- Analizar la variaci¢n biol¢gica y su origen: ambiente, mutaci¢n y

Universidad Nacional de Río Cuarto
Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales.
Departamento de Ciencias Naturales
CARRERAS:
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Profesorado en Ciencias Biológicas.
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Licenciatura en Ciencias Biológicas.
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Microbiología.
DURACIÓN: Un cuatrimeste
ASIGNATURA: GENETICA GENERAL (2119)
DOCENTE RESPONSABLE Esp. Elsa Pinna-Senn
EQUIPO DOCENTE: Dra. María Isabel Ortiz, Dr. Matías Pellegrino y Dra. Ivana Simone
AÑO ACADÉMICO: 2011
HORAS SEMANALES: 10 hs de clases teórico-prácticas.
a) Práctico integrador del Módulo IV. Herencia de caracteres cualitativos (leyes de Mendel) con
Dosophila melanogaster: 10hs totales repartidas en distintos momentos.
b) Práctico integrador de los módulos II y III: Metodologías aplicadas a la obtención y estudio de
los cromosomas: un encuentro de 3hs.
PROPÓSITO:
Ofrecer una visión actual y unificada de la Genética, que conduzca conceptualmente desde la
estructura y funcionamiento de los genes hasta el análisis genético de las poblaciones, integrando
adecuadamente los enfoques clásico y molecular, para que de este modo los estudiantes construyan sus
propios conocimientos de manera significativa.
OBJETIVOS
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Conocer el marco conceptual de la disciplina y su ubicación dentro de las ciencias biológicas.
Analizar la variación biológica y su origen: ambiente, mutación y recombinación.
Estudiar cómo se almacena la información genética y la metodología que permite descubrirla,
caracterizarla y modificarla.
Profundizar el estudio de los cromosomas, tanto en su organización como en su rol hereditario,
haciendo énfasis en el mecanismo de transmisión del material genético.
Plantear las bases del análisis genético, tomando como punto de partida a los experimentos de
Mendel y de Morgan.
Comprender por qué es necesario poner énfasis en la construcción de mapas y descubrir qué
aportes se realizaron desde la genética clásica, la de poblaciones y la molecular.
Conocer los distintos tipos de herencia no mendeliana.
Comprender la estructura genética de las poblaciones y los fundamentos del proceso evolutivo.
Plantear las bases de la organización, el funcionamiento y la regulación génica y comprender que
esta temática constituye uno de los campos de avanzada de la investigación actual.
Aplicar los conceptos incorporados a la resolución de problemas, como modelo para el análisis de
observaciones y datos experimentales en la práctica genética.
Estimular la reflexión, discusión y toma de conciencia de los desafíos éticos que plantea la
actividad profesional.
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Enfatizar la identificación de cuestiones éticas y la discusión productiva, enfrentando la
ambigüedad moral y el desacuerdo como oportunidades para evaluar y seleccionar la mejor
solución posible.
CONTENIDOS
MÓDULO I: Introducción. Variación biológica. Genotipo y ambiente; norma de reacción. Caracteres
cuantitativos y cualitativos: su relación. Clon, línea pura, línea endocriada. Origen y mantenimiento de la
variación hereditaria: mutación, elementos genéticos móviles, ambiente, reproducción sexual
(sobrecruzamiento y distribución independiente), flujo génico, selección. Métodos de estudio en Genética
(cruzamientos dirigidos, análisis de genealogías, estudio citogenético, técnicas de manipulación del DNA, etc.)
y sus distintas aplicaciones. Organismos modelos.
MÓDULO II: Estudio del material genético: DNA. Composición, estructura y topología de la molécula de
DNA. Valores que las definen (giro, rolo, inclinación, alabeo, cúpula). Formas alternativas.
Desnaturalización y reasociación. Superenrollamiento. Niveles de condensación del DNA: Histonas y
proteínas no histónicas. Estructura nucleosómica y los plegamientos de orden superior. Eucromatina;
heterocromatina facultativa y constitutiva. Enigma del valor C. Organización del genoma nuclear. DNA
codificante y DNA no codificante. DNA extragénico: secuencias únicas o de bajo número de copias y DNA
moderada o altamente repetido: repetidos en tándem (satélites, mini y microsatélites) e interdispersos:
transposones y retroposones. Transposición mediada por DNA: secuencias de inserción, transposones
compuestos y no compuestos en procariotas; elementos genéticos móviles en maíz, elementos P de
Drosophila. Mecanismos de transposición e integración en el genoma. Transposición mediada por RNA:
retrotransposones relacionados con los retrovirus (Ty, copia) y retrotransposones poly-A (LINES, SINES,
HeT-A y TART). Consecuencias de la transposición genética: reestructuraciones cromosómicas, cambios
en los patrones de regulación genética. Uso de elementos móviles en biotecnología: Etiquetado de genes
(transposon tagging). Métodos de manipulación del DNA y sus aplicaciones. Aislamiento de DNA y de
mRNA; cDNA. Amplificación molecular basada en células. Principales vectores de amplificación:
plásmidos, fagos, cósmidos, BACs, PACs y YACs. Vectores de expresión. Biblioteca genómica, de cDNA y
cromosómica. Técnicas de rastreo (¨screening¨) por hibridación del DNA: Hibridación en colonia, en
mancha, Southern, Northern y Western. Amplificación por PCR. Técnicas de secuenciamiento. Expresión
en bacterias de distintos productos de interés. Producción de plantas y animales transgénicos y sus
utilidades. Terapia génica. Clonación artificial de mamíferos. Problemas éticos de las nuevas tecnologías.
MÓDULO III: Estudio del material genético: Cromosomas. Estructura del cromosoma metafásico.
Clasificación de los cromosomas según su morfología. Estructura y función de los centrómeros y de los
telómeros (telomerasa). Números cromosómico somático y gamético. Cromosomas especializados:
politénicos y plumulados. Metodologías aplicadas a la obtención y estudio de los cromosomas:
Obtención de preparaciones citogenéticas. Cariotipo. Idiograma. Tinción cromosómica y bandeos: técnicas
de coloración diferencial (Bandeos-G, -Q, -R y con otros fluorocromos) y técnicas de coloración selectiva
(Bandas-C, NOR). Técnicas de citogenética molecular de alta resolución: FISH (hibridación in situ
fluorescente), GISH (hibridación genómica comparada) y pintado cromosómico, Sky (cariotipado
espectral). Utilidad en la citogenética clínica y comparativa. Mutaciones cromosómicas estructurales:
deleciones, duplicaciones (ojo Bar de D. melanogaster, familias multigénicas), inversiones (paracéntricas y
pericéntricas) y Translocaciones (recíprocas y robertsonianas). Origen, consecuencias genéticas y
citológicas y papel evolutivo de cada una de ellas. Ejemplos en la especie humana. Mutaciones
cromosómicas numéricas: Euploidía: Clasificación, origen, viabilidad, comportamiento meiótico y modo
de herencia. Técnicas de manipulación artificial del genoma para la obtención de polipliodes. Importancia
en vegetales. Poliploidía en animales. Aneuploidía: clasificación, origen, viabilidad y transmisión.
Ejemplos en la especie humana.
MÓDULO IV: Herencia de caracteres cualitativos: Definición de Locus, gen, alelo, homocigota,
heterocigota, penetración (penetrancia), expresividad y pleiotropía. Relaciones interalélicas e intergénicas
y su base molecular. Retrocruza y cruza de prueba. Experimentos de Mendel (Primera y segunda leyes
de Mendel). Modificaciones de las relaciones fenotípicas 3:1 y 9:3:3:1. Herencia de expresión ligada al
sexo, influida por el sexo y limitada al sexo. Ejemplos de caracteres ligados al sexo en la especie
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humana. Paralelismo entre el comportamiento de los genes y el de los cromosomas (Teoría
cromosómica). Experimentos de Morgan: modo de herencia de los genes que se encuentran en un
mismo cromosoma (genes ligados). Ligamiento completo e incompleto. Métodos de detección del
ligamiento: cruza de prueba en dos y tres puntos; cálculo de las frecuencias de recombinación a partir de
la F2. Coincidencia e interferencia. Relación entre frecuencia de recombinación y distancia génica (mapeo
genético). Análisis estadístico para evaluar los resultados.
MÓDULO V: Mapeos genético y físico. Mapeo genético: Clasificación y uso de marcadores genéticos.
Ventajas y limitaciones de los distintos marcadores moleculares. Contenido informativo de los
polimorfismos (PIC). Mapeo de genes que influencian a los rasgos cuantitativos (QTLs). Mapeo físico y
análisis genómico: Localización cromosómica y subcromosómica mediante células somáticas híbridas y
FISH. Métodos de secuenciación del genoma teniendo en cuenta los criterios y las estrategias empleados
en cada caso: a-Secuenciación ordenada: empleo de bibliotecas genómicas y cromosómicas. Armado de
contiguos (“contigs”). Caracterización de fragmentos: mapeo de secuencias repetidas, sitios marcados por
su secuencia (STS), mapeo de restricción. Identificación de genes. Fragmentos marcados por su
expresión (EST). b- Secuenciación aleatoria (Shotgun): utilización de algoritmos computacionales para
ensamblar contiguos. Proyecto Genoma Humano. Otros proyectos genómicos. “Chips” o micro- y macroordenamientos de DNA; sus aplicaciones. Concepto de Transcriptómica, Proteómica, Metabolómica e
Interactómica. Importancia de la Bioinformática en el análisis de secuencias.
Módulo VI: Reproducción y herencia no mendeliana. Reproducción sexual y asexual. Reproducción
asexual en angiospermas (apomixis) y en animales (partenogénesis, ginogénesis e hibridogénesis).
Mecanismos de determinación del sexo: Determinación ambiental, génica, haplodiplóntica,
cromosómica (sistemas XX/XO, XX/XY, ZZ/ZW y cromosomas sexuales múltiples). Análisis de la
determinación del sexo en Drosophila melanogaster y en mamíferos. Mosaicos sexuales e intersexos en
Drosophila. Herencia no mendeliana: Efecto materno (Limnaea peregra). Herencia epigenética:
Compensación de dosis, cromatina sexual; mecanismo de la inactivación del X.; impronta genómica:
síndromes de Prader-Willi y Angelman. Herencia extranuclear; ejemplos en Drosophila. Características
de los genomios cloroplástico (cpDNA) y mitocondrial (mtDNA). Mutaciones en cpDNA y en mtDNA, su
transmisión y expresión. Ejemplos de genética de organelas: petites de Saccharomyces cerevisiae.
Citopatías mitocondriales en la especie humana. Herencia infecciosa.
Módulo VII: Genética de poblaciones. Población mendeliana, especie. Frecuencias alélicas y
genotípicas. Valor adaptativo. Polimorfismo. Ley de equilibrio (Hardy-Weinberg) para un locus con dos
alelos. Equilibrio para un locus con alelos múltiples. Equilibrio en genes ligados al sexo. Factores que
modifican las frecuencias génicas: mutación, migración, selección y deriva. Tipos de selección natural.
Módulo VIII: Mecanismos de transcripción: RNA polimerasa. Transcripción en bacterias:
Características de la unidad de transcripción. Factores sigma alternativos. Controles negativo y positivo de
la iniciación de la transcripción. Control de la terminación; terminación rho dependiente e independiente;
atenuación; antiterminación. Operones lactosa, arabinosa, triptofano. Transcripción en eucariotas:
Estructura de un gen. RNA polimerasas de eucariotas. Promotores centrales de la RNA pol II. Factores de
transcripción generales (GTF). Complejo de preiniciación de la RNA Pol II. Complejo mediador, proteínas
reguladoras de la transcripción y enzimas modificadoras de los nucleosomas. Elongación. Procesamiento
del pre-mRNA: Bloqueo en 5´, empalme del transcripto primario y poliadenilación del extremo 3´ y
terminación. Corte y empalme; snRNPs, empalmosoma, etapas del proceso. Transempalme. Empalme
alternativo (ejemplos en Drosophila). Mezcla de exones. Corrección (edición) del mensajero. Intrones del
grupo I y del grupo II.
MODALIDAD DE TRABAJO:
La asignatura está estructurada en clases teórico-prácticas y prácticos de laboratorio. Debido al
carácter intensivo de la materia, las clases teóricas "magistrales" han sido reducidas al mínimo, no así el
contenido teórico correspondiente, lo que requiere de una gran dedicación por parte del estudiante en
cuanto a lectura de bibliografía. Para que cada alumno construya su propio esquema de la asignatura, se
divide el curso en comisiones de hasta cuarenta alumnos. Cada comisión está a cargo de un grupo de
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docentes durante todo el cuatrimestre, lo que hace posible un “seguimiento” personalizado. A su vez, la
comisión se divide en grupos para trabajar los distintos temas a través de: la resolución de problemas,
planteo y/o verificaciones de hipótesis, discusión de resultados y de búsqueda bibliográfica. Dicho de otra
manera, el método científico, en vez de ser “enseñado” a través de una clase teórica, es llevado a la
práctica en forma continua. Las clases son semiestructuradas estimulando la participación activa de los
estudiantes a través de planteos novedosos y que estimulen el interés general. Para cada guía de
problemas, se indicará la bibliografía correspondiente que deberá ser leída CON ANTERIORIDAD a la
clase. Los profesores señalaran los conceptos teóricos más importantes pero esto no reemplaza de
ninguna manera la lectura de textos.
Importante: Esta materia no se guía exclusivamente por algún libro de texto en particular, el
listado que figura en el programa puede ser útil como consulta para algunos aspectos y temas de la
materia, pero no hay un sólo libro que sirva por sí solo para abarcar integralmente toda la materia. El
programa de la materia fue elaborado y fue evolucionando a lo largo de los años, sobre la base de material
procedente no sólo de libros especializados sino también de revisiones y publicaciones de investigación
originales.
Cada encuentro tendrá una duración de dos a tres horas y la asistencia es obligatoria con un
mínimo del 80%.
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Esta modalidad tiende a capacitar a los alumnos para:
Trabajar con libros, artículos, etc., comprendiendo lo que leen en forma crítica.
Tomar apuntes, resumir, extraer las ideas principales, sacar conclusiones.
Planear y realizar experimentos.
Exponer los conocimientos adquiridos.
Defender sus opiniones y conclusiones.
Valorar la contribución de los científicos.
CRONOGRAMA *
Miércoles
10-12hs
Viernes
13-16hs
16/03
Mód 1: Introducción
Mód 1: Estructura
DNA
Mód 2: Métodos de
manipulación del
DNA
Mód 2: DNA
recombinante
(seminarios)
Mód 3: Técnicas de
estudio de
cromosomas
Mód 3: Mutaciones
estructurales
(seminario)
23/03
Mód 2: DNA
recombinante
10-12hs
13-16hs
18/03
Mód 1: Niveles
Mód 1. Organización del
condensación del
genoma nuclear.
DNA
Transposición
25/03 Feriado
30/03
Mód 2: DNA
recombinante
Mód 2: DNA
recombinante
6/04
Mód 3: Mutaciones
estructurales
Mód 3: Mutaciones
estructurales
1/04
Mód 2: Resolución
problemas DNA
Mód 3: Cromosomas
8/04
Mód 3: Mutaciones
estructurales
13/04
Mód 3: Mutaciones
numéricas
Mód 3: Mutaciones
numéricas
15/04
Mód 3: Mutaciones
numéricas
20/04
Mód 4: Experimentos
caracteres cualitativos
de Mendel
22/04 feriado
Mód 4: Herencia de
4
27/04
Mód 4: Módificaciones de
Mód 4: Módificaciones
de las relaciones
fenotípicas 3:1 y 9:3:3:1
las relaciones
fenotípicas 3:1 y 9:3:3:1.
4/05
Mód 5: Mapeo
Mód 5: Mapeo
genético (Seminarios) genético
11/05
Mód 6: Reproducción
Mód 5: Mapeo físico
sexual y asexual.
18/05
Mód 7: Genética de
Mód 7: Genética de
Poblaciones
Poblaciones
25/05 Feriado
Mód 4: Experimentos
de Morgan
Mód 5: Mapeo físico
(Seminarios)
Mód 6: Mecanismos
de determinación del
sexo
Mód 7: Genética de
Poblaciones
Mód 7: Genética de
Poblaciones
Mód 8: Transcripción
en procariotas
Concepto de gen
Enigmas genéticos
1/06
Mód 8: Transcripción
en procariotas
8/06
Resolución de
problemas
Mód 8: Transcripción
en eucariotas
Problemas
integradores
29/04
Mód 4: Experimentos de
Morgan
6/05
Mód 5: Mapeo físico
13/05
Mód 6: Herencia no
mendeliana
20/05
Mód 7: Genética de
Poblaciones
27/05
Mód 7: Genética de
Poblaciones
3/06
Mód 8: Transcripción en
eucariotas
10/06
Práctico de citogenética
* El trabajo Práctico de Drosophila melanogaster no está contemplado en este cronograma porque, como
se necesitan varios días para realizar el recuento de las moscas, los alumnos tendrán que acercarse al
laboratorio en los horarios que les resulten más convenientes.
PARCIALES:
1º Parcial: Módulos 1, 2 y 3. Sábado 30 de abril de 9 a 12hs.
2º Parcial: Módulos 4 y 5. Sábado 21 de mayo de 9 a 12hs
3º Parcial: Módulos 6, 7 y 8. Miércoles 15 de junio de 13 a 16hs.
BIBLIOGRAFÍA
 Calladine CR, Drew HR. (1997). UNDERSTANDING DNA. 2nd edition. Academic Press.
 Clark MS, Wall WJ. (1996). CHROMOSOMES. THE COMPLEX CODE. 1st edition. Chapman &
Hall.
 Falconer, D.S., Mackay TFC. (1996). INTRODUCTION TO QUANTITATIVE GENETICS. 4 th
edition. Longman.
 Gardner EJ, Simmons MJ, Snustad DP. (1991). PRINCIPLES OF GENETICS. 8th edition. John
Wiley & Sons.
 Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM, William M. (2000). GENÉTICA
MODERNA. McGraw-Hill – Mexico.
 Hartl, L.D., Clark, A.G. (1997). PRINCIPLES OF POPULATION GENETICS. 3rd edition. Sinauer.
 Klug WS, Cummings MR., Spencer CA. (2006). Conceptos de Genética. Prentice Hall.
 Lewin, B.J. GENES Jones and Bartlett - Boston
 Lewis R. (1999). HUMAN GENETICS. 3rd edition. McGraw-Hill.
 Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira PS, Baltimore D, Darnell J. (2002). BIOLOGÍA
CELULAR Y MOLECULAR. (Traducción española de la 4ta edición). Editorial Médica
Panamericana.
 Macgregor HC, Varley JM. (1988). WORKING WITH ANIMAL CHROMOSOMES. John Wiley &
Sons.
 Pierce BA. (2006) GENÉTICA: UN ENFOQUE CONCEPTUAL - 2a ed. Editorial Medica
Panamericana. Buenos Aires.
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 Puertas Gallegos MJ. (1999). GENÉTICA. FUNDAMENTOS Y PERSPECTIVAS. 2da edición.
McGraw-Hill; Interamericana de España.
 Solari AJ. (1999). GENÉTICA HUMANA. 2da edición. Editorial Panamericana.
 Stansfield, W.D. (1992). GENÉTICA. (Traducción española de la 3ra edición). Mc Graw-Hill.
 Strachan T, Read AP. (1999). GENÉTICA MOLECULAR HUMANA. (Traducción española de la 1ra
edición). Ediciones Omega.
 Tamarin R. H. (1996) PRINCIPIOS DE GENÉTICA. (Traducción española de la 4ta edición).
Editorial Reverté.
 Walker MR, Rapley R. (1997). ROUTE MAPS IN GENE TECHNOLOGY. 1st edition. Blackwell.
TRABAJOS PRÁCTICOS:
1) Práctico integrador del Módulo IV. Herencia de caracteres cualitativos.
Ciclo biológico de Drosophila melanogaster: Observación de los distintos estadíos (huevo, larva,
pupa y adulto). Observación de ejemplares adultos: reconocimiento de los caracteres sexuales
secundarios que permiten distinguir entre machos y hembras, y de fenotipos salvaje y mutantes.
Estudio de una segregación mendeliana simple: Diagramación y realización de cruzamientos
(primera y segunda generación filial) con distintas líneas de D. melanogaster: Análisis de los
resultados y verificación estadística de las hipótesis planteadas.
2) Práctico integrador de los módulos II y III: Metodologías aplicadas a la obtención y estudio de
los cromosomas.
Técnicas citogenéticas clásicas y moleculares Cariotipo. Idiograma. Observación interpretación y
análisis de preparaciones citogenéticas, fotografías y cariotipos con técnicas de coloración
diferencial (Bandeos-G, -Q, -R y con otros fluorocromos) y técnicas de coloración selectiva
(Bandas-C, NOR). Cariotipado de una célula de cebada y de una metafase humana con bandeo
G. Determinación del número cromosómico, número fundamental, sexo; análisis de diferentes
mutaciones cromosómicas estructurales y numéricas; identificación de microcromosomas
Cromosomas politénicos: técnica de preparación y observación al microscopio.
Utilidad en la citogenética clínica y comparativa.
HORARIOS DE CLASE: Lunes y miércoles de 10 a 12hs y de 13 a 16hs.
HORARIOS DE CONSULTA: Lunes de 12 a 13hs, martes de 12 a 13:30 hs, miércoles y viernes de 8:30 a
9:30hs.
REQUISITOS PARA LA REGULARIZACIÓN
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Asistencia al 80% de los teórico-prácticos.
Asistencia (100%) y aprobación de los informes sobre los trabajos prácticos.
Aprobación del 60% de los parciales.
EXÁMENES PARCIALES
Los exámenes parciales son escritos (tres en total y un recuperatorio integrador al final) y consisten en
la evaluación de conocimientos teóricos y la resolución de problemas integradores sobre los distintos
temas vinculados con los módulos temáticos. La evaluación no queda restringida únicamente a un parcial,
sino que se realiza un seguimiento permanente del alumno. Para ello se mide la actividad individual y
grupal tanto en las clases teórico-prácticas como en los prácticos de laboratorio. Aprobación conforme a
la ficha de evaluación personal; mínimo 60 puntos de 100.
EXAMEN FINAL
El examen final es oral para los estudiantes que hayan regularizado la materia. Los alumnos en
condición de libres deberán rendir y aprobar primero un examen escrito de resolución de problemas para
el que dispondrán de 3hs y luego el examen oral.
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