Tema 28. Concepto y estructura del gen

1. Tema 28. Concepto y estructura del gen

2. contenido 28. Concepto y estructura del gen • Concepto clásico (‘collar de cuentas’) vs concepto molecular de gen • Concepto molecular de gen: Benzer y el fago T4 • Gen como unidad de estructura • Gen como unidad de cambio • Gen como unidad de función • Mapa molecular de la región rII de T4, por Benzer • Prueba de complementación • Recombinación vs complementación • Estructura de los genes

3. concepto clásico (mendeliano) de gen ‘factores hereditarios’: • partículas discretas e indivisibles que se sitúan en los cromosomas ordenados linealmente • unidad de estructura (recombinación intergénica), unidad de cambio o mutación (alelos) y unidad de función (fenotipos) ‘teoría del collar de cuentas’ cromosoma: agrupación lineal de genes (cuentas del collar) gen: unidad de estructura, cambio y función

4. concepto clásico (mendeliano) de gen ‘teoría del collar de cuentas’ gen es la unidad de mutación, recombinación y función concepto molecular de gen • DNA: el material hereditario (Avery, McLeod y McCarthy, 1944 y Watson y Crick, 1953) • teoría un gen - un enzima (Beadle y Tatum, 1941) ¿el gen es la unidad de recombinación, mutación y función?

5. concepto molecular de gen Seymour Benzer y el fago T4 1955-1961, Benzer analizó 3.000 mutantes de lisis rápida (rII) -> genética molecular

7. rII- rII- rII+ en E. coli K

8. 1. gen: ¿unidad de estructura?

9. análisis de recombinación de alta resolución desarrollado por Benzer para mapear las mutaciones rII

10. T4 rII- infecta E. coli K, pero no la lisa

11. E. coli B Frecuencia de Recombinantes = um FR = recombinantes / fagos totales = 2 X fagos en E. coli K / fagos en E. coli B FR mínima detectada = 0,02% (2/104) el sistema permite la detección de 1/106 E. coli K

12. total = fagos en E. coli B R = 2 X fagos en E. coli K

13. mapa de recombinación mapa de recombinación de la región rII de T4

14. mapa de recombinación mapa de recombinación de la región rII de T4 Gen: ¡subdivisible por recombinación! -> recombinación intragénica (≈ recombinación intergénica) Gen ¡no es la unidad de estructura! La unidad de estructura es el par de bases. El análisis de Benzer detectó recombinación a ¡distancias de 3pb!

15. 2. gen: ¿unidad de cambio? misma aproximación experimental que a pregunta 1

16. Uso de deleciones para el mapeo en fagos

17. mapa deleción mapa de deleción de la región rII de T4

18. estructura fina de la región rII FR + + + + + + Análisis de Frecuencia de Recombinantes 1º: mutación puntual X deleción 2º: mut. puntual X mut. puntual 40 pb

20. estructura fina de la región rII FR + + + + + + Gen: formado por subelementos mutables Gen ¡no es la unidad de cambio (de mutación)! El gen puede subdividirse en elementos mutables, dispuestos linealmente, que correspondene a pares de nucleótidos individuales 40 pb

21. Análisis de los sitios de mutación • gen formado por subelementos mutables • ¿todos los puntos igualmente mutables? o ¿las mutaciones se acumulan en unos y son raras en otros? ………: distribución de Poisson (azar) barras: distribución encontrada

22. puntos calientes y frios distribución no aleatoria de las mutaciones

23. 3. gen: ¿unidad de función? -> rechazo de la teoría del collar de cuentas (1 y 2)

24. prueba de complementación prueba de complementación rII: ¿una o más unidades funcionales independientes?

25. E. coli K T4 rII- infecta E. coli K, pero no la lisa

26. E. coli K

27. prueba de complementación

28. gen (funcional) o cistrón 3. gen: ¿unidad de función?¡SI! gen (posición) o locus función

29. mapa molecular primera imagen de la estructura molecular de un gen región rII del fago T4, por Benzer mapa molecular

30. control acoplamiento prueba repulsión Prueba de complementacion completa cistrón (CIS/TRANS) o gen (funcional)

31. Prueba de complementacion completa Prueba de complementación define grupos de complementación: - dos mutaciones no complementan si están en el mismo grupo - dos mutaciones sí complementan si están en distinto grupo grupo de complementación = unidad de función = cistrón (prueba completa CIS/TRANS) = gen=

32. recombinación  complementación no complementación sí recombinación sí complementación sí recombinación E. coli B crecen, bajo número crecen, alto número E. coli K crecen, crecen, pocos mitad de en E. coli B (la mitad de los recombinantes) < 1% de los de E. coli B

33. recombinación  complementación

34. complementación: • nivel de proteína: mezcla de productos génicos • no hay cambio en los genomas, respecto a los parentales: sólo se produce durante el tiempo de coexistencia (• requiere 1 generación para su estudio) recombinación: • nivel de DNA • resultan nuevos genomas: se transmite a la descendencia (P y R) (• requiere 2 generaciones para su estudio)

37. Genes solapados genes solapados

38. problemas capítulos 3 y 9 problemas: 3.20-3.24 y 9.13-9.19 aprox. 1h de clase