Texto Ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética

Conceptos, Técnicas y Aplicaciones en Ciencias de la Salud

José Luque Cabrera

Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Alcalá de Henares

Angel Herráez Sánchez

Profesor Titular de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Alcalá de Henares
Visite también: sede web 'Biomodel' sede web Biología Molecular e Ing.Gen.

ISBN 978-84-8174505-4
CD-ROM acompañante, ISBN 84-8174-622-3
Elsevier España
(anteriormente Ediciones Harcourt, S.A.)
Madrid, 2001
http://www.elsevier.es página del libro

21 x 29,7 cm, rústica, xv + 469 páginas

Primera edición en enero de 2001 (Depósito legal M-1292-2001).

Reimpresión en septiembre de 2001 (Depósito legal M-31755-2001), con erratas corregidas y acompañada de un CD-ROM con 79 de las imágenes del libro. (También se vende el CD-ROM por separado.)

Reimpresión en noviembre de 2002 (Depósito legal M-47839-2002), con CD-ROM.

Reimpresión en 2005 (Depósito legal M-27524-2005), con CD-ROM.

Reimpresión en 2006 (Depósito legal M-28347-2006), con CD-ROM.

Reimpresión en 2008 (Depósito legal M-58538-2008), con CD-ROM.

Descripción

Contenido

Fe de erratas

Recensiones:	Boletín Informativo SEQC, nº 123, p.5 (ene.-feb.2002) José Mª Hernández Pérez, director del Boletín Informativo de la Sociedad Española de Bioquímica Clínica y Patología Molecular		Panace@, Boletín de Medicina y Traducción de MedTrad. Vol.2, nº3, pp.89-91 (marzo 2001). Ignacio Navascués
Farmacéuticos, nº 250, p.48 (mar.2001)	El País, 11 abr.2001	Comunidad Escolar, nº 679 (6 jun.2001) (M.E.C.D.)	Acófar, nº 399, p.61 (jun.2001)	Diario Médico, 4 jul.2001
	Boletín de la SEBBM (Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular), nº137, p.29 (sept.2003). José Luis Paternáin, U. Rovira i Virgili

disponible en:	Librerías	En línea (por internet) en las web de:
		Masson/Elsevier Iberoamérica	Díaz de Santos	Casa del Libro	Felgueroso	etc.
precio oficial: 72,50€	precio ventajoso en la librería Espax, situada en la Facultad de Medicina de Alcalá

en Chile:	Ediciones UC (Pontificia Universidad Católica de Chile) ($62100)	Internacional Libros Miguel Concha, S.A. ($70000)	Alex Books ($51600)
en Argentina:	Cúspide ($175)
en Colombia:	Librería Médica Celsus (Bogotá)
en U.S.A.:	Elsevier Health Sciences ($69)	Amazon	BiggerBooks ($67)
en Europa:		Amazon UK
Distribuidores y puntos de venta de Elsevier en el mundo

Enlaces revisados 16/1/09

Descripción

Esta obra, concebida principalmente como un libro de texto universitario, pretende facilitar la adquisición de una formación básica en Biología Molecular y en Ingeniería Genética, sin tener que acudir a una excesiva, y a veces innecesaria, especialización. Concretamente, se persigue un enfoque estructural y tridimensional del material genético y de los productos génicos y exponer los fundamentos de su modificación en beneficio de la salud o de la técnica.

El contenido se desarrolla pensando en las orientaciones biosanitarias aunque, dados su amplitud y su futuro, en el presente libro sólo pueden apuntarse las bases mínimas necesarias para su comprensión:

Diagnóstico molecular, ya de uso casi rutinario en los modernos laboratorios clínicos para, por ejemplo, la prevención prenatal, la identificación de individuos con fines forenses, etc. Debe, no obstante, señalarse que no se trata de un libro de Patología Molecular, sino un texto básico sobre los conocimientos necesarios para abordar procesos patológicos.

Terapia molecular, o tratamiento de futuro de la enfermedad basado en los avances sobre modificación genética de las células (terapia génica), el conocimiento del genoma humano (genómica) y, más a largo plazo, su relación con la funcionalidad de las proteínas (proteómica).

Las características principales del libro son:

Estructura y contenido amplios y flexibles para adaptarse al ritmo, nivel y situación de cada estudio particular: asignaturas diversas, con programas variados, en cursos distintos, con un número limitado de créditos docentes, etc. Por ejemplo, en las licenciaturas con responsabilidad directa o indirecta en la sanidad (Farmacia, Medicina, Odontología y Veterinaria; Biología, Bioquímica y Química) y en determinadas diplomaturas (Enfermería y Fisioterapia).

Utilidad no sólo para la docencia universitaria, sino también para los períodos de doctorado o de especialización profesional en áreas del laboratorio clínico (Análisis Clínicos, Bioquímica Clínica y Patología Molecular...), especialmente en lo relativo a la descripción, fundamento y aplicaciones concretas de las técnicas de ingeniería genética.

Combinación, de forma integrada, de los conceptos, las técnicas y las aplicaciones biosanitarias.

Diseño eminentemente visual, con abundancia de ilustraciones en color que constituyen una parte integrante del contenido, predominando sobre el texto escrito. Se persigue un carácter intuitivo, que facilite la comprensión y motive al alumno al estudio detenido de la materia, al tiempo que enriquece la exposición.

Enfoque a organismos eucariotas, especialmente mamíferos en general y humanos en particular.

Aunque el desarrollo del libro, y la responsabilidad de su contenido, es tarea de los dos autores, hemos contado con la colaboración generosa de antiguos alumnos, doctorandos, compañeros profesores, investigadores y profesionales que han revisado, sugerido y criticado los distintos capítulos. Ello ha supuesto un enriquecimiento pedagógico y científico del contenido. Manifestamos aquí nuestro agradecimiento a todos ellos.

Contenido:

I. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO

Tema 1: Introducción y aspectos generales en eucariotas

Transmisión de la información genética
El DNA como material genético: Antecedentes
Características generales del genoma

Tema 2: Componentes fundamentales de los ácidos nucleicos

Componente ácido: Fosfatos
Componente neutro: Azúcares
Componente básico: Bases nitrogenadas

Tema 3: Nucleósidos y nucleótidos

Estructura de nucleósidos
Estructura de nucleótidos

Tema 4: Estructura primaria de ácidos nucleicos

Aspectos generales
Estructura primaria
Formas de representación lineal
Dos tipos de ácidos nucleicos según su composición
Propiedades fisicoquímicas de los ácidos nucleicos

Tema 5: Estructura secundaria del B-DNA

Proporción de bases nitrogenadas: Reglas de Chargaff
Modelo de Watson y Crick: forma B del DNA

Tema 6: Variaciones en la estructura del DNA

Variantes en doble hebra: formas A y Z
Variantes locales de la estructura secundaria del B-DNA
Motivos estructurales responsables de la unión del DNA con proteínas

Tema 7: Estructuras de orden superior de DNA y RNA

Superenrollamiento del DNA
Estructura de los RNAs página de muestra
Los ribosomas

Tema 8: Condensación del DNA y cromosomas

Condensación del DNA en eucariotas
Estudio del cromosoma metafásico
Dotación genética en eucariotas

Tema 9: Ciclo celular

Introducción
La cromatina en la interfase
División de células somáticas por mitosis
División de células germinales primarias por meiosis
Unión de los gametos haploides durante la fecundación
Resumen integrado

Tema 10: Organización del genoma eucariótico

Complejidad del genoma eucariótico
DNA de copia única, simple o no repetitivo
DNA repetitivo
Estudio experimental de la complejidad en el genoma de eucariotas

Tema 11: Preparación de muestras, extracción y análisis de ácidos nucleicos

Obtención y preparación preliminar de las muestras
Disociación de la muestra tisular
Separación de células
Caracterización celular y medidas de viabilidad
Lisis de las células
Preparación de fracciones subcelulares
Tratamientos adicionales o complementarios
Extracción de ácidos nucleicos por solubilidad en fases inmiscibles
Purificación de ácidos nucleicos por precipitación salina diferencial
Recogida y conservación de las muestras
Procedimientos alternativos: extracción o análisis directos del DNA
Fraccionamiento de ácidos nucleicos

II. TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA Y TECNOLOGÍAS RELACIONADAS

Tema 12: Replicación del DNA

Características generales de la replicación
Enzimología de la replicación
Etapas en el proceso de replicación
Replicación mitocondrial página de muestra

Tema 13: Hibridación de ácidos nucleicos: fundamento y métodos de ensayo

Introducción: Desnaturalización y renaturalización del DNA
Análisis molecular de la hibridación de ácidos nucleicos
Métodos de ensayos de hibridación

Tema 14: Preparación y marcaje de sondas para hibridación

Preparación de sondas genéticas
Marcaje de las sondas

Tema 15: Clonación acelular: Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Introducción general a la clonación
Amplificación in vitro del DNA: Reacción en cadena de la polimerasa o PCR

Tema 16: Clonación celular: Tecnología del DNA recombinante

Enzimas de restricción
Clonación celular de moléculas de DNA
Genotecas

Tema 17: Genómica. Obtención de los mapas genético y físico del genoma

Introducción
Mapas genéticos
Mapas físicos

Tema 18: Secuenciación del genoma y Proyectos Genoma

Introducción
Método químico de secuenciación del DNA
Método enzimático de secuenciación del DNA
Secuenciación del RNA
Proyecto Genoma Humano (PGH): Características esenciales
Otros proyectos de secuenciación del genoma humano
Genómica comparativa

III. EXPRESIÓN GÉNICA

Tema 19: Transcripción

Introducción: conceptos generales
Enzimología de la transcripción: Mecanismo de la reacción RNA polimerasa
Transcripción en eucariotas: diferencias con procariotas
Etapas en el proceso de transcripción
Transcripción del genoma mitocondrial
Inhibidores de la transcripción

Tema 20: Control de la expresión génica: pretranscripcional y transcripcional

Introducción general a la regulación de la expresión génica
Control pretranscripcional
Regulación genética de la transcripción
Regulación epigenética

Tema 21: Maduración del RNA o procesamiento postranscripcional

Introducción
Características diferenciales de la maduración
Procesamiento del RNA mensajero
Procesamiento de los RNAs ribosómico y de transferencia
Maduración del RNA mitocondrial
Regulación postranscripcional y pretraduccional de la expresión génica

Tema 22: El código genético

Antecedentes y propiedades generales del código
Asignación de codones a aminoácidos concretos
Modelos de representación
Características específicas

Tema 23: Síntesis de proteínas: Traducción

Características de la traducción
Fase previa: activación de los aminoácidos en forma de aminoacil-tRNAs
Fase 1: iniciación
Fase 2: elongación o alargamiento de la cadena peptídica
Fase 3: terminación
Energética de la síntesis de proteínas
Inhibidores de la traducción
Regulación de la síntesis proteica: Niveles de control

Tema 24: Modificaciones postraduccionales

Introducción
Tráfico o destino de las proteínas
Maduración o procesamiento del polipéptido naciente
Plegamiento de proteínas
Degradación de las proteínas

IV. ASPECTOS APLICADOS

Tema 25: Bases moleculares de la mutación y la reparación del DNA

Concepto de mutación
Clasificación de las mutaciones
Tipo de célula que sufre la mutación
Mutaciones a pequeña escala o puntuales
Causas y mecanismos básicos de las mutaciones
Reparación del DNA
Enfermedades humanas asociadas a la reparación

Tema 26: Diversidad del genoma: polimorfismos

Introducción
Diversidad genética dentro de una especie
Mecanismos implicados en la variabilidad genética
Consecuencias funcionales del polimorfismo

Tema 27: Análisis de genes. Detección y aplicaciones de los polimorfismos

Introducción
Análisis de genes
Detección del polimorfismo de secuencia de DNA página de muestra
Aplicaciones de los polimorfismos de DNA

Tema 28: Enfermedades moleculares: enfermedades monogénicas

Concepto y clasificación
Enfermedades exógenas
Enfermedades genéticas
Enfermedades poligénicas, multifactoriales, mixtas o complejas

Tema 29: Enfermedades cromosómicas o citogenéticas

Introducción
Clasificación y nomenclatura
Cromosomopatías numéricas
Cromosomopatías estructurales

Tema 30: Bases moleculares del cáncer

Introducción
El cáncer como enfermedad genética
Etapas características en el desarrollo del cáncer
Mecanismos de transformación de célula normal en tumoral
Control de la proliferación por señales extracelulares
Regulación del ciclo celular
Apoptosis, muerte celular programada o suicidio celular
Herencia del cáncer
Marcadores tumorales