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Universidad Abierta y a Distancia de México División de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales Ingeniería en Biotecnología Biología Molecular II Asignación a cargo Del docente en línea Jessica Verónica Mendoza Prado ES202104539 Grupo BI-BBM2-2203-B1-002 28 de marzo de 2023 Explica brevemente cuales son las etapas de extracción de ácidos nucleicos y su finalidad La extracción de ácidos nucleicos es un proceso importante en la biología molecular y se puede dividir en varias etapas principales: 1. Lisis celular: esta etapa tiene como objetivo romper las células y liberar el material genético que se encuentra dentro de ellas. Esto se logra mediante la utilización de diferentes agentes químicos y físicos, como detergentes, enzimas, ultrasonido y calor. 2. Purificación: en esta etapa se eliminan las proteínas, lípidos y otros contaminantes que puedan interferir con la posterior amplificación y análisis de los ácidos nucleicos. Se pueden utilizar diferentes métodos de purificación, como la precipitación con alcohol, la cromatografía de afinidad o la centrifugación en gradientes de densidad. 3. Concentración: una vez purificado el ácido nucleico, se puede concentrar para aumentar su concentración y facilitar su manipulación y almacenamiento. Esto se puede lograr mediante la eliminación de solventes, la centrifugación o la utilización de columnas de concentración. 4. Cuantificación: en esta etapa se determina la cantidad y calidad del ácido nucleico extraído. Se pueden utilizar diferentes métodos de cuantificación, como la espectrofotometría UV, la electroforesis y la PCR cuantitativa. Cada una de estas etapas es importante para obtener ácidos nucleicos de alta calidad y pureza, que puedan ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones en biología molecular, como la secuenciación de ADN, la PCR, la clonación, la expresión génica y la detección de enfermedades genéticas. Realiza el cálculo para completar el siguiente cuadro de una reacción de PCR y un master mix de 6 reacciones Reactivo Concentración inicial Concentración final Volumen para agregar 1RX Volumen para agregar 6 RX Buffer para Taq polimerasa 10X 1X 5 µL 30 µL MgCl2 25mM 1.75 mM 3.5 µL 21 µL DNTP’s mix 10 mM 0.8 mM 4 µL 24 µL Oligonucleótido forward 10 µM 0.10 µM .5 µL 3 µL Oligonucleótido reverse 10 µM 0.10 µM .5 µL 3 µL Taq PoL 50 U/µL 0.4 U/µL .4 µL 2.4 µL Agua libre de nucleasas - 35.1 µL 210.6 Volumen final 50 µL 300 µL Realiza el calculo de la TM de los siguientes oligonucleótidos La temperatura de fusión es la temperatura a la que la mitad de las moléculas de ADN de doble cadena se separan. Depende de la composición de la cadena y se puede estimar según los oligonucleótidos que la compongan usando la formula de Wallace. Formula de Wallace: Tm = (nA + nT) x 2°C + (nG + nC) x 4°C 5’-CATTCATAAACCCTCTG-3’ a: 5 T: 5 G: 1 C: 6 𝑇𝑚 = ((5 + 5)2) + ((1 + 6)4) = 20 + 28 = 𝟒𝟖°𝑪 5’-TGATATTGATTCAGAGG-3’ 𝑎: 5 𝑇: 6 𝐺: 5 𝐶: 1 𝑇𝑚 = ((5 + 6)2) + ((5 + 1)4) = 22 + 24 = 𝟒𝟔°𝑪 Explica brevemente el fundamento de dos métodos de separación de proteínas Electroforesis en gel Es un método muy utilizado por su facilidad. Se vale de variables fisicoquímicas como el tamaño y la carga eléctrica de la proteína. Se utiliza un gel de poliacrilamida que actúa como tamiz molecular. Se colocan las proteínas en un pozo en un extremo del gel y se induce una corriente eléctrica a través de este, colocándose el gel en una solución amortiguadora con alto numero de electrolitos que permite el paso de la corriente. Todo esto se ubica dentro de una cámara de electroforesis que puede ser vertical u horizontal. En el caso de las verticales, el polo positivo se encuentra en la parte inferior de la cámara y en las horizontales en cualquier extremo. Las proteínas más pequeñas pueden viajar más rápido a través del gel que las de mayor tamaño, mientras que las de carga neta positiva migran hacia el cátodo y las de carga negativa hacia el ánodo. Posterior a la migración de las proteínas, puede añadirse alguna tinción para una mejor visualización. Cromatografía de afinidad Se fundamenta en la interacción de las proteínas con un ligando específico. La cromatografía se compone de una fase sólida que es una matriz empaquetada en una columna y una fase móvil que es el medio que contiene a las proteínas. Las proteínas de interés en la fase móvil interactuaran con las moléculas específicas en la fase solida formando complejos, quedando atrapadas en la matriz, mientras que el resto de moléculas será lavado de la matriz. Es un método con aplicación a nivel industrial y permite el aislado de proteínas de alto valor como inmunoglobulinas, siendo el que ofrece la mayor selectividad y especificidad. Realiza el cálculo de los volúmenes necesarios para una curva patrón de acuerdo con como se muestra en la siguiente tabla. El volumen final de la reacción es de 25 µL Formulas • Volumen de proteína (µL) = Concentración solución patrón x volumen final de la reacción) / Concentración de la dilución • Volumen de agua (µL) = Volumen final de la reacción- Volumen de proteína Concentración patrón (µg/µL) Volumen de proteína Volumen de agua 5 5 µL 20 µL 10 2.5 µL 22.5µL 15 1.67 µL 23.33 µL Volumen final 25 µL Describe los componentes de un vector de clonación Los vectores de clonación son moléculas de ADN circular llamadas plásmidos diseñados para la clonación de otra molécula ADN de interés o de un gen en particular. Se introducen y expresan en una célula hospedera. Se componen de los siguientes elementos. 1. Origen de replicación: es una secuencia de ADN que indica a la célula huésped cuándo y cómo replicar el vector. De esta manera, el vector puede ser copiado junto con el ADN de la célula huésped. 2. Marcador de selección: es una secuencia de ADN que permite la selección de células que han tomado el vector de clonación. Los marcadores de selección pueden ser resistencia a antibióticos, como la ampicilina, kanamicina o estreptomicina, o genes que permiten el crecimiento de células en un medio específico. 3. Sitio de clonación: es una secuencia de ADN que permite la inserción de un fragmento de ADN deseado en el vector. Los sitios de clonación se encuentran generalmente en secuencias de restricción, que son secuencias de ADN reconocidas por enzimas de restricción específicas. 4. Gen promotor: es una secuencia de ADN que indica a la célula huésped cuándo y dónde se debe transcribir el fragmento de ADN insertado en el vector. 5. Secuencia poliadenilación: es una secuencia de ADN que indica a la célula huésped dónde se debe terminar la transcripción del fragmento de ADN insertado en el vector. Explica el fundamento de un método de introducción de ADN La transfección es un método popular utilizado para la traducción de ADN exógeno en células eucariotas. Existen distintas variantes, siendo las mas importantes las que utilizan un agente químico o un vector viral. La transfección química se basa en la utilización de agentes de transfección que forman complejos con el ADN exógeno y facilitan su entrada en las células. El ADN se mezcla con un agente de transfección, que puede ser una molécula catiónica, un liposoma o una nanopartícula, y luego se añade a las células. Una vez dentro de las células, el complejo de ADN y agente de transfección se descompone y el ADN se integra en el genoma de la célula. Por otro lado, la transfección viral implica el uso de vectores virales modificados para transferir el ADN exógeno en las células. Estos vectores virales se han diseñado para tener partes del virus eliminadas o inactivas, de manera que el virus no pueda causar una infección. Los vectores virales se unen al ADN exógeno y luego se introducen en las células, donde el ADN se integra en el genomade la célula. La transfección se puede realizar en cultivos celulares, en células in vivo mediante inyección directa o a través de técnicas de delivery en organismos enteros o tejidos. Sin embargo, la transfección puede tener limitaciones en cuanto a la eficiencia, la toxicidad y la estabilidad del transgen que se introduce. Referencias Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland Science. Chang-Hui, S. (2019) Quantification and Analysis of proteins. Diagnostic Molecular Biology. Primera edición. Paginas 187-214. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular Cell Biology (4th ed.). W. H. Freeman. Merck (2023) Lentiviral Transduction Protocol. Merck. 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