De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

La genética química es la investigación de la función de las proteínas y las vías de transducción de señales en las células mediante el cribado de bibliotecas químicas de moléculas pequeñas . [1] La genética química es análoga al cribado genético clásico donde se introducen mutaciones aleatorias en organismos, se observa el fenotipo de estos mutantes y, finalmente, se identifica la mutación genética específica ( genotipo ) que produjo ese fenotipo. En genética química, el fenotipo se altera no por la introducción de mutaciones, sino por la exposición a compuestos de herramientas de moléculas pequeñas. Cribado fenotípicode bibliotecas químicas se utiliza para identificar objetivos de fármacos ( genética directa ) o para validar esos objetivos en modelos experimentales de enfermedades ( genética inversa ). [2] Las aplicaciones recientes de este tema se han visto implicadas en la transducción de señales, que puede desempeñar un papel en el descubrimiento de nuevos tratamientos contra el cáncer. [3] La genética química puede servir como un estudio unificador entre la química y la biología. [4] [5] El enfoque fue propuesto por primera vez por Tim Mitchison en 1994 en un artículo de opinión en la revista Chemistry & Biology titulado "Hacia una genética farmacológica". [6]

Método [ editar ]

Los cribados genéticos químicos se realizan utilizando bibliotecas de moléculas pequeñas que tienen actividades conocidas o simplemente diversas estructuras químicas. Estas pantallas se pueden realizar en un modo de alto rendimiento , utilizando placas de 96 pocillos, donde cada pocillo contiene células tratadas con un compuesto único. Además de las células, los embriones de Xenopus o de pez cebra también se pueden seleccionar en formato de 96 pocillos donde los compuestos se disuelven en el medio en el que crecen los embriones. Los embriones se desarrollan hasta la etapa de interés y luego se puede analizar el fenotipo. Se pueden probar varias concentraciones para determinar las concentraciones tóxicas y óptimas. [7] [8]

Aplicaciones [ editar ]

La adición de compuestos a los embriones en desarrollo permite comprender el mecanismo de acción de los fármacos, su toxicidad y los procesos de desarrollo que involucran a sus objetivos. Los cribados químicos se han realizado principalmente en organismos Xenopus y pez cebra de tipo salvaje o transgénico , ya que producen una gran cantidad de huevos sincronizados, de rápido desarrollo y transparentes, fáciles de puntuar visualmente. [9] [10] El uso de productos químicos en la biología del desarrollo ofrece dos ventajas principales. En primer lugar, es fácil realizar un cribado de alto rendimiento utilizando compuestos diana de amplio espectro o específicos y revelar genes o vías importantes involucradas en los procesos de desarrollo. En segundo lugar, permite reducir el tiempo de acción de un gen en particular. [11]También se puede utilizar como herramienta en el desarrollo de fármacos para probar la toxicidad en todo el organismo. Se están desarrollando procedimientos como FETAX (Ensayo de teratogénesis de embriones de rana - Xenopus) para implementar exámenes químicos para probar la toxicidad. [12] Los embriones de pez cebra y Xenopus también se han utilizado para identificar nuevos fármacos dirigidos a un gen de interés particular. [13]

Ver también [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ^ Kubinyi H (2006). "Quimiogenómica en el descubrimiento de fármacos". En Weinmann H, Jaroch S (eds.). Sondas de moléculas pequeñas de genómica química para estudiar la función celular . Berlín: Springer. ISBN 978-3-540-27865-8.
  2. ^ Russel K, Michne WF (2004). "El valor de la genética química en el descubrimiento de fármacos". En Folkers G, Kubinyi H, Müller G, Mannhold R (eds.). La quimiogenómica en el descubrimiento de fármacos: una perspectiva de la química médica . Weinheim: Wiley-VCH. págs.  69–96 . ISBN 978-3-527-30987-0.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  3. ^ Carlson SM, White FM (mayo de 2012). "Ampliación de las aplicaciones de la genética química en la transducción de señales" . Ciclo celular . 11 (10): 1903–9. doi : 10.4161 / cc.19956 . PMC 3359120 . PMID 22544320 .  
  4. ^ O'Connor CJ, Laraia L, Spring DR (agosto de 2011). "Genética química". Reseñas de la Sociedad Química . 40 (8): 4332–45. doi : 10.1039 / C1CS15053G . PMID 21562678 . 
  5. ^ Branca M (febrero de 2003). "Conquistando el infinito con la genética química" . Bio IT World .
  6. ^ Mitchison, TJ (1994). "Hacia una genética farmacológica". Química y Biología . 1 (1): 3–6. doi : 10.1016 / 1074-5521 (94) 90034-5 . ISSN 1074-5521 . PMID 9383364 .  
  7. ^ Tomlinson ML, Rejzek M, Fidock M, Field RA, Wheeler GN (abril de 2009). "La genómica química identifica compuestos que afectan el desarrollo de células pigmentarias de Xenopus laevis". Biosistemas moleculares . 5 (4): 376–84. doi : 10.1039 / B818695B . PMID 19396374 . 
  8. ^ Kälin RE, Bänziger-Tobler NE, Detmar M, Brändli AW (julio de 2009). "Una pantalla de biblioteca química in vivo en renacuajos de Xenopus revela nuevas vías implicadas en la angiogénesis y la linfangiogénesis" . Sangre . 114 (5): 1110–22. doi : 10.1182 / sangre-2009-03-211771 . PMC 2721788 . PMID 19478043 .  
  9. ↑ Taylor KL, Grant NJ, Temperley ND, Patton EE (12 de junio de 2010). "Detección de moléculas pequeñas en pez cebra: un enfoque in vivo para identificar nuevas herramientas químicas y pistas de fármacos" . Comunicación y señalización celular . 8 (1): 11. doi : 10.1186 / 1478-811x-8-11 . PMC 2912314 . PMID 20540792 .  
  10. ^ Ny A, Autiero M, Carmeliet P (marzo de 2006). "Renacuajos de pez cebra y Xenopus: modelos de animales pequeños para estudiar la angiogénesis y la linfangiogénesis". Investigación celular experimental . Número especial sobre angiogénesis. 312 (5): 684–93. doi : 10.1016 / j.yexcr.2005.10.018 . PMID 16309670 . 
  11. ^ Tomlinson ML, Guan P, Morris RJ, Fidock MD, Rejzek M, García-Morales C, Field RA, Wheeler GN (enero de 2009). "Un enfoque genómico químico identifica a las metaloproteinasas de la matriz que desempeñan un papel esencial y específico en la migración de melanóforos de Xenopus" . Química y Biología . 16 (1): 93-104. doi : 10.1016 / j.chembiol.2008.12.005 . PMID 19171309 . 
  12. ^ Hu L, Zhu J, Rotchell JM, Wu L, Gao J, Shi H (marzo de 2015). "Uso del ensayo de teratogénesis embrionaria de rana mejorada-Xenopus (FETAX) para determinar efectos fenotípicos inducidos químicamente". La ciencia del medio ambiente total . 508 : 258–65. doi : 10.1016 / j.scitotenv.2014.11.086 . PMID 25481254 . 
  13. ^ Molina G, Vogt A, Bakan A, Dai W, Queiroz de Oliveira P, Znosko W, Smithgall TE, Bahar I, Lazo JS, Day BW, Tsang M (septiembre de 2009). "El cribado químico del pez cebra revela un inhibidor de Dusp6 que expande los linajes de células cardíacas" . Biología química de la naturaleza . 5 (9): 680–7. doi : 10.1038 / nchembio.190 . PMC 2771339 . PMID 19578332 .