Transferencia de material genético II

1. Transferencia de material genético II Aislamiento de plásmidos y ensayos de restricción 20 Octubre, 2009

2. Objetivos obtención de plásmido • Conocer los fundamentos para la purificación del DNA plasmídico y su separación del DNA • Realizar el aislamiento de DNA plasmídico

3. DNA • La extensión de DNA que tiene cada organismo no es la misma. • El DNA a pesar de su extensión tiende a formar una estructura helicoidal compacta.

4. Estructura del DNA • Doble hélice • Estabilizada por puentes de hidrógeno • En la célula generalmente superempacada o superenrollada

5. Conformaciones de un plásmido • Linealizado: Es decir cuando se ha cortado ambas cadenas del DNA sólo una vez. • Parcialmente linealizado: Cuando se ha cortado el DNA en una de las cadenas • DNA relajado circular. DNA que no se ha empacado. • Superenrrolado: Covalentemente cerrado y muy empacado • Superenrollado desnaturalizado. Parecido al anterior pero un poco menos empacado

6. Superenrollamiento plásmido • Existen varias conformaciones de los plásmidos en el estado superenrollado. • Por lo que pueden migrar en un campo eléctrico de manera muy diferente cada uno a pesar de tener el mismo peso molecular

7. DNA se puede desnaturalizar • El calor, pH, la concentración de iones, influyen en la estabilidad de la doble hélice. • En la desnaturalización se deshace su estructura nativa, es decir se eliminan sus puentes de hidrógeno. • Dos hebras separadas que se pueden volver a unir.

8. La re-naturalización • El DNA se puede volver a re-naturalizar. • Hay que hacerlo en condiciones suaves para que el apareo de bases sea el correcto. • De no ser así se pueden producir agregados fácilmente precipitables.

9. Temperatura de fusión: Tm • Temperatura a la cual el 50% del DNA se encuentra en la forma desplegada. • Al monitorear su absorbancia a 260 nm se observa que hay un aumento en está conforme alteramos o despegamos la doble hélice EFECTO HIPERCRÓMICO

10. Fundamento • Cuando los puentes de hidrógeno entre las cadenas complementarias del DNA plasmídico circular se rompen, ya sea por calentamiento o por un pH alcalino, las cadenas permanecen cercanas ya que el enrollamiento de las dos cadenas no se ha perturbado grandemente. • En contraste, las cadenas lineales o rotas de DNA cromosomal se renaturalizan rápidamente ya sea por enfriamiento o al restaurar el pH neutro de la solución y la fidelidad de la reasociación es substancialmente diferente para ambas macromoléculas.

11. Continuación... • La re-naturalización de los plásmidos circulares es rápida porque las cadenas se encuentran próximas. Mientras el DNA lineal se renaturaliza menos rapidamente formando agregados que se pueden remover de la suspensión por centrifugación. • El plásmido permance en solución y puede ser precipitado con alcohol después de remover el DNA cromosomal.

12. Clase jueves 22 octubre Primera parte

13. Clase jueves 22 octubre Segunda parte

14. Clase jueves 22 octubre Tercera parte • Una vez que se tenga el plásmido purificado entonces: • Medir la absorbancia a 260 y 280 nm. • Estimar la concentración. • Correr una muestra en un gel de agarosa • Guardar a –20°C O HACER RESTRICCIÓN

15. Obtención del plásmido • Determinación de concentración • Determinación de pureza • Determinación de integridad (corrimiento electroforético)

16. Vector con inserto

17. Objetivos de ensayos de restricción de plásmidos • Conocer el principio de separación y detección de ácidos nucleicos en geles de agarosa. • Emplear la electroforesis en geles de agarosa para visualizar ácidos nucleicos. • Determinar el tamaño de fragmentos de ácidos nucleicos separados en geles de agarosa. • Conocer la utilidad de las enzimas de restricción en la transformación genética y la biotecnología.

18. Enzimas de restricción • Las endonucleasas se caracterizan por su habilidad de reconocer una secuencia usualmente de 4 a 6 pares de bases (pb) y cortarla específicamente en ambas cadenas de la molécula de DNA. • Existen tres tipos de endonucleasas, las de tipo II son las que se utilizan en biología molecular, debido a que son capaces de cortar sobre la secuencia que reconocen y a que han perdido su capacidad de ser metilasas de DNA.

19. Restricción • Las endonucleasas se denominan enzimas de restricción, debido a que es la forma de defensa de las bacterias contra la invasión por virus, es decir, restringen la invasión por el DNA viral.

20. Las enzimas de restricción reconocen secuencias palindrómicas • Palíndrome. segmentos de DNA que se leen igual de derecha a izquierda que de izquierda a derecha. Las primeras 3 letras de la enzima se refieren a las iniciales del nombre científico de la bacteria de donde se aisló y se escribe en itálicas. Por ejemplo, EcoRI se refiere a que la enzima proviene de Escherichia coli.

21. Extremos romos o cohesivos • Algunas enzimas de restricción rompen las dos cadenas del DNA en posiciones no simétricas del centro del palíndrome y producen fragmentos con secuencias complementarias de una cadena, denominados extremos cohesivos. • Mientras que otras enzimas cortan exactamente sobre los dos ejes de simetría, produciendo extremos romos

22. ¿Para qué extremos romos o cohesivos?

23. Las enzimas de restricción son una herramienta experimental muy importante • Desarrollo de las técnicas para el análisis y la manipulación de los ácidos nucleicos. • Han sido utilizadas en la eliminación de secuencias genómicas desde un nucleótido hasta cientos de bases, • En la introducción de secuencias distintas a un genoma, lo que ha permitido la producción de proteínas recombinantes.

24. Mapas de restricción • Generalmente, un segmento de DNA contiene secuencias blanco para varias enzimas de restricción. • Si un fragmento de DNA a analizar es lo suficientemente extenso, se puede cortar con una o varias enzimas de restricción, de manera individual o en mezclas. Un diagrama de una molécula de DNA en donde se muestran los sitios de corte de las enzimas de restricción se denomina mapa de restricción.

25. Usos de los mapas de restricción • El análisis de los mapas de restricción constituyen una importante herramienta para localizar secuencias de bases específicas en un cromosoma y para estimar el grado de diferencias entre cromosomas relacionados.

26. Vector • Sitio múltiple de clonación

27. Usos de las enzimas de restricción

28. Identificación de muestra

29. Ensayo de restricción • 1.5 h incubación de DNA con 2 enzimas: NdeI y BamHI.

30. Clase jueves 22 octubre Ensayo de restricción

31. Clase jueves 22 octubre Continúa.. Incubar a 37°C por 1.5 h. Añadir 0,5 μl de RNasa (1 μg/ml) Incubar 30 min a 37°C. Guardar muestra a -20°C

32. Clase del Jueves 29 de Octubre: Fase A • Preparación de un gel de agarosa • Preparación de muestras • Corrimiento electroforético: Gel de agarosa con bromuro de etidio (aprox 45 min). • Visualización del gel en UV. • Fotografía del gel. • Comparación con las bandas del marcador de peso molecular

33. Preparación de un gel de agarosa

34. Migración en gel de Agarosa • En soluciones alcalinas, los fosfatos de los nucleótidos se encuentran cargados negativamente, entonces al imponer un campo eléctrico, estas moléculas migran hacia el electrodo positivo o ánodo. • Cuando la migración toma lugar en un gel, las moléculas de DNA se separan de acuerdo a su tamaño, en donde las moléculas pequeñas se mueven más rápidamente a través del poro del gel que las más grandes.