Clase 3-Genetica General Mutaciones y Polimorfismos

Mutaciones y Polimorfismos
Clasificación Mutaciones
• De acuerdo con magnitud
• Cambios cromosómicos detectables en el
microscopio
• Alteraciones submicroscópicas
•De acuerdo con transmisión
• Fijas o Estables
• Inestables

Clasificadas de acuerdo a los cambios a nivel
molecular
› Sustituciones de 1pb
› Inserciones
› Deleciones
› Duplicaciones
Cambio de un solo nucleótido por otro
 El tipo más común
 Cambio mismo tipo de nucleótido: transición
 Cambio de purina por pirimidina o viceversa:
transversión
 Transiciones más frecuentes que transversiones

G TT T G C G T G A C C A C T G A T C G G
Phe
Ala
Stop
G TT T G C G T G GC C A C T G A T C G G
Phe Ala
Trp

Missense: Cambio de un aminoácido por otro

Nonsense: Cambio resulta en codón de
terminación

Sinónima: no resulta en cambio de aminoácido

Dos posibilidades:
› Proteína más corta
› Degradación de ARN mediada por antisentido
(Nonsense mediated RNA decay). Transcritos con
codones de terminación tempranos son a menudo
degradados.
Degradación de ARN
mediada por antisentido

Pérdida de uno o más nucleótidos

En región codificante y no múltiplo de tres:
cambio en el marco de lectura

Adición de uno o más
nucleótidos

No múltiplo de tres,
cambio en marco de
lectura
Glaucoma
Primario
Congénito
Ejemplos de efecto de mutaciones sobre secuencia
de aminoácidos
Uso del código genético
Más recientes
 Repeticiones de tripletas: mayor número de
copias en individuos afectados que el resto de la
población
 Anticipación

Enfermedades con
Poliglutaminas (CAA/CAG)
Autosómica dominante
 Inicio tardío: final de los 40, inicio 50
 Movimientos corporales anormales: corea
 Pérdida de control muscular
 Pérdida de habilidades cognitivas
 Ansiedad, depresión, agresión
 Reducción en expectativa de vida


Heterocigota compuesto: individuo con dos
alelos mutantes en el mismo gen, uno en cada
cromosoma del par

Heterogeneidad genética: mutaciones en genes
diferentes causan misma enfermedad. Ej:
hipercolesterolemia familiar

Penetrancia: la proporción de individuos con una
variante de un gen (genotipo) que expresan un
rasgo particular (fenotipo).

Penetrancia incompleta: menos del 100%

Si de 200 personas con una variante en el ADN,
180 tienen una enfermedad: la penetrancia de la
enfermedad es 90%
Evidencia herencia AD:
• Tres generaciones
• Herencia padre-hijo (no
es ligada al X)
• Hombres y mujeres
afectados con
probabilidad parecida

Expresión variable: cuando un fenotipo se
expresa en diferente grado en individuos con el
mismo genotipo

Genotipo: combinación de alelos

Fenotipo: manifestación exterior de un genotipo

Grado de expresión del fenotipo varía entre individuos

Ej: síndrome de Marfan. Síntomas incluyen anomalías
esqueléticas, ópticas y cardiovasculares. Pueden
presentar aracnodactilia, escoliosis, anomalías de
esternón, dislocación del lente, problemas cardíacos.

El grado de severidad en el afectado no influencia la
severidad en la siguiente generación. Padre con
síntomas leves puede tener hijo con síntomas leves o
severamente afectado. No hay correlación genotipofenotipo
Epilepsia
En cada fila,
todos los
individuos tienen
el mismo alelo
Palabra polimorfismo: formas múltiples
 No es una mutación, variación normal en la
población
 No es un alelo poco frecuente
 Frecuencia del alelo menos frecuente es mayor
del 1%

3 alelos
 IA, IB, i
 Primeros dos codominantes
 Tercero recesivo

En CR
IB
i
IA
IAIB
IAi
i
IBi
ii
•IA: 0,2
•IB: 0,08
• i : 0,72

Sitio donde se encuentra mayor frecuencia de
polimorfismos

Frecuencia de alelos se asocia con edad del
polimorfismo

Alelo más frecuente: dominante o recesivo
Repeticiones en tandem 1-6pb (hasta 100x)
 Repartidos en todo el genoma
 En humanos repeticiones del dinucleótido AC
cada 30 kb
 Tri o tetranucleótidos cada 100 kb.
De 5 000-10 000 en todo el genoma
 Casi siempre en regiones no codificantes







Altamente informativos
Tasa de mutación relativamente alta
Alta tasa de mutación
Ej: (CA)n
Utilizados en mapeo de genes, pruebas de
paternidad, forense
Analizados por PCR
CA
10 9
10 5
5
7
8 7
5
8
10 8
Pruebas de Paternidad
1 Posible padre
2 Hijo
No-exclusión
25 41
16 18
45 41
35 41
35 25
53 25
53 41
10 18
14 18
14 16
22 16
22 18
Genotipo del papá?
Variación en el nucleótido que ocupa un sitio
determinado en el ADN
 ADN codificante: 1SNP/1000-3000 bp
 ADN no codificante: 1SNP/500-1000 bp
 Menos informativos. ¿Por qué?
 Tasa mutación más baja

Ej:
AATGCGCCGTA
AATGCGGCGTA






Chip: vidrio o silicon
Tiene miles de puntos microscópicos con
oligonucleótidos de ADN
Pedazo corto de un gen u otro elemento
Se hibrida con la muestra de ADN o ARN
Basado en complementaridad
Hibridación entre ADN del chip y la muestra se
detecta y mide por fluorescencia
Diferente
intensidad
de la señal
40 000 oligos en el chip
Si se tiene una familia:
 Ver si variante segrega con la enfermedad
¿segrega?
Aa
Aa
aa
aa
Complicado
cuando hay
penetrancia
incompleta
Ala187Thr en el gen PITX2
Comparación del grado de
conservación en distintas especies
Expresión con northern o western Blot
 Técnicas de ADN recombinante

› Expresión en bacterias, levaduras
› Genes reporteros
› Detección distribución de la proteína
› etc
• Colección de individuos con la misma
enfermedad
• Ventaja de médicos que hacen consejo
genético
Random Amplification of Polymorphic DNA
Amplifica fragmentos de ADN al azar
 Se diseñan primers cortos al azar (8-12pb)
 Se hace una reacción de PCR con ADN genómico
 No se requiere conocimiento de la secuencia de
ADN
 Los primers pegan y no se sabe dónde


Barato

No requiere conocimiento de secuencia
Problemas con ADN degradado
 Baja reproducibilidad entre laboratorios distintos
 Es un marcador dominante (amplifica o no
amplifica), no se detectan homocigotos y
heterocigotos


Ej de marcador codominante: microsatélite
Se corren en geles de alta concentración (3-4%)