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4.E: Ejercicios del kit de herramientas genéticas - Biología

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La lectura de esta semana es Tres hábitos de vías de señalización altamente efectivas

Preguntas de la guía de lectura

La señalización acciona un interruptor

1. ¿Cuáles son los tres hábitos de las vías de señalización?

2. ¿Qué es un SPRE y cuál es su importancia en las vías de señalización?

3. ¿Cuál podría ser el propósito de activar experimentalmente una vía de señalización?

Insuficiencia del activador

4. Definir la insuficiencia del activador y las zonas de competencia.

5. ¿Cómo explican los autores el hallazgo de que las SPRE son insuficientes in vitro, pero suficientes en células cultivadas?

Activación cooperativa

6. ¿Qué es un activador independiente de la señal?

7. ¿Cuál es el propósito de los coactivadores?

Represión por defecto

8. ¿Cómo resuelven los organismos en desarrollo el problema de la expresión con fugas?

9. Compare dos tipos de represión por defecto y cómo la señalización libera la represión.

Consideraciones funcionales / mecanicistas / evolutivas

10. ¿Qué papel juega la modificación de la cromatina en las cascadas de transducción de señales del desarrollo?

Preguntas para debatir en clase

La señalización acciona un interruptor

1. Elija un hábito para ilustrar con un dibujo.

2. Explique cómo Notch, Wnt y Hh logran el cambio transcripcional.

Insuficiencia del activador

3. ¿A qué se refieren los autores cuando dicen que las vías de señalización exhiben "capacidad de respuesta transcripcional selectiva de los genes diana a la actividad de la vía"?

4. ¿De qué formas pueden las células limitar la activación de un gen objetivo mediante una vía de señalización activada?

Activación cooperativa

5. ¿Cuál es un posible inconveniente de la activación cooperativa?

Represión por defecto

6. Ilustre los diferentes tipos de represión por defecto.

7. Ilustre un ejemplo de represión por defecto.

Consideraciones funcionales / mecanicistas / evolutivas

8. Explique la Figura 5: ¿cómo es un resumen del resultado de los hábitos de la vía de señalización?

9. Explique cómo Koide et al probaron si la represión por defecto está separada de la insuficiencia del activador.


Oftalmoplejía externa progresiva

La oftalmoplejía externa progresiva es una condición caracterizada por debilidad de los músculos oculares. La afección generalmente aparece en adultos entre las edades de 18 y 40 y empeora lentamente con el tiempo. El primer signo de oftalmoplejía externa progresiva suele ser párpados caídos (ptosis), que pueden afectar uno o ambos párpados. A medida que la ptosis empeora, las personas afectadas pueden usar los músculos de la frente para intentar levantar los párpados o pueden levantar la barbilla para ver. Otro rasgo característico de la oftalmoplejía externa progresiva es la debilidad o parálisis de los músculos que mueven el ojo (oftalmoplejía). Las personas afectadas tienen que girar la cabeza para ver en diferentes direcciones, especialmente a medida que empeora la oftalmoplejía. Las personas con oftalmoplejía externa progresiva también pueden tener debilidad generalizada de los músculos que se utilizan para el movimiento (miopatía), especialmente los del cuello, los brazos o las piernas. La debilidad puede ser especialmente notoria durante el ejercicio (intolerancia al ejercicio). La debilidad muscular también puede causar dificultad para tragar (disfagia).

Cuando las células musculares de las personas afectadas se tiñen y se observan al microscopio, estas células suelen tener un aspecto anormal. Estas células musculares anormales contienen un exceso de estructuras celulares llamadas mitocondrias y se conocen como fibras de color rojo irregular.

Aunque la debilidad muscular es el síntoma principal de la oftalmoplejía externa progresiva, esta afección puede ir acompañada de otros signos y síntomas. En estos casos, la afección se denomina oftalmoplejía externa progresiva más (PEO +). Los signos y síntomas adicionales pueden incluir pérdida de audición causada por daño a los nervios en el oído interno (pérdida de audición neurosensorial), debilidad y pérdida de sensibilidad en las extremidades debido a daño a los nervios (neuropatía), alteración de la coordinación muscular (ataxia), un patrón de anomalías del movimiento. conocido como parkinsonismo y depresión.

La oftalmoplejía externa progresiva es parte de un espectro de trastornos con signos y síntomas superpuestos. Los trastornos similares incluyen el espectro de la neuropatía de la ataxia y el síndrome de Kearns-Sayre. Al igual que la oftalmoplejía externa progresiva, las otras afecciones de este espectro pueden implicar debilidad de los músculos oculares. Sin embargo, estas afecciones tienen muchas características adicionales que la mayoría de las personas con oftalmoplejía externa progresiva no comparten.


El síndrome del seno enfermo puede deberse a factores genéticos o ambientales. En muchos casos, se desconoce la causa de la afección.

Los cambios genéticos son una causa poco común del síndrome del seno enfermo. Mutaciones en dos genes, SCN5A y HCN4, se ha descubierto que causan la afección en un pequeño número de familias. Estos genes proporcionan instrucciones para producir proteínas llamadas canales iónicos que transportan átomos (iones) cargados positivamente a las células cardíacas, incluidas las células que forman el nodo SA. El flujo de estos iones es esencial para crear los impulsos eléctricos que inician cada latido del corazón y coordinan la contracción del músculo cardíaco. Las mutaciones en estos genes reducen el flujo de iones, lo que altera la capacidad del nodo SA para crear y difundir señales eléctricas. Estos cambios provocan latidos cardíacos anormales y otros síntomas del síndrome del seno enfermo.

Una variación particular en otro gen, MYH6, parece aumentar el riesgo de desarrollar el síndrome del seno enfermo. La proteína producida a partir del MYH6 El gen forma parte de una proteína más grande llamada miosina, que genera la fuerza mecánica necesaria para que el músculo cardíaco se contraiga. Los investigadores creen que el MYH6 la variación genética cambia la estructura de la miosina, lo que puede afectar la contracción del músculo cardíaco y aumentar la probabilidad de desarrollar un latido cardíaco anormal.

Más comúnmente, el síndrome del seno enfermo es causado por otros factores que alteran la estructura o función del nodo SA. Estos incluyen una variedad de afecciones cardíacas, otros trastornos como distrofia muscular, inflamación anormal o escasez de oxígeno (hipoxia). Ciertos medicamentos, como los que se administran para tratar los ritmos cardíacos anormales o la presión arterial alta, también pueden alterar la función del nódulo SA. Una de las causas más comunes del síndrome del seno enfermo en los niños es el traumatismo del nódulo SA, como el daño que se produce durante la cirugía cardíaca.

En los adultos mayores, el síndrome del seno enfermo a menudo se asocia con cambios en el corazón relacionados con la edad. Con el tiempo, el nódulo SA puede endurecerse y desarrollar un daño similar a una cicatriz (fibrosis) que le impide funcionar correctamente.

Obtenga más información sobre los genes asociados con el síndrome del seno enfermo


Herencia Herencia

La perspectiva a largo plazo (pronóstico) para las personas con síndrome de taquicardia ortostática postural (POTS) es generalmente buena, pero puede ser mala en algunos casos. [5] [1] [4] Si bien muchas personas tienen síntomas bastante leves y pueden continuar con sus actividades diarias regulares, otras pueden verse gravemente afectadas con capacidades limitadas. [5] Algunas personas con POTS informan que los síntomas mejoraron significativamente en un año, [6] mientras que otras no mejoran con el tratamiento y pueden empeorar con el tiempo. [5]

Con cambios adecuados en el estilo de vida (por ejemplo, ejercicio y dieta) y tratamientos médicos, muchas personas afectadas ven una mejora en los síntomas y la calidad de vida. En algunos casos, las personas con POTS pueden incluso dejar de tener síntomas con el tiempo. [1] [4]


CONCLUSIONES

En conjunto, estos laboratorios vinculados ofrecen una agenda de investigación de alto riesgo / alta recompensa para la formación de científicos jóvenes. Además de impartir múltiples técnicas de bioinformática y biología molecular, las actividades demuestran empíricamente un hallazgo importante de la biología del desarrollo y la genómica comparada, a saber, que las vías moleculares internas de los organismos no son tan diversas como parecen aparentemente los organismos. La elección de la vía de señalización y las especies es flexible y ofrece infinitas variaciones sobre este tema biológico central. Los resultados del proyecto aumentan permanentemente el almacenamiento global de datos comparativos sobre secuencia y expresión genética. Estas frutas comunes se pueden recolectar de manera productiva para futuros estudios sobre las relaciones genéticas, epigenéticas y evolutivas de los organismos.


4.E: Ejercicios del kit de herramientas genéticas - Biología

Esta caja de herramientas contiene enlaces a herramientas, recursos e información sobre mapas y datos del Índice de Sensibilidad Ambiental (ESI).

Productos ESI

Los mapas y datos de ESI están disponibles en una variedad de formatos y se pueden descargar de forma gratuita. Los mapas se pueden ver e imprimir, y los datos se pueden utilizar en tecnología GIS. Además de los enlaces de esta sección, es posible que también desee revisar la sección Documentos de ESI para obtener productos de ESI.

Descargar mapas ESI y datos GIS: descargue mapas y datos en varios formatos.

Disponibilidad: averigüe qué regiones se han mapeado utilizando el método ESI y descargue metadatos, índices y hojas informativas para cada atlas de ESI.

Conceptos básicos de ESI

Estos recursos describen cómo se desarrollan los mapas ESI y cómo usarlos.

Mapas ESI: lea una descripción general de los mapas ESI.

Anatomía de los mapas ESI: aprenda sobre los elementos básicos de los mapas ESI, incluidos ejemplos del anverso y reverso de un mapa y una descripción general de cómo se crean los mapas.

Clasificación de la línea costera: según el método ESI, las costas se clasifican de acuerdo con su sensibilidad al petróleo, la persistencia natural del petróleo y la facilidad de limpieza esperada después de un derrame de petróleo. En esta serie de páginas, obtenga una descripción general de las clasificaciones de sensibilidad de la costa, una tabla de clasificaciones de la costa y un ejemplo de una línea de costa clasificada como 10A.

Recursos biológicos: en los mapas de ESI, los recursos biológicos que se mapean incluyen animales sensibles al petróleo y sus hábitats, y hábitats que son ellos mismos sensibles al petróleo derramado (como los arrecifes de coral). En esta serie de páginas, obtenga una descripción general de los recursos biológicos y una tabla de símbolos y patrones utilizados para designarlos.

Recursos de uso humano: En los mapas de ESI, los recursos de uso humano que se mapean son recursos y lugares importantes para los humanos y sensibles a la contaminación, como playas y parques públicos, santuarios marinos, tomas de agua y sitios arqueológicos. Esta serie de páginas incluye una descripción general de los recursos de uso humano y una tabla de símbolos utilizados para designarlos.

Herramientas ESI

Puede utilizar las herramientas de ESI para ayudarlo a ver y consultar los atlas de ESI que se han publicado en formato de geodatabase. Puede descargarlos individualmente o todos juntos en la barra de herramientas de ESI. Recomendamos descargar la barra de herramientas, porque las herramientas se complementan entre sí.

Barra de herramientas de ESI: descripción general de las herramientas de ESI e información sobre cómo descargar la barra de herramientas de ESI (que incluye todas las herramientas de ESI).

Herramienta de consulta por ubicación: esta herramienta proporciona un menú desplegable de las capas de biología y uso humano disponibles en el mapa ESI. Después de seleccionar una capa, puede ver las especies o los tipos y nombres de las características socioeconómicas y de gestión presentes en un área en particular. También puede configurar los campos de las tablas biológicas y socioeconómicas que le gustaría ver.

Herramienta de consulta de biología por atributo: esta herramienta le permite consultar una capa de biología por atributo (como especie, estado estatal y federal, y presencia mensual y / o estado de reproducción). Con esta herramienta, puede ubicar especies de especial interés en un área en particular, como donde la trayectoria de un derrame indica que puede haber mucha contaminación.

Herramienta de resumen estacional: esta herramienta resume una región de interés y le permite generar un informe de texto, un diseño de mapa de 8.5 x 11 pulgadas y una nueva geodatabase que contiene el subconjunto solicitado de capas y tablas de entidades.

Herramienta de generación de informes: esta herramienta le permite generar un informe de recursos en riesgo, exportando los registros que ha seleccionado en su tabla de biología a un archivo de texto delimitado por tabuladores.

Herramienta de visualización de metadatos: esta herramienta inicia su software de visualización de PDF y abre el archivo de metadatos asociado con su mapa ESI. El archivo de metadatos se proporciona en el directorio atlas transferido desde el CD / DVD de ESI.


Coreografía científica: un enfoque basado en el movimiento para la enseñanza de la biología

Nos gustaría llamar la atención de los lectores sobre un movimiento participativo novedoso y una técnica basada en # x02013 que hemos estado utilizando para enseñar ciencia y alentar a los estudiantes a pensar creativamente sobre la ciencia: la coreografía científica. El proyecto evolucionó como parte de una colaboración de varios años financiada por el Instituto Médico Howard Hughes y entre un equipo de científicos-educadores de la Wesleyan University y otras instituciones y bailarines-coreógrafos del Liz Lerman Dance Exchange. Cuando se anunció al público la secuenciación del genoma humano, la coreógrafa y becaria de MacArthur, Liz Lerman, fue una de las muchas que preguntaron qué podría significar esto para nuestro futuro y el futuro de nuestros hijos. Para ayudar a responder estas preguntas, decidió hacer una pieza multimedia, Belleza feroz: genoma, en colaboración con científicos de Wesleyan University y de todo el país (Science Choreography, 2011). Después del estreno de la obra, se hizo evidente para nosotros que podíamos utilizar clips de rendimiento de vídeo de Belleza feroz: genoma como un & # x0201csegundo libro de texto & # x0201d & # x02014un punto de lanzamiento y fuente de enriquecimiento para aprender y pensar sobre conceptos en biología. También nos dimos cuenta de que varias de las herramientas utilizadas en la creación de danzas por Dance Exchange podrían adaptarse fácilmente para su uso en el aula, ya sea solas o en combinación con videoclips de Belleza feroz: genoma.

Nos motivó una variedad de desafíos que enfrentan los profesores de ciencias en todos los niveles, incluida la percepción de algunos de que nuestras materias son difíciles de enseñar y de aprender, además de amenazantes o poco interesantes para muchos. Nuestro objetivo inmediato era hacer que la ciencia fuera más accesible para una amplia base de estudiantes. Un alumno objetivo es el aprendiz cinestésico (Gardner, 1983 Snyder 2000). El valor de un enfoque basado en el movimiento para llegar a un cuerpo estudiantil diverso se subraya por la observación de que el aprendizaje incorporado es particularmente efectivo para involucrar a los adolescentes en riesgo y las minorías étnicas (Park, 1997 Tanner y Allen, 2004).

Nuestro trabajo conjunto ha generado un sitio web para educadores de ciencias desde la escuela secundaria hasta la universidad (Science Choreography, 2011). Proporciona un fundamento para las descripciones del enfoque de una caja de herramientas de ejercicios de enseñanza y aprendizaje, que incluyen demostraciones en video y ejemplos de módulos basados ​​en contenido que hemos desarrollado sobre una serie de temas. Imagine estudiantes que recientemente han comenzado a explorar conceptos de genética & # x02014 fenotipos, genes, cruces genéticos & # x02014 reuniéndose con Gregor Mendel, el padre de la genética, para discutir sus experiencias como científico fundador en biología. ¿Qué estaba pensando? ¿Qué lo llevó a diseñar sus experimentos clásicos? ¿Cómo depende la biología moderna del trabajo pionero de Mendel? ¿Qué es un gen? Estas son algunas preguntas básicas que los estudiantes y profesores pueden plantear en el módulo Genes and Mendel, que incluye un clip de Belleza feroz: genoma que cuenta con una bailarina en el personaje de Mendel. En otro módulo, nos enfocamos en incorporar consideraciones éticas en la enseñanza de la biología, un desafío para el cual los profesores de ciencias pueden sentir que no tienen la experiencia necesaria. En el módulo de Pruebas de ética y genética, utilizamos dos herramientas: Hacer una pregunta en grupos pequeños o Caminar y hablar en entornos más grandes, para pasar de una presentación de estilo de conferencia basada en PowerPoint sobre el & # x0201c por qué, qué, cuándo y ¿cómo? & # x0201d de las pruebas genéticas a pensar y hablar personalmente sobre cuestiones éticas relacionadas, con preguntas como & # x0201c ¿Le gustaría hacerse una prueba genética para detectar una enfermedad?, & # x0201d ¿Qué pasaría si estuviera predispuesto? & # x0201d & # x0201c ¿Quién debería conocer los resultados? & # x0201d También vemos un segmento relevante de Belleza feroz: genoma que presenta a un intérprete con osteogénesis imperfecta que baila en silla de ruedas y muletas. En el módulo DNA Helix, el objetivo es que los estudiantes aprendan las propiedades del ADN unos de otros y se involucren en la construcción de modelos, pero en lugar de usar las piezas de metal mecanizadas que usaron Watson y Crick, usan sus propios cuerpos (Figura 1). Al hacer esto en etapas, los estudiantes pueden comenzar a comprender más visceralmente qué son las estructuras y cómo algunos modelos son más robustos que otros. Las herramientas de incorporación están diseñadas para que se puedan usar independientemente de los módulos específicos, por ejemplo, como un mnemónico cinestésico para ayudar a los estudiantes a recordar un camino o como un medio para que un instructor averigüe lo que los estudiantes saben sobre un tema específico. Hacer que los estudiantes se pongan de pie en medio de un aula sedentaria convencional es reconstituyente y estimulante.


EVALUACIONES DE LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Este componente bioinformático definitivamente aumentó la conciencia de los estudiantes sobre la bioinformática como un campo emergente. Los resultados de nuestra encuesta en la primavera de 2010 indicaron que ninguno de los estudiantes de primer año que ingresaban había oído hablar de bioinformática y que por primera vez se dieron cuenta del campo y su papel esencial en la biología moderna a través de este curso. También teníamos la impresión de que los estudiantes en general habían mostrado un mayor entusiasmo por aprender biología, lo que se reflejaba en su participación activa en la clase y su expresión de interés en tomar más cursos en esta área, como Introducción a la Biocomputación y Evolución Molecular. El desempeño de los estudiantes se evaluó principalmente a través de exámenes, informes de laboratorio y un proyecto de clase. Por ejemplo, a los estudiantes se les dio un conjunto de preguntas para cada laboratorio que fue diseñado para evaluar el nivel de comprensión de los conceptos y habilidades que aprendieron. Todos los estudiantes pudieron completar las tareas con la ayuda del instructor. Para los proyectos, se pidió a cada estudiante que se centrara en un trastorno genético particular en función de sus propios intereses. El proyecto evaluó la capacidad de cada estudiante para buscar de forma independiente en bases de datos para recuperar secuencias genéticas y otra información asociada con el trastorno y analizar los datos genéticos utilizando herramientas y software bioinformáticos. Se pidió a todos los estudiantes que escribieran un artículo sobre sus proyectos para presentar sus hallazgos. A través del proyecto, los estudiantes habían investigado una amplia gama de trastornos genéticos utilizando herramientas bioinformáticas, incluida la anemia de células falciformes, la enfermedad de Huntington, el albinismo, el cáncer de mama y muchos otros. Setenta a ochenta por ciento de los estudiantes pudieron completar sus proyectos satisfactoriamente.


RESULTADOS DE MUESTRA

Cada uno de los tres módulos está representado por los resultados de QPCR en la Tabla I. El Ct representa el número de ciclos de QPCR requeridos para que cada muestra llegue a una fase geométrica de amplificación, también llamada umbral. Un Ct bajo representa una mayor amplificación de ADN frente a un Ct más alto en el mismo experimento. El genotipo examinado es un VNTR, por lo tanto, habrá un tramo más largo de ADN y un Ct más bajo (más fluorescencia) para el genotipo 5/5 más largo que para el genotipo 4/4 siempre que la misma cantidad inicial de ADN molde. se utiliza. Como se indica en la Tabla I, existen claras diferencias entre los tres posibles genotipos en el módulo QPCR (como lo indica la diferencia entre los Cts). Algunos de los resultados del módulo QPCR se confirmaron con el módulo de electroforesis en gel de PCR tradicional (Fig. 2, muestras 1, 3 y 5). El gel muestra cada uno de los tres posibles genotipos (tanto homocigotos como heterocigotos) en el carril debidamente etiquetado (Fig. 2). Es interesante notar que el heterocigoto 4/5 no corrió perfectamente en el gel de agarosa, aunque los resultados de QPCR confirman lo que parece ser un heterocigoto en el gel. Este tipo de resultado de electroforesis ambiguo puede ocurrir con bastante frecuencia, y es muy útil tener dos formas diferentes de confirmar un punto de datos en particular.

Muestra 5/5 quilates 4/5 quilates 4/4 quilates Per3 cDNA Ct Bactin cDNA Ct ΔCt
1 24.96 17.33 18.07 −0.74
2 25.07 15.30 15.84 −0.54
3 26.11 15.03 19.39 −4.36
4 25.97 13.21 15.67 −2.46
5 27.30 15.15 12.70 +2.45
6 27.26 15.91 12.51 +3.40
7 27.33 19.09 15.06 +4.03
  • Una sección de laboratorio de bioquímica de pregrado en la Universidad de Lawrence realizó los módulos descritos anteriormente con una réplica de cada uno. El Ct para el ADN de cada voluntario se muestra para los tres posibles genotipos 4/4, 4/5 y 5/5. los Per3 Ct se refiere al gen de interés y el Bactin Ct es para el gen de la limpieza. El ΔCt se calcula como el Ct del gen de interés menos el Ct del gen de mantenimiento

El segundo módulo examina el Per3 Nivel de expresión de ARNm de cada individuo. La expresión de un gen está influenciada por la composición genética del individuo y los factores ambientales. Al determinar el nivel de expresión, es necesario controlar la calidad del aislamiento de ARN total midiendo el nivel de expresión de un gen de mantenimiento cuya expresión debe permanecer constante. El Ct del gen de mantenimiento se resta del gen de interés para dar un ΔCt. Para este experimento, los datos (Tabla I) muestran la variabilidad entre individuos. Puede ser interesante para los estudiantes intentar correlacionar los niveles de expresión de ARNm con una variedad de factores ambientales, incluida la calidad del sueño del individuo (consulte la encuesta complementaria del sueño).

El tercer módulo refleja otra influencia del medio ambiente sobre la expresión génica, la metilación. La metilación de un gen reduce la expresión de ARNm de ese gen. los Per1 Se utilizó el gen para este módulo porque generalmente hay una diferencia mayor en los patrones de metilación del Per1 gen (particularmente relacionado con la edad) que los de la Per3 gen y ambos pertenecen a la misma familia de genes. La muestra analizada con cebadores que se diseñaron para hibridar con ADN que no se había sometido a la conversión de bisulfito tenía un Ct más bajo, 24,44, que el Ct de la muestra convertida de 33,61. Esto indica que se logró una menor amplificación de la muestra convertida (donde las citosinas metiladas se convierten en uridinas) porque los cebadores no podían hibridar con precisión el ADN molde y, por lo tanto, había relativamente poca metilación. Por tanto, el uso del módulo epigenético ofrece una excelente oportunidad para discutir la química y la cinética de la hibridación de cebadores, además de una discusión sobre la metilación como un medio de control transcripcional.


Toxicología celular y molecular

G. Leikauf, K.S. Ramos, en Toxicología integral, 2010

2.37.5 Conclusiones

La genómica funcional ha sido validada y actualmente está ganando una amplia aceptación en toxicología. Este capítulo se centra en la transcriptómica, pero se están aplicando enfoques similares en las áreas de proteómica y metabolómica. Tales investigaciones ahora están mejorando nuestro conocimiento de la biología subyacente y las redes reguladoras que integran las cascadas de señalización involucradas en la toxicidad. Estos métodos proporcionan nuevos conocimientos sobre el mecanismo de acción, especialmente cuando se comparan con los métodos toxicológicos clásicos validados. La toxicogenómica avanzará aún más en la introducción de conocimientos mecánicos en la evaluación de riesgos y cumplirá la promesa de una determinación más precisa de los efectos biológicos relacionados con la clase o la toxicidad predictiva. Aunque, algunos han propuesto que la genómica funcional reemplazará los enfoques existentes en toxicología (Collins et al. 2008), sigue siendo fundamental integrar datos de múltiples fuentes para producir una comprensión integral de la base molecular de las respuestas adversas (National Research Council 2007). Por esta razón, se deben desarrollar algoritmos mejorados que combinen e interpreten datos de múltiples tipos (por ejemplo, datos de expresión génica, proteómicos y metabolómicos). La integración de datos de diferentes tecnologías dará lugar a interpretaciones sinérgicas más allá de lo que se puede resolver cuando los datos se analizan de forma aislada. Los ejemplos incluyen la interacción entre el análisis transcripcional de factores proteicos y los cambios en la expresión génica y entre los niveles de enzimas metabolizantes y la producción o eliminación de metabolitos.

La naturaleza rica en datos de las tecnologías toxicogenómicas, junto con los desafíos de la interpretación de datos, hace que la aplicación de la toxicogenómica en la evaluación de riesgos sea intrínsecamente compleja. No obstante, los avances en los métodos de visualización de datos y las evaluaciones integradas en todas las tecnologías están progresando rápidamente. Además, una necesidad urgente en genómica es una identificación más precisa de genes o proteínas ortólogos entre especies. Este esfuerzo mejorará nuestra comprensión de la conservación de las respuestas biológicas a las lesiones tóxicas y facilitará el uso de especies sustitutas que predicen las respuestas en los seres humanos. Aunque las diferencias de especies en los proteomas pueden ser grandes, muchas respuestas a factores de estrés químicos y físicos se conservan evolutivamente, y las limitaciones planteadas por la extrapolación entre especies pueden mitigarse centrando los análisis en los procesos conservados entre especies. Sin embargo, la mayoría de las redes de proteínas de ratas, ratones y humanos permanecen sin caracterizar, y la divergencia puede ser un factor importante en las diferencias de sensibilidad o respuesta de las especies.

La patogenia se define típicamente por una secuencia lineal de eventos. Por el contrario, la biología del sistema predice estados celulares no lineales de bucles de retroalimentación compensatoria que representan la verdadera complejidad de un organismo. El desarrollo de una base de conocimientos para reflejar con precisión la expresión molecular a nivel de red presenta grandes desafíos para la gestión de datos, la integración y el modelado computacional. A medida que avanzan estos campos, el desarrollo de enfoques que combinen sistemas de modelos y análisis de interactomas podría desentrañar la complejidad inherente a los sistemas biológicos. La aplicación de la genómica funcional al estudio del mecanismo de acción ha avanzado nuestra comprensión de la biología que subyace a las acciones deletéreas de los agentes químicos y farmacéuticos en los sistemas vivos, las redes reguladoras que integran las cascadas de señalización implicadas en la toxicidad y la patogenia de los agentes ambientales. o enfermedad inducida por fármacos. De hecho, las investigaciones de toxicología mecanicista han demostrado su utilidad en la evaluación de riesgos, el desarrollo de fármacos, la evaluación de la exposición ambiental y la comprensión de la variabilidad humana y animal en respuesta a fármacos y productos químicos. El progreso hasta la fecha se ha visto limitado por la escasez de investigaciones exhaustivas relacionadas con el tiempo y la dosis y la falta de estudios que utilicen paradigmas de exposición que reproduzcan la condición humana con fidelidad. No obstante, esta área de la ciencia está creciendo rápidamente y se generalizará la aplicación para comprender mejor el mecanismo de acción de las drogas y los productos químicos.


Ver el vídeo: EL TRUCO DEFINITIVO PARA HACER CUALQUIER CRUCE Curso de genética (Mayo 2022).