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9.E: Transposición de ADN (ejercicios) - Biología

9.E: Transposición de ADN (ejercicios) - Biología


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Pregunta 9.5. Suponga que está estudiando un gen que está contenido dentro de un paquete de 5 kb. EcoFragmento RI para el alelo de tipo salvaje. Al analizar las mutaciones en ese gen, encontró una que convirtió el fragmento de 5 kb en un fragmento de 8 kb. EcoFragmento de RI. Plásmidos recombinantes que llevan el 8 kb EcoEl fragmento RI confirió resistencia al antibiótico kanamicina en las bacterias hospedadoras, mientras que ni el vector de clonación parental ni un plásmido recombinante que lleva el 5 kb EcoEl fragmento RI lo hizo. ¿Cuál concluye que es la base de esta mutación? ¿Qué otras actividades enzimáticas podría esperar que se codifiquen en el ADN adicional?

Utilice el siguiente diagrama para responder Siguiente dos preguntas. La transposasa codificada por un elemento transponible (TE) ha cortado en cada lado del TE en el replicón donante (negro) e hizo una ruptura escalonada en el replicón receptor (gris), y los extremos del TE se han unido al objetivo ( T) sitio en el replicón receptor. Las hebras de los replicones se han designado como superior (t) o inferior (b). Los triángulos abiertos con 1 o 2 en ellos solo se refieren a ubicaciones en la figura; no forman parte de la estructura.

Pregunta 9.6. ¿Qué producto o resultado conduce la acción de la ADN polimerasa más dNTP, cebados en las posiciones 1, seguidos de ligasa (con ATP o NAD)? (En este escenario, no ocurre nada en las posiciones 2).

Pregunta 9.7. La acción de una endonucleasa en las posiciones marcadas con 2 seguida de ADN polimerasa y dNTP para llenar los espacios (desde las posiciones 1 hasta los siguientes extremos 5 'de los fragmentos de ADN), y finalmente la ADN ligasa (con ATP o NAD) conduce a qué producto o resultado?

Pregunta 9.8. Consulte el modelo de un intermedio cruzado en transposición replicativa en la figura 9.13. Si el transposón se movió a un segundo sitio en el mismo Molécula de ADN por transposición replicativa (no a una molécula diferente como se muestra en la Figura), ¿cuáles son las consecuencias para el ADN entre los sitios donante y receptor?

Pregunta 9.9.La técnica de etiquetado de transposones utiliza la integración de transposones para mutar un gran número de genes dejando una "etiqueta" en el gen mutado para permitir el aislamiento posterior del gen utilizando sondas moleculares (como sondas de hibridación para el transposón). ¿Cuál es un buen candidato para el marcado de transposones en células de mamíferos?


9.E: Transposición de ADN (ejercicios) - Biología

Algunas buenas fuentes de problemas genéticos microbianos adicionales incluyen:

  • Freifelder, D. 1983. Problemas para la biología molecular. Jones y Bartlett Publishers, Boston.
  • Maloy, S., J. Cronan y D. Freifelder. 1994. Microbial Genetics (Segunda edición). Jones y Bartlett Publishers, Boston.
  • Schleif, R. 1993. Genética y Biología Molecular (Segunda edición). Prensa de la Universidad Johns Hopkins, Baltimore.
  • Smith-Keary, P. 1989. Molecular Genetics of Escherichia coli. Guilford Press, Nueva York.

Para obtener más antecedentes sobre muchos de estos temas, consulte el suplemento Microbial Genetics.

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  • Los ejercicios de Exploración de la genómica aparecen en capítulos seleccionados y ayudan a los estudiantes a conectar la genética con la genómica, la bioinformática y la proteómica. Los ejercicios dirigen a los estudiantes a explorar una amplia variedad de recursos en línea.

Contenido

1. Introducción a la genética
2. Mitosis y meiosis
3. Genética mendeliana
4. Modificaciones de las proporciones mendelianas
5. Determinación del sexo y cromosomas sexuales
6. Mutaciones cromosómicas: variación en número y disposición
7. Vinculación y mapeo cromosómico en eucariotas
8. Análisis genético y mapeo en bacterias y bactierophages
9. Estructura y análisis del ADN
10. Replicación y recombinación del ADN
11. Estructura cromosómica y organización de la secuencia del ADN
12. El código genético y la transcripción
13. Traducción y proteínas
14. Mutación genética, reparación y transposición del ADN
15. Regulación de la expresión genética
16. La genética del cáncer
17. Tecnología de ADN recombinante
18. Genómica y proteómica
19. Aplicaciones y ética de la ingeniería genética y la biotecnología
20. Genética del desarrollo
21. Genética cuantitativa y rasgos multifactoriales
22. Genética poblacional y evolutiva

Temas especiales en genética moderna 1: epigenética
Temas especiales de genética moderna 2: Funciones emergentes del ARN
Temas especiales de genética moderna 3: análisis forense del ADN
Temas especiales en genética moderna 4: Genómica y medicina personalizada
Temas especiales en genética moderna 5: Alimentos modificados genéticamente
Temas especiales en genética moderna 6: terapia génica


SESIÓN 1

En la primera sesión mutaremos el pGLO (alias pBAD-GFPuv) plásmido con el transposón EZ-Tn5. ADN pGLO (Fig.1), cuya secuencia completa se puede encontrar en el sitio web de Bio-Rad (http://www.bio-rad.com) o se puede buscar como pBAD-GFPuv contra Entrez, el motor de búsqueda de ciencias biológicas (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez), se puede comprar en Bio-Rad. Este plásmido ha sido diseñado para contener tres genes centrales: el bla gen que codifica la enzima β-lactamasa, responsable de la resistencia al antibiótico ampicilina (Amp R), el gen de la proteína verde fluorescente (GFP), originalmente derivado de medusas (Aequorea victoria), que codifica la GFP y el represor del operón arabinosa (araC) gen que codifica una proteína represora que asegura que el gen GFP de pGLO se exprese solo cuando la glucosa en el medio de crecimiento es reemplazada por arabinosa [3].

El plásmido pGLO que muestra las posiciones de los genes de interés.. Las posiciones aproximadas de los sitios de restricción para las tres enzimas de restricción. NdeI, PsiYo y EcoLos RI utilizados en la Sesión 5 se muestran mediante flechas. [La figura de color se puede ver en la edición en línea, que está disponible en wileyonlinelibrary.com.]

Varios genes bajo el control de una o dos proteínas reguladoras se organizan en el ara operón y contribuyen al metabolismo de la arabinosa. los ara operón, que está regulado por el araC producto génico, se expresa cuando la glucosa en el medio de crecimiento es reemplazada por arabinosa [4, 5]. En el plásmido pGLO modificado genéticamente, los genes implicados en el metabolismo de la arabinosa han sido reemplazados por el gen GFP (aequorin) [3], colocando así la expresión de esta proteína fluorescente bajo el control de la araC gen [6]. Cuando las bacterias transformadas con pGLO que contienen una copia de tipo salvaje del gen GFP se cultivan en presencia de arabinosa, emiten fluorescencia de un color verde brillante bajo luz ultravioleta.

El marcador de resistencia a antibióticos Amp R permite la selección de E. coli transformados con ADN de pGLO colocándolos en placas sobre medios de crecimiento que contienen ampicilina. El gen GFP, cuya expresión se activa cuando se agrega el azúcar arabinosa al medio de crecimiento, permite la visualización directa de transformantes. Las colonias transformadas aparecen blancas bajo luz ultravioleta en placas de agar que carecen de arabinosa, pero presentan una fluorescencia verde en placas que contienen arabinosa. Un intacto araC Se requiere un gen para la expresión del gen GFP.

Reacción de inserción de transposón

La reacción de inserción del transposón se realiza incubando concentraciones equimolares del ADN pGLO diana con el transposón EZ-Tn5 & ltKAN-2 & gt como se describe en el Manual técnico de herramientas de transposón EZ-Tn5 (Biotecnologías EPICENTER). Los estudiantes preparan la mezcla de reacción de inserción de transposones mediante la adición secuencial de 1 μL de tampón de reacción EZ-Tn5 10X, 6,5 μL de agua destilada, 1 μL de una solución de 0,2 μg / μL de ADN pGLO en agua, 0,5 μL de un equivalente molar de EZ- Transposón Tn5 & ltKAN-2 & gt y 1 μL de transposasa EZ-Tn5 para dar un volumen final de 10 μL. Después de la incubación durante 2 ha 37 ° C, la reacción se detiene añadiendo 1 μL de solución de parada EZ-Tn5 10X y calentando la mezcla a 70 ° C durante 10 min. La mezcla se almacena a –20 ° C para su uso en la Sesión 2.

Suministros y equipo para la sesión 1

Transposome Kit de Epicentre (EZ1982K contiene Tn5, tampón de reacción 10X, agua destilada, transposasa y solución de parada 10X), ADN pGLO (0,2 μg / μL), bloqueador de calor (a 70 ° C), baño de agua (a 37 ° C) y rejillas flotantes para baño de agua, tubos Eppendorf, vaso de precipitados, puntas y micropipetas P-2 y P-20, microcentrífuga y adaptador para Eppendorf pequeños.

Tarea para estudiantes para la sesión 1

Consulte libros de texto, artículos, manuales e Internet para escribir una descripción de los transposones a un espacio, de una página (sus características, tipos, composición, etc.). Concéntrese en los transposones Tn tanto como sea posible.

––1–– μL de tampón de reacción EZ-Tn5 10X

Utilice la fórmula: μM ADN diana = μg ADN diana / [(pares de bases en el ADN diana) × 660 como se detalla en el kit de inserción EZ-Tn5 & ltKAN-2 & gt de Biotecnologías EPICENTER (http://www.epibio.com)]. Muestre sus cálculos.


La cromatina se regula epigenéticamente y cambia la senescencia y el envejecimiento.

Durante mucho tiempo se ha apreciado que un aspecto importante del envejecimiento pueden ser las estructuras biológicas que son intrínsecamente difíciles de mantener 23, 24. La cromatina es una de esas estructuras, y rápidamente se está volviendo claro que está sujeta a una remodelación extensa asociada a la edad 10. En varias especies se han documentado cambios en la organización del genoma en eucromatina y heterocromatina, así como en los patrones de metilación del ADN durante el envejecimiento y la senescencia celular 25, 26. Por ejemplo, se ha observado una disminución en la expresión de histonas en las células senescentes 27, 28, y la sobreexpresión de histonas puede extender la vida útil de la levadura 29. En el nematodo, la prevención de la acumulación excesiva de marcas de activación de histonas (H3K4Me3) prolongó la vida útil 30. Las células de mamíferos que experimentan senescencia reorganizan sus genomas en focos prominentes de heterocromatina asociados a la senescencia (SAHF) 31. Históricamente, los cambios en la metilación de los residuos de CpG en el ADN fueron los primeros efectos observados del envejecimiento en la cromatina 32, 33, y se han estudiado ampliamente 34, 35. Si bien los niveles generales de metilación del ADN disminuyen, la metilación de las islas CpG asociadas con los promotores (y, por lo tanto, la regulación transcripcional de genes) cambia en patrones complejos y específicos de tejido, mostrando un aumento general en muchos casos.

Utilizando enfoques de secuenciación de alto rendimiento, recientemente examinamos los cambios en todo el genoma en la accesibilidad de la cromatina que se producen durante la senescencia celular replicativa [36]. Descubrimos que la arquitectura fundamental del genoma sufre profundas alteraciones: un cierre general de la cromatina en regiones ricas en genes eucromáticos, al que se opone una apertura algo paradójica de regiones pobres en genes heterocromáticos. El primero se asoció con una disminución de la expresión génica y el segundo con un aumento de la transcripción de elementos retrotransponibles (RTE, a continuación), que normalmente están muy heterocromatinizados. Sorprendentemente, esto culminó en una transposición activa, como lo demuestran los aumentos en el número de copias. La heterocromatina en las regiones centroméricas y pericentroméricas también se volvió más abierta y aumentó la transcripción de secuencias satélite.


Contenido

Sistema inmunológico Editar

La IL-6 es secretada por macrófagos en respuesta a moléculas microbianas específicas, denominadas patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP). Estos PAMP se unen a un grupo importante de moléculas de detección del sistema inmunitario innato, llamados receptores de reconocimiento de patrones (PRR), incluidos los receptores tipo Toll (TLR). Estos están presentes en la superficie celular y en los compartimentos intracelulares e inducen cascadas de señalización intracelular que dan lugar a la producción de citocinas inflamatorias. La IL-6 es un mediador importante de la fiebre y de la respuesta de fase aguda.

La IL-6 es responsable de estimular la síntesis de proteínas de fase aguda, así como la producción de neutrófilos en la médula ósea. Apoya el crecimiento de las células B y es antagonista de las células T reguladoras.

Editar metabólico

Es capaz de cruzar la barrera hematoencefálica [7] e iniciar la síntesis de PGE.2 en el hipotálamo, cambiando así el punto de ajuste de la temperatura corporal. En el tejido muscular y graso, la IL-6 estimula la movilización de energía que conduce a un aumento de la temperatura corporal. A 4 grados C, tanto el consumo de oxígeno como la temperatura central fueron menores en IL-6 - / - en comparación con los ratones de tipo salvaje, lo que sugiere una menor termogénesis inducida por frío en los ratones IL-6 - / -. [8]

En ausencia de inflamación, 10 a 35% de la IL-6 circulante puede provenir del tejido adiposo. [9] La IL-6 es producida por los adipocitos y se cree que es una de las razones por las que los individuos obesos tienen niveles endógenos más altos de PCR. [10] IL-6 puede ejercer una supresión tónica de la grasa corporal en ratones maduros, dado que la eliminación del gen de IL-6 causa obesidad de inicio maduro. [11] [12] [13] Además, la IL-6 puede suprimir la masa de grasa corporal a través de efectos a nivel del SNC. [11] El efecto antiobesidad de IL-6 en roedores se ejerce a nivel del cerebro, presumiblemente el hipotálamo y el rombencéfalo. [14] [15] [16]). Por otro lado, la señalización trans de IL-6 central mejorada puede mejorar la homeostasis de la energía y la glucosa en la obesidad [17] La ​​señalización trans implica que una forma soluble de IL-6R (sIL-6R) que comprende la porción extracelular del receptor puede unirse IL-6 con una afinidad similar a la IL-6R unida a la membrana. El complejo de IL-6 y sIL-6R puede unirse a gp130 en células que no expresan IL-6R y que no responden a IL-6. [17]

Los estudios en animales de experimentación indican que la IL-6 en el SNC media en parte la supresión de la ingesta de alimentos y el peso corporal ejercido por la estimulación del receptor del péptido 1 similar al glucagón (GLP-1). [18]

Fuera del SNC, parece que la IL-6 estimula la producción de GLP-1 en el páncreas endocrino y el intestino. [19] La amilina es otra sustancia que puede reducir el peso corporal y que puede interactuar con la IL-6. La producción de IL-6 inducida por amilina en el hipotálamo ventromedial (VMH) es un posible mecanismo por el cual el tratamiento con amilina podría interactuar con la señalización de leptina VMH para aumentar su efecto sobre la pérdida de peso. [20]

Se supone que la interleucina 6 en el hígado activa el homólogo de la expresión del gen mINDY de la longevidad humana mediante la unión a su receptor de IL-6, que se asocia con la activación del factor de transcripción STAT3 (que se une al sitio de unión en el promotor mIndy ) y, por tanto, aumento de la captación de citrato y lipogénesis hepática. [21] [22]

Sistema nervioso central Editar

Se ha demostrado que la IL-6 administrada por vía intranasal mejora la consolidación de los recuerdos emocionales asociada al sueño. [23]

Hay indicios de interacciones entre GLP-1 e IL-6 en varias partes del cerebro. Un ejemplo son los núcleos parabraquiales de la protuberancia, donde GLP-1 aumenta los niveles de IL-6 [24] [25] y donde IL-6 ejerce un marcado efecto anti-obesidad. [26]

La IL-6 también se considera una mioquina, una citocina producida por el músculo, que se eleva en respuesta a la contracción muscular. [27] Se eleva significativamente con el ejercicio y precede a la aparición de otras citocinas en la circulación. Durante el ejercicio, se cree que actúa de manera similar a una hormona para movilizar sustratos extracelulares y / o aumentar la entrega de sustratos. [28]

Al igual que en los seres humanos, parece haber un aumento en la expresión de IL-6 en el músculo de trabajo y en la concentración plasmática de IL-6 durante el ejercicio en roedores. [29] [30] Los estudios en ratones con desactivación del gen IL-6 indican que la falta de IL-6 en ratones afecta la función del ejercicio. [9]

Se ha demostrado que la reducción de la obesidad abdominal mediante el ejercicio en humanos adultos puede revertirse mediante el anticuerpo bloqueador del receptor de IL-6, tocilizumab. Junto con los hallazgos de que la IL-6 previene la obesidad, estimula la lipólisis y se libera del músculo esquelético durante el ejercicio, el hallazgo de tocilizumab indica que la IL-6 es necesaria para que el ejercicio reduzca la masa de tejido adiposo visceral. [31] El hueso puede ser otro órgano afectado por la IL-6 inducida por el ejercicio, dado que se ha informado que la interleucina 6 derivada de los músculos aumenta la capacidad de ejercicio mediante la señalización en los osteoblastos. [32]

La IL-6 tiene amplias funciones antiinflamatorias en su papel de mioquina. La IL-6 fue la primera mioquina que se secretó en el torrente sanguíneo en respuesta a las contracciones musculares. [33] El ejercicio aeróbico provoca una respuesta sistémica de citocinas, que incluye, por ejemplo, IL-6, antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) e IL-10. La IL-6 se descubrió por casualidad como una mioquina debido a la observación de que aumentaba de manera exponencial proporcional a la duración del ejercicio y la cantidad de masa muscular involucrada en el ejercicio. Se ha demostrado consistentemente que la concentración plasmática de IL-6 aumenta durante el ejercicio muscular. A este aumento le sigue la aparición de IL-1ra y la citocina antiinflamatoria IL-10. En general, la respuesta de las citocinas al ejercicio y la sepsis difiere con respecto al TNF-α. Por tanto, la respuesta de las citocinas al ejercicio no está precedida por un aumento del TNF-α en plasma. Después del ejercicio, la concentración plasmática basal de IL-6 puede aumentar hasta 100 veces, pero son más frecuentes los aumentos menos drásticos. El aumento de IL-6 en plasma inducido por el ejercicio se produce de manera exponencial y el nivel máximo de IL-6 se alcanza al final del ejercicio o poco después. Es la combinación de modo, intensidad y duración del ejercicio lo que determina la magnitud del aumento de IL-6 en plasma inducido por el ejercicio. [34]

La IL-6 se había clasificado previamente como una citoquina proinflamatoria. Por lo tanto, primero se pensó que la respuesta de IL-6 inducida por el ejercicio estaba relacionada con el daño muscular. [35] Sin embargo, se ha hecho evidente que el ejercicio excéntrico no se asocia con un aumento mayor de IL-6 plasmática que el ejercicio que implica contracciones musculares concéntricas "no dañinas". Este hallazgo demuestra claramente que no se requiere daño muscular para provocar un aumento de IL-6 plasmática durante el ejercicio. De hecho, el ejercicio excéntrico puede resultar en un pico retrasado y una disminución mucho más lenta de la IL-6 plasmática durante la recuperación. [34]

Trabajos recientes han demostrado que las vías de señalización tanto aguas arriba como aguas abajo para IL-6 difieren notablemente entre miocitos y macrófagos. Parece que, a diferencia de la señalización de IL-6 en los macrófagos, que depende de la activación de la vía de señalización de NFκB, la expresión de IL-6 intramuscular está regulada por una red de cascadas de señalización, incluidas las vías Ca2 + / NFAT y glucógeno / p38 MAPK. Por tanto, cuando la IL-6 está enviando señales en monocitos o macrófagos, crea una respuesta proinflamatoria, mientras que la activación y señalización de IL-6 en el músculo es totalmente independiente de una respuesta previa de TNF o activación de NFκB, y es antiinflamatoria. [36]

La IL-6, entre un número creciente de otras mioquinas identificadas recientemente, sigue siendo un tema importante en la investigación de las mioquinas. Aparece en el tejido muscular y en la circulación durante el ejercicio a niveles hasta cien veces superiores a las tasas basales, como se señaló, y se considera que tiene un impacto beneficioso sobre la salud y el funcionamiento corporal cuando se eleva en respuesta al ejercicio físico. [37]

IL-6 emite señales a través de un complejo de receptor de citocina tipo I de la superficie celular que consta de la cadena de IL-6Rα de unión al ligando (CD126) y el componente transductor de señales gp130 (también llamado CD130). CD130 es el transductor de señal común para varias citocinas, incluido el factor inhibidor de la leucemia (LIF), el factor neurotrópico ciliar, la oncostatina M, la IL-11 y la cardiotrofina-1, y se expresa de forma casi ubicua en la mayoría de los tejidos. Por el contrario, la expresión de CD126 está restringida a ciertos tejidos. A medida que la IL-6 interactúa con su receptor, activa las proteínas gp130 e IL-6R para formar un complejo, activando así el receptor. Estos complejos reúnen las regiones intracelulares de gp130 para iniciar una cascada de transducción de señales a través de ciertos factores de transcripción, Janus quinasas (JAK) y transductores de señales y activadores de la transcripción (STAT). [38]

IL-6 es probablemente la mejor estudiada de las citocinas que utilizan gp130, también conocida como transductor de señal de IL-6 (IL6ST), en sus complejos de señalización. Otras citocinas que envían señales a través de receptores que contienen gp130 son la interleucina 11 (IL-11), la interleucina 27 (IL-27), el factor neurotrófico ciliar (CNTF), la cardiotrofina-1 (CT-1), la citocina similar a la cardiotrofina (CLC), la leucemia. factor inhibidor (LIF), oncostatina M (OSM), proteína similar a la interleucina 6 del herpesvirus asociada al sarcoma de Kaposi (KSHV-IL6). [39] Estas citocinas se denominan comúnmente IL-6 como o gp130 utilizando citocinas [40]

Además del receptor unido a la membrana, se ha purificado una forma soluble de IL-6R (sIL-6R) a partir de suero y orina humanos. Muchas células neuronales no responden a la estimulación por IL-6 sola, pero la diferenciación y supervivencia de las células neuronales puede estar mediada por la acción de sIL-6R. El complejo sIL-6R / IL-6 puede estimular el crecimiento de neuritas y promover la supervivencia de las neuronas y, por lo tanto, puede ser importante en la regeneración nerviosa a través de la remielinización.

Existe una considerable superposición funcional e interacción entre la sustancia P (SP), el ligando natural del receptor de neuroquinina tipo 1 (NK1R, un mediador de la actividad inmunomoduladora) y la IL-6.

IL-6 estimula los procesos inflamatorios y autoinmunes en muchas enfermedades como la esclerosis múltiple, [46] trastorno del espectro de neuromielitis óptica (NMOSD), [46] diabetes, [47] aterosclerosis, [48] depresión, [49] enfermedad de Alzheimer , [50] lupus eritematoso sistémico, [51] mieloma múltiple, [52] cáncer de próstata, [53] enfermedad de Behçet, [54] artritis reumatoide, [55] y hemorragia intracerebral. [56]

Por tanto, existe interés en desarrollar agentes anti-IL-6 como terapia contra muchas de estas enfermedades. [57] [58] El primero de ellos es tocilizumab, que ha sido aprobado para la artritis reumatoide, [59] la enfermedad de Castleman [60] y la artritis idiopática juvenil sistémica. [61] Otros están en ensayos clínicos. [62]

Artritis reumatoide Editar

El primer tratamiento anti-IL-6 aprobado por la FDA fue para la artritis reumatoide.

Cáncer Editar

La terapia anti-IL-6 se desarrolló inicialmente para el tratamiento de enfermedades autoinmunes, pero debido al papel de IL-6 en la inflamación crónica, el bloqueo de IL-6 también se evaluó para el tratamiento del cáncer. [63] [64] Se observó que la IL-6 tiene funciones en la regulación del microambiente tumoral, [65] la producción de células parecidas a las células madre del cáncer de mama, [66] metástasis a través de la regulación a la baja de E-cadherina, [67] y alteración de la metilación del ADN en el cáncer oral. [68]

Los pacientes con cáncer avanzado / metastásico tienen niveles más altos de IL-6 en la sangre. [69] Un ejemplo de esto es el cáncer de páncreas, con una elevación notoria de IL-6 presente en pacientes que se correlaciona con tasas de supervivencia bajas. [70]

Enfermedades Editar

Enterovirus 71 Editar

Los niveles altos de IL-6 están asociados con el desarrollo de encefalitis en niños y modelos de ratones inmunodeficientes infectados con Enterovirus 71, este virus altamente contagioso normalmente causa una enfermedad más leve llamada fiebre aftosa, pero puede causar encefalitis potencialmente mortal en algunos casos. Los pacientes con EV71 con cierto polimorfismo genético en IL-6 también parecen ser más susceptibles a desarrollar encefalitis.

Modificaciones epigenéticas Editar

Se ha demostrado que la IL-6 conduce a varias enfermedades neurológicas a través de su impacto en la modificación epigenética dentro del cerebro. [71] [72] La IL-6 activa la vía de la fosfoinositido 3-quinasa (PI3K) y un objetivo aguas abajo de esta vía es la proteína quinasa B (PKB) (Hodge et al., 2007). La PKB activada con IL-6 puede fosforilar la señal de localización nuclear en la ADN metiltransferasa-1 (DNMT1). [73] Esta fosforilación provoca el movimiento de DNMT1 hacia el núcleo, donde se puede transcribir. [73] DNMT1 recluta a otros DNMT, incluidos DNMT3A y DNMT3B, que, como complejo, reclutan HDAC1. [72] Este complejo agrega grupos metilo a las islas CpG en los promotores de genes, reprimiendo la estructura de la cromatina que rodea la secuencia de ADN e inhibiendo que la maquinaria transcripcional acceda al gen para inducir la transcripción. [72] El aumento de IL-6, por lo tanto, puede hipermetilar las secuencias de ADN y, posteriormente, disminuir la expresión génica a través de sus efectos sobre la expresión de DNMT1. [74]

Esquizofrenia Editar

La inducción de modificación epigenética por IL-6 se ha propuesto como un mecanismo en la patología de la esquizofrenia a través de la hipermetilación y represión del promotor GAD67. [72] Esta hipermetilación puede conducir potencialmente a la disminución de los niveles de GAD67 que se observan en el cerebro de las personas con esquizofrenia. [75] GAD67 puede estar involucrado en la patología de la esquizofrenia a través de su efecto sobre los niveles de GABA y sobre las oscilaciones neurales. [76] Las oscilaciones neuronales ocurren cuando las neuronas GABAérgicas inhibitorias se activan sincrónicamente y causan la inhibición de una multitud de neuronas excitadoras diana al mismo tiempo, lo que lleva a un ciclo de inhibición y desinhibición. [76] Estas oscilaciones neuronales se alteran en la esquizofrenia y estas alteraciones pueden ser responsables de los síntomas tanto positivos como negativos de la esquizofrenia. [77]

Envejecimiento Editar

La IL-6 se encuentra comúnmente en los factores del fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP) secretados por las células senescentes (un tipo de célula tóxica que aumenta con el envejecimiento). [78] [79] La invasividad del cáncer (una enfermedad que aumenta con la edad) se promueve principalmente a través de las acciones de los factores SASP metaloproteinasa, quimiocina, IL-6 e interleucina 8 (IL-8). [80] [78] IL-6 e IL-8 son las características más conservadas y sólidas de SASP. [81]

Depresión y trastorno depresivo mayor Editar

Los efectos epigenéticos de la IL-6 también se han implicado en la patología de la depresión. Los efectos de IL-6 sobre la depresión están mediados por la represión de la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en el cerebro. DNMT1 hipermetila el promotor de BDNF y reduce los niveles de BDNF. [82] La función alterada del BDNF se ha relacionado con la depresión, [83] que probablemente se deba a la modificación epigenética después de la regulación positiva de IL-6. [82] El BDNF es un factor neurotrófico implicado en la formación, densidad y morfología de la columna en las neuronas. [84] La regulación a la baja del BDNF, por lo tanto, puede causar una disminución de la conectividad en el cerebro. La depresión está marcada por una conectividad alterada, en particular entre la corteza cingulada anterior y varias otras áreas límbicas, como el hipocampo. [85] La corteza cingulada anterior es responsable de detectar incongruencias entre la expectativa y la experiencia percibida. [86] La conectividad alterada de la corteza cingulada anterior en la depresión, por lo tanto, puede causar emociones alteradas después de ciertas experiencias, lo que lleva a reacciones depresivas. [86] Esta conectividad alterada está mediada por IL-6 y su efecto sobre la regulación epigenética del BDNF. [82]

Datos preclínicos y clínicos adicionales sugieren que la sustancia P [SP] y la IL-6 pueden actuar en conjunto para promover la depresión mayor. SP, un neurotransmisor-citoquina híbrido, se co-transmite con BDNF a través de circuitos paleo-espinotalámicos desde la periferia con colaterales hacia áreas clave del sistema límbico. Sin embargo, tanto la IL6 como la SP mitigan la expresión de BDNF en las regiones del cerebro asociadas con el afecto negativo y la memoria. Tanto la SP como la IL6 relajan las uniones estrechas de la barrera hematoencefálica, de modo que los efectos observados en los experimentos de resonancia magnética funcional con estas moléculas pueden ser una mezcla bidireccional de efectos neuronales, gliales, capilares, sinápticos, paracrinos o de tipo endocrino. A nivel celular, se observa que la SP aumenta la expresión de la interleucina-6 (IL-6) a través de las rutas de la cinasa MAP de PI-3K, p42 / 44 y p38. Data suggest that nuclear translocation of NF-κB regulates IL-6 overexpression in SP-stimulated cells. [87] This is of key interest as: 1) a meta-analysis indicates an association of major depressive disorder, C-reactive protein and IL6 plasma concentrations, [88] 2) NK1R antagonists [five molecules] studied by 3 independent groups in over 2000 patients from 1998 to 2013 validate the mechanism as dose-related, fully effective antidepressant, with a unique safety profile. [89] [90] (see Summary of NK1RAs in Major Depression), 3) the preliminary observation that plasma concentrations of IL6 are elevated in depressed patients with cancer, [91] and 4) selective NK1RAs may eliminate endogenous SP stress-induced augmentation of IL-6 secretion pre-clinically. [92] These and many other reports suggest that a clinical study of a neutralizing IL-6 biological or drug based antagonist is likely warranted in patients with major depressive disorder, with or without co-morbid chronic inflammatory based illnesses that the combination of NK1RAs and IL6 blockers may represent a new, potentially biomarkable approach to major depression, and possibly bipolar disorder.

The IL-6 antibody sirukumab is now undergoing clinical trials against major depressive disorder. [93]

Asthma Edit

Obesity is a known risk factor in the development of severe asthma. Recent data suggests that the inflammation associated with obesity, potentially mediated by IL-6, plays a role in causing poor lung function and increased risk for developing asthma exacerbations. [94]

Interleukin is the main member of the IL-6 superfamily (Pfam PF00489), which also includes G-CSF, IL23A, and CLCF1. A viral version of IL6 is found in Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus. [95]


Principles of microbiology, including the study of major microbial groups, cultivation, physiology and genetics, destruction, and control of microorganisms in nature and disease. For students in programs requiring one semester of microbiology (not premedical or medical technology students). Includes laboratory (Fall, Spring, Summer I)

BIOL-M 200 must be taken concurrently. Introduction to basic techniques and procedures of microbiology laboratories. Emphasis on aspects useful to nursing students. Growth and transfer of living microorganisms, aseptic techniques, and the staining of and identification of bacteria. (Fall, Spring, Summer I)


Is the DNA insertion problem solved?

Both research groups showed that it is possible to precisely insert DNA sequences in a desired chromosome location, but only in bacteria. As CRISPR is a bacterial system, there shouldn’t be CRISPR-associated transposable elements in eukaryotes. It will be interesting to see whether INTEGRATE or CAST systems can function as they are in other organisms, or if the eukaryotic transposons can be engineered to associate with a non-cutting CRISPR protein.

There are several genetic engineering applications that may require chromosome insertions of long DNA sequences, such as gene therapy and crop improvement. Developing a cut-free insertion system is definitely a step towards more versatile, safer, and less laborious CRISPR applications.

Kostas Vavitsas

Kostas Vavitsas is a Research Associate at the University of Athens, Greece. He is also community editor for PLOS Synbio, member of the steering committee of EUSynBioS, and communications editor for Omic Engine and EFB-EBBS. Find him on Twitter or LinkedIn


Ver el vídeo: Transposones: El DNA en movimiento (Febrero 2023).