GENÉTICA

“Ciencia de la herencia y la variación”

Célula Eucariota

procariotica

El ADN existe como dos cadenas largas apareadas en forma de espiral en la

famosa doble hélice. Constituído por dos polinucleótidos , cuyos

monómeros son nucleótidos formados por un fosfato , un azúcar y una base

nitrogenada.

Hay sólo cuatro bases nitrogenadas en el ADN (adenina, timina, citosina y

guanina),

El orden en el que las bases se colocan determina el mensaje que se va a

transmitir, de manera similar a que letras específicas del alfabeto se combinan

para formar palabras y oraciones.

La A y G, son mayores y se llaman bases púricas o purinas. La C y T son

menores y se llaman bases pirimidínicas o pirimidinas.

Los únicos pares de bases posibles son A-T y C-G. ( T-A y G-C)

La pareja A-T esta unida por dos uniones de hidrogeno y la de C-G por tres .

En el ARN la timina es sustituida por uracilo.

Cromosoma eucariótico, esquema

Durante la mitosis la cromatina

Se condensa y forma los cromosomas

Según la posición del centrómero,

los cromosomas se clasifican en :

• Metacéntricos

El centrómero se localiza a mitad del cromosoma y los 2 brazos

presentan igual longitud.

• Submetacéntricos

• La longitud de un brazo del cromosoma es algo mayor que la del

otro.

• Acrocéntricos

• Un brazo es muy corto (p) y el otro largo (q).

•Telocéntricos

Sólo se aprecia un brazo del cromosoma al estar el centrómero en el

extremo.

A. Acrocéntrico. B. Telocentrico.

C. Submetacéntrico. D. Metacéntrico

El par de sexocromosomas se constituyen por X

(submetacentricos) e Y considerado acrocentrico sin

satelites,

CARIOTIPO

-Es un esquema, foto o dibujo de los cromosomas obtenidos durante

la metafase celular.

-Ordenados de acuerdo a su morfología y tamaño.

-Representan a todos los individuos de una especie (es característico

de ella).

El ser humano tiene 46 cromosomas -2n-Son 22 pares autosómicos y 1 par sexual (XY y XX).

Ciclo celular

Conjunto ordenado de eventos en la vida de la célula que culmina con

el crecimiento de la misma y la división en dos células hijas.

S, G1 y G2 son etapas de la Interfase, período comprendido entre

dos divisiones celulares sucesivas.

Las células, normalmente, pasan la mayor parte de su vida en

Interfase.

El ciclo celular dura 24 hs. La M dura 1 a 2 horas. La fase G1 es de

duración variable de minutos a toda la vida como ocurre con las neuronas. Las células

que están fuera del ciclo celular están en G0. cuando son estimuladas por factores de

crecimiento reingresan al ciclo, en G1.-

GENES

GEN o CISTRON: segmento de ADN que contiene la información

requerida para la síntesis de una proteína . “Unidad de trasncripcion”

Los genes codifican proteínas y cadenas peptídicas de proteínas

poliméricas, ARN t, y ARN r.

Su secuencia es discontinua , con intrones ( segmentos de ADN

codificante) y exones ( segmentos no codificantes).

LOCUS GENETICO: Lugar concreto de un gen en el genoma. (LOCI).

ALELOS: Son las versiones de un gen presente en un locus.( siempre hay

un alelo silvestre o normal y uno mutado. Formas ALTERNATIVAS de un

gen.

El código genético

En el código genético a cada aminoácido de los 20 existentes le

corresponden tres bases nitrogenadas o tripletes (Son 64 tripletes o

codones . 61 tripletes codifican aminoácidos y tres tripletes carecen

de sentido e indican terminación de mensaje).

Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos.

Solo existen algunas excepciones en unos pocos tripletes en

bacterias.

No es ambiguo, pues cada triplete tiene su propio significado.

Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o

bien indican terminación de lectura.

Está degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo

aminoácido, es decir hay codones sinónimos o redundantes.

Carece de solapamiento, es decir los tripletes no comparten bases

nitrogenadas.

Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´.

Un codón o triplete es reconocido por un anticodón, secuencia de tres

bases del ARNt, que por un extremo se une al aminoacido codificado por

el codón.

El triplete de iniciación es AUG.

AUG: Unico codificante del primer aminoácido ( metionina en

eucariontes).

El marco de lectura es estricto.

Señal de terminación del mensaje: está dada por tres tripletes

de STOP que son UGA UAG y UAA

LA MUTACION es un cambio en la información hereditaria.

( Con alteración en la secuencia del ADN, que supone una lectura

distinta del código genético, y causa un trastorno funcional en las

células)

Este cambio en el material genético, sólo será heredable cuando

afectan a las células germinales; si afectan a las células somáticas se

extinguen, con el individuo .

Pueden ser: naturales (espontáneas) o inducidas (provocadas por

radiaciones, sustancias químicas u otros agentes mutágenos y por

carcinogénicos).

Anomalias cromosomicas

Enfermedades producidas por la alteración del número, estructura

interna o disposición de las partes de cromosomas .

Cuanto mayor es el cromosoma alterado o masa de cromatina

involucrada más graves serán los efectos sobre el fenotipo.

Anomalías cromosómicas numéricas o genómicas

Son alteraciones en el número de los cromosomas propios de la

especie. El número N (euploide) de cromosomas es 46 (diploide o sea

2n).

Conjunto cromosómico basico es haploide: n o sea 23 cromosomas.

Cuando este número varia por ganancia o pérdida, se tiene una anomalía

cromosómica numérica.

Si el número es mÚltiplo de 23 se habla de POLIPLIOIDIA. SI NO ES

MULTIPLO DE 23: ANEUPLOIDÍA.

Se nombran así: número de cromosomas, una coma, número de

cromosoma afectado, y un signo + si es supernumerario o – si falta.

Por ejemplo 47,+ 21

La mayor parte son letales, tempranas, expresadas como abortos. Las

pocas alteraciones numéricas viables afectan a cromosomas pequeños

como el 21.

Pueden ser: a) Euploidías

b) Aneuploidías

a)Euploidía: Cuando afecta al número de juegos completos de cromosomas

con relación al número normal de cromosomas.

Las euploidías se pueden clasificar según el número de cromosomas que se

tengan en:

-Monoploidía o haploidía: Si las células presentan un solo juego (n) de

cromosomas. (23 cromosomas)

Monoploidia

Poliploidia

Mosaico

Diandra- Diginia

Monosomia (un cromosoma de menos)

Trisomia (un cromosoma de más)

-Mosaico con componente poliploide : se produce cuando

hay mas de un conjunto cromosómico en las células somáticas. O sea

algunas tienen un cariotipo y otras otro. Ello indica dos líneas

celulares en el embrión temprano, una normal y otra aneuploide..

La normal atenúa efectos de la aneuploide.

-Diandra: anomalia donde todos los cromosomas provienen del

padre. Desparece componente materno. Se duplica paterno.

Embarazos terminan en mola hidatidiforme.

-Diginia: cuando los cromosomas provienen solo de la madre.

Tambien tienen efectos letales tempranos.

-Poliploidía: Si presentan más de dos juegos; pudiendo ser:

triploides si son tripletes (3n) (69 cromosomas), si forman

cudripletes: tetraploides (4n) (92 cromosomas)

Cariotipo de una trisomía del par 21

CARIOTIPO TURNER X0

SINDROME DE KLINEFELTER: CARIOTIPO XXY

Los varones que padecen este síndrome tienen la constitución cromosómica XXY.

Aparece con una frecuencia de l/700 niños nacidos y parece que aumenta la

probabilidad con la edad de los padres. Son estériles porque no tienen

espermatogénesis. Se estima que un 25 por 100 de los varones Klinefelter presentan

retraso mental (muchas veces por la falta de atención que han tenido). También pueden

darse constituciones cromosómicas XXXY o XXXXY.

Cromosomopatias estructurales: Son los cambios en la estructura

interna de los cromosomas con reordenación lineal de los genes . 1 cada 2000

nacimientos.

Se pueden agrupar en dos tipos:

a) Las que suponen pérdida o duplicación de segmentos:- DELECION: Es la pérdida de un segmento de un cromosoma y la información

que éste contiene. Se nombran con el número de cromosoma y brazo afectado con

el signo menos.

- DUPLICACION: Es la repetición de un segmento del cromosoma. Un segmento

esta representado dos o más veces.

b) Las que suponen variaciones en la distribución de los segmentos de

los cromosomas:

-INVERSION:

- Un segmento se encuentra situado en posición invertida, a 180°

- TRASLOCACION: La deleción se produce en dos cromosomas y durante la

reparación hay un intercambio de segmento entre cromosomas no homólogos. Se

denomina tambien traslocacion reciproca o balanceada.

Se nombra con letra t seguido de cromosomas implicados, separados por punto y

coma entre paréntesis Por ej: t(8;14) ( Burkitt)(a veces más brazo y región del

cromosoma).

TRANSPOSICION: hay deleción y traslado del segmento a otra posición dentro

del mismo cromosoma o a uno distinto. ( seria var. de traslocación)

CROMOSOMAS EN ANILLO: delección de los dos polos de un cromosoma y en la

reparación se empalman ambos extremos tomando forma de anillo.

CROMOSOMAS DICENTRICOS: el segmento traslocado arrastra consigo al

centrómero , el nuevo cromosoma tiene dos centrómeros.

ISOCROMOSOMAS: deleción de un brazo y duplicación del otro, se forman

cromosomas con brazos idénticos. ( dos p o dos q)

ROTURAS CROMOSOMICAS: se ve en herencia autosómica recesiva , por

reparacion defectuosa del ADN luego de una rotura. (Sind. De Bloom, ataxia-

telangectasia, xeroderma pigmentosum)

TRASLOCACION ROBERTSONIANA : situación intermedia entre las

anomalías numéricas y estructurales

Se produce por la fusión de cromosomas acrocéntricos. Se preservan brazos largos

de ambos cromosomas.

Los gametos portadores van a dar lugar a trisomias o monosomias de un

cromosoma completo. ( Down o Patau pueden producirse por este mecanismo).

Cromosoma en anillo

isocromosomas

“Pérdida de un segmento cromosómico e

información contenida en el mismo. Se acorta

longitud ”

“Un segmento del cromosoma está representado

dos o mas veces”Cromosoma se alarga

En la translocación hay deleción en dos cromosomas y durante la reparación

ocurre un intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos. o

balanceada

Linfoma de Burkitt

EnÁfrica central está causado por el virus de Epstein-Barr, que produce mononucleosis

infecciosa en países desarrollados. Quienes padecen el linfoma de Burkitt no contagian

la enfermedad a otras personas. No se puede explicar por qué el virus causa linfoma en

África central y mononucleosis en otros países.

translocación cromosómica específica t(8;14)

ORIGEN DE MUTACIONES CROMOSÓMICAS ESTRUCTURALES

Todos los cambios estructurales que se producen en los cromosomas

pueden explicarse por la rotura y reunión de sus fragmentos

Efecto fenotípico de las mutaciones cromosómicas estructurales

Las deleciones y duplicaciones producen un cambio en la cantidad de

genes y por tanto tienen efectos fenotípicos, por lo general deletéreos.

Sin embargo las inversiones y translocaciones no suelen tener efecto

fenotípico, pues el individuo tiene los genes correctos, aunque de las

translocaciones pueden derivarse problemas de fertilidad por

apareamiento defectuoso de los cromosomas durante la gametogénesis o

la aparición de descendientes con anomalías.

Una deleción se nombra con el numero del cromosoma y el brazo

afectado seguida del signo menos.

13q14- brazo largo del cromosoma 13 asociada al retinoblastoma.

22q11- brazo largo del cromosoma 22 en sind. De Di George.

5p15- brazo corto del cromosoma 5 en sind. de maullido de gato

22q11- brazo largo del cromosoma 22 en sind. De Di George.

Agenesia de timo, paladar hendido, cardiopatía congénita….

13q14- brazo largo del cromosoma 13 asociada al retinoblastoma.

La pupila puede aparecer blanca o

tener manchas blancas. Con

frecuencia, se observa un brillo

blanco en el ojo en las fotografías

tomadas con flash.

5p15- brazo corto del cromosoma 5 en sind. de maullido de gato o de Lejeune

Laringomalacia …

Importancia evolutiva de las mutaciones cromosómicas

estructurales

La deleción apenas tiene importancia evolutiva, mientras que la

duplicación en cambio posee una importancia evolutiva grande.

A su vez, las inversiones y translocaciones están también asociadas

de una forma importante a la evolución, por ejemplo la fusión de

dos cromosomas acrocéntricos puede dar lugar a uno

metacéntrico, como ha ocurrido con el cromosoma 2 de la especie

humana, que es el resultado de la fusión de dos cromosomas de un

mono antepasado antropomorfo.

Distintos genes de hemofilia se han adquirido por duplicaciones en el

transcurso de la evolución.

Mutaciones génicas o puntuales

Son aquellas que producen alteraciones en la secuencia de

nucleótidos de un gen.

1.Sustituciones de pares de bases:

Transiciones

Transversiones

2. Pérdida o inserción de nucleótidos

Adiciones génicas

Deleciones génicas

.

1) .SUSTITUCION DE PARES DE BASES ( CAMBIA

SIGNIFICADO DE MENSAJE GENETICO)

- Transiciones: Es el cambio en un nucleótido de una base

púrica por otra púrica o de una pirimidínica por otra pirimidínica.

-Transversiones: Es el cambio de una base púrica por una

pirimidínica o viceversa.

2) PERDIDA O INSERSION DE NUCLEOTIDOS, ( se induce a

un corrimiento en el orden de lectura y alteración del marco de

lectura).

Pueden ser:

- Adiciones génicas: Es la inserción de nucleótidos en la

secuencia del gen.

- Deleciones génicas: Es la pérdida de nucleótidos.

Tipo C O N S E C U E N C I A S

.

ESTAS MUTACIONES GENICAS CAUSAN ALTERACIONES

FUNCIONALES:

1. Mutación en sentido equivocado: cambia una base y se lee como un codón

distinto que codifica a otro aminoácido . Ej Talasemias.

2. Mutación sin sentido: por el cambio de una base en un codón , este se

transforma en un codón de stop y se genera una proteína de menor longitud.

3. Cambio del marco de lectura: como los codones son un conjunto de tress

nucleotidos si se pierde uno , los dos restantes forman un triplete con el

inmediatamente siguiente. Cambia el sentido a partir de la pérdida de la base.

Enfermedad genética : cuadro clinico originado a consecuencia

de una informacion genetica incorrecta.

Se convierte en hereditaria cuando la información anómala afecta

también a las células germinales y, por tanto, se trasmite a la

descendencia.

(La enfermedad genética más frecuente, el cáncer, no es heredada

en la casi totalidad de los casos, sino que se trata de una

enfermedad adquirida debido a factores medioambientales, virus

como el Epstein Barr, (Linfoma de Burkitt africano) o bacterias:

Helicobacter Pylori etc.)

Mecanismos de producción de ENFERMEDADES GENETICAS

1-GEN MUTANTE UNICO (MONOGENICA)

2- VARIOS GENES MUTANTES ( POLIGENICA)

3- ANOMALIAS CROMOSOMICAS

4- EXPANSION DE SECUENCIAS

5- MECANISMOS DEFICIENTES DE REPARACION DEL ADN

6. DEFECTOS DEL ADN MITOCONDRIAL

TIPOS DE MUTACIONES POR SU ORIGEN

1) Espontáneas se producen por un error en la duplicación del DNA o por

errores en el movimiento y comportamiento de los cromosomas durante

la división celular.

2) Inducidas son la mayoría, provocadas por agentes mutagénos:

- Radiaciones: de alta energía como los rayos catódicos, X, alfa, beta,

gamma, cósmicos etc. De efectos ionizantes produciendo el cambio de

una base por otra en el ADN. Las de muy alta energía, llegan a romper

moléculas de ADN o cromosomas completos.

- Agentes químicos:

ácido nitroso, peróxido de hidrógeno, metil etano sulfonato, gas mostaza,

concentraciones altas de dióxido de carbono, acridinas, bases análogas

al DNA (5-bromo uracilo, 2-amino purina, ).

La mayoría provocan emparejamientos erróneos con otras bases durante

la duplicación del DNA (ácido nitroso, hidroxilamina). Las acridinas

actúan intercalándose entre dos bases y produciendo la adición de una

nueva base con el consiguiente corrimiento en el sistema de lectura de

bases.

LESIONES PRODUCIDAS POR AGENTES MUTAGENOS.

La lesión de ADN que se produce más frecuentemente es la despurinación, es decir la pérdida de bases púricas, por lo que queda un segmento de ADN de cadena simple en el lugar donde se desprende la base púrica.

Se producen 5000 depuraciones DIARIAS en cada célula, como consecuencia de la ruptura del enlace entre la base púrica y la desoxirribosa

La segunda lesión importante del ADN es la desaminación de citocina a uracilo, que están en el orden de 100 desaminaciones diarias por célula.

También la luz ultravioleta daña al ADN, provocando la formación de dímeros de timina por enlaces covalentes.

(Existen enzimas reparadoras del ADN …. Que a veces fallan.)

Cáncer y genética

- Los agentes mutágenos pueden ser cancerígenos. No son de efectos

inmediatos.

- Es necesario que actúen repetidamente y que se presenten otros

factores para que se produzca la transformación de una célula normal en

cancerosa.

El cancer puede deberse a:

- Mutaciones.

- Influencia de factores ambientales.

- Presencia de ciertos genes (protooncogenes) que pasan a

oncogenes al sufrir una mutación

-Tumores benignos: Localizados y sin crecimiento indefinido.

-Tumores malignos: Son aquellos tumores que crecen invadiendo y

destruyendo a los demás tejidos.

PROPIEDADES DE LAS CELULAS cancerosas (TRASNFORMADAS).

•Crecimiento exagerado

•Alteraciones celulares•Pérdida de la inhibición por contacto: en un cultivo de células diploides,(HELA : Henrietta Lacks) a medida que su número aumenta, confluyen

unas sobre otra y la reproducción celular finaliza (inhibición porcontacto). Esto no sucede en las células transformadas porque, al serincapaces de inhibir su crecimiento, siguen creciendo aunque cubrantoda la superficie….

-Alteración de la membrana: la membrana celular posee gangliósidos decadena más corta que los de las células normales.

-La relación núcleo-citoplasma: se ve desplazada a favor del núcleo.

-Alteraciones bioquímicas: como desagregación del citoesqueleto, síntesis decolágeno anormal y desdiferenciación (resurgimiento del fenotipo fetal).

-Alteraciones genéticas: pueden ser alteraciones genéticas muy sutiles en ungen o ser muy evidentes (poliploidías). Esto último es lo que sucede en lamayor parte de los casos, donde la alteración genética es tan obvia que sepuede evidenciar mediante técnicas citogenéticas, pudiéndose observaralteraciones tanto numéricas como estructurales de los cromosomas.

-Angiogénesis las cel cancerosas producen el factor de angiogénesistumoral (TAF, a veces considerado como miembro de la familia FGE). Lafunción de este factor es inducir la formación de vasos sanguíneos quevascularizan el tumor para que sus células no mueran por falta denutrientes.

-Invasividad local y metástasis a distancia

MUTACIONES Y EVOLUCIÓN

La evolución se debe a aquellos procesos por los que las

poblaciones cambian sus características genéticas a lo largo

del tiempo.

Se llama "pool" génico de una población al conjunto de genes

de la misma, formado por todos los alelos de los genes que

tienen los individuos que la constituyen.

Una combinación favorable de alelos en un individuo

favorece su supervivencia y por tanto su reproducción y su

extensión en la población.

La mutación es la fuente primaria de variación( pero no la

única).

La recombinación génica incrementa la variabilidad.

La mayoría de los cambios evolutivos se producen por

acumulación gradual de mutaciones en los genes y por

variaciones en su número y organización.

La mayor parte de las mutaciones génicas son deletéreas

(mortales) y las que se han mantenido es porque producen

una mejora y son las esenciales para la evolución.

Ver siguiente …..

MUCHAS GRACIAS