Taller 2 Biología Celular

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Taller 2 Biología Celular 
1° Unidad Académica de Biología Celular, Histología, Embriología y Genética 
FMED, UBA 
 
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TALLER 2 DE BIOLOGÍA CELULAR 
Guía de actividades 
 
Introducción: 
Los mecanismos moleculares de replicación y reparación del genoma aseguran la transmisión de la 
información genética con un alto nivel de fidelidad. Sin embargo, aun en condiciones no 
patológicas, en cada división celular las células hijas fijan mutaciones que son producto de errores 
en la duplicación del genoma o consecuencias de daños físicos o químicos no reparados en el ADN. 
En este Taller se analizan las consecuencias biológicas de la disfunción en los sistemas de 
reparación del ADN en la regulación del ciclo celular. Para ello, se trabajará en el contexto de un 
caso clínico de cáncer de mama hereditario que integrará además algunos conceptos de los 
procesos de regulación de la expresión génica. 
 
 
Parte 1. Los mecanismos de reparación del ADN y su relación con la fijación de mutaciones 
 
1.1 ¿Cuáles son los mecanismos de reparación del ADN ante daños que se producen en una de las 
hebras? Compárelos teniendo en cuenta los siguientes criterios: A- Momento del ciclo celular en el 
que operan, B-Tipo de daños en el ADN que pueden reparar. 
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1.2 Explique cuáles son las consecuencias celulares del funcionamiento deficiente de alguno de los 
mecanismos de reparación del ADN. 
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Parte 2. Caso clínico: Cáncer de mama 
El siguiente caso clínico requerirá aplicar conceptos de los cuatro primeros seminarios de 
integración. Lea la descripción del caso y resuelva las consignas a continuación: 
 
Nota: sólo a los fines de poder entender el siguiente caso, simplificaremos la concepción de Cáncer como distintas 
entidades que ocurren en los distintos tipos celulares cuando fallan los mecanismos que controlan el crecimiento y la 
proliferación celular. En el taller 6 se especificará y se profundizará sobre los conceptos de la biología celular qué 
explican el desarrollo tumoral. 
 
Llega para su evaluación una mujer de 39 años que le han diagnosticado un Cáncer de mama 
bilateral hace 2 meses. 
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2.1 ¿A qué se denomina protooncogenes y a qué se denomina genes supresores de tumores? 
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2.2 Investigue y mencione el rol/los roles que se les asigna a las siguientes proteínas y en qué 
compartimentos celulares cumplen esas funciones: p53; Rb (retinoblastoma); BRCA1; BRCA2. 
Determine si cada una de esas proteínas está codificada por un protooncogen o por un gen 
supresor de tumores. Justifique su respuesta. 
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2.3 Explique brevemente en qué consiste la reparación de ADN por recombinación homóloga. 
Compárelo con el mecanismo de reparación por unión de extremos no homólogos. ¿Qué 
consecuencias biológicas tendrán la actuación de uno u otro mecanismo de reparación ante un 
daño en la doble cadena de ADN? 
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2.4 ¿Recuerda algún otro proceso celular, distinto al proceso de reparación, que también involucre 
a la recombinación homóloga? 
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Usted solicita que le realicen a la paciente, un estudio molecular para la búsqueda de 
mutaciones en los genes que codifican para las proteínas BRCA1/BRCA2, ya que es conocido 
que algunas variantes genéticas en esos genes incrementan el riesgo de desarrollar Cáncer de 
mama/Cáncer de Ovario. Los genes BRCA1 y BRCA2 intervienen en la reparación del ADN por 
recombinación homóloga, un mecanismo de reparación que actúa ante daños en la doble 
cadena de ADN. La proteína BRCA 1 también interviene en el control del ciclo celular, 
remodelación de la cromatina y muerte celular programada. Puede cumplir con diferentes 
funciones asociándose a distintas proteínas. 
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 2.5 ¿Qué implicancias podría tener esta mutación si afectara al proceso de splicing? Explique. 
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2.6 Explique qué son las “secuencias de terminación prematuras” y relacione con el proceso de 
degradación del ARNm por secuencias de terminación prematura (sigla en inglés: NMD-Nonsense 
Mediated Decay). 
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2.7 ¿Qué puede ocurrir con las funciones celulares en las que está involucrada la proteína BRCA1? 
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El resultado del estudio molecular fue: BCRA1: IVS16+6T>C (IVS: sigla en inglés de intervening 
sequence, que significa intrón o secuencia intercalada) En la muestra se detectó una mutación 
en el gen BRCA1 consistente en una sustitución de Timina por Citosina en el intrón 16, a 6 
posiciones del límite intrón-exón del gen BRCA1. Esta mutación, no está ubicada dentro de un 
exón, a priori uno podría interpretar que no modificaría la secuencia aminoacídica de la 
proteína BRCA1. Sin embargo, un profesional amigo suyo le recomienda que revise si esta 
variante podría modificar el proceso de splicing (proceso de corte y empalme del ARN 
transcripto primario) 
Usted comprueba que la mutación altera el proceso de splicing, impidiendo la utilización del 
sitio mutado. Esto permite, simultáneamente, la activación de un sitio críptico de splicing. 
Como consecuencia del nuevo patrón de splicing, queda incorporado en el transcripto maduro 
parte de la secuencia intrónica. Esto, a su vez, cambia el marco de lectura del transcripto 
maduro, generando una secuencia de terminación prematura. 
Usted revisa lo publicado previamente en la bibliografía sobre pacientes con esta mutación y 
figura que presentan el ARN con splicing aberrante, producto del alelo mutado. Generalmente 
además presentan inactivado el producto del alelo normal, dando en consecuencia poblaciones 
celulares sin producto proteico efectivo BRCA1. 
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2.8 Escriba las principales conclusiones de este caso clínico. 
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2.9 En una paciente con cáncer de mama avanzado con mutación de BRCA1 se ofrece como 
tratamiento el fármaco OLAPARIB, que es un potente inhibidor de las enzimas de la poli (ADP-
ribosa) polimerasa humana (PARP-1, PARP-2 Y PARP-3). Las enzimas PARP son componentes 
esenciales de los sistemas de reparación del ADN por escisión de nucleótidos (REN) y de bases 
(REBA). 
¿Por qué cree que es de utilizada este abordaje terapéutico? Justifique su respuesta. 
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Parte 3: Ejercicios tomados de parciales de años anteriores (seminario de integración 2, 3 y 4) 
 
CASO: Las células con activa división celular expresan un factor de transcripción específico E2F1 
que junto al coactivador p300 regulan positivamente la transcripción de genes blanco que 
promueven la transición de G1 a S del ciclo celular. 
1- El mecanismo molecular que permite la regulación implica que: 
A: E2F1 y p300 se unen directamente al ADN 
B: p300 se une al ADN y E2F1 se une a p300 
C: p300 se une a E2F1 que se une al ADN 
D: Ni E2F1 ni p300 se unen directamente al ADN 
 
2- La proteína coactivadora p300 posee actividad enzimática modificadora de histonas. En función 
de su efecto sobre la transcripción, la actividad enzimática puede ser: 
A: Desfosforilación 
B: Acetilación 
C: Metilación 
D: Desacetilación 
 
3- La actividad de E2F1/p300 incrementa la expresión del gen de la ciclina E. Esta ciclina funciona 
como: 
A: Subunidad regulatoria de quinasas 
B: Quinasa de múltiples blancos celulares 
C: Factor de transcripción específico 
D: Receptor de mitógenos 
 
 
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Preguntas sueltas: 
1- La fase G0 se caracteriza por: 
A: Ausencia de actividad metabólica 
B: Máximo grado de condensación de la cromatina 
C: Estado transcripcionalmente activo 
D: Incremento significativo de la concentración de ciclinas 
 
2- El corte y empalme alternativo (splicing alternativo) implica: 
A: La producción de distintos polipéptidos a partir de distintos genes. 
B: La producción de una proteína a partir de distintos transcriptos primarios. 
C: La producción de distintos polipéptidos a partir de una única secuencia de ADN. 
D: La producción de múltiples transcriptos primarios a partir del mismo gen. 
 
3- Los microARN (miARN) se caracterizan por: 
A: Prolongar la vida media de los ARN mensajeros 
B: Tener función de endonucleasa 
C: Unirse a secuencias de ARN mensajeros complementarias 
D: Incrementar la traducción proteica