1. El ADN y la síntesis de proteínas
1.1. Cada molécula de ADN está constituida por dos polímeros lineales de nucleótidos en forma de cadena. Cada nucleótido consta de una base nitrogenada (adenina, guanina, timina o citosina) y un azúcar (deoxiribosa). Los nucleótidos están unidos entre si por enlaces covalentes fosfodiéster que unen el carbono en posición 5' de una desoxiribosa con el carbono 3' de la desoxiribosa siguiente. Watson y Crick avanzaron hace cuarenta años que las dos cadenas que constituyen cada molécula de ADN se enrollan entre si adquiriendo una configuración final de doble hélice. Ello es posible porque entre las bases de cada polímero se forman parejas de bases complementarias.
1.2. Transmisión de la información genética: expresión del ADN en las proteínas.
1.2.1. Nucleo
1.2.1.1. ADN
1.2.1.1.1. Transcripción
1.2.1.2. ARN
1.2.1.2.1. Procesamiento
1.2.1.3. ARN mensajero
1.2.2. Citoplasma
1.2.2.1. ARN mensajero
1.2.2.1.1. Transporte
1.2.2.2. Polipéptido / Proteína
1.2.2.2.1. Transferencia
2. Teconologia del ADN recombinante
2.1. Clásicamente, la única manera de estudiar la información contenida en el ADN consistía en deducir las funciones de los genes a partir del análisis de los fenotipos de organismos mutantes y de su progenie. Aunque este en- foque metodológico propio de la genética clásica sigue siendo de utilidad, la biología molecular ha aportado otro enfoque sustentado por un grupo de técnicas que en su conjunto constituyen la denominada tecnología del ADN recombinante. Esta tecnología ha revolucionado el estudio de la célula en general y de los genes en particular. Por otra parte, el ADN puede sintetizarse a partir de un ARN mensajero utilizando la enzi- ma transcriptasa reversa, y así se obtiene el llamado ADN complementario (CADN). La cantidad de este ADN puede aumentarse también mediante el procedimiento de clonación anteriormente descrito. La secuencia de nucleótidos de un CADN purificado puede precisarse y a partir de ella puede delimitarse incluso la secuencia de aminoácidos de la proteína que codifica. Un fragmento de ADN obtenido por cualquier método puede marcarse (por ejemplo, con isotopos del tipo del 32P) y puede ser usado como sonda. Con el ADN sonda y utilizando técnicas de blotting se puede determinar si un gen se expresa en un tejido (southern blotting), así como su localización en los cromosomas (hibridación in situ).
3. Aplicaciones de la biología molecular a la nefrología
3.1. La biología molecular ha tenido cuatro efectos fundamentales sobre la nefrología
3.1.1. 1) La caracterización de la secuencia y la clonación de fragmentos de ADN codificadores de ciertas proteínas críticamente relaciona- das con la función renal o con la interacción de las células renales con su entorno y con el resto del organismo.
3.1.2. 2) La creación de modelos animales de enfermedades renales con trastornos genéticos aislados.
3.1.3. 3) La obtención del mapa cromosómico y de los marcadores genéticos de algunas enfermedades hereditarias del riñón.
3.1.4. 4) El conocimiento de los mecanismos implicados en el desarrollo renal y en la respuesta del riñón ante las agresiones. La tecnología del ADN recombinante ha permitido analizar la estructura y la expresión de los genes que codifican muchas de las proteínas directa o indirectamente relacionadas con la función renal.
4. evolución historica
4.1. El origen de la biología molecular data de principios de los años cuarenta. En aquel tiempo, los bioquímicos habían descubierto muchas reacciones químicas intracelulares fundamentales y habían comprendido la importancia de las reacciones especificas y de ciertas moléculas para definir numerosas propiedades de las células.
4.2. Después de este descubrimiento, el nuevo campo de la genética molecular avanzó rápidamente durante las siguientes décadas. proporcionando nuevos conceptos a una velocidad que sólo puede compararse con la del desarrollo de la mecánica cuántica en los años veinte los últimos años están conociendo la aplicación creciente de la metodología de la biología molecular, la denominada tecnología del ADN recombinante.
5. Resumen
5.1. Los acontecimientos fisiológicos que acontecen en nuestro organismo están modulados por múltiples factores actuando a distintos niveles biológicos: molecular, subcelular, celular, de órgano o de tejido y de organismo completo. Hasta hace poco tiempo, el estudio de las enfermedades humanas consistía exclusivamente en el estudio de las anomalías que se producían a nivel del organismo completo o a nivel de determinados órganos o tejidos en particular. En los últimos años, los procesos patológicos se estudian también en los niveles celular, subcelular y molecular. Para ello, la medicina ha incorporado la lógica y la tecnología de la biología molecular. La biología molecular estudia fundamentalmente el proceso por el que la información contenida en el genoma es transmitido a los elementos de los que se valen las células para hacer operativa esa información: las proteínas.
6. Efectos de la hematopoyesis de la nefrología.
6.1. Caracterización genético-funcional de proteínas relacionadas con las funciones y las interacciones de las células renales.
6.1.1. • Proteinas de transporte (ATPasas, intercambiador de aniones, intercambiador Na"/H", canales de K*, otros transportadores).
6.1.2. • Moleculas de señal (sistema renina-angiotensina-aldosterona, factor natriurético auricular, endotelina, vasopresina, eritropoyetina, vitamina D, hormona paratiroidea).
6.1.3. • Proteinas de interacción (proteina del proteoglicano, fibronectina, laminina, receptores para hormonas, receptores para factores de crecimiento, receptores para linfoquinas, antigenos y autoantigenos diversos).
6.1.4. • Glomerulosclerosis (gen de la hormona de crecimiento, oncogen viral T grande SV40, gen de la proteina de superficie Thy-1).
6.2. Creación de modelos transgénicos de enfermedad renal.
6.2.1. • Glomerulonefritis proliferativa (ADN de retrovirus).
6.2.2. • Aplasia-hipoplasia renal (protooncogen c-myc).
6.2.3. • Carcinoma renal.
6.3. Localización del mapa cromosomico y del ligamiento genético de enfermedades renales:
6.3.1. • Tumor de Wilms.
6.3.2. • Enfermedad de Alport.
6.3.3. • Diabetes insipida nefrogenica.
6.3.4. • Enfermedad poliquistica autosómica dominante del adulto.
6.3.5. • Acidosis tubular renal proximal.
6.3.6. • Otras.