Existen 13 familias de virus ARN, de virus ADN existen la mitad de familias: 7. Para ver cómo se relacionan todas estas familiar revisar la clasificación Baltimore. |
Diario del Dr. Clever Moreira, médico militar en misión en la nave interestelar Rumiñahui V. Día 30 de agosto de 2084.
Al regreso de una misión por la galaxia Galápagos, mi compañero de tripulación, Justo Empate Saldarriaga, enferma gravemente. Exploro a Justo en búsqueda de señales de infección y descubro que está incubando un virus alienígena.
Pregunta 1
a) Descubre que este virus porta ácidos nucleicos, proteínas y lípidos. También averigua que este virus puede infectar a las células HeLa las cuales dispone en su laboratorio.
i) Cultiva este virus en presencia de células HeLa con uno de los siguientes radioisótopos:
32P, 35S y 3H
¿Qué macromolécula viral será marcada con 32P?
¿Qué macromolécula viral será marcada con 3H?
¿Qué macromolécula viral será marcada con 35S?
ii) Analiza el ácido nucleico y encuentra lo siguiente:
Porcentaje
A 27.6%
G 23.2%
T 28,1%
C 24,0%
U 0,8%
¿Qué ácido nucleico tiene el virus? ¿Por qué?
b) Dado que se trata de un virus alienígena, usted quiere determinar qué macromolécula (ácidos nucleicos, proteínas y lípidos) constituye el material hereditario. Explique cómo procedería.
Pregunta 2
a) Jupiter Stalin Cedeño, el científico manabí, examina la replicación del ADN para determinar si es semejante a la replicación del ADN en la tierra. Construye un sistema in vitro para la replicación del ADN.
i) ¿Cuáles son los 4 componentes moleculares que debe incluir en su sistema?
ii) Antes de la replicación, todo el ADN molde está marcado con 15N ¿Dónde se encuentra el nitrógeno en el ADN?
iii) Repite los experimentos de Meselson-Stahl. En el siguiente diagrama, dibuje los resultados que se podrían esperar en cada prueba en los 2 tipos de replicación: conservadora y semi-conservadora.
En la siguiente horquilla de replicación a) Situa en el dibujo los puntos de crecimiento. b) Marque los extremos 3' y 5'. c) Indique qué hebras en particular son los fragmentos de Okazaki d) ¿A qué sitio (A, B o ambos) puede unirse el primr 5' CAAGG 3' para iniciar la replicación?. e) ¿A qué sitio (A, B o ambos) puede unirse el primer 5' CAAGG 3' para iniciar la replicación? f) Si un primer se une a la secuencia A ¿Cuál es la dirección de elongación (izquierda o derecha)? g) En la hebra de la posición A la síntesis de ADN se lleva a cabo de un modo continuo o discontinuo?. h) ¿Qué fragmento se sintetiza primero C o D?
Nota: El cuadrado negro representa a la DNA polimerasa III
c) Más miembros de la tripulación del Rumiñahui V comienzan a encontrarse mal a causa de la infección vírica. Mientras le da vueltas al tema, observa que ningún miembro manabí de la tripulación está enfermo. Habla con Jupiter Stalin, su colega manabí que le proporciona una muestra de células de pacientes manabitas. Entonces, decide mezclar el virus con las células de estos pacientes para hacer un seguimiento del ciclo de la infección en las células sanguíneas manabitas. Cuando analiza estas células observa que su ADN está altamente modificado con grupos metil en ciertas bases y que hay una nucleasa peculiar en las células manabitas que desorganiza el ADN regular, no modificado. ¿Puede proponer un modelo que explique la inmunidad de los manabitas?
Pregunta 3
Su caracterización preliminar del nuevo virus va por buen camino. Descubre que este virus tiene 1 cromosoma y distingue un segmento del ADN que cree que otorga al virus su capacidad para infectar. El equipo médico del Rumiñahui quiere que corte ese segmento de ADN y que lo coloque en un vector para que sea enviado al Centro de Investigación Médica de Yachay. Mostramos a continuación un esquema del fragmento deseado del gen viral y una porción de ADN.
a) A continuación mostramos un set de enzimas de restricción que tiene en su congelador: SnaB1, EcoRI, RsaI, SalI, BamHI, XbaI
Al lado del nombre de la enzima en cuestión vemos su secuencia (de 5’ a 3’) y una flecha que señala el lugar donde la enzima “corta”.
i) Señale la enzima o enzimas que NO PUEDEN cortar el fragmento de ADN mostrado arriba.
ii) Señale cuál es la enzima (s) que deja extremos romos.
iii) Señale la enzima o enzimas que dejan extremos salientes después de cortar.
iv) ¿Qué enzima única emplearía para quitar el gen del ADN viral?
v) ¿Qué par de enzimas diferentes podría utilizar?
b) Desea insertar el fragmento en el vector que mostramos más abajo:
i) ¿Qué enzima o enzimas usaría para cortar los fragmentos deseados del ADN viral?
ii) ¿Qué enzima o enzimas usaría para cortar el vector de ADN?
c) Supongamos que emplea una única enzima para cortar tanto el vector como el fragmento.
i) Tras ligar el fragmento con el vector, ¿cuántos sitios para esa enzima tendrá el ADN resultante?
ii) ¿Cuántas moléculas de ADN posibles pueden resultar de este tipo de ligación?
d) Le pasa las maravillosas instrucciones detalladas arriba a un técnico del laboratorio de Chone. Éste echa a perder el experimento, utilizando sólo la enzima SnaB I para cortar el vector de ADN, y la RsaI para cortar el fragmento del ADN viral. A continuación liga el fragmento cortado al vector cortado.
i) ¿Puede arreglar este desbarajuste volviendo a extraer el fragmento con SnaBI? Explique porque sí o porque no.
ii) ¿Puede arreglar este desbarajuste volviendo a extraer el fragmento con RsaI?
Explique porque sí o porque no.
Pregunta 4
Los científicos del Centro Médico del Rumiñahui V reciben finalmente su vector, pero encuentran muchas dificultades a la hora de transcribir el vector de DNA con el fragmento. En su tubo de reacción, tienen el buffer estándar de síntesis de ARN, el vector de ADN con el fragmento, ADN polimerasa y los trifosfatos ATP, GTP, TTP, y CTP.
a) Usted piensa, “¡Claro!”, e inmediatamente les envía un paquete con ......................... y .................. lo que les debería permitir sintetizar con éxito ARN del vector de ADN que contiene el fragmento.
b) Usted piensa que es probable que los científicos del Centro Médico del Rumiñahui requieran los componentes necesarios para sintetizar proteínas a partir del ARN que ahora saben hacer. ¿Qué tres componentes esenciales necesita enviar a estos científicos para que puedan sintetizar proteínas a partir del ARN viral?
c) Mientras tanto, en el Rumiñahui, se desarrolla un análogo de nucleótido denominado Ajíceltron que puede utilizar como tratamiento contra este virus. El Ajíceltron se adapta al centro catalítico del ARN Polimerasa del virus e impide que el ARN Polimerasa viral se ligue al ADN. ¿Qué efecto tendrá el Ajíceltron en la transcripción vírica?
d) El técnico de laboratorio propone emplear Diablumitín. El Diablumitín es una molécula que semeja un ARNt (transferente) cargado con aminoácidos. Se une al sitio A de los ribosomas y causa la terminación prematura de la síntesis proteica. ¿Cuál cree que es el mejor fármaco contra esta infección? Explique su razonamiento.
¿Cómo termina toda esta historia? A Clever Moreira se le otorga el Premio Pedro Leiva de biología y medicina por haber salvado las vidas humanas del Rumiñahui V y se substituye el festivo del 10 de Agosto por el Día de Clever Moreira. La Academia Científica de Latam le concede una cátedra. FIN