Tutoría Genética

UNIVESIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
UNAD
TUTORIA DE GENÉTICA
ALBERTO GARCÍA JEREZ
- BIÓLOGO UIS
- ESPECIALISTA EN QUÍMICA AMBIENTAL UIS
Mendel publicó sus trabajos en 1866, pero ningún científico
importante de su tiempo lo conoció, fue hasta 1900 cuando
Hugo de Vries, Carl Curres y Erick Schermat descubrieron,
trabajando sobre los procesos de la herencia que Mendel ya
los había descubierto.
El éxito de los cruzamientos de Mendel se debe en parte al
material con el que trabajó (Pisum sativum, barato, fácil de
manipular, se puede autofecundar y con tasas de
reproducción elevada) y con el método empleado
(tratamiento matemático de los resultados, algo innovador
en su época)
1900: Hugo de Vries (Holanda); Carl Correns
(Alemania) y Eirch von Tschermack (Austria),
estudiando la reproducción en las plantas
redescubren los trabajos de Mendel y les dan
prioridad
Hugo de Vries
1926: Thomas Hunt Morgan (1866-1945),
biólogo y genetista estadounidense descubrió
cómo los genes se transmiten a través de los
cromosomas, y confirmó así las leyes de la
herencia de Gregor Mendel y sentó las bases
de la genética experimental moderna.
Thomas Hunt Morgan
GENÉTICA CLÁSICA
1865 Publicación del artículo de Gregor Mendel Experiments on Plant Hybridization
1869 Friedrich Miescher descubre lo que hoy conocemos como ADN
1880-1890 Walther Flemming, Eduard Strasburgr, y Edouard Van Beneden describen
la destribución cromosómica durante la división celular.
1903 Walter Sutton establece la hipótesis según la cual los cromosomas, segregados
de modo mendeliano, son unidades hereditarias
1905 William Bateson acuña el término "genética" en una carta dirigida a Adam
Sedgwick
1906 * 1906 William Bateson propone el término "genética"
1908 Ley de Hardy-Weinberg
1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas
1913 Alfred Sturtevant realiza el primer mapa genético de un cromosoma
1913 Los mapas genéticos muestran cromosomas conteniendo genes organizados
linealmente
1918 Ronald Fisher publica "The Correlation Between Relatives on the Supposition of
Mendelian Inheritance". Comienza la Síntesis evolutiva moderna.
1928 Frederick Griffith descubre que el material hereditario de bacterias muertas
puede ser incorporado en bacterias vivas
1931 Crossing over se identifica como la causa de la recombinación genética
1933 Jean Brachet demuestra que el ADN se encuentra en los cromosomas y que el
ARN está presente en el citoplasma de todas las células.
1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle muestran que los genes codifican
las proteínas.
LA ERA DEL ADN
1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty aíslan ADN como
material genético
1950 Erwin Chargaff muestra que los cuatro nucleótidos no están presentes en los
ácidos nucleicos en proporciones estables, pero que parecen existir algunas leyes
generales. La cantidad de adenina, A, por ejemplo, tiende a ser igual a la de timina,
T. Barbara McClintock descubre el transposones en el maiz
1952 El experimento Hershey-Chase prueba que la información genética de los
fagos (y de todos los organismos) es ADN
1953 James D. Watson y Francis Crick demuestran la estructura de doble hélice del
ADN
1956 Joe Hin Tjio y Albert Levan establecen en 46 el número de cromosomas en
humanos
1958 El experimento Meselson-Stahl demuestra que el ADN se replica de modo
semiconservador.
1961 El código genético se ordena en tripletes
1964 Howard Temin muestra, utilizando virus de ARN, que la dirección de
transcripción ADN-ARN puede revertirse
1970 Se descubren las enzimas de transcripción, lo que permite a los científicos
cortar y pegar fragmentos de ADN
LA ERA DE LA GENÓMICA
1972 Walter Fiers y su equipo, en el Laboratorio de biología molecular de la
Universidad de Ghent (Ghent, Bélgica) fueron los primeros en determinar la
secuencia de un gen: el gen para la proteína del pelo del bacteriógrafo MS2.
1976 Walter Fiers y su equipo determinan la secuencia completa del ARN del
bacteriógrafo MS2
1977 Primera secuenciación del ADN por Fred Sanger, Walter Gilbert, y Allan
Maxam.
1983 Kary Banks Mullis descubre la reacción en cadena de la polimerasa
1989 Francis Collins y Lap-Chee Tsui secuencian el gen humano codificador de la
proteína CFTR
1995 Se secuencia por primera vez el genoma de un organismo vivo (Haemophilus
influenzae)
1996 Primera secuenciación de un genoma eucariota: Saccharomyces cerevisiae
1998 Primera secuenciación del genoma de un eucariota multiceular:Caenorhabditis
elegans
2001 Primeras secuencias del genoma humano por el Proyecto Genoma Humano y
Celera Genomics.
2003 El Proyecto Genoma Humano publica la primera secuenciación completa del
genoma humano con un 99.99% de fidelidad
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
Material genético de todos los organismos celulares y casi todos los
virus. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de
proteínas y la replicación.
Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas
formadas por nucleótidos.
Las cadenas forman una escalera en espiral doble hélice.
EL NUCLEÓTIDO formado por:
Una molécula de
llamada desoxirribosa.
azúcar
Un grupo fosfato
Uno de cuatro posibles
compuestos
nitrogenados
llamados bases: adenina (A),
guanina (G), timina (T) y citosina
(C).
ESTRUCTURA DEL ADN
WATSON & CRICK
In front of their model of the DNA double helix. Photographed in their room at the
Cavendish Laboratory, Cambridge, 21 May, 1953. (Royal Society, London.)
ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN
GENÉTICA
La información necesaria para la construcción y el funcionamiento de un
organismo reside en el ADN, organizada en fragmentos denominados
genes, los cuales están dispuestos linealmente unos a continuación de
otros en los cromosomas.
Cromosoma (del griego chroma, color, y soma, cuerpo
o elemento) es cada uno de los pequeños cuerpos en
forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina
del núcleo celular en la mitosis y la meiosis, cada uno
de los cuales se divide longitudinalmente, dando origen
a dos cadenas gemelas (iguales). Su número es
constante para una especie determinada; en Homo
sapiens sapiens (el ser humano) se tienen 46. De ellos
44 son autosómicos y 2 son sexuales o gonosomas.
CROMOSOMA:
Son los portadores de la información en los eucariontes Son estructuras
celulares formadas por DNA y proteínas, encargadas de transmitir los
caracteres hereditarios de una célula a otra. Constan de una serie de genes
y se presentan en pares (homólogos) .
Se observan en la mitosis o meiosis del ciclo celular.
Cada especie tiene un número
determinado de cromosomas : hombre
46, maíz 20, mosca Drosophila 8.
Clases de cromosomas :
Autosomas:
llevan
información
somática (características del cuerpo) y
siempre son homólogos.
Heterocromosomas: determinan el
sexo (X y Y).
CICLO CELULAR
1) Interfase, que consta de:
• Fase de síntesis del ADN (S):
• Fase G1 Crecimiento celular
• G2 (intervalo):
2) Mitosis (M): Se observan los cromosomas
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
GEN
GEN región del ADN que se
transcribe a un ARN.
Los genes de las bacterias y de
los organismos superiores se
diferencian en su organización.
Los genes eucariotas son complejos y discontínuos es decir que poseen
regiones CODIFICANTES y otros que son NO CODIFICANTE.
GEN
Gen: Unidad hereditaria
LOCUS: lugar que ocupa el
Gen en el cromosoma.
LOCI: plural de locus
Las regiones codificantes se llaman
EXONES y las no codificantes se
llaman INTRONES. El proceso en el
cual se eliminan los intrones y
empalman los exones se denomina
SPLICING.
ALELOS
Ocupan el mismo lócus
en cromosomas
homólogos
Genes que controlan la variación de un mismo carácter. Son
las formas alternativas de un gen.
ALELOS
ALELO DOMINANTE:gen que se expresa
cuando está presente, sin importan si el
organismo es homo o heterocigoto
ALELO RECESIVO: alelo o gen que no
se expresa en estado heterocigoto
GENOTIPO:
Constitución genética de un organismo
Es el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus
progenitores.
En organismos diploides, la mitad de los genes se heredan del padre y la
otra mitad de la madre.
FENOTIPO
Es la manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los
caracteres observables en un individuo. El fenotipo es el resultado de la
interacción entre el genotipo y el ambiente.
HOMOCIGOTO
Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo el
mismo tipo de alelo, por ejemplo, AA o aa .
HETEROCIGOTO.
Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo un alelo
distinto, por ejemplo, Aa.
PRIMERA LEY DE MENDEL
En este caso, en la F1 :
• Fenotipo = 100% amarillas
(probabilidad fenotípica)
• Genotipo = 100% Aa
(probabilidad genotípica)
SEGUNDA LEY DE MENDEL
En este caso, en la F2 :
• Fenotipo = 75% amarillas
25% verdes
(probabilidad fenotípica)
Genotipo = 25% AA
50% Aa
25% aa
(probabilidad genotípica)
TERCERA LEY DE MENDEL.
LA HERENCIA INDEPENDIENTE DE CARACTERES
Hace referencia al caso de que se
contemplen dos caracteres distintos.
Cada uno de ellos se transmite
siguiendo las leyes anteriores con
independencia de la presencia del
otro carácter
9/16 semillas lisa y amarillas
3/16 semillas rugosas y amarillas
3/16 semillas rugosas y verdes
1/16 semillas rugosas y verde
DOMINANCIAINCOMPLETA
Condición en la cual ningún alelo
es dominante sobre el otro.
La condición es reconocida para
heterocigotos que expresan un
fenotipo intermedio en relación a
los fenotipos paternos.
Una planta roja se cruza con una
planta de flores blancas, la
progenie será toda rosa.
Cuando una rosa se cruza con
otra rosa, la descendencia es 1
roja, 2 rosas, y una blanca
CODOMINANCIA
CODOMINANCIA
La característica de los genes codominantes es que ambos se
expresan en el el organismo heterocigoto.
Un ejemplo de genes codominantes en humanos, son el tipo
sanguíneo humano.
En el humano reconocemos cuatro tipos sanguíneos: A, B, AB y O,
productos de la interacción de tres alelos para un mismo gen: A, B y
O.
La relación que se da entre estos tres alelos (alelo = variantes de un
mismo gen) es la siguiente: los alelos A y B dominan sobre el alelo O,
mientras que los alelos A y B son codominantes entre sí.
GRUPOS SANGUÍNEOS
TU PUEDES
RECIBIR SANGRE
DE:
TIPO
REACCIONA
CONTRA…
TU LE PUEDES
DAR SANGRE A
A+
B
A+ AB+
A+ A- O+ O-
O+
A/B
O+ A+ B+ AB+
O+ O-
B+
A
B+ AB+
B+ B- O+ O-
AB+
Ninguno
AB+
Cualquiera
A-
A+ A- AB+ AB-
A- O-
O-
Cualquiera
O-
B-
B+ B- AB+ AB-
B- O-
AB-
AB+ AB-
AB- A- B- O-
POSIBLE
NO POSIBLE
0
0, A, B, AB
AB
A, B, 0
A
A, AB
A
B, 0
B
B, AB
B
A, 0
¿Qué es el factor Rh?
El Factor Rh es un aglutinógeno encontrado en 1940 por Landsteiner y
Weiner, en los glóbulos rojos en uno primates (Macacus rhesus) y que también
existe normalmente en el 85% de los humanos, que por esta causa se
denomina Rh positivos.
Rh
La proteína Integral de membrana aglutinógena que está presente en
todas las células. Un 85% de la población esta proteína es dominante y
corresponde a una secuencia de aminoácidos denominados habitualmente
Rh+.
Rh- es la misma proteína pero con modificaciones en ciertos aminoácidos
que determinan diferencias significativas en la superficie de los glóbulos
rojos.
Los humanos Rh- (15%), disponen de anticuerpos (aglutininas) en el
plasma que reaccionan con los glóbulos rojos Rh+. En sucesivas
transfusiones pueden destruir los glóbulos rojos del donante Rh+.
El factor Rh
Rh+
Rh-
Los genotipos posibles
Rh+/Rh+
Rh+/RhRh-/Rh-
++ es positivo y + - es también positivo porque el gen + es dominante.
-- es negativo porque el gen - es recesivo.
La madre de un bebé es Rh-negativa y el padre es Rh-positivo, es posible que
el bebé herede la sangre Rh-positiva de su padre. Puede provocar en la
madre Rh- la producción de aglutininas que podrán ser la causa de la
enfermedad hemolítica de los recién nacidos.
Padre
Madre
Hijos
Caso 1
++
++
++ 100%
Caso 2
++
+-
++ 50%
+- 50%
Caso 3
+-
++
++ 50%
+- 50%
Caso 4
++
--
+- 100%
Caso 5
--
++
+- 100%
Caso 6
+-
+-
Caso 7
+-
Caso 8
Caso 9
Probabilidad Media
++ 25%
Hijos
Hijos
+- 50%
-- 25%
--
+- 50%
-- 50%
--
+-
+- 50%
-- 50%
--
--
-- 100%
25%
50%
25%
Grupo sanguíneo A
Rh positivo
A+
Rh negativo
A-
B
B+
B-
O
O+
O-
AB
AB+
AB-
LETALIDAD DE UN GEN
La letalidad de un gen o puede ser dominante cuando en
heterozigosis provoca la muerte del zigoto.
Muchos alelos letales dominantes actúan en fases tempranas del
desarrollo, por lo que son eliminados y no pasan a la siguiente
generación.
Otros lo hacen tardíamente, como en el caso de la enfermedad de
Hutington en la especie humana.
Los alelos letales pueden ser recesivos
La enfermedad de Tay-Sachs afecta al sistema nervioso central y es
de carácter hereditario. Los individuos son incapaces de producir una
enzima llamada hexosaminidasa A que participa en la
descomposición de algunas sustancias grasas, las cuales se
acumulan y degeneran al sistema nervioso central.
LETALIDAD DE UN GEN
• Al cruzar dos heterozigotos el pelaje amarillo en los ratones
depende del alelo de un gen que es dominante sobre el alelo
normal (que condiciona el pelaje agutí. Siempre que se crucen
dos ratones de pelaje amarillo, encontraremos en la
descendencia ratones de pelaje agutí:
P
F1
Genotipo
Aa
Aa
Fenotipo
Pelaje amarillo
Genotipo
¼ AA
Fenotipo
MUEREN
Pelaje amarillo
¼ Aa+¼ Aa +
¼ aa
AMARLLO
AGUTÏ
+
2/3 amarillo +
1/3 agutí
SUPERDOMINANCIA
ANEMIA DE CÉLULAS FALCIFORMES O ANEMIA
DREPANOCÍTICA
Hemoglobinopatía, enfermedad que afecta la hemoglobina, una
proteína que forma parte de los glóbulos rojos y se encarga del
transporte de oxígeno.
El origen genético y se da por la sustitución de un aminoácido en su
conformación.
Provoca que a baja presión de oxígeno la hemoglobina se deforme y
el eritrocito adquiera aspecto de una hoz.
Morfología de los eritrocitos:
Homocigoto AA se observa la morfología normal, células bicóncavas.
Honiozigoto SS se observa eritrocitos muy deformes, en forma de hoz, de ahí el
nombre de falciforme.
Heterocigoto AS se observan células deformes, pero que se pueden considerar
intermedias entre la forma normal y la forma falciforme. Es intermedia entre los
alelos A y S.
La hemoglobina S en la cadena polipeptídica β tiene sustituido el en sexto
aminoácido, el ácido glutámico (con carga negativa) por valina (neutro).
La cantidad hemoglobina A (60%) y de S (40%), luego el alelo A se
comporta como parcialmente dominante sobre S.
Los heterozigotos AS son muy resistentes a la malaria. Este es un caso
de superdominancia.
ALELOS MULTIPLES
La existencia de varios alelos para un gen dado viene determinado por
la misma estructura del gen: una secuencia de nucleótidos que dirige la
síntesis de una secuencie de aminoácidos.
Dos secuencias de nucleótidos del mismo gen en dos individuos, o en el
mismo individuo, podrán ser alelos distintos sólo con que se diferencien
en un par de nucleótidos, aunque esta mínima diferencia no implique
cambios morfológicos ni metabólicos
PLEIOTROPIA
En biología la pleiotropía (del griego pleio, "muchos", y tropo,
"cambios") es el fenómeno por el cual un solo gen es responsable de
efectos fenotípicos o caracteres distintos y no relacionados.
Pleiotropía se conoce al efecto de un solo gen en más de una
característica.
LA ANEMIA DREPANOCÍTICA es una enfermedad humana de las
áreas tropicales donde la malaria es común. Los individuos que la
sufren tienen un sinnúmero de problemas debido al efecto pleiotrópico
del alelo de la anemia drepanocítica.
FIBROSIS CÍSTICA (FC) enfermedad hereditaria recesiva que
provoca la formación de moco anormalmente espeso y pegajoso por
las glándulas.
Órganos afectados con mayor frecuencia pulmones y páncreas.
También los intestinos, el hígado, las glándulas sudoríparas y los
órganos reproductores.
PLEIOTROPIA
FENILCETONURIA (PKU), es un trastorno que se caracteriza
porque la conversiónde la fenilalanina en tirosina es defectuosa.
Ausenciade la fenilalanina hidroxilasa no puede convertir fenilalanina
en tirosina,que es una aminoácido fundamental.
FENILCETONURIA (PKU)
PROTEÍNA
FENILALANINA
ÁCIDO FENILPURÚVICO
ÁCIDO FENOLACÉTICO
TIROSINA
FENILALANINA
HIDROXILASA
Los efectos pleiotrópicos reflejan, la interacción del
proceso de desarrollo en el que los productos de una vía
metabólica única, pueden afectar a muchas vías del
desarrollo. Provoca un retraso mental grave.
EPISTACIAS
Se trata de interacciones entre dos o más genes, que regulan un
mismo carácter, en donde uno de ellos (el gen epistático) inhibe o
enmascara la acción del otro (el gen hipostático), dando lugar a
proporciones mendelianas (dieciseisavos, sesenta y cuatroavos. etc.>
no típicas.
EPISTASIA DEL ALELO RECESIVO
Se trata de un gen con dos alelas, en donde el alelo dominante A no
afecta a la manifestación de otro gen, B/b (B-rojo; bb. amarillo),
mientras que el recesivo a (en homozigosis) enmascarará la acción
de B/b.
EPISTACIA RECESIVA
Padres
AA BB x aa bb
fenotipos
rojo x blanco
F1
AaBb
Fenotipo
rojo
F2
9/16-B-+ 3/16-bb +3/l6aaB1/l6aabb
Fenotipo
9 rojo
3 amarillo
4blanco
EPISTASIA DEL ALELO DOMINANTE
Se trata de un gen con dos alelos, en donde el alelo dominante A
enmascarará la manifestación de otro gen, B/b. mientras que el
homozigoto aa no afecta a su manifestación .
RESULTADO DE UNA EPISTASIA DOMINANTE
Padres
AABBxaahb
Fenotipos
blanco x amarillo
F1
Aa Bb
Fenotipo
blanco
F2
Fenotipos
9/16 A- B- + 3/16 aa B-+ 1/16 aa bb
3/6A-bb
12 blanco
3 rojo
1 amarillo
EPISTASIA DOBLE DOMINANTE
Se trata de dos genes independientes, que afectan del mismo modo a un
carácter dado, de tal manera que bastará la presencia de un alelo dominante
de cualquiera de los dos genes para que se manifieste el fenotipo dado. La
ausencia de los alelos dominantes (homozigosis recesiva para los dos genes)
dará otro fenotipo.
DOBLE EPISTASIA DOMINANTE
Padres
A1 A1 A2 A2 a1 a1 a2 a2
Fenotipos
blanco x color
F1
A1a1 A2a2
Fenotipo
blanco
F2
Fenotipos
9/16A1-A23/16 A1-a2 a2
3/16 a1a1 A215 blanco
+
1/l6a1a1 a2a2
1 color
EPISTASIA DOBLE RECESIVA
Se trata de dos genes independientes que afectan al mismo carácter. de tal
manera que siempre que al-guno de los dos genes se encuentre en
homozicosis recesiva se producirá un fenotipo. siendo necesaria la presencia
de un alelo dominante en cada gen para que se produzca otro fenotipo.
EPISTASIA DOBLE RECESIVA
Padres
AA BB X aa bb
Fenotipos
Color X Blanco
F1
AaBb
Fenotipo
color
F2
Fenotipos
9/16 A-B-+ 3/16 aa B3/16 A-bb
1/l6 aa bb
9 Color
7 Blanca
EPISTASIA DOBLE, DOMINANTE Y RECESIVA
Se trata de dos genes independientes, uno de ellos actúa como
epistático recesivo y el otro tico dominante sobre el mismo
carácter
EPISTASIA DOBLE, DOMINANTE Y RECESIVA
Padres
AA BB X aa bb
Fenotipos
Blanco X Blanco
F1
Aa Bb
Fenotipo
F2
Fenotipos
9/l6 A-B- + 3/l6aa B3/16 A- bb
1/16aa bb
13 Blanco
3 Color
INTERACCIONES EPISTÁTICAS
Genotipos
Proporción clásica
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
9
3
3
1
3
1
Epístasis dominante
Epístasis recesiva
12
9
Doble dominante
3
4
15
Doble recesiva
9
Recesiva y dominante
9
Efecto acumulativo
9
1
7
3
4
6
1
EL DOGMA CENTRAL DE CRICK O DOGMA
CENTRAL DE LA BIOLOGÍA
La información fluye (con la excepción de la transcripción reversa)
del ADN al ARN por vía del proceso llamado transcripción, y luego a
la proteína por el proceso de traducción.
Transcripción es el proceso de fabricación ARN usando el ADN
como molde.
Traducción es la construcción de una secuencia de aminoácidos
(polipéptido) con la información proporcionada por la molécula de
ARN.
El esquema de este "dogma" ha sido encontrada repetidamente y
se considera una regla general (salvo en los retrovirus).
El Ácido RiboNucleico mensajero (ARNm) es el molde para la
construcción de la proteína.
El Ácido RiboNucleico ribosómico (ARNr) se encuentra en el sitio
donde se construye la proteína: el ribosoma.
El Ácido RiboNucleico de transferencia (ARNt) es el transportador
que coloca el aminoácido apropiado en el sitio correspondiente.
El ARN tiene el azúcar ribosa en vez de desoxirribosa. La base
uracilo (U) reemplaza a la timina (T) en el ARN. El ARN tiene una sola
hebra, si bien el ARNt puede formar una estructura de forma de trébol
debido a la complementariedad de sus pares de bases.
La transcripción: Copia de ARNm de la secuencia de ADN
La ARN polimerasa abre la parte del ADN a ser transcripta. Solo una
de las hebras del ADN (la hebra codificante ) se transcribe. Los
nucleótidos de ARN se encuentran disponibles en la región de la
cromatina (este proceso solo ocurre en la interfase) y se unen en un
proceso de síntesis similar al del ADN.
Las imágenes de:
http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/may_23.html.
EL CÓDIGO GENÉTICO: TRADUCCIÓN
DEL ARN EN PROTEÍNA
El astrónomo George Gamow señaló que el código que representa a
los aminoácidos debía consistir en grupos de al menos tres de las
cuatro bases del ADN.
Los 20 aminoácidos están representados en el código genético por la
agrupación de tres letras (triplete) de las cuatro existentes.
Las posibilidades de arreglo de cuatro letras agrupadas de a tres (3)
son que tenemos 64 posibles codones (secuencia de tres bases en
el ARNm que codifica para un aminoácido específico).
El bioquímico norteamericano Marshall Nirenberg, en 1962,
trabajando con el alemán Johann Heinrich Matthaei en los National
Institutes of Health de los Estados Unidos.
Cuando la molécula de ARN es UUU (contiene una secuencia de tres
uracilos juntos), el organismo fabrica el aminoácido fenilalanina.
(**) Codifica además el aminoácidos Nro. 21: selenocisteína(UGA) y el Nro.
22: la pirrolisina(UAG). Para la inserción de los mismos es necesario además la
presencia de una secuencia de "inserción" ubicada luego del código de
terminación.
SÍNTESIS PROTEICA
Los promotores son secuencias de ADN que comienzan señales
para la transcripción del ARN. Los terminadores son señales de
detención.
La molécula de ARNm puede tener de 500 a 10.000 nucleótidos.
Los ribosomas son las organelos de la célula donde se sintetizan la
proteínas. Están formados por una subunidad liviana (30S) y una
pesada (50S).
La subunidad 30S tiene un ARNr 16S y 21 proteínas diferentes.
La subunidad 50S consiste en ARNr 23S y 5S y 34 proteínas
diferentes.
La subunidad liviana tiene el sitio para que se pegue el ARNm.
Tiene un rol crucial en la decodificación del ARN pues monitorea el
apareamiento de bases entre el codón del ARNm y el anticodón de
ARNt. También trabaja con la subunidad 50S en el proceso
denominado translocación (proceso por el cual el ARNt asociado al
ARNm se mueve un codón)
La subunidad pesada tiene dos sitios para el ARNt. Cataliza la
formación de la unión peptídica.
El ARNt tiene forma de trébol y es
el que lleva el aminoácido
apropiado al ribosoma cuando el
codón lo "llama".
En la parte terminal del brazo mas largo del ARNt se encuentran tres
bases, el anticodón, que son complementarias con el codón.
Existen 61 ARNt diferentes, cada uno posee un sitio diferente para
pegar el aminoácido y un anticodón diferente. Para el codón UUU, el
codón anticomplementario es AAA.
La unión del aminoácido apropiado al ARNt esta controlado por una
enzima: la aminoacil-ARNt sintetasa.
La energía para la unión del aminoácido al ARNt proviene de la
conversión de
monofosfato).
ATP
(adenosín-trifosfato)
a
AMP
(adenosín-
La traducción es el proceso de convertir las secuencias del ARNm
en una secuencia de aminoácidos.
El código de iniciación es el AUG que codifica para el
aminoácido metionina (Met). La traducción no ocurre si no está el
codón AUG, por lo tanto la metionina (en realidad la formilmetionina, f-Met ) es siempre el primer aminoácido de la cadena
polipeptídica, y frecuentemente se elimina al final del proceso.
El complejo formado por ARNt/ARNm/subunidad ribosómica
pequeña es llamado "complejo de iniciación". La subunidad
grande se pega al complejo de iniciación. Luego de esta fase el
mensaje progresa durante la elongación de la cadena polipeptídica.
Un nuevo ARNt lleva otro aminoácido al sitio P vacío del complejo
ribosoma /ARNm y posteriormente se forma un enlace peptídico con
el aminoácido del sitio ocupado.
El complejo se mueve a lo largo del ARNm hasta el próximo triplete,
liberando el sitio A.
El nuevo ARNt entra en el sitio A y se repite el proceso. Cuando el codón es
un codón de terminación, un factor de liberación se pega al sitio, parando la
traducción y liberando al complejo ribosómico del ARNm.
A menudo muchos ribosomas leen el mismo mensaje y forman una
estructura conocida como polisoma. De esta manera la célula puede
rápidamente fabricar varias proteínas similares.
PREPARACIÓN DE CARIOTIPOS
Células cultivadas son detenidas en metafase adicionando
colchicina
Esto es cuando los cromosomas están más condensados y son
fáciles de identificar
Células detenidas son reventadas
Cromosomas metáfasicos son fijados y teñidos
Cromosomas son fotografiados a través del microscopio
Fotografía de cromosomas es cortadad y arreglada para formar un
diagrama del cariotipo
EL CARIOTIPO
Es el ordenamiento de los cromosomas de una célula metafásica de
acuerdo a su tamaño y morfología. El cariotipo es característico de
cada especie y, el ser humano tiene 46 cromosomas o 23 pares de
cromosomas, organizados en 22 pares autosómics y un par sexual.
(Hombre XY) (Mujer XX).
•En un cariotipo los cromosomas son
organizados por tamaño, desde el más
largo hasta el más pequeño.
•Con excepción de los cromosomas del
sexo el cual acostumbra colocarse al final.
EL CARIOTIPO
Los grupos que comprende el cariotipo humano son los siguientes:
- CROMOSOMAS GRANDES
Grupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y submetacéntricos
Grupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricos
-CROMOSOMAS MEDIANOS
Grupo C, (cromosomas 7, 8, 9, 10, 11, 12 y además los
cromosomas X),
submetacéntricos
Grupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricos
- CROMOSOMAS PEQUEÑOS
Grupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricos
Grupo F, (cromosomas 19 y 20) metacéntricos
Grupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos
Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos
correspondientes y se ponen juntos aparte al final del cariotipo.
DIAGRAMA DEL CARIOTIPO
UN DIAGRAMA DE PEDIGRÍ
Es un diagrama que comunica todos los fenotipos conocidos para
un organismo y sus ancestros.
La palabra pedigrí de la palabra francesa pied de gru, o "pie de
grulla", puesto que supuestamente sus líneas son parecidas a la
delgada pata y pie de la grulla.
Genealogía (del latín genealogia, genea del griego genos, raza,
nacimiento, descendencia, + logia del griego logos, ciencia,
estudio) es el estudio y seguimiento de la ascendencia y
descendencia de una persona o familia .
AUTOSÓMICO RECESIVO
Ambos sexos se afectan
Aunque los padres aparentan ser normales la condición aparece en
sus hijos en una fracción ¼ (ambos padres heterocigotos).
La característica solo se expresa cuando el individuo es homocigoto
recesivo.
La probabilidad es más alta entre matrimonios consanguineos.
La característica parece saltar generaciones.
Ejemplos:
Fenilcetonuria
Albinismo
AUTOSÓMICO DOMINANTE
La característica es expresada en ambos sexos y ningún sexo esta más
propenso que el otro.
Fenotipo aparece en todas las generaciones y cada persona afectada
tiene un progenitor que padece la enfermedad
Persona que no muestra el fenotipo no le transmitirán la condición a los
hijos.
En las familias en que uno de los padres tiene el gen hay una
probabilidad de 50% de que cualquiera de los hijos herede la condición.
Ejemplo condiciones autosómicos dominantes:
Acondroplasia
Neurofibromatosis
Enfermedad Huntington
HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE: CARACTERÍSTICAS
Todos los afectados tienen, por lo menos, un parental afectado.
Varones y mujeres tienen la misma probabilidad de estar afectados.
Tanto los varones como las mujeres son capaces de transmitir la
enfermedad.
La descendencia de matrimonios entre heterocigotos (afectados) y sanos,
se compone de un 50% aprox. de ind. sanos y un 50% aprox. de ind
afectados.
La anomalía no aparece en la descendencia de ind. normales.
La anomalía será más extrema o severa en los individuos homocigotos que en
los heterocoigotos. (Puede llegar a ser letal).
ACONDROPLASIA
Alelo autosómico dominante
En forma homocigota usualmente conduce a abortos
Heterocigotas presentan un tipo de enanismo
Tienen brazos y piernas cortos en relación con otras partes del cuerpo
HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE
Caracter que aparece típicamente en cada generación
COREA DE HUNTINGTON
Alelo autosómico dominante
Causa movimientos involuntarios, deterioro del sistema nervioso, muerte
Síntomas usualmente no se muestran hasta que la persona tiene más
de 30 años
El alelo se hereda antes de saber que ellos mismos lo tienen
HERENCIA AUTOSÓMICA RECESIVA:
CARACTERÍSTICAS
La mayoria de los individuos afectados tienen padres (v y m) normales.
Pueden pasar muchas generaciones sin que aparezca la anomalia o el
carácter.
El rasgo o anomalía se expresa en ambos sexos y se transmite a
varones y mujeres con frecuencias similares.
El matrimonio entre heterocigotos (fenotipo normal) produce hijos(as)
normales y afectados en una proporción de 3:1.
Sesgo en la selección de familias: sólo identificamos a los
matrimonios entre heterocigotos cuando ya han tenido algun hijo(a)
afectado(a).
PATRÓN DE HERENCIA AUTOSÓMICA
RECESIVA
•Si ambos padres son heterocigotos, los hijos tendrán un 25%
deprobabilidad de estar afectados
GALACTOSEMIA
Causada
por
alelo
autosómico recesivo
Gene especifica una
enzima mutante en la vía
que degrada la lactosa
enzima 1
lactosa
enzima 3
enzima 2
galactosa
+
glucosa
galactosa-1fosfato
galactosa-1fosfato
intermediario
en glicólisis
PROGERIA DE HUTCHINSON-GILFORD
Mutación causa envejecimiento acelerado
No evidencia de su segregación en familias
Parece ser dominante
Parece ser una mutación espontánea
Usualmente causa muerte en adolescencia temprana
DETERMINACIÓN CROMOSÓMICA DEL SEXO:
SISTEMA XY
CROMOSOMAS SEXUALES O HETEROCROMOSOMAS
En muchos organismos, uno de los pares de los cromosomas homólogos es
distinto al resto, determinando genética del individuo.
SISTEMA DE DETERMINACIÓN XY:
Las hembras, siendo XX, darán gametos iguales con cromosoma X, sexo
homogamético
Los machos, siendo XY, darán dos tipos de gametos, uno con el cromosoma X
y otro con el cromosoma Y.
DETERMINACIÓN CROMOSÓMICA DEL SEXO:
SISTEMA XY
La probabilidad de que en la fecundación, al unirse los gametos, resulte una
combinación XX (hembra) o XY (macho) es aproximadamente del 50%.
Sistema de determinación ZW: en otras especies (mariposas, p.e.) ocurre lo
contrario, el sexo masculino es homogamético (ZZ) y el femenino
heterogamético (ZW).
Sistema de determinación XO: otras especies (peces, insectos, anfibios) que
no tienen el cromosoma Y, determinándose el sexo por el número de
cromosomas X, macho XO y hembra XX.
DETERMINACIÓN CROMOSÓMICA DEL SEXO:
SISTEMA XY
Porción no homóloga, genes ligados al X
X
Región
pseudoautosómica
Y
Genes holándricos
DETERMINACIÓN CROMOSÓMICA DEL SEXO:
SISTEMA XY
X a la izquierda e Y a la derecha (aprox. 10.000 X) Usada con
autorización de http://www.nature.com/
EL CROMOSOMA X (HOLÁNDRICO)
En seres humanos está situado en el llamado par
23. Cuando en el par 23 se da XX el sexo del
individuo es cromosómicamente llamado hembra.
EL CROMOSOMA Y
(GONOSOMAS O
HETEROCROMOSOMAS)
Presente en los machos.
El cromosoma Y surge en la evolución
posterior al cromosoma X, tratándose
de una mutación de dicho cromosoma
X (la pérdida de uno de los segmentos
de X dio lugar a la forma estructural del
cromosoma Y
EL CROMOSOMA Y
(GONOSOMAS O HETEROCROMOSOMAS)
Existe un gen en el cromosoma Y, denominado TDF (del inglés
testis-determining factor, factor determinador de los testículos) que
es el responsable de que el embrión desarrolle los testículos y se
convierta en masculino; no existe un gen equivalente para la
diferenciación de los ovarios, de manera que el embrión será por
defecto femenino a no ser que posea el gen TDF.
Los cromosomas Y son producidos en los testículos, lo cual supone
una activación a partir de hormonas, más precisamente a partir de
un rango suficiente de testosterona.
GEN SRY
El locus en Yp11.3, inmediatamente proximal a la región
pseudoautosómica del brazo corto del cromosoma Y. SRY (Región
Determinante del Sexo en el Cromosoma Y). La ausencia de SRY y la
doble dosis de los genes del cromosoma X aseguran el desarrollo y la
permanencia de los ovarios.
DESARROLLO EMBRIONARIO FETAL, DETERMINACIÓN
DEL SEXO
ENFERMEDADES LIGADAS AL CROMOSOMA X
ENFERMEDADES RECESIVAS
Ligadas al cromosoma X se destacan la hemofilia, tanto del tipo A como
del B, y el Daltonismo.
LA HEMOFILIA
Enfermedad genética que consiste
en la incapacidad de la sangre para
coagularse.
Aparición
de
hemorragias internas y externas
debido a la deficiencia total o parcial
de
una
proteína
coagulante
denominada globulina antihemofílica
(factor de coagulación).
LA HEMOFILIA
Herencia de la EvW
Hombre Mujer
Normal
E. de von W illebrand leve
E. de von W illebrand grave
Hemofilia A (déficit de factor VIII)
Hemofilia B (déficit de factor IX)
Hemofilia C (déficit de factor XI)
Deficiencia de otros factores de la coagulación
LIGADO A X RECESIVO
•Si la mujer es heterocigota para el alelo estudiado el 50% de sus hijos
heredarán y expresarán la característica mientras que el 50% de sus
hijas portarán el alelo y lo expresarán solo si también lo heredan del
padre.
•Si la madre es homocigota recesiva para el alelo estudiado el 100% de
los hijos expresará la característica mientras que las hijas portarán la
característica solo si la heredan a su vez del padre.
El hombre hemicigoto heredará a sus hijas el alelo recesivo pero éstas
solo serán portadoras a menos que hereden el mismo alelo de parte de la
madre.
ENFERMEDADES LIGADAS AL CROMOSOMA X
ENFERMEDADES RECESIVAS
EL DALTONISMO
El físico británico John Dalton, padecía este defecto genético que
consiste en la imposibilidad de distinguir los colores (discromatopsia).
Es muy frecuente que confundan el verde y el rojo; sin embargo,
pueden ver más matices del violeta que las personas de visión
normal y son capaces de distinguir objetos camuflados.
ENFERMEDADES LIGADAS AL CROMOSOMA X
ENFERMEDADES DOMINANTES
La característica principal de este tipo de
enfermedades es que un hombre afectado
por la enfermedad transmite a toda su
descendencia femenina la enfermedad,
mientras que los varones son sanos.
Si la mujer es la afectada la mitad de su
descendencia estará afectada y la otra no.
- Síndrome de Hunter
- Agammaglobulinemia ligada al cromosoma X(XLA)
- Anemia sideroblastica ligada al cromosoma X
-Deficiencia de la Glucose-6-fostato deshidrogenasa
LIGADO A X DOMINANTE
Si una mujer es heterocigota (XAXa) para cierta característica,
tendremos que el 50% de sus hijos y 50% de sus hijas se espera que
hereden el cromosoma X que lleva el alelo de la característica estudiada.
•Si la mujer es homocigota (XAXA) para dos alelos dominantes entonces
toda su progiene heredará el alelo y también expresará la característica.
Si el hombre es hemizigoto para X dominante,
todas sus hijas expresarán la característica
miéntras que ninguno de sus hijos lo hará ya
que estos heredan el cromosoma Y del padre.
Varones afectados con esposas normales no
tienen varones afectados, pero sí hijas
afectadas.
Más abundante en hembras que en varones
50%. Ejemplo: Síndrome Rett
UN PROBABLE GEN LIGADO A CROMOSOMA X
RESPONSABLE DE LA HOMOSEXUALIDAD.
?
Puede ser posible pero faltan más evidencias científicas.
Tarea de consulta disrupción endocrina
ABERRACIÓN CROMOSÓMICA
Error durante la meiosis de los gametos o de las primeras
divisiones del huevo y que provoca una anomalía de número o
estructura de los cromosomas.
Estos cambios pueden ser observados en la metafase del ciclo
celular y que tienen su origen en roturas (procesos clastogénicos)
de las cadenas de ADN no reparadas o mal reparadas, entre otros
factores.
1 Anomalías Cromosómicas Autosómicas Numéricas
2 Anomalías Cromosómicas Sexuales Numéricas
3 Anamolías Cromosómicas Autosómicas Estructurales
4 Anomalías Cromosómicas Sexuales Estructurales
EJEMPLOS DE FÓRMULAS CARIOTÍPICAS
46 , XX
46 , XY
45 , X
47 , XXY
♀ normal
♂ normal
Síndrome Turner
Síndrome Klinefelter
47 , XX , +21
46 , XX / 47 , XX , +21
46 , XX , 5p47 , XY , +13
47 , XY , +18
46, XY, -13, +T (13q . 21q)
Síndrome Down
Mosaico (Síndrome Down)
Síndrome Cri-du-chat
Síndrome de Patou
Síndrome de Edwards
Translocación (Síndrome Down)
ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS AUTOSÓMICAS NUMÉRICAS
Alteraciones en el número de copias de alguno de los cromosomas no
sexuales. En humanos, no todas las aneuploidias numéricas son viables,
pero existen y generan alteraciones en el fenotipo de los humanos. Entre
las más frecuentes destacan:
Trisomía del cromosoma 21 más conocida como Síndrome de Down
Trisomía del cromosoma 18 más conocida como Síndrome de Edwards
Trisomía del cromosoma 13 más conocida como Síndrome de Patau
Trisomía del cromosoma 22
Monosomía del cromosoma 21
SÍNDROME DE DOWN
La nomenclatura científica para ese exceso
cromosómico es 47, XX,+21 o 47, XY,+21;
Caras planas y redondeadas, pelo lacio, nariz corta
Orejas pequeñas y subdesarrolladas
Manos y pies cortos y anchos.
Retardo mental simple a severo.
50% de las ♀ son fértiles pero sus hijos podrían heredar
el cromosoma adicional.
ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS SEXUALES NUMÉRICAS
Alteraciones en el número de copia de alguno de los dos cromosomas
sexuales humanos.
Las aneuploidias en este caso suelen ser viables. Entre las más
frecuentes destacan:
Síndrome de Klinefelter (trisomía de los cromosomas sexuales: XXY)
Síndrome de Turner (monosomía de los cromosomas sexuales: X0)
Síndrome del doble Y (llamado a veces síndrome del supermacho:
XYY)
Síndrome del triple X (llamado a veces síndrome de la superhembra:
XXX)
SÍNDROME KLINEFELTER 47, XXY
Trisomía de los cromosomas del sexo. Macho estéril, los niveles de
testosterona comienzan bajos y disminuyen con el tiempo.
El pene reducido. Hipogonadismo
Muchos de estos varones tienen una combinación de:
Escoliosis
Senos agrandados
Distribución femenina de las grasas corporales ( en las caderas)
Brazos y piernas más largos
Son 2-5 cm más altos de lo normal
SÍNDROME KLINEFELTER 47, XXY
Alguna condición sicológica anormal ya sea en el trabajo o vida
personal.
Alcoholismo, comportamiento antisocial, agresividad y depresion
Algunas variantes del síndrome son: XXYY, XXXY, XXXXY
A mayor # crom. X adicionales aumenta la severidad de los
síntomas y produce evidente retraso mental.
SÍNDROME DE TURNER ó SÍNDROME DE ULLRICH
TURNER O MONOSOMÍA X
45, X
Unica monosomía viable.
Falta de desarrollo de características sexuales secundarias.
Cuello ancho “webbed neck” (doble tejido conectivo a los lados del cuello)
Pecho ancho “flat chest”
Anormalidades renales y cardiovasculares.
EL SÍNDROME XYY ó SÍNDROME DEL SUPERHOMBRE
47, XYY
Machos fértiles
Desarrollo normal de gónadas y tamaño
testicular.
Niveles altos de testosterona
Mas altos de lo normal
EL SÍNDROME XXX O TRIPLE X
Mujeres que poseen un cromosoma X extra. No provoca casi ninguna
complicación en los recién nacidos. Las mujeres que lo padecen son, por
lo general, altas, poseen una inteligencia normal y son fértiles. Pueden
llegar a padecer algunos trastornos de aprendizaje.
ANAMOLÍAS CROMOSÓMICAS AUTOSÓMICAS ESTRUCTURALES
Alteraciones de cromosomas no sexuales que afectan al ordenamiento
interno del cromosoma.
Deleción de brazos
Síndrome del maullido del gato (deleción del brazo corto del
cromosoma 5)
Síndrome de Prader-Willi (deleción del brazo largo del
cromosoma 15)
Síndrome de Angelman (deleción del brazo largo del cromosoma
15)
Síndrome deleción 22q13o de Phelan-McDermid (deleción el
extremo distal del cromosoma 22)
Translocación de brazos
Síndrome de Down familiar
Cromosoma Filadelfia
No obstante pueden darse translocaciones, deleciones, duplicaciones e
inversiones que afecten a poca escala y no generen síndrome.
SÍNDROME DEL MAULLIDO DEL GATO (DELECIÓN
DEL BRAZO CORTO DEL CROMOSOMA 5)
Retraso mental y del crecimiento, con microcefalia
(cabeza pequeña), hipertelorismo (aumento de la
separación de los ojos
SÍNDROME DEL MAULLIDO DEL GATO (DELECIÓN
46, 5p- DEL BRAZO CORTO DEL CROMOSOMA 5)
Perdida de un fragmento del brazo p del crom. #5
Retardo mental severa con IQ menor de 20
Craneo relativamente pequeña
Producen un sonido al llorar parecido al aullido de un gato; recién nacidos
debido al poco desarrollo de las cuerdas vocales.
DUPLICACIÓN
La secuencia de un gene es repetida desde varias hasta cientos de
veces
Duplicaciones ocurrren en cromosomas normales
Podría tener una ventaja adaptiva Mutaciones útiles pueden ocurrir en la
copia
INVERSIÓN
Un fragmento linear del ADN se invierte dentro del cromosoma
TRANSLOCACIÓN
un crom osoma
un crom osoma
no hom ó logo
translocación no recip roca
BIBLIOGRAFÍA
GRIFFITHS, A.J.F.;MILLER, J.H.;SUZUKI, D.T.;LEWONTIN, R.C. & GELBART, W.M. (2000) An
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1997-2001-02. All rights reserved.
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