En la Parte 1 se comienza con una serie de capítulos que ubican en su contexto el campo de la biología molecular. Estos capítulos reseñan la historia de la genética y de la biología molecular y también presentan los principios químicos eternos que determinan la estructura y la función de las macromoléculas. En adelante el texto está organizado de modo que siga una sucesión de temas que es familiar. La índole del material genético, su organización y su mantenimiento están comentados en la Parte 2; además de los capítulos sobre la estructura, la duplicación, la recombinación y la reparación del DNA, un componente nuevo de esta parte del libro es un capítulo sobre cromosomas, cromatina y el nucleosoma. Esta edición es un reflejo del conocimiento actual de cómo el contexto en el que se halla un gen dado afecta su función y su regulación.
El paso de la información de gen a proteína-la denominada expresión génica-se trata en la Parte 3 y la regulación de ese proceso se describe en la Parte 4. La misma contiene capítulos sobre la regulación de la expresión génica en el desarrollo de los animales y en la evolución de la diversidad animal. De nuevo, estos capítulos están de acuerdo con una tradición establecida por las ediciones anteriores: siempre ha habido un capítulo o dos para vincular los mecanismos básicos de la biología molecular con las cuestiones biológicas apremiantes.
En la edición actual, en estos capítulos se investiga quizás la revelación más asombrosa que proviene de la comparación de las secuencias genómicas completas de animales diversos; los animales diferentes-incluidos los humanos-contienen básicamente los mismos genes y por ende las diferencias entre esos animales en gran medida tienen que ser la consecuencia de cambios en la forma en que se expresan esos genes.
La novedad de la edición actual es la última parte (Parte 5) que comprende capítulos sobre métodos experimentales-las técnicas de la biología molecular, la genómica y la bioinformática-y sobre los modelos de organismos cuyo estudio ha permitido dilucidar muchos de los principios subyacentes de la biología molecular.
Se ha hecho referencia a la explosión en la cantidad estructuras atómicas resueltas en los últimos años. Entre éstas no sólo están las de muchas enzimas que median los procesos básicos de la biología molecular y las de muchas de las proteínas que regulan esos procesos, sino también la del nucleosoma. Aunque es cierto que muchos de los conceptos básicos de la biología molecular pueden comprenderse con independencia del detalle estructural, muchos conocimientos sobre la mecánica provienen exclusivamente de la dilucidación de estos detalles.
En concordancia con esto, donde las estructuras son esclarecedoras de cómo funcionan las moléculas en cuestión, se han presentado y se ha hecho un estilo congruente a través de toda la obra.
AUTOR :
James D. Watson. Cold Spring Harbour Laboratory. University of Chicago. Indiana University. California Institute of Technology. Harvard University. Premio Nobel en 1962.
ÍNDICE
QUÍMICA Y GENÉTICA
La visión mendeliana del mundo
Los descubrimientos de Mendel
Teoría cromosómica de la herencia
Ligamientos génico y combinación
Mapeo cromosómico
El origen de la variabilidad genética a través de las mutaciones
Primeras suposiciones acerca de qué son los genes y cómo actúan
Intentos preliminares para encontrar una relación gen-proteína.
Los ácidos nucleicos transmiten la información genética
El anuncio sorprendente de Avery: el DAN puede transportar especialidad genética
La hélice doble
La información genética dentro del DNA es transmitida por la secuencia de sus cuatro nucleóticos constructivos
El dogma central
Estableciendo la dirección de la síntesis proteica
La era de la genómica.
La importancia de las interacciones químicas débiles
Características de los enlaces químicos
El concepto de energía libre
Enlaces débiles en sistemas biológicos.
La importancia de los enlaces de alta energía
Las moléculas que ceden energía son termodinámicamente inestables
Las enzimas reducen las energías de activación en las reacciones bioquímicas
La energía libre en las biomoléculas
Los enlaces de alta energía en las reacciones biosintéticas
Activación de los precursores en las reacciones de transferencia de grupo.
Enlaces débiles y fuertes determinan la estructura macromolecular
Las estructuras de orden superior están determinadas por interacciones intra e intermoleculares
La conformación específica de una proteína es una consecuencia de su modelo de enlaces de hidrógeno
La mayor parte de las proteínas es modular y contiene dos o tres dominios
Los enlaces débiles ubican correctamente las proteínas a lo largo de las moléculas de DNA y RNA
Alostería: regulación de la función de una proteína mediante el cambio de su forma.
MANTENIMIENTO DEL GENOMA
Las estructuras del DNA y del RNA
Estructura del DNA. Topología del DNA
Estructura del RNA
Cromosomas, cromatina y el nucleosoma
Secuencia y diversidad de los cromosomas
Duplicación y segregación de los cromosomas
El nucleosoma. Estructura cromatínica de orden superior
Regulación de la estructura cromatínica
Armado del nucleosoma.
La duplicación del DNA
La química de la síntesis del DNA
El mecanismo de replicación
La especialización de las DNA polimerasas
La síntesis del DNA en la horquilla de replicación
Iniciación de la duplicación del DNA
Unión y desenrollamiento: selección y activación del origen por la proteína iniciadora
Terminación de la duplicación.
La mutabilidad y la reparación del DNA
Errores de la duplicación y su reparación
Lesión del DNA
Reparación de las lesiones del DNA.
Recombinación homóloga en el nivel molecular
Modelos para la recombinación homóloga
Máquinas proteicas de la recombinación homóloga
Recombinación homóloga en los eucariotas
Conversión del tipo de apareamiento
Consecuencias genéticas del mecanismo de la recombinación homóloga.
Recombinación específica de sitio y transposición del DNA
Recombinación específica de sitio conservadora
Funciones biológicas de la recombinación específica de sitio
Transposición
Ejemplos de elementos transponibles y su regulación. Recombinación V(D)J
EXPRESIÓN DEL GENOMA
Mecanismos de transcripción
RNA polimerasas y el ciclo de la transcripción
El ciclo de la transcripción en las bacterias
La transcripción en los eucariotas.
Empalme del RNA
La química del empalme del RNA
La maquinaria del ayustosoma
Mecanismos de empalme
Empalme alternativo
Mezclado exónico
Edición del RNA
Transporte del mRNA.
Traducción
RNA mensajero.
RNA de transferencia
Unión de los aminoácidos al tRNA
El ribosoma
Iniciación de la traducción
Alargamiento de la traducción
Terminación de la traducción
Regulación dependiente de la traducción de la estabilidad de los mRNA y las proteínas.
El código genético
El código está degenerado
Tres reglas rigen el código genético
Las mutaciones supresoras pueden estar en el mismo gen o en uno diferente
El código es casi universal.
REGULACIÓN
Regulación génica en los procariotas
Principios de la regulación de la transcripción
Regulación de la iniciación de la transcripción: ejemplos provenientes de bacterias
Ejemplos de regulación génica en pasos ulteriores a la iniciación de la transcripción
El caso del fago: estratos de regulación.
Regulación génica en los eucariotas
Mecanismos conservados de regulación de la transcripción desde las levaduras hasta los mamíferos
Reclutamiento de complejos proteicos hacia los genes por los activadores eucarióticos
Integración de señales y control combinatorio
Represores de la transcripción
Transducción de señales y control de los reguladores de la transcripción
“Silenciamiento” génico por modificación de las histonas y del DNA
Regulación génica eucariótica en los pasos que siguen a la iniciación de la transcripción.
Los RNA en la regulación génica.
Regulación génica durante el desarrollo
Tres estrategias mediante las cuales las células reciben instrucciones para expresar conjuntos específicos de genes durante el desarrollo.
Ejemplos de las tres estrategias para establecer la expresión génica diferencial
Biología molecular de la embriogénesis de Drosophila.
Genómica comparada y evolución de la diversidad animal
La mayoría de los animales en esencia los mismos genes
Tres maneras de cambiar la expresión génica durante la evolución
Manipulaciones experimentales que alteran la morfología de los animales
Cambios morfológicos en crustáceos e insectos
Evolución del genoma y origen del hombre.
MÉTODOS
Técnicas de biología molecular
Introducción
Ácidos nucleicos
Proteínas.
Modelos de organismos
Bacteriógrafos
Bacterias
Levadura de cerveza Saccharomyces cerevisiae
Nematodo Caenorhabdititis elegans
Mosca del vinagre Drosophila melanogaster
Ratón doméstico Mus musculus.