama dos prima desoxiribulina, sabemos que a partir de esta estructura todavía podemos rescatar porque seria el nucleosido, y si seguimos adelante vamos a perder a la desoxiribosa que sale con un grupo fosfato en la posición uno y se convierte en timina y sabemos que asi ya no podría recuperarse, y la timina entonces ba a tener que hacer lo mismo entre el carbomo 5 y el 6 ba a tener que perder su insaturacion y se convierte en dihidrotimina, sabemos que para poder eliminar la insaturacion vamos a tener que reducir la molecula entonces por eso vamos a tener aca al NADPHH y sale como NADP y ahora esa estructura que redujo sus insaturaciones ba a romperse por acción del agua y ahora ya no tenemos seis carbonos si no una séptima estructura que era el grupo metilo, entonces por eso se forma el acido beta uréico isobutirato y cuando

este acido momentáneo que se forma es hidolizado por el agua me da el mismo amoniaco, el mismo co2 pero ahora lo que me quedo como molecula grande no es la alanina porque esta era de 4 atomos, aca tengo 5 atomos entonces este se llama el acido beta amino isobutirato y este es en realidad el producto final que se elimina por la orina de la degradación de las pirimidinas, porque yo dije que la alanina la podíamos reutilizar y en ultimas no era producto final, encambio este acido si no hay manera de reutilizarlo y como es lineal pues se elimina fácilmente de manera soluble atraves de la orina. Aciduria orotica: Entonces las patologías por deficiencia de las enzimas para la degradación de las pirimidinas son muy poco frecuentes y no son tan drásticas como las que vimos en las purinas, aquí la mas delicada por asi decirlo es la aciduria urotica que básicamente la puede haber de dos tipos, esto se debe a que hay dos complejos enzimáticos que podían catalizar varias reacciones uno de los dos era la UMP sintetasa que catalizaba la transferencia de la fosforibosin pirofosfato al acido orotico de la ribosa y el grupo fosfato y la descarboxilacion del acido orotico para que se convirtiera en UMP. Entonces los dos tipos de patologías están relacionados con cuanto del complejo enzimático esta comprometido, si nosotros tenemos que la enzima esta comprometida de manera total

entonces tenemos aciduria orotica de tipo I porque ni hace la función de transferir el fosforibosin ni hace la función de descarboxilar al OMP entonces ambas reacciones están bloqueadas, o la segunda opción que seria la aciduria orotica de tipo II es mas benigna porque la enzima hace la primera reacción pero no hace el ultimo paso, que es la sintetiza UMP a partir de OMP. Entonces recuerden siempre cuando una enzima se inhiba sea por competidores o motivos externos o genética, lo que uno observa clínicamente son dos posibles cuadros, uno que seria por la deficiencia de los productos que a partir de allí deberíamos tener pues porque no se van a formar o una segunda posibilidad que es la que comúnmente causa mas cuadro clínico es la acumulación de los sustratos que no están pudiendo pasar a producto, en este caso esa es la razón de la patología, vamos a tener acumulación de acido orotico porque no lo podemos pasar a UMP en cualquiera de los dos casos. En la tipo I que es mas drástica lo que los pacientes tienen es una anemia que básicamente se observa debido a que hay defectos en la maduración de los globulos rojos , vamos a tener una elevada cantidad de acido orotico eliminándose por orina y como siempre hemos dicho como es un acido puede precipitarse ahí y formar cristales y obstruir el tracto a partir de la formación de cálculos renales, pero básicamente por ser una patología extraña, el cuadro no se produce mucho. Cuando tenemos la tipo II los pacientes pueden llevar una vida relativamente sana y les dan como terapia la

uridina que lo que hace es remplazar al UMP que no se esta pudiendo formar.

Recuento: Supongamos que nos comimos una hamburguesa, entonces ahí venian los acidos nucleicos, lo primero que va a ocurrir es que vamos ha hacer con ellos degradación porque el metabolismo inicial si somos

heterótrofos implica que nos proveamos de los elementos que no producimos a partir de la dieta, entonces estos acidos nucleicos que llegan a nuestro organismo van a sufrir la acción de endonucleasas que rompen al acido nucleico en segmentos de máximo 10 nucleotidos y a esto se les llaman oligonucleótidos, con la fosfodiesterasa rompemos uno a uno y entonces formaremos nucleótidos como tales, estos nucleótidos si fueramos a la via de síntesis decíamos que los vamos a bifosfatar primero, luego a trifosfatar y trifosfatados se utilizan para síntesis, pero podrían entrar a degradarse, el primer nivel de degradación siempre será perder el grupo fosfato por acción de nucleotidasas y se convierte en un nucleosido, ese nucleosido tiene dos opciones q es seguir degradándose u otra que es la reutilización fosfatandolo de nuevo gracias al ATP. Si se sigue degradando se libera del azúcar y se vuelve base solita y esa base en el caso de las purinas pueden volverse a recuperar y si se recuperan llegan otra es hasta nucleótidos gracias al fosforibosil pirofosfato. Y si no se sigue degradando en el caso de las purinas a zantona o a acido urico y en el caso de las pirimidinas será el acido beta amino isobutirato que se elimina por la orina. XI CLASE (1H)

CANCER Una mutación puede tener distintos tipos de impacto, • Mutaciones en las regiones no codificantes (las cuales no afectarían; son las que nos individualizan). • Mutaciones en las regiones codificantes: Cambio de un aa que: *No afecte la función de la proteína, no cambia su estructura conformacional. *La función proteica cambie de tal forma que se genere un producto no proteico (con un número de aa muy pequeño, oligoproteína no funcional). *Modificación como en el caso de la hemoglobina L, que sería una metahemoglobina que no trasporta oxigeno, lo que compromete la vida de la persona. Cuando se tienen muchas mutaciones reunidas pueden afectar los genes que están comprometidos en dos cosas, en favorecer el proceso de división celular y en controlar el ciclo celular. Al suceder esto, la célula se puede transformar, apareciendo lo que se conoce como CÁNCER. Se estudiara desde el punto de vista molecular que le “pasa” a la célula.

Agentes mutagénicos externos: aquellos que afectan la célula al inducir las mutaciones por eventos del exterior. Mutaciones espontáneas: las que provienen de la vía interna o la vía propia, la célula las puede tener a nivel de la replicación por una desaminación o por una depurinación ó por elementos transponibles. Hoy día se tiene una tasa más alta de mutaciones, lo cual es causado básicamente por un incremento en el número de agentes que pueden afectarnos e inducir la mutación. Cáncer “mutaciones que se recogen o reinciden en múltiples presentaciones” Múltiple presentación, pueden haber dos modelos: 1. Que los agentes inductores de mutaciones, simultáneamente produzcan una serie de efectos sobre un individuo. No es común, pero se presenta por ejemplo, en personas con exposición laboral, las cuales tienen un contacto permanente con agentes mutagénicos. Ejemplo, quienes trabajan con rayos X, al recibir de manera permanente dímeros de pirimidina, necesitan un periodo mínimo de 2 meses de no trabajo para permitir que sus células se

reorganicen. Esto es un modelo de múltiples mutaciones, que por estar presentes en un mismo momento y en condición sucesiva, favorece la posibilidad de que éstas mutaciones queden en el individuo. 2. Quienes viven en las ciudades, estamos sometidos a la acción de sustancias como la nitroso guanilina a partir de los embutidos y las comidas que se consumen, de la radiación UV por el desgaste de la capa de ozono; lo que hace que se empiecen a reunir múltiples mutaciones en el organismo. La célula trasformada, causado por lo que denominaremos CÁNCER ADQUIRIDO, ó la posibilidad de desarrollar un cáncer de manera espontánea será producto de múltiples mutaciones recibidas. Por lo tanto la edad promedio de aparición no es antes de los 50 años, ya que se necesita tiempo para adquirir estas mutaciones.

Esta patología se va ha tener en dos grupos: Génesis de la Vía supresora: Modificación o cambios de la célula a nivel macro, alterando el o los cromosomas. Vía mutadora: Cambios sutiles que producen inicialmente modificación de los genes que codifican para las proteínas que reparan los errores posteriores a la replicación. “recordar enzimas que trabajan en G2 para revisar el material génico, el complejo RER, quien revisa y repara, haciendo inicialmente un papel como exonucleasa de 3’ a 5’, y luego coloca los nucleótidos correctos en la posición 5´ a 3’ ”

Los CÁNCERES HEREDADOS tienen la posibilidad de tener una copia alterada (que se hereda), que al mutar una segunda parte, hace que se presente el cáncer más temprano.

--Cuando los genes que producen estas proteínas (las enzimas del complejo) se modifican, las enzimas no corrigen correctamente y empiezan a dejar errores en la replicación. Al hacerse acumulación de las mutaciones puede llevar finalmente a la modificación del material genético en la división celular y por lo tanto aparece la transformación—

La característica común a todos los tipos de cáncer, es que es de origen genético, porque implica una modificación en el material que la célula tiene.

La transformación es una perdida de la señal de la restricción en la división celular. Una de las primeras características de la célula maligna, es

que no reconoce un mecanismo que detenga su división celular; por lo que se dice que se “inmortaliza”, se divide y divide y divide de manera indefinida :). Línea celular (lo que se tiene en laboratorios) es aquella que se divide indefinidamente por no reconocer mecanismos que la frenen. Ésta se ha sacado de un carcinoma y se mantiene para estudios. Ojito: Al perderse la restricción de la división, no se reconoce una serie de moléculas que le señalan a la célula cuando debe salir de G1 y pasar a S (punto inicial de control), cuando la célula paso a S ya no hay vuelta o retorno. Desde el punto de vista de cómo se puede presentar, se tienen dos componentes: Heredado Adquirido Como ya se dijo, primera diferencia entre estos 2 es el tiempo de aparición o presentación del cuadro. Cuando es de tipo heredado la predisposición está en presenta un tipo especifico de cáncer. La especificidad no es para un único tipo de cáncer, existen algunos asociados y esta asociación se observa en la metástasis.

Ejemplo, las personas que desarrollan cáncer de células pequeñas de pulmón, pueden también desarrollar cáncer de vesícula biliar, de colon o de recto. Una de las razones de esta asociación tiene que ver con el origen embrionario de estas estructuras; la otra es que al desprenderse una célula de un carcinoma primario para viajar y crear un segundo o tercer foco (lo que se conoce como metástasis), tiene que ser reconocido por receptores de membrana, y estos receptores están puntualmente en “tejidos que corresponden a la misma naturaleza”. Por esto no sucede que tenga cáncer de pulmón y éste haga metástasis en hígado. En este sentido el cáncer heredado: (ejemplo) una persona con antecedentes familiares de cáncer de colon, puede nacer con la predisposición a desarrollar este tipo de cáncer; además según el protocolo vigente incluye también predisposición a cáncer biliar o de útero. Por esto se llaman familias o “grupitos” que dependen de los genes que se alteren. El de tipo adquirido nos puede dar a cualquiera de nosotros, volviéndonos el número uno de la familia. El cual a partir de una exposición generar un primer tipo de cáncer.

Tumor: concepto utilizado para circunscribir la aparición de una masa, es decir una división y multiplicación celular que crea una estructura. Estos a su vez pueden ser de dos grupos: *Benigno: aquel que guarda la característica de no invadir (estar cerrado) y además se encapsula (ganando una estructura fibrosa), otras características son: • Proliferación controlada • Área definida • No invasiva • Capa fibrosa • Poco desarrollo de la angiogénesis La angiogénesis es el desarrollo de nuevas vías sanguíneas para permitir tanto la oxigenación como la nutrición de una manera más rápida. *Maligno: es una proliferación celular que guarda las siguientes características: • Prolifera a otros tejidos • No esta circunscrita a un área • No tiene capsula fibrosa • Gran desarrollo de vasos sanguíneos • Peor estrategia es de sacarlo, porque permitiría que las células se diseminen a tejido linfático y hematológico (Fase IV o metástasis).

Otra característica de un tumor es que va a depender o va a tener una prevalencia diferenciada en las distintas regiones del mundo. Esto se asocia con los hábitos alimenticios, la exposición a agentes mutagénicos, las características genéticas del individuo. Según las estadísticas del Instituto Nacional de Cancerología en 2005, Colombia tuvo una incidencia (casos nuevos en el año) de 10.900.000. De ellos mas o menos 6.000.000 habían muerto por la patología, lo que señala que la expectativa de vida después de diagnosticada la enfermedad no es mayor a 3 años; quienes superan los 5 años ya prácticamente se va a “curar” del proceso, porque se evito la muerte. Prevalencia de canceres más frecuentes en nosotros es: Hombre 1. Próstata 2. Estomago 3. Pulmón 4. Colon-rectal

Mujer 1. Cuello del útero 2. Mama 3. Estomago 4. Colon-rectal

Cáncer de Próstata es el más común en mayores de 60 años, pero muy poco probable que el paciente se muera por este tipo de cáncer, ya que es menos agresivo y más fácil de controlar.

Cáncer de estomago es muy agresivo, usualmente el paciente se muere 3 meses después del diagnóstico.

corrigen esos errores; el que no tenga esa posibilidad, dejará que esas mutaciones le queden y aumentará la probabilidad de desarrollar el cuadro.

Entonces hay unos cánceres muchísimo más agresivos, esto esta relacionado según lo invasivo que sea y según el servicio o funcionalidad del órgano afectado.

2. El grupo de enzimas que reparan el ADN, funcionen de forma correcta.

Factores o características que influyen en el desarrollo del proceso:

Agentes o factores que favorecen de manera externa el desarrollo del proceso

1. Tiene que ver con la composición genética de la persona, con la capacidad de metabolizar los carcinógenos. Ahora se sabe que existe dentro de la farmacogenética una selectividad y una diferencia en nuestras enzimas para metabolizar los productos. Algunas personas son metabolizadotes lentos, otros medianos y otros rápidos. Por esto en un mismo escenario donde 3 personas se toman 1L de aguardiente uno queda borracho, otro como si no se hubiese tomado nada y el otro queda apenas prendido. Esto ejemplifica que tan fácil los individuos degraden el alcohol, las enzimas realizaran un metabolismo distinto y selectivo sobre ese analito. En el caso de los carcinógenos, por ejemplo, se formaron dímeros de pirimidina, pero que tan bien actúen nuestras enzimas fotoreactivantes o la vía de escisión general determinara que tan rápido se

*Fumar = alta incidencia de presentar cáncer de pulmón. La relación de cáncer de pulmón entre fumadores y quienes no lo hacen es de 105:1

3. Nosotros podemos responder diferente a estímulos, y eso es ha lo que se le llama una predisposición

*Rayos X = tienden a desarrollar leucemias, y sobre todos la de la línea mieloide, que son la de los polimorfonucleares. *Rayos UV = aumenta posibilidad de desarrollo de cáncer de piel (noticia de las cámaras bronceadoras). *Alimentación = guarda gran relación con cáncer gástrico y colon-rectal. En estudios en el Cauca y Nariño, donde hay una alta incidencia de este tipo de cáncer, se ha observado que la cascarita del maíz es bastante carcinogénica. Otra sustancia es el “jugo” de la carne al asarse (la combinación de hemoglobina con

otros componentes que se desprenden de la carne asa.). Naturaleza del cáncer Teoría Clonal Una primera célula normal sufre una alteración transformación en su material genético (la cual consiste en que no reconoce cual es el momento de parar la división), y a partir de ella se originan las demás células a su alrededor alteradas. Por tanto las células hijas serán iguales a su progenitora (por esta razón es una teoría de expansión clonal). •

A medida que se generan nuevas células, se tienen más rearreglos y por tanto, más cambios en el material genético.

•

Se presenta con mayor frecuencia en células que proliferan abundantemente. Ya que las células que se dividen mucho, tienen más probabilidad de acumular mutaciones a lo largo de la vida

•

Todas las células cancerosas van a mostrar múltiples lesiones genéticas. La diferencia esta en el tamaño de la lesión, si son tan grandes como para ser observadas a nivel cromosómico,

o sutiles que se detentarían inicialmente a nivel molecular. •

La incidencia aumenta con la edad, la razón esta dada por tener la posibilidad de reunir o acumular muchas mutaciones.

Etiología Sager propuso: Cáncer es un proceso genético con múltiples estadios hasta que aparezca la transformación, los cuales son: 1. Daño inicial del ADN, mutación (puede ser por una exposición). 2. Rupturas cromosómicas y rearreglos (al reconocerse sitios clave). Ejemplo: las leucemias (sobre todo las de tipo mieloide), se generan por rupturas entre cromosomas de 2 grupos específicos, por ejem se cortan los cromosomas 9 y 22, y hay un intercambio del material. Entonces, esa translocación (cambio del material genético de un cromosoma a otro que no es homologo), 9 – 22 es la responsable de que aparezca la leucemia mieloide de tipo crónico. Por tanto, en este segundo paso se observan cambios a nivel macro, visibles en los cromosomas.

3. Selección de células mutantes (aquellas que no involucionaron o que no murieron), susceptibles a crecer. Ésta cell mutante que ahora crece sin reconocer límites, es la primera que va a introducir la modificación, y a partir de ella la génesis de las demás. 4. Aberraciones cromosómicas que generan nuevos patrones de expresión génica. La característica más común de una célula trasformada es que se desdiferencie, cambia su función en el tejido, primero empieza a expresar una serie de marcadores de célula embriogénica (por tanto, en un paciente que se sospecha cáncer, su busca la aparición de la alfa feto proteína, del antígeno carcinoembrionario, del CA 125). Dentro de las sustancias o moléculas inductoras para poder producir de forma externa esas mutaciones hay agentes Físicos Químicos Biológicos Características de la proceso carcinogénico

célula

maligna

y

del

1. Cambios o modificaciones a nivel genético que va ha tener la cell. Es un proceso que se desarrolla a largo plazo y progresa en 4 fases obligatorias: I. Fase de inducción (los 4 pasos propuestos por Sager, ver etiología (exposición a agentes mutagénicos – daño material genético – rearreglos cromosómicos – célula que se transforma)), se calcula que su duración para un cáncer de tipo espontáneo o esporádicos en alrededor de 20 años. Por eso es que usualmente este tipo de cáncer, los esporádicos, se presentan en la quinta década de vida, ya que se requieren muchos años de exposición. II. Fase in situ (conocida como carcinoma in situ), es cuando la célula clonal se selecciona y empieza a desarrollar las células hijas. Entonces todo ese grupito de células que aparecen en la expansión clonal inicialmente están circunscritas a la región donde la primera cell se modificó. La citología vaginal es un ejemplo de una prueba poco invasiva y económica, es útil para disminuir la incidencia del carcinoma in situ. Cuando se detecta uno, únicamente con una prueba llamada La conización, que es quitar el segmento donde aparece el

carcinoma in situ, ya el pronóstico es mejor. Si el carcinoma esta en una fase más adelantada, el procedimiento es otro. Cuando las células “avanzan”, por aumentar su número, se le acaba el espacio a las células para poderse dividir. Entonces otra característica que gana una cell maligna es que pierde la inhibición por contacto (que es dada por el espacio que hay entre células, y entre ellas y la lamina basal). Lo que sucede es que la cell maligna no reconoce las estructuras laterales, entonces las cell se enrollan sobre si mismas para caber y de allí es que aparecería la tumefacción (el tumor). Por esto es un tumor bastante sólido, duro, porque lo que tiene son cell dobladas unas sobre otras. Cuando se le acaba el espacio inicia su tercera fase. III. Fase Invasiva. Las células se multiplican e invaden tejidos profundos atravesando la membrana basal (ya que se le acabó el espacio para dividirse) sin reconocer limites. En ese proceso y avance aparece la angiogénesis (que va ha determinar a que tasa se divide y replique) la cual lo nutre.

IV. Fase de diseminación. Con la angiogénesis puede suceder que una cell maligna se desprenda y entre a circulación, ingresando por uno de los vasos que la alimenta; al estar dentro del vaso viaja hasta llegar a tejidos que tengan receptores de reconocimiento (por esto se mencionó de grupos de cáncer que guardan relación). Esto lleva a la metástasis, que es el desarrollo de un cáncer a distancia del sitio de origen; pueden trascurrir entre 1 a 5 años se demora en aparecer la metástasis si se cuenta desde el carcinoma in situ. La diferencia en el tiempo (1 a 5 años), esta dada porque algunos cánceres son más agresivos que otros, también algunos organismos responden y se defienden mejor que otros. Ejemplo del paciente con cáncer de estomago, su promedio de vida es de 3 meses desde el momento en que se detecta. “La detección del cáncer en Colombia es critica antes de la fase III, es decir cuando nos va bien se detectan en la fase invasiva, y en ese momento ni el médico ni el paciente sabe si ya hizo metástasis. Entonces el tratamiento puede ser exitoso en el cáncer detectado originalmente, pero al pasar los años reaparece un

proceso canceroso que puede ahora ser en otro órgano. Lo que se concluye es que cell malignas viajaron antes del tratamiento y ahora son causantes de la recidiva. Otro caso puede ser que se encuentre un foco secundario, el cual se trata y se elimina pero queda el foco primario, quien origino la metástasis y por tanto continuará el proceso metastásico.” La herramienta diagnóstica actual, esta apoyada en detectar el paciente en la fase I y de manera ideal en la trasformación clonal. Desde este punto, el tipo de cáncer que se genera por la vía mutadora se podría detectar de forma rápida y satisfactoria por cambios en el patrón del seguimiento que se le hagan a los microsatélites. A partir de allí señalar que la cell arranco a hacer una inestabilidad, que inicialmente será genómica, y más adelante cromosómica; con la ventaja de que sólo cuando aparezca la cromosomica se generara la agresión maligna. Esta técnica esta teniendo muy buen resultado para cáncer de colon, rectal, de mama, siendo una opción de diagnóstico precoz.

2. Cambios en la división celular. La célula pierde todas las restricciones en la división, y a esto se le conoce como inmortalización de la cell.

La inmortalización celular es que desde que la cell tenga comida, existe sin algún inconveniente. 3. Desdiferenciación celular. Es decir, la cell pierde todas las características específicas del tejido al que pertenece, y pasa a convertirse en un patrón más general, produciendo sustancias propias de estadios embrionarios (como las alfa Beta proteínas y antígenos carcinoembrionarios). Estas sustancias son las que se detectan en circulación y sirven como señal de la aparición de un proceso maligno en algún lugar. El punto desfavorable que tienen estas moléculas embrionarias, es que pueden aparecer altas en múltiples tipos de cáncer; entonces me ayudan a decir que hay cáncer pero de donde NO. Por tanto no tienen una muy buena circunscripción muy específica, con respecto a un determinado cáncer y por lo tanto no es muy útil en el diagnóstico. Existen otras sustancias que me sirven como señaladores más selectivos, porque se expresan más específicamente respecto al tejido; por ejemplo, el antígeno específico de próstata. 4. Invade tejidos de alrededor. Genera lo que se llama la Etapa Invasivo. Los elementos (factores que influyen) que tiene la cell clonada, la que se

trasformo, para poder hacer el proceso invasivo son: a) Incremento de la motilidad de los receptores de membrana (de los que ya se dijo que habían cambiado). Esos receptores estimulan la posibilidad de reconocer la cell; por esto es una vía utilizada para canalizar rápidamente donde quedarse cuando esta viajando en sangre y va a generar un proceso metastásico. b) Incremento en la presión. Es debido a lo que se dijo que las cells se enrollan para hacer su división celular; entonces, a partir de allí aparece el dolor (es el primer síntoma de un paciente con cáncer).

redonda y 2/3 partes de su tamaño son del núcleo, parecida a un linfocito B. En los epitelios, de cells cúbicas, ya de eso no quedaría nada, porque la cell se redondea, ya no se reconoce como cell de un tejido y desaparecen las uniones intercelulares, por lo que no crece una monocapa. Pregunta: ¿La cell maligna se necrosa? De que su angiogénesis se desarrolle desde luego que no, porque de la irrigación que recibe saca todo lo que necesita (nutrientes, oxígeno), lo que genera es dolor por el crecimiento en el número de células (aumento del tamaño). La necrosis es un proceso normal en una cell normal, pero en una maligna no. e) Pérdida de inhibición por contacto.

c) Elaboración de múltiples sustancias líticas. Las cuales ayudan en traspasar la membrana basal y a hacer invasión de otros tejidos; sino las tuviese esto no lo podría hacer. Este es uno de los mecanismos que utiliza, sobre todo generando proteasas para romper membranas que le permitan avanzar en el proceso de invasión d) Pérdida de uniones intercelulares. Por ejemplo, un fibroblasto que es alargadito, con núcleo pequeño comparado con la cantidad de citoplasma, cuando se ve, la cell maligna es

XII CLASE (2H) CANCER II Habíamos terminado hablando de que a la célula le iban a ocurrir varias cosas, que la iban a diferenciar de una célula normal cuando se transformaba. 1. Una de las primeras era que iba a ganar la capacidad de dividirse de manera ilimitada lo que hacía que el tumor creciera de forma muy rápida. 2. Otra característica importante que ganaba es que estaba en capacidad de invadir las áreas de alrededor, entonces perdía la inhibición por contacto y eso hacía que pudiese autoenrollarse dentro de las mismas estructuras para que si no tenia un espacio físico, ganar un área mayor donde se pudiera multiplicar. 3. Su proliferación iba a estar mediada por cuánta cantidad de oxígeno y de alimento le llegara. 4. Amplio desarrollo angiogenico en esa zona para favorecer el desarrollo tumoral y que por supuesto íbamos a tener una insuficiencia con respecto a las señales de crecimiento que iba de la mano con que no exista la limitación en la regulación del ciclo celular. 5. Iba a ver a su vez, una insensiblidad para las señales anticrecimiento, vamos a ver esto como

está mediado por ciertos tipos de genes que de manera normal actúan inhibiendo el paso de G1 a S, para impedir con ello que de desencadene la división celular. 6. Si la célula se inmortaliza va a hacer una evasión de la apoptosis. Cada uno de otros grupos, caracterizados de particularidades que iban a determinar que la célula se transformara. Dijimos que iba a ver, primero que todo, unas alteraciones de tipo cromosómico, después una transformación y que esa transformación llevaba a que se modificara la membrana celular; dijimos que hasta morfológicamente: la estructura alargada, y la proporción relación núcleo-citoplasma se perdía y aparecía la expresión de sustancias o antígenos de proteínas nuevos a nivel de la membrana y por suspuesto la pérdida de aquellos que normalmente la célula tenía; y finalmente una serie de cambios bioquímicos porque vamos a tener que la célula va a producir ciertas proteínas que le ayudan en el proceso sobretodo de expansión y de lisis del entorno alrededor para permitir tener un área mayor. Mencionamos que esos productos bioquímicos podrían funcionar como moléculas que nos permitían determinar por lo menos grupos de cánceres de acuerdo al genotipo de proteínas de naturaleza

angiogénica que se empezaban a expresar en ese tipo de tejidos de tal manera que nosotros podíamos establecer diferencias que sirven mucho para orientar hacia cuáles tipos de cánceres se están desarrollando hacia la célula, si tiene o no una transformación y después cuando se hacen los primeros abordajes en el paciente (recesión quirúrgico, se da tratamiento de radio y quimioterapia), ayudan muchísimo en lo que se llama seguimiento porque obviamente si nosotros esperamos que todas las células malignas desaparezcan, pues no deberíamos detectar marcadores tumorales en circulación a niveles de estos pacientes. Y cuando se empiezan a encontrar y empezamos a tener niveles que van subiendo, nos habla de recidivas que en paciente quedaron y que por lo tanto pueden volver a generar un nuevo foco en ese paciente. En resumen: la alteración de la célula se produce necesariamente como un resultado en la regulación de su ciclo celular. ¿Por qué se da esa alteración de ciclos? Porque aparecen defectos que básicamente desestabilizan su genoma entonces producen daños en el material genético y esos defectos (que dijimos eran multiples mutaciones) pueden venir de manera endógena o exógena, dependiendo de si son problemas que llamamos de mutaciones espontáneas o si son mutaciones que se conocen como inducidas.

Y por suspuesto nosotros vamos a tener estos factores de expresión, que es lo que vamos a ver ahorita, que se clasifican en dos grandes grupos: 1. Si las diferencias son sútiles y pequeñas y están mas que todo a nivel molecular, vamos a hablar de lo que se llama la via mutadora 2. Si las diferencias son macro, grandes, son reareglos a nivel de los cromosomas, hablamos de lo que se llama la vía supresora. Los cambios incluyen rearreglos genómicos que pueden llevar a nuevos patrones de expresión génica y eso es lo que hace que aparezcan antígenos distintos a nivel de la superficie, producción de moléculas bioquímicas nuevas y aparece entonces un nuevo genotipo. Pueden en realidad pasar 3 cosas: 1. Que se alteren genes que se conocen con el nombre de protooncogenes que serian genes que en condiciones normales están funcionando en la célula y que pueden , al mutar, convertirse en oncogenes, que serían estos mismos genes pero con una tasa de saturación mayor. Aumentamos su expresión y esto genera un incremento en últimas sobre todo de aquellos que funcionan como factores de crecimiento.

2. Los genes que normalmente están trabajando en una célula, con el nombre de genes supresores de tumor, van a estar eventualmente mutados, entonces su papel normal que es el de frenar la replicación de las células va a disminuirse y con ello se favorece entonces la posibilidad de que la célula incremente el número de divisiones. 3. Se generen mutaciones en algunos genes en el grupo de los genes reparadores de los errores posteriores a la replicación y entonces a eso se le conoce como genes de estabilidad, que pueden alterarse y entonces cuando se alteran producen un patrón fenotípico característico. Recuerden que dijimos que los puntos de controles más importantes van a estar localizados al final de G1 y el otro punto es al final de G2 para inducir la división. ¿Qué hay de particular en estos puntos para que característicamente favorezcan la división de las células? Básicamente la producción de cierto tipo de proteínas que por su naturaleza de producirse lógicamente en ese momento, y después no volverse a producir, se conocen con el nombre de CICLINAS. Esas ciclinas son particulares para final de G1 y G2, pero en general actúan de la misma manera. Lo primero que va a ocurrir es que si el ciclo celular es una serie ordenada de acontecimientos para llevar a la división celular y que nosotros vamos a producir 2

células hijas, (ó 4 dependiendo de donde estemos) entonces recuerden que para poder entrar a la fase S tiene que haber una estimulación por parte de la producción de ciertas proteínas que serían las activadas. Vamos a mirar qué es lo que hacen esas proteínas activadas Otra cosa importante es que cuando nosotros establecemos el control del ciclo celular, básicamente es porque definimos en qué momento la célula se divida, inclusive hablamos de que podría haber células las cuales entraban en una etapa de quiescencia, G0, en la que G1 se volvia prácticamente la vida completa de la célula, que dura muchísimo tiempo sin dividirse; y esa situación estaba mediada por la no producción de esas proteínas de tipo ciclinas. Los 2 eventos más importantes dentro del ciclo celular son: la replicación (pq implica que salimos de G1 para pasar a S, y dijimos que cuando eso ocurra ya no podemos devolvernos en el proceso de división celular) y la segunda es la repartición de los cromosomas, porque de eso dependerá de que las células hijas en realidad sean correctas y no tengan alteraciones. Otra cosa importante es que las llamadas ciclinas, se consideran del grupo de unas proteínas de tipo Protein-kinasa. ¿Qué hacen? Fosforilar sustratos, esa es la principal función de las ciclinas; y característicamente son proteínas heterodiméricas porque serían de ese grupo que uds conocieron como

de clasificación en el cuarto nivel que serían proteínas oligoméricas, que en realidad acomplan varias subunidades para cumplir su función. Entonces por una de las subunidades puede hacer la función de kinasa, por otra puede pegar específicamente el grupo fosfato y de esa manera activar a una proteína. Entonces cualquier ciclina siempre tiene por lo menos 2 tipos de subunidades, puede tener más pero las mínimas son esas dos: • Una conocida como subunidad metiladora, que es la que en realidad funciona como ciclina • Una segunda subunidad catalizadora, osea que hace funciones de enzima que es la que en realidad trabaja como una kinasa; pero esa kinasa es dependiente de la ciclina. Primero se producen los niveles de esta subunidad reguladora y cuando ya sea activa, viene y se pega en la subunidad catalizadora y empieza a trabajar como una proteína fosforilada. Que hacen? Desencadenar una cascada de fosforilacion mediante la cual, regulan todas las proteínas que están implicadas tanto en la replicación que serían el primer grupo por ciclinas que se activaría, al terminar de G1. Como las que se van a activar al final de G2 que van a permitir la división celular.

Mediante fosforilacion van a regular en sitios específicos la actividad, haciendo que de esa manera se pueda establecer el paso a la división. Entonces cuales son las vías que vamos a revisar? Que son de descubrimiento reciente, pq en el 80 se sabía ya que existía una características de definir que la neoplasia era básicamente una alteración de tipo genético. Pero en realidad se conocía como una única vía, que había una inestablidad genética con repercusión en los cromosomas. Y partir del 93 se descubrió que podían existir otras formas de inestabilidad, que ya no afectaran a los cromosomas sino que afectaran a algunos genes que específicamente producen enzimas y entonces podrían llegar a generar malignidad. La característica especial es que esta vía como inicia de una manera más sultil, primero nos permite observar los defectos de la célula a partir de secuencias normales que alteran su tamaño. De esta forma podríamos tratar de hacer un diagnóstico precoz, entonces en estos tipos de cánceres se puede dar una herramienta a esas familias para poder revisar desde un inicio como esta la estabilidad de su genoma y a partir de allí adelantarnos a hacer un diagnóstico. Vía supresora también encontrada como la vía de inestabilidad cromosómica, y esta inestabilidad de tipo cromosómico tiene la particularidad que involucra a 2 de los 3 grupos de genes: los protoncogenes, los genes supresores del tumor.

Entonces los dos primeros son los que van a desestabilizar pero los que van a cambiar cuando tenemos esta primera via de aparición de cáncer. Y los genes que generan la estabilidad, que van a modificar a las distintas moléculas productoras de la reparación, van a ser los responsables de la vía mutadora o vía de la inestabilidad microsatélite.

que estamos haciendo es apagándolos, impidiendo su expresión normal pq en condiciones normales su función es frenar al ciclo celular) y entonces es como si no existieran los genes con lo que se favorece la división celular y el crecimiento

La forma como actúan es distinta, y cualquiera de los 3 grupos de genes alterados influyen sobre el ciclo celular y básicamente pq inicio del cáncer implica que los genes alterados produzcan finalmente cambios en el ciclo celular. VIA SUPRESORA Entonces el primer punto va a ser cuando afectamos este proceso de paso de G1 hacia G2. ¿Quiénes son los genes que normalmente trabajan aquí? Los que están colaborando a las ciclinas quienes están involucradas dentro de este grupo de genes. Entonces aquí trabajan los genes supresores de tumor y los protooncogenes àVía supresora. Características.

El segundo punto donde pueden llegar a actuar es que ahora se activen protooncogenes, entonces ahora la función aquí es al contrario, pq los protooncogenes se expresaban de una manera muy baja, cuando hay la mutación, se dice que ya pasan de ser proto a expresarse como oncogenes y lo que van a hacer es incrementar la tasa de división. En todos los cánceres tanto los genes supresores de tumor como los protooncogenes terminan alterados, pero puede ser que primero arranque la mutación a alterar los genes supresores y luego los protooncogenes o viceversa. Y como los dos están trabajando para la estabilidad celular, se va a ver reflejado en que la celula pierda su regulación. 3. Hay una marcada diferencias en el patrón carácterístico cromosómico, entonces va a encontrar múltiples rearreglos como por ejemplo,

1. También llamada via de inestabilidad cromosómica 2. Deben haber varias mutaciones, y esas mutaciones pueden hacer cualquiera de las 2 cosas: inactivar a los genes supresores del tumor (cuando estos genes están implicados en cáncer lo

anhiploidias, delecciones o inserciones; y además va a ocurrir la pérdida de la heterocigocidad, que es básicamente que nosotros teníamos dos copias, una buena y una alterada y entonces cuando se altera la segunda copia, se pierde el ser heterocigóticoà aparece el fenotipo. Esto era la razón por la cual la segunda vía nisiquiera se había descubierto pq entre el 80-85% de todos los cánceres que tenemos se producen por esta vía (supresora) y entonces ese pequeño grupo que es el mímino se produce por la vía mutadora, hasta hace menos de 10 años no se conocía como un grupo diferente de cáncer. Vamos a ver que por ejemplo el cáncer de colón es el que utilizaba esa otra vía alterna. 4. Responde muy mal al tratamiento, entre otras cosas, se descubre muy tradíamente y pues eso dificulta el pronóstico en el paciente, entonces la expectativa de vida es bastante reducida.

PROTOONCOGENES Genes que de manera normal se están expresando en una célula, ellos van a trabajar colaborando en la codificación de qué…para que se expresen proteínas que trabajan a nivel nuclear, citoplasmático, proteínas que pueden expresarse como antígenos a nivel de la membrana y básicamente todas guardan una relación y es que intervienen en la Homeóstasis. Cuando nosotros tenemos los protooncogenes expresados ellos están protegiendo por el crecimiento celular y simultáneamente los genes supresores están actuando para que ese crecimiento no se exacerbe y entonces entre ese “tira y empuje” de que uno favorece y el otro inhibiendo ahí es donde se mantiene lo que llamaríamos la regulación para una célula sana. Por lo que podríamos decir que de esa manera por eso su expresión a nivel celular va a estar estrictamente controlada. Algunos tienen algunos ejemplos de esos protooncogenes que nombramos, que se pueden estar estudiando. Los mas estudiados y que mas se alteran en cualquier tipo de cáncer son éstos: • K-ras: molécula traductora de señales. Las ciclinas y la CD2 y 4 que son un tipo de ciclinas, pertenecen este grupo de protooncogenes, entonces si ellas alteran se favorece la división celular porque se inhibe su regulación.

• C. MYC c-erbB. Otro prototipo de protooncogen. Cuando un protooncogen se convierte en un oncogen? Sería ese protooncogen que se convierte en un gen anormal pq se activa de una manera desenfrenada, aparece una sobreexpresión de gen. Caracteristicas: va a permitir que se exacerbe la presión hacia el lado del crecimiento celular y hace que la célula se transforme y se desarrolle un determinado tipo de cáncer que dependerá de dónde está ubicado. Si vamos a definir como actuó el oncogen: 1) aparece de la activación exacerbada de un protooncogen y eso se debe a que haya una acumulación de mutaciones en ellos y que me generen la inactivación de la estructura normal y la activación de la alterada. 2) La célula solo se maligniza cuando recibe la mutación de muchos protooncogenes para convertirlos en oncogenes, no uno solo.

Muchos de ellos funcionan como factores de transcripción, reguladores y la expresión génica y otros funcionan como traductores de señales y por esa razón la célula empieza a reconocer más receptores de membrana y a alterarse de una manera adicional.

Estos oncogenes que siempre están alterados en esta vía, no son los únicos que responden a que la célula se malignice pq otra de las características que se ha observado es que la rta inmune del paciente no participa, pq parte de las cell que van a ver uds dentro de los organismos son las llamadas “natural Killer” que deben trabajar reconociendo cell transformadas para destruirlas y generar fenómenos de apoptosis dentro de ellas; pero si nuestro sistema inmune no trabaja correctamente pues no va a ocurrir que se

destruyan esas cell y por lo tanto los oncogenes que allí se manifiestan van a permitir que el grupo crezca y a partir de lo que expresamos que era la teoría clonal, se multiplique y genere nuevas cell. Entonces de qué manera el protooncogen se convierte en oncogen? Hay 3 modelos de cambios que pueden ocurrir: •

•

•

Mutaciones puntuales, que solo cambiemos un solo nucleótido, pero presisamente en la región codificante y eso va a hacer que ahora la proteína sea muy activa à mutaciones en los sitios promotores y regiones de control del gen. Entonces se tienen que regular de una manera permanente. Mecanismo de amplificación genética/génica (al ser de nivel molecular), que quiere decir que teníamos una sola región, un solo segmento para el protooncogen y él se multiplica a 2-3-4 tamaños, y si ahora tengo varias veces el mismo gen, pues si ese gen se expresa me va a dar muchas mas copias de esta región. Translocaciones: especialmente en la leucemias. Si recuerdan las translocaciones tiene la particularidad de

que perdemos un segmento de un cromosoma para que se vaya a otro no pq se vaya a perder sino que cambia de ubicación NO A UN CROMOSOMA HOMÓLOGO sino a un cromosoma de otro grupo y entonces puede ocurrir una translocación no recíproca o una recíproca donde se intercambian los 2 segmentos pero como son cromosomas no homólogos producen anormalidad.

Entonces que ocurre que si por aquí aparece el pedazo que nosotros cortamos para translocarlo a otro lugar, y precisamente tenía una región promotor que aterriza donde había una proteína y va a funcionar como un mecanismo para la expresión de ese gen y la proteína

se va a aumentar y por eso aparece ahí que hay una sobreexpresión de la proteína. Aquí esta expuesto el primer caso que seria una mutacion a nivel de una base nitrogenada (sustacion) en el AND de un gen específico que va a producir un aminoácido y que entonces va a provocar cambios a nivel de la estructura sintetizada por el gen y por lo tanto una mutación. Aquí se ve el ADN cadena normal.

Luego se ve una base cualquiera que estamos cambiando AàC

Aquí el otro fenómeno que en vez de cambiar se rearregle –insericón.

Y el otro que tendríamos que es la supresión

Cualquiera de esos eventos finalmente lleva a que se cambie algunos de los aminoácidos de la proteínas y que ese a.a fuese importante dentro de su función pq produzca cambios conformacionales entonces la proteína empieza a trabajar de manera diferente. (Nuevamente explica el mecanismo de translocacion) Ej: leucemia mieloide crónica que es muy común q se produzca por un translocación entre el cromosoma 9 y el 22, que no tiene que ver con el tamaño. La porción distal del cromosoma 9 se rompe donde hay un gen llamado abl, y ese gen viene y se fusiona a un punto mediano del brazo largo del cromosoma 22 y entonces queda la fusión y entonces queda el bcr/abl. Logicamente la translocacion en realidad no es recíproca pq mucha más cantidad del 22 se le regala al 9 y el 9 regala más poco al 22. Cromosoma 9 mucho mas largo del que yo tenia y uno 22 mas pequeñoàllamado comúnmente cromosoma Philadelphia, y es de buen pronóstico para el paciente, para su tratamiento cuando se realiza mitosis en un paciente con leucemia y es de pésimo pronóstico que no se encuentre ya que significa que queda tan

pequeñito el 22 y en sucesivas divisiones en esa leucemia, tiende a desaparecer, luego el paciente queda prácticamente sin un cromosoma 22. (Cromosoma Philadelphia negativo)

Por qué razón es q cuando se hace la translocación a través del cáncer como tal, se activa la leucemia? Porque en el punto de ruptura, a donde vamos a llegar, el gen abl precisamente aterriza en el punto donde teníamos el bcr y funciona entonces como un activador lo que hace q finalmente aparezca una proteína fusionada entre el abl y el bcr y esa proteína se sobreexpresa e incrementa la línea blanca. como actuan esos oncogenes que pasaron de proto a onco y por qué es que están fallando?

Miren uno de los posibles puntos de acción: funcionen como factores de crecimiento la gran mayoría, otros funcionan como receptores de los factores de crecimiento otros como péptidos de señalización intracelular (llevan señales al núcleo para que se active la expresión génica) otros como proteínas de tipo nuclear. Esos son básicamente los 4 frentes en los cuales los oncogenes trabajan. GENES SUPRESORES DE TUMOR El segundo grupo de genes que funcionan en este tipo de cáncer.

Gen que de manera normal, reduce la probabilidad de que una cell de un organismo se transforme en una célula maligna. Estos genes se encuentran en células normales y cuando nosotros tenemos que la cell se malignizó es pq en general, este gen se inhibe y no va a trabajar y va a permitir que los oncogenes se expresen en mayor cantidad. NOTA: Los oncogenes en general se van a heredar o van a producir cáncer en un mecanismo dominante, es decir, con q uno de los dos protooncogenes mute a oncogen es suficiente para que la persona desarrolle el patrón de célula transformada. En el caso de los genes supresores de tumor, como ellos estan funcionando normalmente deteniendo la división y además son muy importantes como guardianes de la cell, su mecanismo de activación implica que unicamente cuando tenemos las 2 copias dañadas de ese gen supresor, es cuando en realidad la cell no obedece señales y se va a transforma, mecanismo de herencia recesivo. Es característicos que cuando nosotros tenemos la mutación o deleccion de ambos alelos para ese gen supresor de tumor, se aumenta la probabilidad de que vaya a producir el tumor, este va a perder su funcion y va a favorecer el crecimiento. CONTINUACION Uno de los genes supresores de tumores mas importante que tiene la célula es la llamada proteína

Factor de Transcripción. Que básicamente es la que trabaja en todas las células para inflar la multiplicación. ¿Donde se codifica este gen? -En el cromosoma 17 específicamente en la banda 13 del brazo corto y sus funciones son: 1. FACTOR DE TRANSCRIPCION DE PROTEINAS NUCLEARES: es decir, produce o induce o al contrario inhibe la expresión de proteínas celulares, porque regula por eso se llama Factor de Transcripción, regula la expresión de ese tipo de proteínas. 2. APOPTOSIS: la proteína producto de este gen se encuentra que hay muchas desatenciones en la célula entonces en vez de permitir que se divida lo que hace es que haga fenómeno apoptosico para evitar que se pueda transformar. 3. DURANTE EL CICLO CELULAR: Específicamente si dijimos que era el de la vía supresora aquí en el paso de G1 hacia S. ¿Que pasa entonces cuando nosotros tenemos el gen defectuoso (cromosoma 17, banda 13 del brazo corto) porque ha tenido mutaciones? Pues entonces las células anormales pueden proliferar los protooncogenes pueden trabajar a sus anchas porque no tienen quien los deprima y de esa manera se produce la transformación.

Otro gen supresor de tumor es el famoso GAPT y entonces vamos a mirar como se desencadena el cuadro dentro de una celulita. Entonces cuando él esta presente como es un gen supresor de tumor que va hacer? Va ha permitir la codificación de una proteína que emite señales de diferenciación o de apoptosis dependiendo si la célula esta alterada. ¿Donde lo hace? Aquí al final de G1 antes de que entre hacia la división que seria cuando entramos a la fase S.

por eso se dice que no es precanceroso sufre una mutación entonces esta se considera activadora ¿Por qué? Porque inhibe los genes supresores y entonces el encogen va ha trabajar y va ha dividirse de tal manera que todas las células descendientes van hacer que se multipliquen y el adenoma pasa a una estructura de adenoma mucho mas grande. Ese el caso por ejemplo de lo pólipos que se encuentran a nivel del colon cuando las personas tienden a desarrollar las adenosinas polipoquematosa.

Y que pasa cuando él esta ausente? Y que significa ausente? Que no se expresa por mutaciones que se ganaron entonces aparece la expresión inapropiada de oncogenes como el cenic (¿?) y este funciona como un factor de transcripción que induce la expresión de muchos genes que van a facilitar el paso desde G1 hacia la fase S.

Que pasa a continuación? Ocurre mutación de otro de los genes supresores de tumor como por ejemplo P53 entonces aparece una mayor polución incontrolada de la célula ya la celulitas empiezan a invadir la lamina basal ya se desiminan y se generan muchos mas vasos sanguíneos y por ultimo por esos vasos se van y aparecen la proliferación en sitios distantes que seria que ahora este pólipo creció, lo que veíamos microscópicamente es como aumenta por la parte superior y además por dentro para atravesar la membrana basal, como se empieza a desarrollar nuevos vasos y finalmente como las celulitas por diapédesis cae en el interior de los vasos y apartir de allí se van a formar lo que dijimos q era la metástasis.

¿Que ocurre en términos de la celulita cuando esto pasa? Entonces miren que inicialmente tenemos una multiplicación que es benigna, que es un tumor precanceroso y que cuando viene y se activan los oncogenes como producto de la inactivación de ATP pues entonces originan la aparición con esa activación oncogénica de lo que seria ya el tumo maligno. Si una de estas células de un pólipos que seria el caso que estamos mirando a nivel de una celulita que va inicialmente a formar un pólipo que no es canceroso

Entonces para definir este seria el escenario: Tenemos una celulita normal, en equilibrio. Y esta en equilibrio porque a la vez están jugando 2 factores

que se están expresando los protooncogenes que están empujando para estimular la división pero a su vez están hay los genes supresores frenando la división. Entonces entre los dos cada uno tirando para su lado esta manteniendo el control. Respuesta a una pregunta de un estudiante: ¿que uno puede trabajar sobre ellos para que se expresen más? Siempre será así con cualquier gen que tengamos. Porque recuerden que el problema era para el gen expresarse o no tiene que ver con reconocimiento o no del sitio promotor y lo que hacemos en condiciones normales para regular negativamente la expresión de un gen es tapar el sitio promotor o tener secuencia o proteínas reguladoras que por eso funcionan como factores de transcripción que impiden que sea reconocido el gen pero que pasa si yo lo desbloqueo? Se podía llamar que tenemos un mecanismo inducción. O eso que dijimos que era multiplicación, que multiplico las copias o que tiene pegada la DNA polimerasa en el sitio promotor y siga y siga y siga ;) produciendo RNA con carencia de ese gen. Y de hecho eso es lo que determina que tengamos diferenciación celular o no, porque en últimas todas las células tienen el mismo genoma pero porque unas son una cosa y otras son otra cosa, porque ellos tienen que ver con varios genes que están regulados negativamente. Bueno entonces aquí estamos en la situación normal. Que pasa en una celulita normal? Pues que después

de varias y proliferaciones lo que va ha producir es que hace apoptosis normal. Que pasa si ganamos una primera mutación en este protooncogen? Fíjense que pasaría hacer un protooncogen mas activado y dijimos que en ese caso entonces que? Pasaría a llamar oncogén y entonces el gen supresor esta frenando pero aquí la presión para aumentar el crecimiento es mayor y entonces aparecen lo que llamaríamos un tumor. Que pasa si hay mutación en el gen supresor? Lo mismo el que frena no esta y este no es que este trabajando mucho pero nadie lo esta parando entonces finalmente aparece un tumor. Y en la realidad que pasa, que hay mutaciones aquí y hay mutaciones aquí, porque recuerden que reunimos 10, 20 o mas mutaciones y pues al final del cuento muchos genes tanto genes supresores como oncogenes van a estar mutados y a producir el tumor. La predisposición genética que yo ya nazco con el 50% del camino ganado porque tengo ya una mutación. Un tumor benigno es diferente a uno maligno. El tumor benigno esta encapsulado, tiene un control, tiene una proliferación celular pero no descontarla, halla no hay activación o inactivacion de estos genes, no soy ellos los responsables es mas responsable por ejemplo una necesidad de tejido por multiplicarse pero

como esta suscrita a un control y esta definida por una capsula no es un tumor maligno. Este es el modelo para el cáncer que siempre será tumor maligno. Y entonces lo mismo dicho con los propios genes como tal, tenemos un epitelio normal, matarían por ejemplo inicialmente APC beta cadenina quienes son ellos? APC de cual grupo? APC que es un Gen supresor de tumor y la beta cadenina no lo he dicho pero es protooncogen. Mutaron 2 que aparece visto al microscopio? Un adenoma temprano Ocurre una siguiente mutación en ¿? Que era de cual grupo? De los protooncogenes y entonces aparece un adenoma intermedio. Muta ST gen supresor de tumor, y aparece un adenoma tardío. Y finalmente que aguantaba era P53 y entonces gen supresor de tumor aparece entonces la célula transformada y aparir de allí todas las otras que se van a desencadenar. Tendríamos 5 genes implicados de los cuales 3 serian genes supresores 2 protooncogenes y realmente desarrollamos el cuadro de la transformación. Nosotros podemos ganar desde que nacemos el favor de que nos hallan pasado una mutación heredada en un gen supresor de tumor o en dos o en tres eso si yo

no se, por que eso dependerá de los antecesores míos. Y entonces vamos a nacer con eso que se llama una predisposición a desarrollar cierto tipos de canceres. Que particularidad le da a la persona con predisposición a cáncer? Ese tipo de evento? -La primera que no le falta sino ganar la mutación del otro alelo para que aparezca el problemita. -La segunda que por lo tanto en términos va hacer mucho mas rápido como nosotros podemos terminar ganando esa mutación que si fuera lo que fuera el cáncer esporádico. Por eso el patrón de cáncer heredado se presenta mucho más temprano en edad que aquellos que son esporádicos. Y una de las cosas importantes es que lógicamente eso implica una mutación en la línea germinal para que esta me llegue a mi y en cambio yo voy a ganar es una mutación que se gana de forma somática, y ud cuando por exposición del sol u otro mecanismo hace la otra mutación. Por eso no todos los que nacen con una predisposición al final tienen que nacer con cáncer porque unos puedan que ganen la segunda mutación somática y otros pueda que no. Van a ver muchos factores que van a influir hay. Aquí pueden ver ustedes tengan una copiar heredada mutada y la otra esta sana y después de manera adquirida me gano la segunda mutación.

En general los oncogenes con una sola funcionan más bajo un modelo Dominante.

copia

Y un ejemplo de este tipo de carcinomas heredados es el que va ha permitir que el RNB que se llama gen productor de una proteína que se llama el retinoblastoma que es un gen que funciona como una proteína supresora de tumor, pues va poder permitir la aparición de varios tipos de canceres cuando nosotros tenemos ese tipo de gen apagado o mutado. ¿Que característica va ha codificar el? De manera normal impide el crecimiento celular excesivo por inhibición en la proliferación de estigma celular. Este RNB en el caso de nosotros los humanos esta codificando para una proteína que se llama proteína del retinoblastoma y su gen esta ubicado aquí en el cromosoma 13 específicamente en el brazo largo en la banda Q de las sub-bandas 1 y 2. Y entonces aquí pueden observar en el modelito como ese cromosoma 13 puede eventualmente en este lugar que por tener un gen lo ven en blanco, porque hace referencia que son zonas de eucromatina y entonces se pierde y tenemos el gen con rayita negativa que quiere decir que no tengo hay el alelo en cambio aquí si tengo el alelo. Esto de paso me sirve que seria para decirles llamamos heteregocidad. El individuo tiene un gen o una alelo bueno en un cromosoma y en el otro lo tiene mutado.

Que ocurre cuando la persona presente este tipo y aparece la transformación? Hay pérdida de la heteregocidad, esto que quiere decir? Ya tenia un no gen mejor dicho no tenia un gen o lo tenia alterado y ahora acabo de alterar el segundo entonces ya no soy heterocigoto para la condición sino que acabo de quedar homocigoto y hay aparecería la mutación real para ese tipo de evento. Y el retinoblastoma entonces como lo digo acá es un prototipo de enfermedad de vida a la mutación en un gen supresor de tumor en un tumor no tan frecuente que se origina en la retina de los lactantes tiene una prevalencia no tan grande de uno en 20.000 en recién nacidos y como ven aquí el 40% de los casos va ha tener un patrón heredado porque ya heredamos uno de los dos alelos alterados. Fíjense nacemos así con una copia dañada en la otra correcta y hay una mutación somática específicamente que inactiva al que estaba correcto pasamos de ser heterocigotos a ser homocigotos y lo mas importante si la mutación aparece a nivel de la retina entonces el niño desarrollo retinoblastoma que básicamente es un tumor pues que lo va ha dejar ciego. Entonces, eso era todo lo que se conocía en realidad sobre cáncer y oncogénesis a partir de la genética

hasta hace unos más o menos… (No se le escucha lo que dice). Después se empezó a ver por estudios que hizo el Dr. Ruiz que existían algunos canceres que no obedecían a ese mismo patrón; que cuando les buscaban las alteraciones a nivel de la célula transformada los genes en realidad no estaban todos alterados y no se había llevado el proceso de la misma manera. Entonces apareció el análisis o el estudio de que habían otras cosas que podían cambiar en otros tipos de cáncer y esas cosas eran en realidad: las proteínas que trabajaban haciendo la corrección de los errores de la replicación aquí en la etapa G1 y que entonces ellas cuando estuvieran mutadas pues iban a trabajar a media marcha o no iban a trabajar, no iban a corregir los errores que de manera natural se habían producido durante la replicación y que iba a tener una particularidad como esta; ojo con lo que digo: al final de todo, cuando terminamos también este modelo ha hecho la inactivación de genes supresores y la activación de oncogenes pero eso en este modelo llega de manera tarida porque en realidad lo primero que ocurre es que las proteínas reparadoras no reparan o reparan a medias y si vamos a pensar que es lo que ellas tiene que reparar, resulta que de manera normal y es lo que se ha demostrado, dentro de un mismo cromosoma cuando se empieza a dar la transcripción, la replicación que es la síntesis de la nueva cadena la DNA polimerasa va un poco mas despacio, estoy hablando del numero de nucleótidos por un segundo, pero supongamos que fueron 1000

nucleótidos por segundo si no hay un gen; Primera razón: porque las zonas de eucromatina se cuidan mucho mas que las de heterocromatina y segunda razón porque en las areas de los genes las secuencias van a cambiar bastante una seguida de la otra entonces aquí hay guanina, luego citosina luego timina pero es más lento el proceso pero mientras que en las regiones de ADN altamente repetidas yo les decía que tenemos este puente que tiene eventos repetidos entonces en esa zona la polimerasa primero va mas rápido y segundo fácilmente se equivoca. Entonces surge una característica que se llama fenómeno de deslizamiento de la polimerasa en el que o pone más o quita algunos porque tartamudea a la hora de hacer lo mismo, los mismo, lo mismo una y otra vez entonces de pronto se le van 51, se le van 52 o quedan 49. Y ¿Quién es la que tiene que hacer el favor de decirle no mire eran 50 y se le fue una de mas o le faltaron?, las proteínas que tiene que revisar en G2 que dijimos que para eso estaba G2, para revisar, revisar y volver a revisar. Pero ¿qué pasa si una proteína que revisa esta mutada?, pues lo que va a ocurrir es que van a empezar a quedar errores en esas regiones que básicamente se van a notar primero que cambios en cualquier otro lugar porque son las regiones que mas probablemente primero mutarían y lo harían porque

en realidad no comprometen la vida de la célula y segundo, porque al ser altamente repetidas van a favorecer el hecho de que la DNA polimerasa se equivoque. Y entonces este modelo de aparición de cáncer tiene como características: 1. Que se llama vía mutadora o vía de inestabilidad de micro-satélites entonces aquí está implicado por eso decía yo, los genes de estabilidad de la célula. 2. Se alteran los genes que están implicados específicamente en las proteínas de tipo ADN polimerasa que cumplen el papel de reparación de errores posteriores a la replicación. Por eso se llaman proteínas REM porque eso hacen reparar errores después de que se ha dado la replicación. Y como yo les decía que la vía supresora respondía entre el 80 y el 85% de los canceres pues los que quedan faltando estarán aquí: son responsables más o menos del 15 o 20% de los canceres que se pueden producir. Y entonces pues están mucho mas tipificados: tienen que ver mucho mas con cáncer de colon, cáncer de vejiga, cáncer de vesícula estos son los canceres que mas comúnmente se pueden desarrollar por esta vía. Y una cosa buena es que cuando esta es la vía que ha permitido el desarrollo del cáncer es una vía menos

agresiva y por lo tanto de mejor respuesta al tratamiento y eso hace entonces que la sobrevida y que la probabilidad de que el paciente se cure del cáncer sea mucho mejor o por lo menos mucho más probable y entonces pues en ultimas si le da a uno el cáncer ojala fuera por esta vía y no por la otra. Bueno, entonces aquí ven el complejo de enzimas. Fíjense que tenemos el ADN de doble cadena y aquí vemos a las proteínas haciendo la función de revisar, después de revisar cortan y vuelven y polimerizan lo que es correcto. Se acuerdan lo que les enseñe, que en la vía de reparación había un mecanismo de escisión general y que entonces las enzimas reparadoras posteriores a la replicación actúan como exonucleasas inicialmente porque encuentran el daño y lo cortan y luego como proteínas polimerasas colocando lo que debían poner y luego la ligasa. ¿Cuáles son los genes que van a permitir la síntesis de esas proteínas?, aquí tienen algunos miren: el MUT-S, el MSH6, el MSH2, MSH1, el MNH1 y el PMS2 pero ya los vamos a ver allí ahorita en un listadito. Aquí un ejemplo de cómo tenemos el ADN, de cómo esas enzimas revisadoras pasan revisando y encuentran algo que no cuadra, entonces vienen y escinden, después de escindir colocan lo que es correcto aquí; corrigen el pedazo y para poderlo corregir sacan lo que no era, polimerizan todo y

finalmente la ligasa (no se le entiende bien)… ¿eso cuando lo están haciendo?, lo están haciendo en G2 porque es después de que se ha replicado. ¿Y qué pasa entonces si tenemos regiones donde tenemos un gen, ¿pero se acuerdan que en su interior los genes tienen exones y otras regiones que no codifican que se llaman intrones?, pues en esos intrones también pueden haber estas regiones repetidas que comúnmente se conocen como regiones microsatelites; que yo les había dicho que se llamaban STR (short tándem repeat) ¿Por qué pequeñitas?, porque tienen entre 1 y 7 pares de bases y van a estar en regiones donde haya genes como en regiones intronicas de los genes. Como les dije que tienen una estructura repetitiva eso hace que se favorezca que la enzima cometa errores a la hora de polimerizar esas regiones y como las otras no están corrigiendo pues ese sería el primer punto o primer probable sitio donde se empiezan a quedar las mutaciones; en esas regiones altamente repetidas.

heredado que también de llama síndrome de Lynch en honor al Dr. Lynch que lo describió cuales son allí específicamente los genes que se alteras?, miren estos 5 genes que son todos genes productores de enzimas reparadoras posteriores a la replicación. Y entonces cuando uno de ellos o todos se alteran aparece el problema. Aquí tenemos un cromosoma, aquí tenemos el epitelio normal, ganamos mutaciones o perdidas de algunas regiones como la del cromosoma 5 en la región Q y entonces aparece un epitelio que va a tener hipertrofia, después hay hipometilacion (no se entiende bien esta palabra) de esa zona, se aparece un adenoma precoz después aparecen fíjense, mutaciones en garra (esta tampoco) y aparece el adenoma intermedio en DCC y puede aparecer el adenoma más avanzado y perder 53 y aparece el carcinoma y gano el cáncer.

De ese 20% del cáncer que se asocia con esta vía a su producción, más o menos el 15% se produce para tumores esporádicos y el 85% de los canceres que se producen por esta vía son para canceres heredados ósea, estaríamos hablando del 17% de los casos.

Entonces ojo al final del cuento también la desestabilización del genoma porque se dejan errores termina generando mutaciones en los oncogenes y en los genes supresores de tumor pero allí seria al final de la vía primero tenemos todo este periodo en el que los cambios se van a ver reflejados sobre todo en las secuencias microsatelites y que por lo tanto nos favorecen los diagnósticos precoces.

¿Y cuáles son entonces en el caso especifico de este que sería entonces el cáncer de colon no poliposico

¿Y entonces en el mismo modelo que miramos ahorita para el otro caso como seria la cosa?, entonces aquí

tenemos el epitelio normal, hay mutación en ellos el MNH1, MNH2 y el PMS1 y PMS2, que son todos genes que producen enzimas (ADN polimerasas que trabajan en la reparación de los errores de la replicación). Entonces aparece el fenotipo impermutable que es que la celulita va a empezar a ganar mutaciones y se mutan luego otro tipo de genes que también trabajan precisamente en la corrección de errores posteriores a la replicación y aparece lo que se llama el fenotipo con error posterior a la replicación y aquí no se ha mencionado pero por acá aparecen mutaciones de oncogenes y de genes supresores y finalmente desencadenamos en el cáncer.

¿Qué va a pasar con esa región?, uno la puede analizar en el laboratorio y lo que debería encontrar es que compara por ejemplo la muestra tomada de sangre corriente o de un raspado bucal y allí cuenta el número de repeticiones que la persona tiene y luego va y las ubica en el tramo de la biopsia y cuenta cuantas repeticiones hay.

Y para que vean el ejemplito de cómo se da el cambio entonces aquí tenemos un gen que es el que codifica la proteína polimerasa MSH2. Aquí ven toda la secuencia del gen y vean que por aquí hay una zonita que les está mostrando que tiene un sitio que seria una región de un intron y tiene característicamente una secuencia de 26 adeninas porque dijimos que eran regiones que tenían una misma repetición entre 1 y 7 nucleótidos. Esta región de 26 repeticiones se conoce con el nombre de balter rugel (o eso parece jajaja) y como este está ubicado dentro de este gen entonces fíjense que aquí les dicen que es un STR de una única repetición que está ubicado en el brazo corto del cromosoma 2 y en realidad dentro del gen que es el de la enzima específicamente en su intron 5.

¿Qué característica importante tiene este marcador?, miren que tan bueno para trabajar en el laboratorio, el 95% de especificidad. ¿Qué quiere decir?, que cuando yo encuentro que las secuencias no son iguales en los dos tejidos puedo tener la seguridad que esa célula está haciendo inestabilidad y ahí nos va a aparecer cáncer. Y podría ocurrir si no necesariamente que eso está hablando es de la sensibilidad que todas las personas que vayan a tener cáncer tengan el MAP-26 alterado; Eso sí podría ser que no, pero lo que sí podría yo estar segura es que cuando lo encuentre alterado es porque ahí tenemos una inestabilidad. Y entonces aquí ven marcadores STR´s específicos para detectar precisamente cambios en genes selectivos: aquí el primero que vimos el MAP-26 como es una secuencia solo de adeninas, está dentro de un intron

Si los dos modelos no coinciden estamos hablando que algo le está pasando a la estabilidad de la célula de la biopsia. Si uno quiere para mayor seguridad toma varias muestras de los tejidos normales y puede concluir si eso en realidad es así o no.

de este gen que codifica para una de las polimerasas y su tamaño normal es de 116 repeticiones. Cuando analizamos P53, específicamente nos ubicamos en su gen, dentro de uno de los intrones tiene este STR C175261 es un di nucleótido y su tamaño normal es de 128, y así con otras regiones de los otros genes que codifican para las proteínas, de STR especifico asociado a ellas, las secuencias que tienen y los tamaños que esperaríamos. Entonces cuando encontremos en el tejido que esos tamaños variaron sea porque se aumentaron o se disminuyeron podemos saber que estamos delante de una inestabilidad. En realidad el protocolo que se maneja mas es el de analizar todos a la vez, ósea me voy y analizo los cinco porque es que mejor quedar tranquilo que estamos analizando varias regiones del genoma y si ha habido inestabilidad al menos alguna de ellas la vamos a encontrar alterada y obviamente entre más temprano haya aparecido la inestabilidad pues vamos posiblemente a encontrar alterados todos. ¿Y entonces eso como se ve en el laboratorio?, se ve así: cuando el patrón es normal nosotros encontramos solo un pico o un punto de electroferograma con un tamaño que dijimos que sería de 116 y cuando tenemos una célula tumoral, aquí lo ven, expresa unas celulitas con el patrón de 116 y aquí ven que

empiezan a aparecer células que tienen un patrón de 105 repeticiones indicando que se perdieron 11 repeticiones y que por lo tanto esta es una prueba positiva para MAP-26(o BAT-26) y el paciente por supuesto probablemente está haciendo una primera etapa. Este resultado que estoy mostrando es de pacienticos que ya tienen diagnostico de cáncer porque pues para estandarizar la técnica idealmente uno debe trabajar con pacientes que sepa que en realidad tienen el problema y esto, específicamente de un niño casi que puedo decir un campesinito de 14 años de edad con cáncer de colon pues heredado porque a los catorce años para tener un cáncer es que probablemente es de la línea heredad y habíamos dicho que dentro de la línea heredad casi que el 90% están originados por esta vía y ahí lo podemos ver expresado como su inestabilidad en un paciente que definitivamente seria de cáncer heredado producido por la línea de estas células. Aquí lo ven en otro paciente, que tiene ya prácticamente 50% células normales de células con inestabilidad; en este caso bajaron a 108 repeticiones; este si es una señora como de 58 años que probablemente tiene esta la vía la formación del cáncer pero ya cáncer esporádico no cáncer heredado. Y aquí como se ven los geles; las modificaciones en los tamaños cuando hay inestabilidad aquí un molde 2S71

y en el tejido normal únicamente dos tamaños y miren en un tumor y en otro, por lo menos cuatro bandas de tamaños diferentes, aquí cinco. ¿Cuántas bandas haya?, eso pueden ser muchas dependerá de cuantos errores tenga la polimerasa dentro de las células del paciente. Entonces, aparecerán más cantidades de tamaños variados porque es que el problema es que no estamos corrigiendo y entre mas se divida pues peor porque más errores nos van a quedar. Y aquí pueden ver como se observa la diferencia entre la vía supresora en la que miren: en el tumor hay muchas celulitas que ya no expresan el segundo alelo y a eso era lo que le llamábamos la perdida de la heterocigocidad y como si la vía es la mutadora lo que tenemos es en el tejido normal una sola banda y en el tumor múltiples bandas. Aquí lo ven tejido normal máximo con dos bandas y en el tumor miren cuantas bandas, ocho bandas en las regiones de los dinucleotidos. Bueno entonces para terminar, desde a final del año 90 ya sabemos que no hay una sola vía de producción de cáncer sino que hay dos. Esto trajo hasta el incremento de la utilización de herramientas sobre todo de biología molecular que nos permiten ir específicamente a las regiones de los genes y mirar cómo funcionan. A esto se le ha sacado mucho jugo porque entonces ahora las pruebas moleculares

ayudan al diagnostico y sirven para el pronóstico y para el monitoreo de muchos de los canceres. Importantísimo mirar cuan tas mutaciones mas pueden estar implicadas en la aparición de este problema para ver si logramos detectar muy claramente patrones que se alteren en los cánceres heredados de aquellos que sean canceres adquiridos y en esa medida poder hablar de genes de susceptibilidad que nos permitan a futuro decir: mire cuando este gen se altere OJO porque va a aparecer el proceso maligno. Hasta ahora solo tenemos las secuencias microsatelites como primer avance para hablar de los canceres heredados pero si aparecen por la vía mutadora mientras que si son por la vía supresora que son la mayoría de canceres todavía no tenemos esa posibilidad de herramienta. Importantísimo de acuerdo con la vía genética que esté implicada en el desarrollo del tumor pues ahí patrones distintos porque dijimos que la vía supresora era mucho más agresiva y la mutadora de mejor pronostico entonces vamos a tener que el pronóstico y la evolución de la enfermedad va a cambiar y en realidad hasta cambia el abordaje del tratamiento porque dependiendo de ello se orienta más hacia una vía o hacia otra dependiendo precisamente de cuál fue el origen de ese cáncer. Y cuando tenemos cancere que han sido originados por la vía mutadora entonces tenemos como característica que hay una

predisposición heredada porque en general vamos a ver que se pueden tener patrones de herencia en pacientes muy jóvenes que vamos a tener un estadio tumoral bajo y que además tenemos un pronóstico bastante favorable para el paciente mientras que si la vía es la supresora pues en general son mucho más agresivos y por esta razón aquí es donde vendríamos a apuntar esos marcadores que todavía no los hay en el laboratorio para adelantarnos a la detección cuando el cáncer ya esta prácticamente instalado. Entonces que quede claro que genéticamente hablando tenemos tres posible tipos de genes implicados; dos de ellos van a permitir la producción de la vía supresora y un tipo va a producir la producción de la vía mutadora que el pronóstico y lo que le va de ahí en adelante al paciente es diferente dependiendo de cual vía genética haya originado. Pero que al final del cuento vamos a tener que de todas maneras los genes que llamamos protooncogenes y los genes supresores de tumor se terminan alterando y son ellos los que al regular el ciclo celular van a desregularlo y van a permitir la proliferación sin parar.

rta a múltiples eventos como crecimiento, producción de sustancias, degradación carbohidratos, proteínas, etc..

XIII CLASE (2H)

Las hormonas son producto de las glándulas, esas glándulas tiene diferentes clasificaciones dependiendo de la forma en como produce la hormona pero que básicamente tiene la particularidad de que reconocen lo que se conoce como órganos blanco- serán aquellos que tenga receptores para ser reconocidos por ese tipo de hormonas-.

TRANSDUCCION DE SEÑALES.

Posibles opciones que tiene la célula para captar las señales que le trae una molécula producida muchas veces a muchos kilómetros de distancia de su estructura como son las hormonas, otras veces hasta auto-producidas, otras veces producida por células muy cercanas. Este mecanismo de conoce como transducción de señal por que prácticamente es una de las 4 funciones que una célula puede tener a partir de la disminución de su membrana con respecto a la separación de un entorno que es el medio exterior, la membrana puede eventualmente como su nombre lo dice transduccir una señal significa entender lo que a nivel de su estructura externa recibe para por la cara interna producir una serie de cambios que le vana permitir modificar básicamente su metabolismo y su

La función hormonal se puede detectar de esta estructura externa que se conoce como membrana celular, se reconoce como la estructura formada por una capa bilipidica, pero esta formada por múltiples elementos: 1. Lípidos, en múltiples cantidades. 2. Lípidos complejos que se conjugan con otros componentes no lipidicos. 3. unir proteínas a esa estructura y eso hace que múltiples puntos funciones como receptores

Esto nos permite entender por que se pueden generar tantos segundos mensajeros para la

transducción de la señal, esto tiene que ver con la composición. En cuanto a las funciones de la membrana tenemos: Los componentes de la membrana celular son:

1. Aísla el interior de la célula del resto, entonces le define su entorno.

1. Una capa bilipidica, formada por fosfolipidos.

2. Hace que todos los componentes que están dentro puedan cumplir una función metabólica, desarrollar unas funciones determinadas y de esa manera que se comporte como una célula que pertenece a una unidad más grande que en ese orden de ideas seria primero el tejido.

2. Proteínas, la gran mayoría están ubicadas: *atravesando la membrana, que reciben el nombre de proteínas transmembranales. *mirando la cara interna o externa que se llaman proteínas periféricas. 3. Los carbohidratos que pueden ser moléculas monomericas hasta oligosacaridos que vana determinar la complejidad de la membrana celular.

En cuanto a la estructura mas la externa que se puede ver en si vienen siendo las partes polares de esos fosfolipidos, y en la cara interna estamos viendo los diacilgliceroles que son lo que vana a formar el resto de la estructura.

3. Trae todas las señales del mundo exterior para permitir que la célula sufra procesos de estimulo y que modifique eventualmente como esta trabajando, dependiendo de lo que la señal le traiga.

¿Por qué las estructuras que están ubicadas en la membrana celular se mantiene unidas, como hacemos para que la membrana cumpla la doble función de mantener a la célula aislada del entorno y a la vez mantener la comunicación con el mismo, por que unas moléculas pasan y otras no?, pues tiene que ver con la siguientes cosas:

1. Con el tipo de enlace que se establece a nivel de la membrana: como es una capa bilipidica, las moléculas están próximas pero no unidas por enlaces covalentes, los enlaces que permiten esta comunicación son de tipo no covalentes o enlaces débiles: *enlaces tipo iónico

En conclusión son enlaces débiles pero permiten que la membrana sea semipermeable, y por lo tanto permita la comunicación con el medio externo, pues tampoco membrana totalmente hermética.

nos

serviría

una

*Los presentes en el DNA: enlace puente d hidrogeno. *Las fuerzas de van der walls. Si quisiéramos hacer una diferencia en cuanta es la energía que podemos concentrar en una de estos enlaces: (ver diapositiva)

Enlace Covalente: 90Kcal para poder romperlo Enlace no covalente: en el agua *3Kcal los enlaces de tipo iónico

Cuales son los componentes de las membranas de los eucariotas, son básicamente 3: 1. Los lípidos polares- que se refiere a que estén combinados con una porciones que pueden ser hidrofilicas. 2. Unas proteínas que pueden ser integrales o transmembranales y otras que pueden ser periféricas. 3. Solo circunscrito a las células eucariotas y es muy importante en la transducción de señales, los derivados de los carbohidratos, tipo acido sialico –acido neuraminico.

*1 Kcal los enlaces puente de hidrogeno. *0.1 Kcal los enlaces tipo fuerzas de van der walls.

1. Capa Fosfolipidica.

Es un fosfolipido que tiene una porción de grupo fosfato que siempre mirara hacia afuera y dos unidades de ac. Grasos que miran hacia la parte interna.

unidad mas hidrófoba será con respecto al agua. Al verlo como una estructura compacta tenemos que la cabeza es polar y la cola seria una estructura no polar. En cuanto los ac. Grasos que conforman la cola tiene la siguiente característica: *una de las 2 es un ac. Graso saturado, lo que hace que la estructura sea lineal.

2. Las proteínas Hay unas que atraviesan de manera total o parcial la membrana: P. integrales P. periféricas: que mediante interacción con los lípidos, ya sea su ubicación pr la cara externa o interna de la membrana, esta ubicación depende de la función que vaya a ejercer.

*El otro ac. Graso por lo menos tiene un enlace insaturado en posición cis, este a su ves permite el plegamiento de la cola desde el enlace cis hacia delante, con este plegamiento lo que ocurre es que si viene una estructura alineada de manera paralela y viene otra que se mueve hacia otro lado, permite dejar un espacio cada vez que viene un fosfolipido, es esta característica la que permite que la estructura no se congele, ni cristalice y mantenga ese movimiento hacia los lados que es lo que le permite ganar la semipermeabilidad y la fluidez de la membrana.

En cuanto los A los fosfolipidos tenemos:

*La estructura más básica que tenemos de los fosfolipidos, tiene un grupo fosfato y 2 cadenas de ac. Grasos, que será antipática-que por una de sus cara es polar e hidrofilica y por la otra es hidrófoba, pues entre mas unidades de carbono tengamos en una

Las 4 propiedades o características que le proveen los lípidos a la membrana celular son:

1. Empaquetamiento: por que si no fuera por el enlace cis, el empaquetamiento seria muy próximo, lo que haría a la membrana mas compacta. 2. Por el hecho de tener la estructuras separadas, puede tener un moviente en el plano lateral que le permite que las proteínas tengan un movimiento de sorting para desplazarse dentro de la membrana, por que los ac.grasos al darle movimiento en el plano lateral a la estructura, permite que las proteínas se puedan desplazar dentro de la misma. 3. Por ser hidrófobos, disminuyen la tensión superficial, haciendo que la estructura se separe más de su entorno que es hidrofilico, y que disminuya la probabilidad de fusionarse a medida que la temperatura baje. 4. Como la tensión superficial esta disminuida, disminuye la probabilidad e congelamiento y por ende de cristalización, pues i esto pasa la estructura se puede partir, por lo que se necesita que esta barrera se mantenga para mantener la integridad celular.

Porción polar del fosfolipido:

Donde se encuentra el grupo fosfato, el mas pequeño que se encuentre es donde el grupo fosfato ya esta unido a un glicerol, entonces todos los fosfolipidos de la membrana tienen como base el glicerol-3-p, de esta molécula sus derivados recibieran el nombre de glicerofosfolipidos, este será el lípido mas abundante de la membrana, pues a partir de por ejemplo empezar a modificar la estructura partir de los grupos alcohol del glicerol, vamos a pegar diferentes tipos de estructuras reemplazadas y de acuerdo con ella vamos a tener diferente lípidos complejos. Entonces: *1 grupo fosfatos y 2 posibles puntos de unión si tenemos al glicerol como alcohol. *En el caso de la esfingosina, tenemos otras estructuras reemplazadas y otros tipos de fosfolipidos.

A partir del glicerol-3-p-fosfolipido más sencillo- voy a tener el acido fosfatidico - tengo el grupo fosfato y al glicerol que se han unidos 2 unidades de ac. Grasos que remplazan a los OH del glicerol-.

A partir del ac. fosfatidico con sus grupo fosfato y 2 unidades de ac. Grasos voy a empezar a pegar sustituyente por la cabeza del grupo fosfato que en la membrana vana a quedar expuestas a la cara externa y por eso es que permiten los puntos de reconocimiento para la transducción de la señal.

4. seria cardiolipina.

1. Un posible sustituyente seria la etanolamina, que en conjunto seria la fosfatidiletanolamina que llamamos cefalina y se implica como uno de la 6 tipos mas importantes de fosfolipidos implicados en la enfermedades autoinmunes, ya que sus cambios conformacionales despiertan la rta por parte de paciente y genera la aparición de anticuerpos que reconocen estructuras como estaos fosfolipidos.

Se ha comprobado que la serina, colina y etanolamina se comportan como moléculas liberadoras por las fosfolipasas que pueden cumplir función de 2 mensajeros al igual que el fofatidilinocitolbifosfato.

2. Otro derivado puede ser la colina- grupo fosfato y 2 unidades de ac. Grasos y como sustituyente por la cabeza del grupo fosfato la colina- llamada también lecitina. 3. otro sustituyente seria la serina, y se llamaría fosfatidilserina.

5. Podría darse que el fosfato ligue a un carbohidrato, el mas comunes el inocitol, que es una de los que se va a separar como 2 mensajero cuándo se trae la señal hormonal.

Cuando mas compleja la estructura, podemos tener una estructura formada por 2 ac.fosfatidicos unidos por una porción intermedia- el fosfato pega por el grupo central a un lado y une por el otro lado- es lo que se llama el difosfatidilglicerol llamado también cardiolipina

Cuando tengo como alcohol a la ESFINGOSINA, puedo tener múltiples punto de unión por que tiene una cadena hidrocarbonada de 15 carbonos y con esos puntos de unión ligar diferentes derivados, estos son:

1. Ceramidas, es la cadena de 15c, que la 2 unidad va a ligar un ac. graso. Muy similar a la estructura del ac.fosfatidico solo que hay una cadena carbonada sola. En cuanto a tenderemos:

los

derivados

de

las

ceramidas

1. que ahora se le agrega un sustituyente por el fosfato del C3 a la ceramida- cadena de 15C y con un ac.graso unido en la posición C2-, este será una colina se forma la unión fosfocolina, y todo en conjunto recibe le nombre de esfingomielina, común en la célula nerviosa pues permite la conducción nerviosa a través del axón. 2. Una estructura mas compleja derivada de la seria una cerebrosido, tendría cadena de 15C, el ac.graso unido en el C2 y que reemplazaría la colina en la misma posición osea C3 por una molécula de galactosa o carbohidrato, que serian un tipo de fosfolipido complejo que teniendo a la esfingosina como alcohol pueden añadir como derivado inicialmente una molécula de 1 carbohidrato después puedan ligar unidades de 7.8 y hasta 12 unidades ósea oligosacaridos que le dan mas complejidad para formar finalmente el glucocaliz.

Los azucares que mas comúnmente liguen estos cerebrosidos serian la galactosa y la glucosa, y a partir de ellas ligar moléculas más complejas, entonces inocitol, glucosa, galactosa, en general carbohidratos derivados de hexosas-6C-, derivados de estas unidades serian los gangliosidos, que serian los más complejos de los fosfolipidos que se podrían encontrar dentro de la membrana. Nota se unen directamente como estructura para ligar el oligosacarido y reemplazando al grupo fosfato

Un hecho importante de que ganemos por la parte distal del fosfolipido, mas unidades de azúcar, es que esta al ser polares, hace que la cara externa de la membrana se comporte de manera mas hidrofilica, que se genere una polaridad diferente por la cara interna y externa de la membrana, favoreciendo reconocimiento de los distintos productos que van a venir como hormonas para estimular a la célula para producir una activacion. El tamaña del oligosacarido que se puede ligar varía de 3 a 20 unidades de azúcar y en general todas son unidades iguales del azúcar cuando forman el oligosacarido. A partir de esos oligosacaridos unidos se van a formar gangliosidos, lo que tienen a nivel de la

estructura del oligoscarido como sustituyente son los siguientes azucares: *N- acetil glucosamina: en la posc.2 prima una molc. De glucosa *Acido sialico, vinculado en la rta inmune y también acompañan a la toxinas bacterianas para ser reconocido por nuestras estructuras y así bloquear la activación por unas señales traídas por las hormonas. *N- acetil glalactosamina.

Nota: En el caso de la esfingosina puede llamarse fosforil-intermediario para pegar la ultima estructura- porque vincula a un grupo fosfato en el C3 para unir a la colina o al monosacarido, pero en el caso del oligosacarido no lo necesita por que se une directamente.

Entonces en la membrana tendríamos: derivados sencillos como los del acido fosfatidico, unidades en mayor cantidad 3-20 unidades de azucares-los oligosacaridos. En cuanto a su ubicación podemos ver que hay unos que estarán mas arriba, otros a

mediana altura y otros a menor altura, lo que determinaría cual es su función de reconociendo cuando llegue la hormona. Lo que es la unión de lípidos o proteínas unidos a carbohidratos se conoce como glucocaliz, y es exclusiva de los mamíferos, por que son los que le organizan en la cara externa estas estructuras de reconocimiento de manera organizada.

La funciones membrana:

de

los

glucolipidos

en

la

1. Protegen la membrana: por que funcionan como estructuras de reconocimiento que el en caso de autoinmunidad como se encuentre la disposición de molécula propias o extrañas para los derivados del ac.fosfatidico (arriba están los 5). 2. Función de moléculas aislantes: así disminuir la comunicación interna con la externa. 3. Esos azucares que pueden ser reconocidos por ejemplo por las proteínas que producen algunos mocroorganismo que funcionan como toxinas: tetano y cólera.

Otro componente de la membrana seria el colesterol:

Se organiza de una manera longitudinal, se pone a lo largo semejando a una cadena de ac. Graso dentro de la membrana. El grupo alcohol es el que se posiciona hacia la cara externa y toda la cadena de anillos y unidades e carbonos van al interior de la membrana. El colesterol al no estar unido a ningún componente tiene la libertad de moverse ya arriba o abajo, con esto contribuye a la fluidez de la membrana, que seria su función.

evita la deformación de la membrana, pues mantiene su cohesión, no se explaye y en dado caos no se vaya a romper. 2. Impermeabilidad a ciertas moléculas, que por ser pequeñas u solubles en agua pueden eventualmente querer atravesar la membrana pues aunque esta sea semipermeable, la facilidad de las partículas pequeñas de atravesarla es controlada por el colesterol. 3. Los ácidos grasos con ayuda del colesterol evitan la cristalización delas cadenas carbonadas de los ac. grasos, y así evitarían que la membrana se partiera literalmente. Nota el colesterol aumenta la fluidez por que permite movimientos hacia arriba y abajo, evita la deformación por que aumenta la cohesión entre ácidos grasos y disminuye la permeabilidad de moléculas pequeñas.

La proporción de colesterol seria 1:1 con la de fosfolipidos, en la membrana celular, aunque este varía en la membrana de cada uno de los organelos.

Proteínas en la membrana.

Sus funciones son: 1. Proteínas integrales o transmembranales. 1. Inmovilizar los grupos hidrocarbonado que tiene los fosfolipido pues se ubica entre estos, y así

Se llaman así por que atraviesan la membrana, penetran la capa bilipidica, tener dominios que

atraviesen la capa bilipidica varias veces o una sola vez, o ni siquiera que la atraviesen si que tenga un domino externo que se ancle en la cara interna. Esto depende de la función de las mismas. Los dominios de califican como:

2. Proteínas periféricas.

*externos /intramembranales/internos Características: A. Son anfipaticas: pues los a.a que conforman los dominios externos son hidrofilicos, y los que forman los dominios intramembranales serán a.a hidrófobos, ya que así pueden penetrar a la membrana y son afín con el medio en el que se encuentran, y en el dominio interno encontramos a.a hidrofilicos, B. Al establecer este tipo de dominios diferencial, va a tener una organización en el espacio similar a los componentes de la membrana para poder atravesar esta estructura. C. Pueden dar una o mas vueltas atravesde la membrana de esta manera se clasifican en: *single pass: dominio membrana una sola vez

externo

y

*multi pass: dominio externo-atraviesa-dominio interno-atraviesa-dom.externo-etc.., un ejemplo es la proteinaG- tiene 7 dominio que atraviesan-

solo

pasa

la

Ubicadas por fuera o dentro de la capa, esta dependerá de la función que tengan. En cuanto a la forma en que se anclan y se mantiene si no están vinculadas a la membrana, establece enlaces no covalente con algunas estructuras eje: parte polar de los fosfolipidos, o enlaces covalente con lípidos que están en la membrana, y que de esta manera ella se encuentre o no anclada a la membrana, y esto dependerá de la función que cumpla, también pueden ligar residuos de carbohidratos. Características: A. La proteína que esta en la cara externa, por un grupo fosfato reconoce vario tipos de carbohidrato, luego ese carbohidrato se pega al grupo fosfato del fosfolipido de membrana, generan puntos de contacto a partir de un carbohidrato que por una cara tiene la unión al grupo fosfato y por la otra el grupo fosfato del fosfolipido de membrana -caso de proteína

periférica para anclarse- y así sostenerse para nos ser eliminadas.

5. Barreras selectivas que pueden reaccionar contra el ambiente.

B. Pueden llegara unirse directamente al ac. graso y desplazan la molécula polar, para permitir anclase a ellas, estos seria con a.a. hidrofilicos que pudieran unirse con esa porción inicial del ac. graso y funcionaran como el mismo fosfolipido que teníamos, pero reemplazando el grupo fosfato y anclándose directamente al ac. graso.

6. Las proteínas y fosfolipidos de membrana van a formar receptores específicos que responden a señales que emiten otras células de tipo glandular.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA:

En general son: 1. Que puedan cumplir con la interacción célula – célula se generación de uniones tipo celulares: desmosoma, formación lamina basal, intercambio, etc..

1. Barrera de permeabilidad selectividad entre el interior y el exterior.

2. Transporte de sustancias de desde dentro hacia afuera o viceversa.

2. El citoplasma va a cumplir funciones específicas y mantener las condiciones homeostáticas para que la célula funcione.

3. Transducción de señales 4. Mantener el entorno de la células

3. Permeabilidad selectiva mediada por las proteínas que vana formar canales para el paso de elemento dependiendo de si están cerrados o abiertos, selectividad paso de las moléculas.

Transducción de señales.

4. Formar estructuras tipo bomba que permite que contra concentración entren o salgan moléculas del interior de la célula.

¿Qué señale son las que transduce las célula?

Prácticamente las traídas por hormonales, pero estos se clasifican:

los

sistemas

su función –prostaglandina, facto de crecimiento hormonal, epidérmico, crecimiento de colonias, crecimiento. Dependiendo de la naturaleza de la estructura:

* Hormonas reales

*el tipo de transducción que hacen las neuronas a través de los neurotransmisores. Las hormonas van a ser producidas por 3 tipos de glándulas dependiendo del punto final en donde actúen: 1. endocrinas: su hormona la secreta a la sangre para que llegue a su órgano blanco-donde va a actuar- insulina, glucagon, gonadotropinas, ACTH, NA,A 2. Paracrina: muy próxima la célula blanco para la que están produciendo la hormona, no viaje por la sangre sino por el espacio extracelular -somatostatina, célula nerviosa-en el impulso nervioso-GABA, acetilcolina 3. Autocrina: produce su propias hormonas en la misma célula-produce-saca de la célula- sus propios receptores la reconocen y la vuelven a tomar, se auto regula para aumentar disminuir

1. Hormonas peptidicas: son de naturaleza polares, mínimo 50 a.a- insulina(mas pequeña), glucagon, latinizante, TRH, crecimientoProviene de una proteína y por tanto son hidrosolubles 2. Hormonas aminoacidicas: derivan de a.a y son más pequeñas, son de naturaleza polar, aquellas que son hidrosolubles son derivadas de un a.a directo- A, NA, T3-T4, derivadas de las hormonas tiroideas. 3. Hormonas esteroideas: derivadas del colesterol, aunque tienen parte hidrofilica, su mayor constitución en hidrófoba, mecanismo de acción interno es diferente a las 2 anterioresgluco y mineralicorticoides, línea sexual: estrógenos, testosterona, progesterona, andrógenos.

Las hormonas peptidicas y aminoacidicas, usan como mecanismo la generación de un cascada al interior de la célula que van a estimular.

1. viene hormona-primer mensajero.

funcionan como factor de transcripción interior nucleo, eje: tirosin quinasa

al

2. reconoce en la cara externa de la membrana, un receptor especifico, induciendo un cambio conformacional en el. CONTINUACION 3. estimula proteínas en la cara interna, que finalmente desencadenan la producción de AMPc, GMPc, Diacilglicerol, inocitoltrifosfato, etanolamina, colina, que son los 2 mensajeros. 4. Estos activan a unas protein cinasas que fosforilan residuos, amplifican la señal 5. finaliza en la activación de factores de transcripción a nivel del nucleo, para que se active o inhiba la producción de RNAm

Las hormonas liposolubles: 1. no necesitan reconocimiento de receptores por su naturaleza hidrofobica. 2. Ingreso directo. 3. Receptor se encuentra en el interior ya sea en el citoplasma o en el nucleo, producir cambio en la estructura, y solo el complejo hormona-receptor

Posibles opciones que hay para la activación de la señal si estamos con hormonas de tipo proteico, es decir, cuando se habla de estructuras hidrosolubles; lo primero a tener en cuenta y lo más importante es que debe haber un receptor de membrana porque su naturaleza no polar, hace que no puedan atravesar la membrana y que por lo tanto tengan que reconocer una estructura allí en la membrana. Este receptor es súper especifico porque actúa a manera ligandoreceptor y entonces (dibujo) la estructura que se acopla perfectamente al receptor puede ser reconocido por el. Una misma hormona puede reconocer diversos tipos de receptores y eso hace que en distintos órganos puedan cumplir funciones diferentes generando diversas señales. • Características del receptor para que funcione como punto de ligando de la hormona: 1. Especifica por su ligando.

2. Capacidad de unión Saturable…por mucha hormona que haya no quiere decir que hay una amplificación de señal, mas allá de la que implique la unión de la hormona al máximo de receptores posibles que tiene la célula porque si ya lo saturó no se puede incrementar la señal. 3. Una hormona puede reconocer muchos receptores produciendo señales diferentes 4. Puede tener respuestas diferentes en cada uno de los tejidos blanco 5. Si no penetra el receptor traduce la señal hacia el interior y se vale de un segundo mensajero 6. Los receptores de la membrana mecanismo sometido a regulación

son

un

Esto se ejemplifica muy bien en la Diabetes tipo II, porque genera resistencia a la insulina y el numero de receptores disminuye por unidad y porque disminuye ¿ porque imagínese un célula de manera normal y por culpa de la obesidad y la ingesta indebida de carbohidratos, el aumento de la grasa hace que la célula se hipertrofie, y si teníamos 6 receptores de membrana a 3 cm, la célula entonces se vuelve mayor y cada receptor queda a una distancia 10 cm, es decir, menor cantidad de receptores por unidad de

área que posiblemente pudiese recibir señales. La saturación de receptores y la cantidad de unidades no se modifica por el incremento y la hipertrofia para que reciba la señal de activación de la insulina. A esto se le llama Resistencia, porque la cantidad no se modifica. Para mostrar como una horma puede tener diversos efectos se puede ejemplificar el caso con la Adrenalina, que tiene receptores: A1: Iris, intestino, glándula salivatoria A2 : Estómago, Células B pancreáticas, plaquetas, adipocitos B1 : corazón, adipocitos, intestinos B2 : pulmón, hígado, intestino - En el Corazón aumenta la capacidad de que el bombee, disminuye la contracción, aumenta fuerza. -

Adipocitos incrementa la lipólisis

-

Intestino disminuye la motilidad

Cada uno de los puntos depende del receptor utilizado y del tipo de tejido blanco Es decir, determinar en los tejidos según el receptor, que cosa va a ocurrir, ejemplo en el ojo a1 significa contracción. Es importante considerar que la adrenalina es la que mas puede actuar primero sobre

más células, segundo más receptores y se puede mirar como la misma hormona cumple diversos papeles. • Funcionamiento : La hormona reconoce a un solo receptor pero la unión a ese, hace que se estimulen las enzimas proteinquinasas y fosoforilen a otras y estas a su vez a un tercer tipo de proteínas, la función se amplifica en cascada adentro de la estructura. La señal hormonal tiene un mecanismo de retroalimentación, es decir los productos de la respuesta elevada son los que inhiben la unión del receptor con la hormona, porque producen un cambio conformacional sobre el receptor y eso hace que se disminuya la afinidad con la hormona y la suelte y pase la señal que se tenia. En estos puntos es donde actúan las toxinas impidiendo que se pierda la señal hormonal y manteniendo activada la función de los segundos mensajeros. • Receptores de superficie : Hay moléculas que por tamaño pequeño no necesitan receptor como por ejemplo el NO, de resto todas necesitan así sean hidrofílicas. Hay cuatro tipos de receptores en la superficie para hormonas de naturaleza hidrofílica: 1. Canales iónicos

2. Acople a proteína G 3. Actividad enzimática intrínseca, es decir, no necesitan activar proteína porque sus propios dominios hacen la activación como los Tirosin Kinasa. Explicación de menos a más: No necesito receptor: NO, activa la formación de GMPc , y específicamente va a tener como función final por ejemplo en la célula cardiaca la relación de la fibra lisa. OJO es el único que no necesita la presencia de receptor, utilizando GMPc y produciendo relajación de la fibra cardiaca lisa. Los que si necesitan: 1. Los mas sencillos son los que necesitan receptores para la apertura o cierre de los canales iónicos. Las Moléculas cuando no están unidas al canal este se mantiene cerrado, cuando se unen a la cara externa del canal abre la estructura permitiendo el flujo : Ca, Cl, Na, etc… 2. Necesita de la presencia de proteína G en la membrana, esta en la cara interna pero próxima al receptor: lo que ocurre es que el ligando se une al receptor produce un cambio

conformacional en la estructura y entonces el receptor activa a la proteína G, permitiendo la fosforilación de las subunidades de esta que dependiendo va a activar a diferentes tipos de moléculas. La misma proteína G puede tener diversos efectores para que trabajen como segundos mensajeros. Aquí se ve como la acetil colina funciona uniéndose a la parte externa de una canal iónico haciendo que se pliegue y en cambio así cuando al estructura se une haga “esto” y al abrirse a la cara interna se logre el paso de los iones a través de ella y cuando los iones abandonan la estructura y vuelven y se cierran, y se desensibilizan nuevamente. La proteína G es una proteína trasnmenbranal con 7 dominios que atraviesan con ligandos en la parte externa que son activados mediante unión al receptor y entonces cuando se da la activación se tienen los siete ligandos que en la cara interna van a reconocer las subunidades alfa, beta y gama para producir la migración hacia la búsqueda de la activación del segundo mensajero. La proteína G se activa gracias a que las subunidades forman un trímero que se rompe y activan al GTP que envía la señal que inicia determinada cascada. Este mecanismo puede activar a estos cuatros 1. Activa adenilato ciclasa para que se forme AMPc

2. GMPc mediado por guanilato ciclasa)

fosfodiesterasa

(en

la

3. Activa fosfolipasa C 4. Efectores que funcionen como canales iónicos Proteína G características: - Mas de sus Dominios expuestos en la externa

cara

-

Dependiente de los nucleótidos de guanina porque siempre que el GTP se forma es que sus dominios pueden trasladarse para activar al efector

-

Efectores en la cara citoplasmática y posición fisca cerca de la proteína g.

Activación de los cuatro Mecanismos: 1. Adenilato Ciclasa - AMPc: Se forma partir de ATP que se hidroliza pierde dos p p y el que le queda forma la estructura cíclica con la unión del fosfato entre la posición 5’ y la 3´. La enzima es la adenilato ciclasa regulada por el GTP porque es la formación de GTP la que activa a la enzima; la función pasa cuando el AMPc se rompe y se convierte

en AMP, cuando no haya mas adenilato ciclasa cuando no haya mas GTP unido a las subunidades de la proteína G, esta proteina G no estará más activa cuando pase la unión de la hormona con el receptor. Aquí vemos el mecanismo en la siguiente imagen…… Nosotros tenemos en condiciones de reposo muy cerca en la membrana celular físicamente tenemos el receptor que mira a la cara externa y de la proteína G, que realmente es un trímero, está en la parte interna y que sus unidades subunidades son: alfa, beta y gamma, y la subunidad alfa es la que se puede activa, y en condiciones de reposo la subunidad alfa se encuentra inactiva porque está unida a un GDP, y es por eso que se dice que está regulada por los nucleótidos de guanina; y también tenemos entonces a la adenilato ciclasa a la derecha o izquierda que en reposo se encuentra inactiva y esta mirando hacia la cara interna de la membrana celular. Entonces llega a la hormona y tiene una estructura especifica para poder unirse y ser reconocida por el receptor …entonces aqui vemos como al unirse al la hormona al receptor, este cambia de una forma cuadrada a una redonda, y entonces realmente el producto del cambio de conformación de la proteína es que la subunidad alfa que esta unidad a un GDP, sea intercambiada o reciba una nueva unidad de fosfato y se convierta en GTP. Cuando esto se pasa, entonces la subunidad alfa cambia conformacionalmente y se suelta de las otras subunidades, es la forma activa de la proteína G, para

desplazarse en busca de la adenilato ciclasa para activarla, cuando esta activa la adenilato ciclasa, ella convierte un ATP en un AMPc y para lograr esto obviamente salen dos fosfatos, y por lo tanto, esto se mantendrá mientras la subunidad alfa de la proteína G se encuentra unida con el GTP (activa). Bueno ahora mas adelante vamos hablar que pasa con el AMPc, y por ahora continuamos con esto, diciendo que si la subunidad alfa se inactiva por hidrólisis del GTP mediada por la fosfodiesterasa, obteniendo un grupo fosfato libre y el GDP unido a la proteína (subunidad alfa) que por lo tanto cambia entonces de forma redonda a cuadrada y regresa para unirse con las otra subunidades de la proteína G, al separarse de la adenilato ciclasa la inactiva. Y pues entonces que ocurre con el AMPC formado? Pues que al suceder la inactivación de la adenilato no se forma más y el que teníamos formado, viene una fosfodiesterasa lo rompe y forma AMP (pasa la señal). Bueno, pero entonces que pasa con el AMPc que se forma y pues con el que se sigue formando? (adenilato ciclasa activa), pues que el AMPc va a activar proteinkinasas, y pues que al estar inactivas y al pasar a ser activas por medio del AMPc, van a empezar a actuar fosforilando proteínas y fomando una cascada; esa cascada de fosforilación debe por lo menos realizar la fosforilación de tres series de proteínas, para finalmente llegar a la proteínas de tipo CREBS, estas proteínas son realmente uno de los mecanismos de regulación genética, son proteínas

reguladoras genéticas que se producen en plan (no muy entendido esa palabra) con respecto al gen que van a regular y que tienen la particularidad de ir a reconocer sitios específicos del gen, específicamente la partes reguladoras del gen por ejemplo sitios como stop (algo asi dice jejeje), o como el sitio operador, y entonces ellos se paran sobre estos lugares y bloquean la acción de la RNA polimerasa. Y en general, esas proteínas crebs que vamos a ver el próximo semestre son dedos de zinc, pueden además lados de oxina- miosina (algo asi) en modelo cierre de oxina, y básicamente funcionan como proteínas reguladoras y se conocen como factores de transcripción. Por lo tanto, en conclusión esto da la fosforilación de la proteínas Crebs, que son reguladoras es decir factores de transcripción, que se activan y van a entrar al nucleo, y se van a ubicar en los sitios específicos reguladores y van a realizar la función de factores de transcripición y básicamente, son puntos reguladores de genes específicos. Y entonces todas las hormonas que utilizan este mecanismo vienen a activar el mismo gen?, NO, lo que pasa es que reconocen de manera selectiva diferente tipos de crebs, osea a distintos factores de transcripción, y de eso dependerá que la función sea activar la transcripción o frenarla acerca del gen con el que se esta trabajando. Parte clave: “los crebs son los selectivos” y “se fosforilan diferentes tipos de proteínas dependiendo de la función deseada” y “todo este proceso esta inherente al metabolismo”.

A continuación un ejemplo de el mecanismo antes descripto de la proteína G activando la adenilato ciclasa en las diapositivas. Entonces que hacen las toxinas en este mecanismo? Por ejemplo la del cólera, hace que no se pueda separar la unión de la subunidad alfa con el GTP, y pues de alguna manera bloquea el regreso del sitio de unión la subunidad alfa con la otras de la proteína G, y en ese orden de ideas lo que va a pasar es que la adenilato ciclasa siempre va a estar activa, y va a producir AMPc independiente de que la señal hormonal ya haya pasado (fin del efecto de la hormona logra el regreso de la subunidad alfa), en estos la enzimas que están reguladas por la toxina van a impedir que la subunidad alfa vuelva a su lugar cuando esta inactivada ( mantiene unión con GTP), que la adenilato ciclasa no este inactiva y que se continue el efecto del AMPc por horas o por dias activo, y en el caso del cólera lo que logra es que se mantegan los canales iónicos abiertos , entonces sale sodio permanentemente y sale cloro y con ellos arrastra H2O, por eso la toxina perpetua la diarrea y con ello gener un proceso de deshidratación. 2. Fosfolipasa C: Sigue el modelo de activación por proteína G, entonces la subunidad alfa activada (unida a GTP) se desplaza, reconoce y activa a la Fosfolipasa C, lo que hace la fosfolipasa C es desintegrar una estructura de

membrana (cara interna), es decir, va a romper un fosfolipidos con propiedades señalizadoras de la membrana , que es el fosfatidilinositol difosfatado. Entonces, el fosfatidilinositol difosfatado se encuentra en la capa interna de la membrana, donde la porción hidrofílica (los grupos fosfatos con el inositol y el gricerol) mira hacia el citoplasma y la parte de sus acidos grasos haciael centro de la capa bilipídica. Y entonces viene la enzima y rompe por el fosfato formando diacilgricerol (DAG) y inositol trifosfatado (IP3), y cada uno tiene función de segundo mensajero. Que hace cada uno? • DAG: no se van de la membrana celular, se desplaza por ella, porque o si no estuviéramos perdiendo estabilidad de la ella (membrana celular), entonces el DAG genera la activación (por fosforilación) de una Kinasa de tipo C, esta kinasa va a generar la hidrólisis de un ATP y con ello la fosforilación de una proteína, y por ende va a generar la cascada de fosforilación de proteínas. Pero para realizar este proceso, el DAG requiere la presencia de Ca, y el Ca sale del favor que va a hacer el otro segundo mensajero, el IP3. • IP3: se encarga de la salida citoplasmática de Ca, puesto que en el retículo endoplásmico existe un receptor para él, y al formarse

complejo receptor-segundo mensajero se abren lo canales iónicos para la salida del Ca al citoplasma desde el RE. Entonces la salida de calcio tiene dos rutas, en la primera el calcio participa en la fosforilaciónde proteínas por medio de la activación de kinasas por el DAG, y en la segunda, el calcio se une a la calmodulina, y el complejo calcio-calmodulina es el que permite que se active proteinkinasas,que estando activadas van a hacer que otras proteínas se fosforilen, y al estar fosforiladas ciertas proteínas especificas, van hacer que se genere una cadena que conlleve a la activación de los factores de transcripción a nivel nuclear. Nota: ya se ha visto que hay proteínas que se activan y no van hacia la fosfolipasa para generar la cascada por medio de la hidrólisis del fosfatidilinositol difosfatado, sino que van directo a fosfolipidos de la membrana y los activa, estos fosfolipidos son los unidos a solo etanolamina, serina y colina, funcionando también como segundos mensajeros. Además normalmente la toxinas actúan sobre la subunidad alfa de la proteína G. • Activación de diferentes proteinkinasas: depende de los segundos mensajeros que se formen



Las que son por Fosfolipasa C-DAG mas IP3: las kinasas tipo C (DAG) y kinasas dependientes de complejo Ca –Calmodulina (IP3)



Las que son por la adenilato ciclasa- AMPc: las kinasas tipo A (PKA) con dominio C



Las que son por la Guanilato ciclasa- GMPc: kinasa tipo G; ejemplo de mecanismo que lo activa es el oxido nítrico y en el ojo la rodopsina.

 Mecanismo de TIROSINKINASA:

transducción

de

señales

por

Proceso no mediado por proteína G y no necesita segundos mensajeros, porque la tirosinkinasa funciona tanto como receptor como mensajero. Ejemplos de receptores: receptor de insulina y receptores de factores de crecimiento para proliferación epidérmico, derivado de plaquetas y parecidos a la insulina. Su estructura puede variar, se ha encontrado que pueden haber varios subtipos. Unos por ejemplo que funcionan como dímeros, entonces tienen unos dominios externos de reconocimiento y dos internos

de reconocimiento; otros que funcionan como monómeros pero los dominios de reconocimiento externo son en forma de fila, entonces reconocen las estructuras por las caras laterales y tienen un único residuo de tirosinkinasa en la cara interna; otros que por el contrario tienen multiples dominios de reconocimiento en la cara externa y funcionan de manera similara como actúan las inmunoglobulinas cuando reconocen las celulas blanco que tienen que destruir, y tienen dominios en serie de tipo tirosinkinasa en la cara interna. Que hacen, como funcionan??? Lo que va a ocurrir es que prácticamente sus dominios son como estructuras independientes, el dominio externo tienen varias subunidades que reconocen el ligando, que sería la proteína, una vez que este dominio haya reconocido el ligando hay un cambio conformacional que se transmite al dominio interno, todos estos receptores tienen al final de su estructura una tirosina, un residuo del aminoácido de tirosina, este residuo que va a cambiar de estar inactivo a activarse, porque cuando se activa se fosforila, entonces el dominio propio del receptor va a opcionar como una proteinkinasa (dice ella), porque el estando fosforilado va empezar a fosforilar proteínas, y estas proteína fosforilada en serie va al interior y fosforila otra, es decir, se desencadena el efecto cascada y al final tenemos tenemos la unión de los factores de transcripción a la cara interna de la membrana nuclear, y la activación o inactivación de genes, en la

parte de las regiones moduladoras que están en el ADN. Entonces, Diferencias:  No dependiente de proteína G  No actua por medio de segundo mensajeros  Y posee un residuo de tirosin kinasa, que se fosforila para su activación e iniciar la cascada de fosforilación de proteínas, y que su fosforilación (la del residuo) va a depender de el tipo de ligando que se una y si este provoca o no el cambio conformacional necesario para la activación del residuo.el residuo activo fosforila toda proteína que se acerque a el con el fin de iniciar la cascada. • Ejemplo del mecanismo de tirosinkinasa: Activación por ….no se entiende de tipo Ras: (ver diapositiva para mayor seguridad) entonces llega la hormona al receptor de tipo tirosinkinasa, entonces el ultimo residuo que es de tirosina se fosforila, y este residuo fosforilado reconoce a una primera proteína que se llama la proteína Y y se va a fosforilar y su fosforilación va a permitir que esta proteína Ras pase de la forma inactiva a la forma activada. Esta proteína

Ras funciona como una activación en kinasa mediada por residuo serina-treonina,entonces ella ahora viene y activa a una segunda proteína que se llama la macmackinasa (algo asi miren diapositivias), y que por estar doblemente fosforilada se llama la mackinasakinasa, y que ahora va a fosforilar a otra proteína, que pierde una de sus acciones kinasas y se llama ahora mackinasakinasa, y esta a su vez fosforila a otra que pierde una fosorilación y entonces se llama ahora solo mack kinasa, por lo tanto, es ahy donde entra al nucleo y produce una proliferación celular, es decir, actúa como mecanismo de factor de crecimiento. Entonces podemos decir que los dominios internos actúan como proteinkinasas. Hay otros ejemplo no tan descriptivos, pero la idea principal es que al final van a activar factores de transcripción que son proteína reguladoras que se van a ubicar e identificar regiones de genes para promover su expresión o inhibirla, o pues de otra forma promover un crecimiento celular (proliferación). • AHORA COMO FUNCIONAN LAS LIPOSOLUBLES: Un mecanismo liposolubles.

más

sencillo,

para

hormonas

Entonces prácticamente la hormona por la sangre llega a la celula atraviesa la membrana por difusión, y en el citoplasma o en el nucleo se une con el receptor de reconocimiento, entonces esta unión produce un cambio conformacional en el receptor y hace que se produzca la afinidad de la hormona por el receptor y entonces se desplaza la interior del nucleo o sino pues se estaría formando la unión en nucleo, y solo cuando tenemos unión de ese complejo hormona-receptor es que actua como factor de transcripción. Aqui no mediamos nada de segundos mensajeros ni fosforilaciones, el complejo actua directo y hace como proteína reguladora de la transcripción de genes en el ADN. Y entonces un bueno ejemplo es cuando este complejo se une a los surcos mayores, haciendo que aumente la afinidad por la RNApolimerasa para la transcripción o por el contrario disminuya bloqueando el lugar de activación.

Vamos a revisar el capitulo de inmunoquimica, que seria básicamente como nosotros adaptamos algunas de las macromoléculas que específicamente son de origen proteico, algunas de ellas combinadas con derivados carbohidratos: que son las glicoproteínas y de que manera estas glicoproteínas pueden trabajar en el reconocimiento de lo que es extraño de tal manera que lo puedan atacar y podemos pensar en que nosotros vamos a defendernos. SISTEMA INMUNOLOGICO Si uds se acuerdan nosotros tenemos un sistema inmune que básicamente esta mediado por la presencia de unos componentes que favorecen el reconocimiento de lo propio y trabajan por lo tanto en que lo que sea desconocido se pueda atacar. Nosotros tenemos básicamente un sistema de circulación que se conoce como linfa que va a irse a conectar con algunos órganos: - Los más pequeños, los menores, LOS GANGLIOS LINFÁTICOS que están afectados por múltiples lugares. -

XIV CLASE INMUNOQUIMICA

Y otros mas importantes como aquellos que son los productores básicamente de lo que son las células primordiales o pluripotenciales o totipotenciales que trabajan en la formación de las diferentes estructuras que van a sangre que son básicamente la MEDULA OSEA de los huesos largos, EL TIMO que tiene que ver sobre todo con el reconocimiento de los linfocitos T y con la

asignación de marcadores antigénicos a ese tipo de moléculas y otro que es el BAZO que uds saben que funciona como la estructura que permite que circule lo que esta “nuevo” que funciona de manera correcta, que obedece a características morfológicas adecuadas y permite que se retire todo aquello que no cumpla con estas condiciones. Entonces vamos a ver que el 99 % de los glóbulos rojos se destruyen ahí a nivel del bazo cuando a cumplido ya el tiempo de vida. Algunos de estas estructuras que mencione no funcionan toda la vida, involucionan y tienen un un periodo de vida mucho mas exacerbado en un momento y luego ya no funcionan de esta misma manera. De los que están representados aquí cuales tendrían una función limitada a un periodo de tiempo en la vida nuestra??? EL TIMO. Los linfocitos realmente se producen en la medula ósea pero cuando salen a circulación salen inmaduros y el timo cumple el papel de hacer la maduración específicamente de los linfocitos T. La célula no es la que decide quien se puede quedar o no porque puede aprender a hacer algo o no, ella expresa ciertas características, el timo revisa y eso seria lo del reconocimiento de lo que es propio o no y en ese proceso de selección se quedarían con los clones que no reconozcan nada propio y lo que reconozca algo los elimina. De hecho una de las

teorías de la autoinmunidad dice que probablemente hubo una mala selección a nivel del timo y que estos grupitos de clones que quedaron pueden exacerbarse ante una respuesta inmunológica grande y despertar una respuesta de reconocimiento de lo propio. Entonces de los órganos que forman el complejo inmune, el timo seria el que funciona hasta mas o menos alrededor de la pubertad, básicamente porque se esperaría que de todos los clones posibles que se vayan a seleccionar, a ese momento ya ha habido el reconocimiento completo de ellos y los que van a quedar circulando son esos a los que le hicimos una selección positiva a nivel del timo y esa selección positiva implica la marcación a partir de la expresión de receptores de membrana. Entonces podríamos decir que ese sistema inmunitario formado por todas esas estructuras que mostré ahorita (timo, medula osea de los huesos largos, bazo, vasos linfáticos, amígdala palatina, apéndice, adenoides) tiene como función básica la de poder defenderme contra agentes que sean desconocidos y agentes desconocidos puede haber de tipo infeccioso y de tipo no infeccioso; entonces es posible que la respuesta inmune se de contra un agente no infeccioso, recuerda que dijimos que se pueden precipitar los cristales del acido úrico y despertar una respuesta inflamatoria, eso es básicamente porque la respuesta inmune que vamos a ver ahorita seria de tipo inespecífico.

Entonces contra todo aquello que sea desconocido, que ingrese a nuestro organismo es lo que llamamos ANTIGENO. Sin embargo no todos los antígenos despiertan una respuesta inmune, hay mejores antígenos unos que otros; por ejemplo moléculas de tipo proteico son los mejores antígenos porque serian los que mas rta(respuesta) inmune despiertan y entonces cuando un antígeno despierta rta inmune ya

no se le llama antígeno sino IMNUNOGENO porque seria la molécula que activa la rta. En cambio los lípidos y los carbohidratos son pésimos antígenos porque a pesar que pueden ser moléculas usuales en el organismo no despiertan de la misma manera el estimulo de la rta inmune como lo hacen los anticuerpos. Cuando uno mira un antígeno o un potencial inmunológico en realidad la rta inmune se desata contra componentes mas pequeños y particulares de esa estructura, un ejemplo, yo tengo una bacteria y esta tiene un interior, una membrana, tiene una pared, unos cilios o un flagelo, que quiere decir??, que cada uno de esos componentes puede despertar una rta y entonces efectivamente puede haber un desencadenamiento de la producción de anticuerpos contra múltiples componentes de la misma bacteria, entonces contra cada punto o cada lugar especifico desde el punto de vista bioquímico contra el cual se haga un reconocimiento, esa porción del antígeno que despierta la rta se llama EPITOPE ( secuencia bioquímica pequeñita contra la cual se va a hacer un reconocimiento). Contra el inmunogeno se pueden producir 2 tipos de rta: - RTA HUMORAL: es la producción de anticuerpos que seria proteínas de tipo de las gama globulinas que van a poder entrar a reconocer esos epitopes a unirse a ellos, y básicamente a inducir otro tipo

de rtas como por ejemplo la producción de interleucinas, la activación del complemento y otros sistemas que hacen que la estructura se rompa y finalmente se destruya. Entonces, primero vamos a clasificar la rta inmune desde 2 grandes perspectivas que son en realidad asi: - La que se llama RTA INMUNE INNATA. Esta es la que esta lista cuando yo nazco para poder responder. CARACTERISTICAS

 Es inespecífica  Mediada por un componente de tipo celular y humoral, el primero tiene que ver con las células NK y con los macrófagos. Todas las células inmunocompetentes que hay a nivel de la sangre se van a poder activar, entonces cual es la diferencia con la rta especifica??? . la rta que es inespecífica es igualita contra cualquier microorganismo que pretenda entrar, mientras que la que es específica va dirigida puntualmente y de forma distinta para cada uno de los antígenos que nos encontráramos.  Se desarrolla a través de las barreras de protección natural, entonces estará a nivel de

las secreciones, de la piel , el moco, todo lo que se produce en las secreciones acidas, lo que es el sudor porque en ellos vamos a tener gran contenido de anticuerpos que van a estar listos de destruir un antígeno que todavía no ha logrado ingresar al organismo.  Se desenadena básicamente con la activación de todo el grupo de los globulos blancos y entonces aquí los polimorfosnucleares tienen un papel muy grande porque son los primeros que nos vamos a encontrar en esas barreras fisiológicas. Y dentro de los mononucleares van a ser mas los monocitos que si uds recuerdan se van a llamar diferente si están circulando o si están circunscritos a un tejido y entonces ellos van a ser los otros que van a hacer reconocimiento y se van a activar. En cambio los linfocitos los vamos a ver masificados en la rta inmune específica.  Además de tener este componente celular tiene como componentes humorales 3 tipos de cosas: la presencia de secreciones a nivel celular ¿Por qué?, porque vamos a tener como producto de la venida y de la migración de estas células lo que es la inflamación, entonces el fenómeno de la inflamación es una rta a lo que seria la entrada inicial o primera llegada de un antígeno que nosotros vamos a responder inicialmente con una rta de tipo inespecífica. Dentro de las producciones que se van a dar

allí va a estar todo aquello que medie la inflamación entonces va a estar todo el grupo de las citoquina que van a activarse, aquellas que tienen que ver con la quimiotaxis y la llegada de otro tipo de moléculas, aquellas que tienen que ver con ser proinflamatorias porque reconocen a otras estructuras, aquellas que tienen que ver con las secretadas a partir de los mastocitos que van a ser como la serotonina y otras series de sustancias que van a proactivar la inflamación y como segundo componente tiene la elevación de la proteína c reactiva que va ser un tipo de molécula de naturaleza proteica que nos va a permitir conocer el fenómeno inflamatorio y un tercer grupo de moléculas que se denominan el complemento que son proteínas que se activan en cascada de manera similar a como lo hace la coagulación para producir huecos en la integridad del antígeno y de esta manera destruirlo  Por ultimo el cuarto grupo de componentes de la rta humoral son la producción de los derivados del ac araquidonico: los tromboxanos, leucotrienos y las prostaglandinas. Ellos 3 son los mediadores que van a finalizar la rta inflamatoria.

Pero como les digo todos estarán activados de la misma manera sin importar cual sea el antígeno por lo que es una rta inespecífica, segundo van a estar producidos a partir de que en las secreciones tengamos el primer contacto o a nivel de la piel con ese antígeno y tercero van a estar ayudados de la rta de tipo celular que esta mediada mas que todo por los polimorfonucleares y por los monocitos.

-

La RTA INMUNE ADQUIRIDA O ESPECÍFICA. Se desarrolla solo si nos encontramos con ese antígeno.

En esta respuesta los 2 componentes humorales que van a trabajar son básicamente en el caso celular los linfocitos especialmente los T porque son los que van a mediar el reconocimiento especifico inicial del antígeno para producir una respuesta contra el y el segundo que seria el grupo de la respuesta humoral que básicamente es la producción de anticuerpos que esta mediada por los linfocitos B que cuando se activan para producir anticuerpos se van a transformar en una célula mas especializada que es el plasmocito.

Para comparar una rta inespecífica de una especifica, cuales serian las características de la rta especifica???  La primera: es que es selectiva ante un determinado antígeno.(Es decir que tiene especificidad)  La segunda: es que tiene memoria. Nos va a quedar en circulación algunas células de esos clones que de ahí en adelante van a reconocer a ese antígeno.

La rta especifica solo se va a desarrollar si logró pasar la piel, las secreciones, las mucosas y llegó a torrente circulatorio, es decir solo se logra activar si el antígeno pasa las barreras primarias cosa que no era necesaria para la rta inespecífica; por su puesto primero la inespecífica tratara de destruir y solo cuando no sea capaz y el antígeno logre ingresar al organismo pues vamos a despertar la especifica.

¿Por qué la rta innata no puede acabar con un antígeno?  Puede ser por la cantidad de antígeno que llega porque si hay gran cantidad pues será más difícil entrar a destruirla.

 Otra cosa seria por cual de las barreras se logro superar porque hay unas vías que son de mas fácil accesibilidad que otras  Por la virulencia del microorganismo.

Cuando ya se esta adentro se va a desarrollar una rta, esta rta se puede despertar en ultimas a través de 2 activaciones, una que es que los macrófagos inicialmente se puedan comer a la célula para presentarla, pero también tenemos linfocitos B que los vamos a clasificar en vírgenes y maduros, ¿Qué papel tienen esos linfocitos B ahí en ese momentico? Acá es donde ataca la selectividad ¿porque es que yo produzco rta solo contra un antígeno? Porque de todo el set de todas las posibles combinaciones de anticuerpos que están exhibidas en un linfocito B virgen se va a reconocer solo la combinación que sirve para ese antígeno.

El linfocito puede reconocer perfectamente una proteína, la pregunta va: ¿en que si hay ciertas combinaciones expresadas en la membrana de el linfocito?, y de hecho es así, como hacemos para que todas las posibles opciones opciones de antígeno puedan ser reconocidas por ellos? Básicamente tiene que ver con que las combinaciones ; por ejemplo: si

habrán mil circulando y tenemos 100 millones de antigenos posibles entonces selecciona la combinación mas acorde con el antígeno que se esta presentando, pero por eso en el momento del reconocimiento tiene que haber una segunda fase, que es la de afinar o apuntar para que la forma de interactuar sea 100% perfecta y eso implica una mutación somática que hacen que se pierdan las demás combinaciones adentro de los linfocitos y solo se quede con una combinación que ahora va ser 100% perfecta para ese antígeno, entonces un ejemplo vamos a encontrar una combinación que en un 90% coinciden o tal vez un 95%, el grado varía dependiendo del antígeno, que hacemos después de que ya lo reconocimos? Ahora con un 100% de correspondencia. Bueno y como desarrollamos ese cambio de ese 90 al 100%?, mediante la modificación de la estructura interna del material genético, con esa célula que reconoció ese antígeno para que le pueda de ahí en adelante afinarlo y reconocerlo con el 100% de posibilidad. Entonces dentro del grupo de los linfocitos tenemos dos grande grupos: el que va a responder por toda la inmunidad de tipo celular que es el linfocito T, pero este linfocito T a su vez se subdivide en varios grupos, de que depende esta subdivisión?, de los antígenos que expresa este linfocito T en su membrana, entonces si el antígeno que tiene una molécula que se llama CD4 se considera que forma preferencialmente lo que se llama el grupo de los

linfocitos T ayudadores, y van a derivar a partir de él, dos tipos de células: - Una (la mayoría de ellas), células cooperadoras que se van a dividir en dos subtipos: las TH1 y las TH2 (en la diapositiva esta como se anti van y que haría cada una de ellas cada una de ellas) -

Un pequeño grupo puede funcionar como células supresoras.

Esto hasta hace menos de 10 años no se consideraba, lo que se pensaba es que todos los CD4 eran directamente células ayudadoras, ahora se sabe que hay un pequeño grupo que puede pasar a ser células supresoras. El otro grupo de linfocitos T que expresan receptores en su membrana de tipo CD8 positivos para decir que están presentes allí, va a dividirse en dos grandes grupos, las que preferencialmente van a llevar el papel de células de tipo supresoras (que como dice en la diapositiva, van a inhibir la producción de anticuerpos) y de células citotóxicas que van a destruir las células blanco que estén infectadas por este tipo de antígenos. El otro grupo de células que nos quedan serian los linfocitos B que los vamos a ver básicamente van a trabajar por un lado en reconocer antígenos de manera directa lo que pasa es que la respuesta inmune que reconoce el linfocito B directamente y no pasa por T no guarda la misma memoria que guarda la

RTA que paso por la vía clásica de activación y el otro papel pues el de producir las células plasmáticas y los linfocitos de memoria una vez que se active la respuesta inmune de tipo especifico. Otra línea de linfocitos que no tiene que ver ni con los T ni con los B son las famosas células NK (natural killer) que básicamente trabajan destruyendo especialmente antígenos que acostumbran a vivir dentro de la célula que se conocen como antígenos intracelulares. Vamos a mirar el grupo de productos que generan los linfocitos B cuando se transforman a plasmocitos, porque se puede dar esto? Los linfocitos B se pueden activar por: una vía que es a partir de la activación por los linfocitos T, entonces puede ser que un linfocito T se activa y viene y activa a un linfocito B esa es una primera opción, ¿Dónde mas se podría activar un linfocito B para que se convirtiera en plasmocito? El antígeno puede activar un linfocito B? claro que sí, eso es lo que estamos diciendo desde el principio, que si tenemos anticuerpos en membrana y hay un antígeno allí presente, si el antígeno es reconocido por el anticuerpo que expresa el linfocito B, (claro que puede activar también al linfocito B, la única diferencia con el caso anterior, es que de una vez se activa B sin necesidad de T). Entonces el linfocito que expresa en su membrana anticuerpos que clásicamente es Ig M (manométrica) e Ig D; este linfocito no se ha encontrado todavía ningún

antígeno después de encuentra el antígeno sea porque el directamente se le una o sea porque el linfocito T venga y medie la activación, el linfocito B va a hacer dos cosas: - La primera será dividirse en una línea que se va a multiplicar y entonces va a producir una respuesta de tipo exacerbada que es lo que se llama la clonación en serie para generar todas las células de memoria que van a guardar cierta información de que se reconoció ese antígeno. -

La segunda que es producir unas líneas que se van a transformar a plasmocitos para que ahora entonces ellas produzcan anticuerpos.

Si ustedes recuerdan el plasmocito es más grande que un linfocito, y tiene un gran citoplasma con unas aéreas muy blancas que básicamente son las aéreas de retículo endoplasmico donde esta todo el tiempo produciéndose el tipo de anticuerpo que nosotros necesitamos producir y entre los anticuerpos básicamente va a estar formados por esta estructura inicial que luego puede tener múltiples cambios pero que básicamente todos convergen en lo mismo, lo primero: van a tener dos cadenas pesadas y dos cadenas livianas que están unidas mediante la formación de puentes disulfuro que le dan la forma y estructura en bisagra, lo que permite que haya un reconocimiento por la parte anterior donde la bisagra

puede abrirse o cerrarse para acoplarse más específicamente al antígeno. Una cosa particular que tiene este segmento que reconoce al antígeno, es que se llama la porción bad (no sé si escribe así), la que está en la porción efectora o en la porción distante es la que se llama FCE. Por esta vía vamos a activar básicamente l complemento y otras señales de respuesta para la migración de la respuesta inflamatoria y la respuesta inmune de tipo especifica. Y por este otro lado vamos a activar a la unión del antígeno. Entonces para que el antígeno pueda ser reconocido por las cadenas pesadas y las livianas tienen a su vez dos porciones: - Una porción variable. -

Una porción constante. Esta porción específicamente de las cadenas pesadas es la que determina el tipo de Ig que tenemos. Entonces de cuantos tipos fabricamos nosotros? Fabricamos 5 básicamente, y van a variar dependiendo de si es alfa, si es gama, si es delta, etc.

Y estas regiones distales de las cadenas livianas también van a ser constantes, de que son? Pueden ser de dos tipos: - Kappa -

Lambda.

Una particularidad y es que un anticuerpo que tenga cadena capa, van a ser ambas de la forma capa y si la tiene lambda, tendrá ambas lambda; ósea no hay combinación de los dos subtipos dentro de una misma estructura de una molécula de anticuerpo. Bueno como las cadenas van a ser selectivas dependiendo del tipo de Ig que nosotros tenemos, entonces esas porciones la miu, la delta , la exilon…, que van a a estar ubicadas en lo que dijimos que era la región FC, básicamente las que van a llegar al extremo carboxilo terminal van a ser las que determinen también donde se ubique el anticuerpo, porque vamos a ver quien tiene esta selectividad sobre la forma y el punto donde actúa cada tipo de anticuerpo. Y estas regiones superiores que son las variables básicamente van a ser distintas en cada anticuerpo, entonces como hacemos para que varíen de anticuerpo a anticuerpo, ¿en qué consiste esta variabilidad de la porción variable de una proteína?, me da la especificidad, ¿y cómo hacemos para darle esta especificidad? Acuérdensen que estamos hablando bioquímicamente y es como hacemos para que el antígeno vea el anticuerpo distinto?. Como el anticuerpo esta hecho de proteínas y pues en últimas de aminoácidos, lo que va a cambiar aquí en estas regiones variables es la secuencia de los aminoácidos que vamos a tener puestos desde esta región hasta llegar al extremo amino terminal; estos van a variar de anticuerpo en anticuerpo. Y como hacemos como célula plasmocitica para saber que aminoácido le debemos poner ahí?

específicamente para determinar la secuencia de aminoácidos, que es lo que se hace? Vamos a tener tres grupos de genes que van a codificar para estas regiones variables del anticuerpo y dependiendo de cual segmento dentro de esos genes se seleccione vamos a tener toda la cantidad de infinitas combinaciones posibles para que el linfocito pueda ahora entonces producir anticuerpo, primero más afinado, dijimos que en un 100% y segundo diferente dependiendo de cuál sea el antígeno, entonces una particularidad que se da es que cuando ese cambio dentro del material genético ocurra el linfocito B que llamamos virgen, lo dejo de ser para llamarse linfocito B maduro, y porque? Por un detalle pequeñito que significa que como va a ser una pérdida de todas sus demás combinaciones posibles de anticuerpo que podría reconocer (o de antígeno que su anticuerpo reconocería) pues el no puede devolverse a poder ir a reconocer nunca un antígeno distinto al que ahora selecciono, y entonces queda comprometido de por vida con ese tipo de antígeno porque las demás combinaciones en realidad las pierde y todos los clones que de ella se generan van a ser exactamente iguales y van a ser ya los linfocitos maduros, que unos se especializarían en plasmocitos y otros serian células de memoria. Entonces cuando nosotros hacemos la selección clonal tenemos múltiples combinaciones posibles y solo aquella a la que el antígeno se adapte de la mejor manera es la que va a estimular ese linfocito y a partir

del vamos a producir todos los clones que significan exactamente iguales y de ellos a su vez todos los anticuerpos que serán exactamente iguales. (En la diapositiva) entonces este es un linfocito B inmaduro con posibilidad de reconocer cualquier tipo de antígeno, este otro ya es un linfocito maduro que solo va a poder reconocer a este antígeno y que para poder hacerlo en realidad (una excepción a la regla) no tiene el material genético como todas las demás células nuestras, en la región de los genes para la recombinación de los segmentos variables tiene una pérdida real de material para luego quedarse con la combinación que nosotros necesitamos, y entonces cuáles son estos segmentos que van a funcionar allí? Les decía que era básicamente los segmentos que se llaman B, los que se llaman D y los que se llaman J. Este es un ejemplo que quiere mostrar que si tuviéramos 5 combinaciones de la región B, 5 de la D y 4 de la J, pues dependiendo di me quedo con la uno de aquí, la dos de aquí, la dos de aquí; hago una combinación y si escojo la dos de acá, la 4 de acá y la 4 de acá, pues tengo otra combinación y así sucesivamente, ósea, se selecciona particularmente una pequeña región dentro de cada uno de estos tres segmentos, esa única región es la que va a quedar en el linfocito que está ahora reorganizado, por eso se llama elemento de la reconfiguración y finalmente le vamos a adicionar una de las cinco cadenas que nosotros necesitemos para que tengamos lo que dijimos que era la definición del subtipo de anticuerpo

que vamos a producir, lógicamente ustedes recuerdan que en general primero se hace lo que se llama el acople de lo que es la cadena miu, porque el anticuerpo de tipo Ig M es el que primero me va producir por respuesta a la piloerección mas o menos durara en circulación más o menos de 5 máximo 7 días y después se hace lo que se llama el schiss de cambio para que ya no tengamos más Ig M, sino produzcamos Ig G, que es la que va a quedar guardada con esta misma combinación de las regiones variables que no podemos modificar porque esto ya quedo como un gen desordenado, hagan de cuenta algo similar a lo que se ve en el splaicing RNAm que nos quedamos solamente con los intrones, acá es lo mismo, escogemos un solo segmento de las regiones B, D y de la J y formamos un segmentico mas pequeñito. Que paso con todas las combinaciones que no se escogieron? Se rompen o se parten literalmente, se hace una función de hexonucleasa y se empalma para que el DNA solo quede con la combinación seleccionada; y esta combinación cual es? Aquella que va a permitir que el anticuerpo apunte con sus aminoácidos variables que va a tener en esa región de reconocimiento del antígeno haga una unión prefecta con respecto al antígeno que queremos reconocer. Y entonces dependiendo de cuál sea la cadena que vaya en el segmento distal de las cadenas pesadas vamos a tener el tipo de anticuerpo, de todos los anticuerpos, cuál es el más abundante? El que funciona como anticuerpo de tipo Ig G. Cuando

nosotros estamos hablando de un anticuerpo o de una Ig nos estamos refiriendo exactamente a lo mismo. Entonces esta Ig G que es de las mas pequeñitas, pesa 160 kilodalton y característicamente puede tener en la cadena pesada, ósea en la cadena miu, en la cadena gama algunas pequeñas variaciones en la secuencia de sus aminoácidos que hace que se genere subtipos de la misma Ig, entonces vamos a ver que existen Ig G 1,2,3 y 4 dependiendo de estas diferencias de los aminoácidos dentro de la región constante. Esta Ig la vamos a tener en la sangre porque ella circula es en plasma. Las concentraciones son muy altas más o menos del orden del 75% de las Ig que tenemos en un adulto son de naturaleza Ig G y la razón es porque su papel va ser básicamente el de guardar memoria desde le punto de vista humoral porque una vez que nosotros nos hemos encontrado un antígeno vamos a tener circulando de por vida un poquito de ese tipo de Ig G para reconocimiento especifico de este tipo de antígenos. ¿Cuánto dura más o menos el promedio la Ig G circulando en sangre? Alredor de 22 días y cuando se daña simplemente se produce un recambio, y de donde sacamos el nuevo anticuerpo? De las celulitas de memoria que han quedado guardadas también con el reconocimiento de ese mismo antígeno. Que características tiene esta Ig? Que como es monomerica solo tiene esta composición, entonces es pequeña y es capaz de atravesar y salir a las secreciones y por eso perfectamente puede ir en la

leche materna o puede atravesar la barrera placentaria y básicamente es el mecanismo que utiliza la mamá para hacer la protección del feto con respecto a los agentes externos, porque si usd recuerdan el niño , inclusive en el primer periodo de vida todavía no tiene maduro ese sistema inmunológico para producir su propia respuesta, entonces se a proteger básicamente con la Ig G que a pasado la mamá a través de la placenta y por supuesto que será una defensa a partir de los antígenos que la mamá haya reconocido porque si no ,pues no se podría darse de esa manera porque ella no tendría ese tipo de combinaciones. La segunda Ig que vamos a ver es la Ig A, que básicamente ya no es un monómero, sino que es un dímero. Y esta como dímero en el sitio donde mas abunda que es en las secreciones, en la sangre se puede encontrar como una estructura monomerica pero en secreción siempre está formada por dos estructuras monomericas unidas por esto que siempre se llamara la cadena de unión o cadena corta. Esta cadena corta va estar unida gracias a que la cadena pesada alfa que tiene estos aminoácidos en la región distal , por el extremo carboxilo terminal, va a tener un poquito más de tamaño ya que tiene 18 aminoácidos adicionales y por ese punto es por donde se puede unir la cadena corta para formar la estructura dimerica, que básicamente va estar a nivel de las secreciones.

Entonces podemos encontrar mucha Ig A que no sea especifica sino que reconozca de manera general antígenos, básicamente por la memoria que se trae, porque uno dice: bueno y cómo es eso de que hay respuesta de tipo innata? Pues es que esta viene de nuestros antecesores que han reconocido antígenos, entonces por eso nos preparan para tener un sed de reconocimiento inicial que básicamente no s a ayudar a defendernos, a no ser que encontremos un antígeno con el que nunca ninguna especie humana se haya encontrado en ese caso con la respuesta, por lo que va a ser mas difícil y mas demorada. Caso por ejemplo HIV cuando por primera vez se infecta a un ser humano y pues nadie tiene combinaciones creadas para defendernos de ese tipo de antígeno. Entonces como esta Ig está en circulación y característicamente va a estar en la región parótida de la región bronquial y dela región intestinal. Y aquí casi siempre se acompaña de unas moléculas de tipo glicoproteína que se denominan componentes secretores que son básicamente un polipéptido que es producido por la mucosa y ayuda a que este anticuerpo no sea destruido básicamente por proteasas, porque si es una estructura de naturaleza proteica puede ser finalmente degradado y nosotros necesitamos que permanezca allí para que si encuentra un antígeno pues reaccione. Entonces este componente secretor que tiene mucha glicosoalacion va a permitir que no haga la digestión proteolítica del anticuerpo, y dure un poquito más, cuánto tiempo?

Tiene una sobrevida de alredor de 6 días y como ustedes lo ven aquí su papel está circunscrito básicamente a la secreción pues tiene un poco porcentaje, nada mas ente el 7-15% de las Ig que circulan en sangre son de tipo Ig A. como ya dije, van a estar comprometidos con la respuesta inmunológica de tipo primario porque es donde primero nos vamos a encontrar un antígeno que seria básicamente a nivel de las secreciones. La Ig M se produce más que todo cuando tenemos ahora sí una respuesta de tipo especifico, cuando vamos a contestar contra un antígeno que nos encontremos vamos a producir este tipo de Ig, que puede tener dos posible escenarios: - En uno que no está mediado por ningún encuentro con el antígeno, es el que permite la expresión de este tipo de Ig en el linfocito B, entonces cuando hablamos del linfocito B virgen y su exposición de anticuerpo a través de la membrana, la característica básica es que allí vamos a tener el anticuerpo pero en forma monomerica, es este momento a reconocido algún antígeno? No todavía no ha reconocido ningún antígeno, sino que trae de forma general muchas combinaciones de aminoácidos distintos para las regiones variables sean diferentes y en ese orden de ideas pueden reconocer diferentes antígenos.

-

Pero cuando ya se ha producido la estimulación de la respuesta inmune de tipo especifico es la primera que se va a producir, y entonces como es muy grande, como va salir a circulación formando una estructura pentameriaca, y esta estructura va a estar unida mediante otra vez la formación de una cadena corta, esta Ig va a tener un dominio adicional acá en la porción distal, ya no tiene 4 como las demás sino que tiene 5, y ese 5 dominio es el que permite que de esta manera venga y se una la estructura de unión para permitir la formación de de ella.

Entonces difícilmente una Ig M sale del torrente circulatorio porque no cabe por ninguno de los espacios, por eso no es la Ig que va responder en un feto, ni va a atravesar la barrera placentaria ni indistintamente va a ir a la secreción, ni a la sangre como si lo hace la Ig G. sino que esta circunscrita al espacio intravascular. Esta Ig M no vive sino sólo 5 días por esta razón las pruebas que se hacen en el laboratorio para detectar una primoinfección tienen que ser muy claves dentro del periodo de tiempo si uno quiere detectar la Ig M porque sino rápidamente va a desaparecer, y bueno en termino diagnósticos tendría la ventaja de que estaríamos hablando de que probablemente entonces ya paso el momento de la infección pero si nosotros estamos es revisando, como es el caso de una rubiola que nos interesa que la primo infección sea en el

primer trimestre del embarazo para tener una connotación de tipo patológico, pues entonces es muy importante estar haciendo seguimiento por si no coincidimos con los 5 días, pues en este caso vamos a tener el inconveniente que aparentemente pasaría por una prueba falsamente negativa. Y como lo dice acá es la Ig que primero se va a producir cuando nosotros nos exponemos a un antígeno por la vía que dijimos que era de activación especifica y después del quinto día se hace el cambio de swchiss (NO SE SI SE ESCRIBE ASI) para colocar ahora como región constante la de la cadena gama que sería la de ahí en adelante el anticuerpo de tipo Ig G. Como tiene 5 estructuras (pentamerica) por supuesto es la que más pesa porque básicamente vamos a tener muchos aminoácidos conformados. Hay otros dos tipos de Ig que algunos libros las llaman menores, y esto es para decir que son las Ig que hacen un mínimo aporte y aquellas que no están tan elevadas en la sangre. La Ig D, desde el punto de vista inmunológico a la fecha no se sabe cuál es su papel, ni realmente para que sirve. Lo único para lo que se ha podido encontrar que tiene importancia es porque funciona como receptor antigénico de la superficie de los linfocitos B y entonces en ese orden de ideas pues permite reconocer al antígeno para después afinar la respuesta como les decía. Otra característica es que tiene bastantes carbohidratos unidos a su estructura, parte de ellos son los que le ayudan a anclarse a la

membrana, para que se quede expuesta allí para presentarse al antígeno para poderlo reconocer. Su peso es de 150 kilodalton y como es tan bajita su circulación porque están circunscritas al linfocito, por eso el total que tendríamos en sangre de ese tipo de anticuerpos es menor del o.5%. Porque en realidad su papel lo está desempeñando a nivel del linfocito B virgen. La Ig E que tiene como cadena pesada la exilom, tiene un peso de 200 kilodalton, porque también en general no se activa una solita sino que se activan dos moléculas cada vez que vamos a tener una activación de esta vía. De la forma podríamos decir que es incorrecta, cuando la Ig E se activa significa que el reconocimiento del antígeno no fue el más adecuado sino que el reconocimiento tuvo mediado por la activación básicamente de los mastocitos o de los basofilos, y porque se puede dar este proceso? Porque resulta que la región constante de esta Ig tiene una alta afinidad por receptores que están ubicados en estas células, entonces funciona la Ig como un puente: el antígeno se une a ella, el antígeno transmite la señal y con ello activa al mastocito para que básicamente haga que primero haga un entrecruzamiento entre su receptor para que se genere la degranulación y segundo para que abra las compuertas y se liberen las aminas basoactivas que son las que van a despertar toda la respuesta de tipo alérgico. Por esto es que esta Ig se relaciona básicamente con la respuesta de tipo alérgeno, que es

la respuesta en la que vamos a tener una exacerbación mayor cada vez o entre más nos expongamos al mismo tipo de sustancia alergénica.

XV CLASE Habíamos dicho entonces que la respuesta de tipo humoral comprendía producción de inmunoglobulinas que eran secretadas por las células plasmáticas, que esas células plasmáticas a su vez eran una diferenciación de los linfocitos B, que iban a subdividirse en dos líneas: Un grupo que iba a formar células de memoria, otro que iba a formar los plasmocitos, y que dependiendo de cual fuera su cadena pesada o su cadena H, pues tenemos las subdivisiones en 5 tipos de anticuerpos o inmunoglobulinas, de las cuales ya dijimos que la: • Ig A: estaría preferencialmente ubicada en los sitios donde tuviésemos secreciones de mucosas para servir como una barrera inicial y tratar de sacar al antígeno cuando este aun no ha invadido nuestro torrente circulatorio. • Ig M: Que teníamos una Ig que por el contrario cuando nosotros teníamos una invasión del antígeno, porque las barreras primarias y las

respuestas de tipo inespecífico o innato no había sido capaces de evitar que pudiesen causarnos daño, entonces íbamos a activar la presentación de un antígeno para generar la producción de Ig M como primera línea de defensa que nos permitiría identificar cuando fue el primer encuentro con él y por lo tanto cuales serian los 5 días claves de inicio de la respuesta inmune contra un primer antígeno Rta. A estudiante: recuerden que esta Ig M, de la que yo estoy hablando es la que se secreta y que por lo tanto esta en torrente circulatorio o en los tejidos alrededor de la células, esa es la que generalmente sale como una estructura pentamerica y va a funcionar únicamente cuando hay una respuesta por la vía clásica que finalmente lleva a un reconocimiento antigénico, esa Ig me permite detectar mi primer contacto con un antígeno cuando este pasa barreras y llega al interior del organismo. Pero exista otra Ig M que es monomerica, y que se expresa en la membrana del mismo linfocito B virgen que ayer les mencionaba junto con la Ig D, cuando veamos los mecanismo de regulación genética el semestre entrante, uno es ese splicing que hace que algunas veces tengamos una cadena más larga y a veces una más corta, eso determina que la Ig pasa la membrana del linfocito B sale y forma la estructura pentamerica y entonces será la Ig M para secretar. O si la Ig M es más larga no atraviesa la membrana y se queda

anclada en forma monomerica. Esa no sería una Ig de especificidad, no estaría respondiendo a un reconocimiento de respuesta inmune específica sino que formaría parte junto con la D de la respuesta inmune innata, la inespecífica que todavía está esperando encontrar un antígeno para hacer un reconocimiento inicial. O sea es como un subtipo de Ig M que no funciona como la M pentamerica secretada, ni está reconociendo específicamente a ningún antígeno, todavía está a la espera de encontrar algún antígeno. Entonces es esa monomerica la que se homologaría a la D, alternada en el linfocito B esperando un reconocimiento inicial que sería un linfocito inmaduro que todavía no ha hecho reconocimiento. En cambio esta (Ig M pentamerica) si se está secretando como una estructura pentamerica y en secreción, es que ya hubo un reconocimiento antigénico. Y cuando tenemos alrededor de 5-6 días de estimulo produciendo Ig M, se hace el cambio para que la porción Fc ahora sea la que corresponde a Ig G y esa es la que va a permitir que se ataque directamente al antígeno y va generar la respuesta que consideraríamos de memoria por la vía humoral, porque ahora vamos a tener guardados permanentemente en circulación, niveles bajitos sí, pero habrá anticuerpos de tipo Ig G esperando encontrarse el antígeno, y vamos a ver una gran diferencia entre la primo infección y las infecciones posteriores que es la velocidad de reacción, porque la primera vez nos vamos a demorar y la segunda es

inmediata y va estar mediada básicamente por este tipo de Ig. • Ig D: a la fecha todavía no se sabe que papel desempeña dentro de la respuesta inmune, lo poco que se sabe es como funciona como receptor de linfocitos B inmaduros y que va a atrabajar reconociendo de manera general y burda el antígeno cuando se lo pueda encontrar un linfocito B que todavía no ha sido estimulado por ningún antígeno. • Ig E: que se produce como una respuesta errada a un antígeno que genera el desencadenamiento de la respuesta inmune pero por la vía alérgica y que como ustedes saben, puede llegar a exacerbarse esta respuesta hasta comprometer la vida del paciente, como por ejemplo una contracción prolongada y permanente desde los bronquios que puede causar una muerte por asfixia. Entonces que características tiene esa respuesta inmune de la que vamos hablar ahorita, porque ayer ya hablamos de la inespecífica-innata, pero que de verdad no tiene preferencia por ninguna antígeno en especial, sino que es general. Esta (la especifica) en cambio va a ser la respuesta que yo solo desencadeno OJO, esta respuesta adquirida solo se va a desencadenar si el antígeno supero las barreras iníciales, o sea

si la respuesta inespecífica no fue capaz de destruirlo. Y cuando eso pasa entonces nos imaginamos el antígeno en la linfa, en la sangre o en algún tejido, o sea en un inoculo de esas estructuras y por lo tanto teniendo la posibilidad de que nos pueda pasar algo. Entonces la que se denomina respuesta inmune adquirida, porque de hecho solo es mía, porque yo soy la que me estoy encontrando con ese antígeno no mis antecesores, si no que de mí para adelante va aquedar como respuesta innata para los descendientes míos. Esa tiene la característica: 1. Es específica por un determinado antígeno: tenemos respuesta inmune adquirida para cada antígeno que nos hayamos encontrado que haya superado las barreras. 2. Solo va actuar cuando no hayamos tenido éxito con la respuesta no específica o innata. 3. El antígeno funciona como una estructura individual porque vamos a producir una respuesta con base en el reconocimiento de receptores específicos nuestros por ese tipo de estructuras. Vamos a ver entonces que le receptor T y las moléculas del complejo mayor____ (no entendía), van a poder favorecer que se pueda reconocer al antígeno aquí a nivel del inicio de la respuesta inmunológica.

• Y una cosa muy importante es que obviamente es primordial y básico que podamos reconocer que es nuestro y que no, por eso si encontramos un antígeno es porque hay un reconocimiento como algo extraño y en ese orden de ideas hay que entrar a destruirlo, ese es el caso que se da cuando tenemos una autoinmunidad y de manera errada asumimos que algo propio es extraño. Y entonces a quien lo toca esa tarea de poder hacer el reconocimiento de lo propio y de lo que es ajeno, de quien es ese papel? El sistema más polimórfico que tenemos de todos, el que nos da especificidad de persona, es el complejo mayor de histocompatibilidad, que en el caso de los humanos se llama HLA, es lo mismo solo que suscrito a nosotros los seres humanos, el complejo mayor cuando estamos hablando por ejemplo en el ratón se llama H2 y en nosotros es el HLA. Este es el que tiene a función de determinar que es y que no es de nosotros y por lo tanto por ahí debe estar el error cuando nosotros hacemos reconocimientos inadecuados también de antígenos. • Otra cosa muy importante es que inicialmente la respuesta es muy demorada y porque es demorada porque hay que hacer una seria de pasos: reconocer, comer el antígeno, presentarlo, estimular la célula T, ella ir a estimular al linfocito B, el B transformarse y finalmente producir un anticuerpo . Entonces va

a pasar por lo menos 15 días antes de que, de manera efectiva respondamos contra el antígeno, eso es lo que ustedes van a ver como una fase súper critica que se llama el periodo de ventana: es cuando alguien está infectado, pero como no ha hecho respuesta inmune, en general se interpreta cuando uno le hace pruebas de laboratorio como una persona que no ha respondido con producción de anticuerpo, por lo tanto aparentemente no tiene infección y resulta que más adelante si había, lo que pasaba era que estábamos en ese periodo de tiempo en el que habiendo infección, aun no teníamos respuesta de tipo inmune, entonces el periodo de ventana es complicado a la hora de tratamientos y diagnósticos, porque nos puede dar falsos positivos. Pero en realidad es eso todavía no hemos tenido un nivel suficiente de respuesta inmune debido a que es la primera infección y esa es un poco mas demorada de visualizarse por decirlo así. • Y por ultimo otra cosa importante de la respuesta inmune, es que además de ser especifica tiene como segundo componente que tiene memoria, y esa es la que permite que cuando haya la segunda, la tercera y la cuarta vez que me vuelva a encontrar con el antígeno, no me haga nada, porque ya lo va a reconocer y lo va destruir, salvo contadas excepciones, como por ej., un compromiso inmune pues no va a

responder igual. Pero ¿Por qué me dan 20 gripas en la vida? Porque hay serotipos distintos del mismo virus que generan variantes diferentes y como será de especifica la respuesta que el sistema inmune sabe que ese no es el mismo virus de antes, sino ligeramente diferente y esa es la misma estrategia que utilizan muchos virus para estar rápidamente mutando y aparecer con una nueva figura, por ej. El plasmodium hace eso todo el tiempo, por eso la inefectivdad para generar vacunas contra él se debe a que: 1. Tiene 4 etapas en la vida entonces se puede presentar de 4 formas antigénicas diferentes. 2. Y luego cada una de esas 4 formas cada rato las está mutando, entonces todo el esfuerzo que se ha hecho por reconocerlo queda perdido una vez que el organismo muta. ¿Qué características tiene esa respuesta inmune específica? 1. Que entonces la activación de la línea de las células es específicamente para el grupo de linfocitos y vamos a ver que en realidad quien lleva la responsabilidad de la respuesta inmune es el linfocito T, todo lo demás se deriva de él, y entonces el al

producir el estimulo de los otros linfocitos va generar que se exacerbe y se amplifique esa respuesta en el momento de la activación. 2. Si, por el lado celular tenemos estos linfocitos que van a reconocer específicamente un antígeno. Por el lado de lo que se llama humoral, tenemos los anticuerpos que son las mismas Ig y que como sabemos deriva de aquí, porque esto es una célula B que se convirtió en plasmocito y el empezó a producir anticuerpos. ¿Cuales eran las lineas de inmunidad celular en la respuesta inespecífica? La inmunidad celular estaba mediada por los polimorfonucleares, neutrofilos, basófilos, eosinofilos, estos (linfocitos) también podrían llegar a intervenir de manera general y también los monocitos que actuaban como macrófagos, en general toda la batería de los glóbulos blancos, de manera inespecífica y general. Y desde el punto de vista humoral quienes actuarían? La producción de sustancias secretadas por las células activadas, una de las cuales era el complemento, en ciertas ocasiones la respuesta de producción de sustancias que van actuar estimulando moléculas muy cercanas haría que este tipo de

estructuras funcionara como glándulas paracrinas, o que esas mismas moléculas estimular a la misma célula como para generar la expansión clonal, y eso sería un mecanismo autocrino. Producir estimulo de lo mío y de lo que está alrededor para incrementar la respuesta. Bueno además del complemento, están los mediadores de la inflamación como todas las citoquinas, que incluyen el grupo de Las linfoquinas, las quimioquinas que migran, los interferones alfa, gama y finalmente los derivados del acido araquidonico; las prostaglandinas y los leucotrienos. Esos son los responsables de la respuesta inmune humoral

Entonces como se da el reconocimiento cuando la forma de reconocer es la correcta: • Lo primero que tenemos es q hay un antígeno q superó las barreras y está en el interior. Lo primero es que el antígeno va a ser reconocido por las células presentadoras de antígenos, los más comunes los macrófagos, y si están ahí en la sangre se llaman monocitos, algunas células que estando ubicadas dentro de los tejidos funcionan como célula estimulante, por ej. Las

células de Langerham que en realidad son macrófagos, las células dendríticas también pueden funcionar, las de Cooper, es decir todas aquellas que en un tejido funcionen como macrófagos, pero una q no sea macrófago? Los linfocitos B, porque recuerden que yo dije ayer que podía suceder que el antígeno estimulara directamente al linfocito B y lo podía hacer porque tenía sus Ig de membrana que permitían el reconocimiento de manera burda, pero de todas maneras se estimulaban y producían una respuesta específica y en ese caso el B le presentaría al T. Entonces toda la línea de los macrófagos mas la línea de los linfocitos B pueden ser células presentadoras de antígeno. Por ser presentadoras de antígeno tienen una particularidad que no tienen las demás. Vamos a suponer que este es el antígeno, esta es la célula presentadora de antígeno (CPA) como un macrófago, y lo que va ocurrir es que esta fagocita y se come al antígeno y teniéndolo dentro lo rompe en pedacitos para presentarlo al linfocito T, pero cual, porque hay subgrupos, se lo presenta al CD4+ (ayudadores), los CD8+ son los citotoxicos. Entonces para diferenciarlos, el linfocito T que en este caso recibe la razón por así decirlo de la CPA es el T CD4+ que también lo van a encontrar simultáneamente con la palabra “CD8 negativo”. Muchas células llegan al timo con los dos marcadores expresados son CD4

yCD8 positivos y el timo decide a quien le deja CD4 y a cual CD8. Entonces la CPA para que le pueda presentar el antígeno al linfocito T necesita fijarlo en su membrana y hacer algo como esto: producir una estructura que le permita que el(antígeno) quede en el centro, para que pueda ser reconocido por el linfocito T que va a tener un receptor T de membrana y cuando se acerca físicamente a la CPA vamos a tener un sándwich en el que en la mitad esta el antígeno, de un lado está la molécula que expresa la célula presentadora y de este lado está el receptor T. Entonces se pasa la señal desde la CPA al linfocito T. Pero de que es esta estructura que vemos aquí? Es del complejo encargado de reconocer lo propio y lo no propio, es decir son moléculas del sistema HLA, del complejo mayor de histocompatibildad. Y dentro de este complejo tenemos básicamente dos tipos de estructuras polimórficas: las de clase I y las de clase II. Tienen diferencias: la de clase I tienen 3 cadenas polipeptidicas unidas formando tres dominios y se asocia con una cadena que es la B2 microglobulina, que no es propia pero que se le asocia. Cuales células de nuestro organismo tienen expresado estas moléculas de clase I: la CPA, entonces todas las células nuestras tienen moléculas de clase I en su membrana porque son las que dan especificidad de persona, ej. Permiten que reaccione contra algo que no es mío. En cambio las moléculas de clase II son expresadas únicamente por la CPA que son la tanda de macrófagos de todos los tejidos más los de la

sangre y los linfocitos B. Entonces cuando decimos que hay que formar un sándwich el pedacito de antígeno que el macrófago se comió y que va a presentar al linfocito T, en realidad el que funciona como mecanismo de presentación del antígeno es la molécula de clase II porque esa es la que es selectiva de la molécula presentadora de antígeno. Fíjense que esa molécula está formada por 4 unidades: dos alfa y dos Beta, aquí si tenemos dos brazos y tenemos una estructura desde el punto de vista funcional muy parecida a la otra que está en el linfocito T y que sería el receptor T. Estas dos estructuras, las moléculas de clase I y las de clase II van a ser codificadas por varios genes, no por uno solo, por qué por varios? Porque imagínese si yo necesito reconocer mil antígenos a lo largo de mi vida, bueno por ahí 200 tengo que tener múltiples combinaciones de las regiones BDJ variables del anticuerpo para producir 200 anticuerpos distintos que reconozca cada uno a un antígeno, como será ___ nueve mil millones de personas que hay en la tierra y q cada uno sea distinto, entonces las combinaciones que el complejo tiene que hacer para que yo no sea igual a alguien son muchísimas. Entonces en ese orden de idea, los 3 genes que codifican para las moléculas de clase I son el: A, B y el C. En él A hay por lo menos descubiertas más de 80 variables desde al A1-A8, en la B por lo menos 35, en el C por lo menos 25, entonces imagínese escoger uno de 35,

con uno de 25 para que las combinaciones puedan ser todas diferentes. Estos son los tres genes que van a producir las moléculas de clase I. Las moléculas de clase II involucran 3 genes que se llaman los genes DP, DQ, DR y cada uno de ellos con mucha variabilidad, pero no tanto como los de clase I, porque los de clase I van a estar en TODAS las células y me van a diferenciar de otro individuo, los de clase II en cambio funcionan mas como estructuras para presentar antígenos. Entonces de todos esos 6 genes que en últimas quedan, la combinación de las distintas variantes de cada uno de los subtipos que cada uno tiene es lo que originaria el complejo completo que da la especificidad a cada individuo. Por supuesto que ellos están ubicados todos muy cerquita, están en el brazo corto del cromosoma 6, entonces ustedes van aprender que, que pasa cuando unos genes están muy cerquitas físicamente en un cromosoma, que pasa cuando hay divisiones? Qué pasa con eso del físicamente cerca? Es lo mimos tener unos genes cerca q alejados? Que pasa cuando están cerca? Entonces como los fenómenos de entrecruzamiento son al azar es muy improbable q unas cosas todas muy cerquitas sean precisamente separadas por los entrecruzamientos al azar, y a eso es lo que se denomina genes ligados. Que significa que tienden a irse juntos, porque por estar muy próximos difícilmente los entrecruzamientos los van a separar y entonces se heredan en bloque y heredar en bloque es el concepto de haplotipo que significa cual es la

combinación que tengo para esos 6 genes(los 3 de tipo I y los 3 de tipo II) y como esos todos en conjunto van a heredarse igualitos, porque difícilmente por no haber allí recombinaciones se generaría combinaciones distintas. Otra cosa importante es que cuando un gen tiene muchas formas posibles de ser, como se llama cada forma posible de un gen: alelo. Entonces cuando yo digo que el HLA es un gen de clase I que tiene por lo menos 55 variantes distintas, eso era cuando yo estudiaba, ahora deben haber 70. Entonces supongamos q tuviéramos 55 combinaciones es decir que es un gen que tiene muchas formas de alelos, es decir tiene 55 formas distintas de ser, eso quiere decir que es un gen polimorfico: muchas posibles formas de ser. Y al ser polimórfico significara que a pesar de q yo tengo 55 formas distintas, cuantas de esas formas convergen en mí? Yo cuantas puedo tener? DOS formas porque siempre recuerden el concepto de que nosotros somos diploides es decir tenemos dos de cada cromosoma, entonces tenemos, un 6 heredado del papa, un 6 heredado de la mama por lo cual cada uno de ellos me regala los 6 genes entonces a pesar de que hay 55 formas de HLA-A yo solo puedo tener un ejemplo el A9 y el A7, como quiera, pero por persona solo tenemos 2, y recordamos si son dos formas distintas se es heterocigoto, si ambos cromosomas tenían los mismos alelos son iguales, se es homocigoto. El polifmormiso se refiere a q tengo muchas opciones al igual que

todos en el mundo, pero para mí solo van a quedar dos. Otra cosita, si esas proteínas estan codificadas por genes y esos genes vienen en los cromosomas que me dan mis familiares yo podría hacer seguimiento de flia. Con base en el subtipo que se tiene, o no? Lo heredado no se puede rastrear? Claro que si ese es el concepto de herencia. Entonces será que si mi papa tenía el 55 y el 52 a mi me toca o el 55 o el 52?Si, si es mi papa, y si mama es 15 y 19, a mi me toca el 15 o el 19, si esa es mi mama. Entonces antes de que se descubrieran los STR lo que haciamos era tipificación de HLA porque son los genes más polimórficos que tenemos en el organismo son ellos. No me da un poder de discriminación tan grande como las pruebas de ahorita pero también se pueden hacer a partir de allí. Entonces tenemos claro que las CPA va a tener moléculas de clase I y de clase II, pero OJO las moléculas de clase II solo se expresan si tenemos un antígeno que se fagocito y que tenemos q expresar, entonces no se imaginen las moléculas de clase II mostrándose, ellas solo se producen y sintetizan si hay antígeno para expresar. Entonces, eso que ven aquí en azulito es uno de los derivados de clase II de los antígenos HLA, que en esta caso es el nombre q se le da en los humanos al complejo mayor de histocompatibilidad. Vemos que el

receptor t se acerca y se une para traducir la señal a ese linfocito T, pero van a ver que para que la unión sea más eficiente intervienen unas moléculas de adhesión que ayudan a reforzar y mejorar el contacto entre las dos, entonces en el caso del receptor T, cuando él se aproxima a la CPA con su antígeno, cerquita de ese receptor siempre van a estar unas moléculas de adhesión que son las CD3 acompañando al receptor T para mejorar, como el CAM1 y 3 a lado y lado de la célula para reforzar la unión y favorecer la estimulación del linfocito T. entonces quedo el linfocito T estimulado, gracias a que el macrófago que se comió el antígeno, lo proceso , lo partió, fíjense que aquí les está mostrando cómo e n el momento en el que se parte es q se produce el complejo de clase II, viene pegadito el antígeno con él, lo expresa en su membrana y viene el receptor T con sus moléculas de adhesión al lado para favorecer la unión, y dijimos que el linfocito T que íbamos activar era el CD4+. Como el va ayudar y favorecer que se expanda la respuesta inmune, por eso el linfocito T que tiene el CD4 se llama linfocito T ayudador, porque va estimular la respuesta inmune. Entonces una célula que se acaba de estimular por el reconocimiento de un antígeno, va hacer 3 cosas: 1. Va a producir sustancias propias para magnificar la respuesta inmune, como son producidas por linfocitos se llaman interleukinas(ik). Hay distintos CD4 dependiendo

del tipo de interleukina q produzcan, los que van a magnificar la respuesta por esta vía correcta, van a producir ik de tipo 2, y esta ik funciona de forma paracrina, porque va hacer dos cosas: la # 1 va estimular al propio linfocito T pa q se divida y forme múltiples clones, y la otra cosa que va hacer es q va ir a estimular a los linfocitos B, que hasta aquí serian inmaduros y a partir de allí se convertirían en dos líneas: una que seria célula de memoria, y otro que va a cambiar su morfología para pasar a ser una nueva célula que es la plasmática y que es la que va producir los anticuerpos. como este linfocito T ya reconoció un antígeno y hemos estimulado a un B que reorganiza sus genes para reconocer finamente al antígeno, estos ya serán anticuerpos sumamente específicos contra ese antígeno y van a ir a destruir. Como lo destruyen? Básicamente porque reconocen por la porción abierta al antígeno y donde se encuentren el antígeno y lo unan por acá, supóngase que este era una celulita y ella estaba expresando parte de las opciones del antígeno en su membrana, entonces viene lo reconoce y se activa la porción distal que es la Fc(efectora) y lo que hace es activar el complemente, ellas llegan y empiezan a formar poros en la membrana y rompen la integridad de la célula y la célula termina rompiéndose por los poros que se forman, por el complemento que

viene y rompe y este complemento ha llegado por la activación de la porción distal (Fc) del anticuerpo que a su vez al venirse a pegar al antígeno le está diciendo al complemento a q sitio debe llegar y donde debe actuar. Entonces esas moléculas de complemento las van a ver como proteínas inactivas cuando no hay antígeno y solo se van activar, es decir estábamos primero en una conformación espacial y vamos a cambiar la estructura. Esta vía q acabo de mostrar, es la vía clásica de producción de respuesta inmune, ella va a tener una variante q es relativamente reciente en su descubrimiento:

Si tenemos la CPA y ella activa al linfocito T CD4+ el a su vez puede crear dos variantes diferentes: esta que sería la de los linfocitos TH1( linfocito T del subtipo H1) que va a producir preferencialmente ik de tipo 2 y va hacer que prolifere la T y las B y permite que el B pase a célula plasmática y produzca anticuerpo. Qué tipo de anticuerpos, ya saben los primeros días la IgM y más adelante la Ig G, ahora se sabe q es específicamente la Ig G2a. Este es la vía clásica q conocemos, q explique anteriormente. Ahora se sabe que el linfocito Cd4 puede crear la variante TH2, son los mismos t pero

ahora van a producir ik de tipo 4, 5 o combinadas 3-4. Que características tiene que sea la vía TH2, que miren que la tipo 4 es especifica por el linfocito B para que se transforme a célula plasmática y produzca anticuerpos pero OJO Ig de tipo E, o sea q esta sería la activación, pero para cuando se diera para los TH2 en realidad estamos desencadenado un fenómeno de tipo alérgico, porque liberamos Ig E. Y por eso ese mismo linfocito produce ik5 que va estimular a los eosinofilos y por eso en las alergias tenemos una exacerbación de eosinofilos, porque se da un eosinofilia como respuesta al proceso inflamatorio. La Ik 3-4 estimula los mastocitos, que permitían que una Ig E se posara en sus paredes para dar la apertura de sus canales y la liberación de los mediadores que la célula tenia como serotonina y la histamina.

Bueno eso fue si el linfocito T estimulado fue el CD4+ o linfocito T ayudador. Pero cuando la CPA lo que recibió no fue una bacteria sino un virus, se va producir lo mismo que con la bacteria, se rompe en pedacitos, se expone con la clase II, pero OJO primera gran diferencia, se pueden expresar mediante clase II, pero la molécula que preferencialmente va estar aquí es la de CMH clase I, entonces esa es la señal de q la activación no va a ser

para la CD4+ sino para la CD8+. Activan a un linfocito T que ahora tiene Cd8+ y CD4(negativo) y ese comúnmente se le llama linfocito citotoxico así como el cd4 es ayudador. Entonces el citotóxico que se estimula gracias a la CPA pero con el CMH clase I, lo primero q hace es que se activa y sabemos que la activación es la producción de múltiples clones de el mismo, y el que hace? Reconoce las células q están infectas y en vez de esperar que se produzcan anticuerpos reconoce el antígeno que está en la membrana y rompe las células infectadas, por que las rompe?, porque muchos de estos modelos son estructuras que van a estar infectando en el interior de la célula, y si nunca sale lo que hacen los citotoxicos es tener claro q le toca acabar con la célula porque no la puede desinfectar, ya tiene el virus adentro y la célula está infectada. Cuando tenemos la fase lisogenica del virus pasa de agache, sin tomar el control de la celulita, entonces no la destruye ni nada, en todo ese periodo el va estar reproduciéndose a una tasa bajita, cuando ya toma la fase lítica q es q comanda la célula y produce múltiples viriones tanto q la estallan, ahí si el reconocimiento es más fácil, pero eso es ya cuando la infección pasa a enfermedad y pueden pasar años sin q eso se dé. Lo único que quiero q tengan claro es: 1. Que la respuesta normal implica que se active una respuesta especifica solo si

hemos sido ineficaces por la vía de la inespecífica. 2. Que la respuesta especifica va estar mediada por el reconocimiento del antígeno por una CPA, esa célula lo va a mostrar en pedacitos o segmentos al linfocito T y si el desencadena producción de ik2 se clasifica en el subtipo TH1; va a producir una clonación de sus células y una estimulación del B haciendo q se convierta en plasmática y produzca anticuerpos supremamente selectivos contra ese antígeno. De ahí que la respuesta sea tan específica y unificada por cada antígeno. Entonces los anticuerpos van a destruir y la célula también porque la idea es acabar lo más rápido que se pueda el antígeno y circunscribirlo a un área. También podríamos tener activación del linfocito t por la vía de las Th2 que desencadenan un fenómeno alérgico. O puede ser q no presente el antígeno por las CMH2 sino por las CMH1 y cuando eso es así el linfocito que se activa es el citotoxico o CD8+ que en vez de ir a estimular la producción de anticuerpos, directamente se va matar células infectadas. Piensen que pueden estar pasando de ambas cosas al mismo tiempo, mientras que la célula citotóxica está destruyendo las células infectadas, pues los linfocitos B están produciendo anticuerpos, van a ver que existe

una estimulación preferencial de una vía o de otra dependiendo de cuál sea el antígeno, se sabe q la estimulación de las CD4 tiene q ver con las infecciones crónicas, además de intracelulares, ej. típico: la tuberculosis. Entonces la respuesta mediada por linfocitos CD4 -Th1 es muy buena para infecciones crónicas e intracelulares q pueden ser de bacterias, virus o parásitos. Cuando uno ve un linfocito ni idea q linfocito es, eso se ha logrado establecer por los receptores de membrana q se tienen, porque todos morfológicamente son iguales, entonces hay q buscar mediante anticuerpos marcados, los subtipos de linfocitos, entonces si veo células q se iluminan con anticuerpos antiCD4+ ya sé que ese es el grupo de las ayudadoras, si son CD8, las natural killer tiene al cd45, los B tienen el cd19, entonces cada uno tiene un cluster designer(CD) que hace q reconozcamos la subpoblación y con base en eso diríamos que el 50% es T, el 35% es B y el 15% son NK. Y ahí tenemos el 100% de linfocitos con funciones distintas claro. Aquí vemos como se desencadena la respuesta alérgica cuando tenemos un reconocimiento q no es el más adecuado, acá esta el mastocito, fíjense las Ig de tipo E se fijan pero no exponiendo su porción Fc, sino su porción de reconocimiento del antígeno, como es un antígeno que va a desencadenar una respuesta

alérgica se llama alérgeno. Entonces miren como fija al alérgeno y traduce la señal de activación de su porción variable a su porción Fc y eso quiere decir mastocito abra canales y libere las sustancias q tiene en su interior que pueden estimular por ejemplo a los eosinofilos y demás células polimorfonucleares y generen inflamación y exacerbación y eso es lo que se observa en un proceso alérgico.

RESUMEN: Nos ubicamos aquí, esto sería un antígeno que supongamos que estando afuera logro pasar la piel, las membranas y se coló, y ahora se activara la respuesta de tipo especifica, que significa q primero lo va a ver este macrófago, se lo come y lo expresa en su membrana, entonces esos pedacitos acompañados de la CMH 2 al pasar por la circulación se encuentran a un T q será ayudador si tiene un receptor T q reconoce a estas estructuras, cuando eso se da lo primero es q el linfocito T va poder atacar a la celulita q está expresando ese antígeno. (Min 51). CONTINUACION ¿Que pasa cuando la célula presentadora lo que recibió no fue una bacteria sino fue un virus?

Se va a producir lo mismo que con la bacteria y va a producir la clase dos y llega y se presenta, pero ojo, hay diferencias: 1. la molécula que está aquí en la activación va a ser la molécula uno( complejo mayor de histocompatibilidad tipo I), no va a ser la dos esa va a ser la grande señal para la activación de la célula CD8+… aquí esta el linfocito que tiene positivo el CD8+ y negativo el CD4-, y este linfocito T CD8+ comúnmente se llama cito toxico así como el CD4+ se llama ayudador. Lo primero que se va a ser es activar y sabemos que la activación es la formación de múltiples clones de el mismo y el linfocito está en la capacidad de reconocer las células que están infectadas y las rompe entonces en vez de producir anticuerpos lo que va a hacer es reventar la célula infectada… y ¿por que rompe células infectadas? Porque muchos de estos modelos son de estructuras que van a estar infectando en el interior de la célula.

RESPUESTA A UN ESTUDIANTE: recuerden que el virus pasa por una fase lisogenica y después por una fase lítica cuando se tiene la fase lisogenica lo que él hace es pasar de agache y nunca tomar el comando de la célula ni producir moléculas propias y no tiene

que romperla para salir y en este momento el virus casi ni se multiplica, que se multiplique la célula. Cuando ya toma la fase lítica y es que comanda la celula y produce multiples vidriones, tanto que la estalla ahí el reconocimiento es más fácil. En la fase lisogenica el va a estar ahí reproduciéndose pero a una tasa bajita, casi que ni se multiplica cuando ya toma la fase lítica y es que comanda la celula y ya llamamos infección y se va a desencadenar la enfermedad , y tiene que ver con el condicionamiento inmunológico de la persona , si la persona logra controlar al virus lo puede tener ahí pero en momentos cuando se exacerba la respuesta inmune pasa de la fase lítica a la fese lisogenica .

LO QUE QUIERO QUE QUEDE CLARO:

1. Que la respuesta normal especifica se da solamente si nosotros no hemos sido capaces de acabar un antígeno con la respuesta inespecifica . 2. La respuesta especifica va a estar mediada por el reconocimiento al antígeno por una

celula presentadora, lo va a presentar a un linfocito T y si este va a desencadenar la producción de interleucina 2 se clasifica en el subtipo TH1, va a producir una clonación de su propia celula a producir una estimulación del linfocito B va a ser que el linfocito B produzca celula plasmática, y produzca anticuerpos supremamente selectivos contra ese antígeno de ahí que la respuesta sea tan especifica y unificada por cada antígeno y los anticuerpos van a venir a destruir y la mismo la celula por que lo que se intenta es acabarlo antes que se pueda y demás circunscribir a un área antes que haga una acción generalizada o también podríamos tener activación de ese linfocito T pero por las vías de a TH2 que en realidad desencadena en un fenómeno de tipo alérgico o puede ser que no presente en el contexto de las moléculas de clase 2 sino en el de clase 1 y cuando es así el linfocito que se activa es el linfocito CD8+ o cito toxico que en vez de ir a estimular la producción de anticuerpos se va a matar células infectadas y además puede que ambas cosas estén pasando simultáneamente ya que las células citotoxicas pueden estar destruyendo células infectadas y los linfocitos b pueden estar produciendo anticuerpos y van a ver qué preferencialmente va a existir la activación de una vía o la otra.

La activación de la vía CD4 tiene que ver con infecciones crónicas e intercelular ejemplo típico la tuberculosis y el bacilo no se acaba es porque vive dentro de la celula y entonces muy difícilmente se reconoce y entonces la respuesta mediada por los linfocitos T ayudadores de tipo TH1 es muy buena y efectiva para infecciones crónicas y además intracelular que pueden ser virus, parásitos que afectan en la parte interna.

Cuando uno ve un linfocito ni idea cual linfocito es si es CD4 si es CD8 si es de la clase 1 o clase2, esto se ha logrado establecer específicamente por los receptores de membrana que se tiene entonces cuando uno quiere subdividir las poblaciones de linfocitos hay que buscar mediante anticuerpos marcados los subtipos escoginedo anticuerpos selectivos por cada receptor, si yo veo células que se iluminan por florescencias con anticuerpos antiCD4 ya sé que es del grupo de las ayudadoras citotoxicas el anti CD8 también , las NK tiene marcadores como el CD45 y los linfocitos B, el CD19. Mas o menos el 50% es linfocito T, el 35 % es linfocito B y alrededor del 15% son células NK.

Aquí se ve como se desencadena una respuesta alérgica, cuando el reconocimiento no es el más adecuado, aparece el mastocito y fíjense las inmunoglobulinas de tipo E se fijan pero ya no exponen su porción FC sino lo que exponen es su porción de reconocimiento del antígeno y como este desencadena una respuesta alérgica se llama alérgeno. Después que se fija el alérgeno se traduce la señal de activación de la region variable a su porción FC y eso permite la des granulación de los mastocitos y estos a su vez pueden estimular a los eosinofilos las demás células polimorfo nucleares generan inflamación y eso es lo que se observa cuando tenemos un proceso de tipo alérgico

a poder ir a estimular a la celulita que esta expresando parte de ese antígeno y la empieza a atacar con las moléculas que el produce, con las citoquinas y estas pueden estimular a los linfocitos T citotoxicos y el directamente viene y rompe las células infectadas o esa celula T va a poder clonar y formar multiples células igualitas que van a quedar como células de memoria o puede ir a estimular a la celula B y estas pueden ir a formar cel plasmática o cel de memoria. Esta celula plasmática va a producir anticuerpos muy específicos y asi se ven yendo a la celulita infectada, el antígeno puede estar en circulación soluble o aquí lo ven en una celula y en este caso la vía seria la de activación de la porción FC con atracción de complemento para que se le forme multiples poros a esta celula la hinche y la estalle.

RESUMEN: Nos ubicamos aquí: supongamos que este es un antígeno que estando afuera logro pasar la piel, las mucosas, las membranas ahora se activara las respuestas de tipo especifica, entonces el macrófago empieza a presentar pedacitos de antígeno en la membrana y estos pedacitos que viene acompañados de las moléculas de clase 2 cuando van por la circulación se encuetran con un linfocito T que será ayudador y tiene a un receptor T que reconoce a estas estructuras entonces cuando eso se da lo primero que va a pasar es que el linfocito T va

Y vemos que nosotros con los linfocitos T podemos hacer que se proteja la celula ya que lo que hacemos es rápidamente destruir el foco de celulitas infectadas y evitar que la respuesta de la invasión del antígeno se magnifique y nos gane en la cantidad de respuesta inmune que nosotros tenemos, en realidad cuando una infeccion se va complicando mi respuesta inmune no fue suficiente para un inoculo de antígeno muy grande o que muy rápido se multiplico y fue más eficiente que la tasa de destrucción por parte del sistema inmunológico.

Los anticuerpos que se producen son específicos para el antígeno porque ya se ha producido la mutación somática con reorganización… cuales son los dos posibles escenarios donde el anticuerpo se va encontrar al antígeno: 1. Que el antígeno este suelto circulando en la sangre, imagínese una bacteria que esta solita y se muestra el antígeno liberado en la sangre 2. El antígeno este en la parte interna de una celula y porciones de él se estén expresando en la membrana porque yo debo tener alguna forma de identificar la celula infectada y como el anticuerpo reconoce esto ya no va a venir solo a atacar a la bacteria en este caso viene y rompe la celula que esta infectada, por eso se dice que en las infecciones intracelulares tocas sacrificar a la celula.

Si nosotros tenemos porciones de antígenos que van a ser mostrados en clase 1 lo que se va a activar son los linfocitos T supresores o la otra posibilidad es que la citoquina producida por los linfocito CD4 sean capaces de ir a estimular a los cito tóxicos entonces ellos vayan y funcionen. ESTO FUE UNA PREGUNTA SUELTA Y REALMENTE NO SE SI ESTE BN

RECORDAR: las células plasmáticas se formar porque hubo una activación de los linfocitos B, ellas no se encuentran ahí como si nada.

AUTOINMUNIDAD

Es desencadenar todo lo anteriormente comentado pero con una molécula que funciona como un antígeno porque la reconozco como extraña pero en realidad era mía, entonces van a ver muchas teorías de por qué una molécula mía se comporta como un antígeno. Una que ya no es teoría sino que está demostrada es el mecanismo de DOMORFISMO MOLECULAR: un ejemplo como el del chagas, tenemos un parasito que puede infectarnos que está en las glándulas del “PITO” ese microorganismo entra en circulación nuestra y tiene el desencadenamiento de la respuesta inmune, resulta que parte de la composion antigénica de tripanosoma es idéntica a la composición antigénica de las células estriadas del miocardio, entonces después que mi respuesta fue muy buena para destruir el parasito, cuando me encuentre a la celula cardiaca, también va a ser muy buena respuesta para dañar la cel cardiada y los

pacientes van a hacer una cardiomiopatía chagasica, lo difícil es que después que la respuesta inmune se dé ya no hay manera de bloquearla y la inmunosupresión es antes que esta respuesta inmune se dé.

Hay pacientes que desarrolla la cardiopatía y otros no todavía no se sabe si tiene que ver con la composición genética.

La opción de tratamiento en esta enfermedad es la inmunosupresión y este puede ser afectado por agentes externos.

Los eventos que se observan en la cardiomiopatía es el resultado de un desencadenamiento en serie o sea viene el antígeno hay una respuesta inmune contra este antígeno, después esa respuesta inmune también empieza a dañar la celula cardiaca y se da el evento de la enfermedad cardiaca. El evento de la autoinmunidad es posterior a la primera infección, porque la infección quien me la causo, el microorganismo. Eso en una de las posibilidades de autoinmunidad que se llama la del mimetismo

molecular. Otras teorías pueden decir que fue las de mis propias células de las que debió el timo haber quitado y estas eran de lo del reconocimiento de lo propio y van a atacarme sin que nunca hubiera habido una molécula que me generara la respuesta inmune ahí lo que hubo fue una mala regulación y una mala selección de clones y estos ya en la vida adulta por factores muy variados hace que la respuesta inmune se aumente y pues se aumente las reacciones y ahora empieza a reconocer lo propio, y juega otra serie de factores, por ejemplo el estrés es súper determinante, los paciente que desarrollan autoinmunidad en su gran mayoría has sufrido un evento catastrófico se ha dado su respuesta inmune ha hecho que empiece a despejarse una vía que no sería la correcta.

El tripanosoma que afecta en el chagas comparte sus proteínas más antigénicas con la fibra muscular cardiaca

Lo que tiene que quedar claro es que cuando haya autoinmunidad hay una respuesta herrada de reconocimiento contra lo propio y lo que se desencadena como respuesta es igualito a que si tuviéramos un antígeno externo.

La autoinmunidad es un fenómeno crónico que se mantiene a lo largo de la vida y los fenómenos alérgicos son más agudos.

RECORDAR: LO QUE VIENE DE LOS GENES MATERNOS SE DEDICA A FORMAR Y A CRECER EL EMBRION Y LO QUE VIENE DE LOS GENES PATERNOS SE DEDICAN A LOS TEJIDOS EXTRAEMBRIONARIOS.

En el laboratorio uno puede medir los niveles de proteínas totales o inmunoglobulinas específicamente. Cuando se ve en una electroforesis el patrón de las proteínas, aquí se está haciendo en primer lugar por su cantidad y por su migración cerca del polo positivo, estará la albumina, después las alfa proteínas después las beta y después las gamma y estas alfa, beta y gamma son la globulinas. En general las proteínas plasmáticas son tres las más grandes en el orden de gramos, la albumina, la globulina y el fibrinógeno.

Cuando hacemos determinación de proteínas en un suero el fibrinógeno se ha consumido para formar el coagulo de fibrina entonces en suero realmente solo vamos a detectar albumina y globulina y para ser mas exacto en realidad detectamos proteínas totales y albumina y querrá decir que las proteínas totales si les resto la albumina me da las globulinas, el grupo de los anticuerpos que está aquí dentro del grupo de las globulinas están únicamente en la banda gamma por eso se llaman también gamma globulinas o inmunoglobulinas porque son globulinas que cuando se separan electroforéticamente pues van a presentar un patrón más alto que las de tipo gamma, entonces puede suceder que los diferentes linfocitos se transformaban en plasmocitos y vana formar inmunoglobulinas determinadas, si tenemos una respuesta Alérgica pues va a ver igm E pero de pronto reconocemos otro antígeno diferente entonces el produce igm G pero puede ocurrir que esos plasmocitos tenga una transformación maligna y degeneren en cáncer MIELOMA MULTIPLE: Proliferan de forma maligna las células plasmáticas estas van a empezar a producir anticuerpos que no tiene alta especificidad en la porción variable porque es q en realidad fue una proliferación de una primera línea celular y va a producir cáncer, y en general el evento aparece después de los 50 años, aparece un

dolor muy fuerte en la columna, la escapula, calambres y lo que está en realidad pasando es que la proliferación monoclonal de estas células está creando pequeños tumores de células plasmáticas en sitios como a nivel de los huesos por la medula osea. Se puede generalizar la osteoporosis, los síntomas son debidos a la proliferación celular. Ocurre que como se están produciendo tantos anticuerpos las cadenas livianas son capaces de salir por la orina y pueden llagar a formar insuficiencia renal y la otra posibilidad es que las proteínas que en plasma no se elevaron, las cadenas livianas de los anticuerpos se detecten en la orina y se conoce como proteína de benter jones, ud ve la orina común y corriente la calienta a 50 grados y la proteína de benster jones se precipita y entonces la ve cómo se va al fondo y es una muy buena prueba diagnóstica. Recuerden que las cadenas livianas pueden ser kappa o lambda. Estos pacientes van a tener anemia e hipercalcemia en general.