la clase de genética

GENÉTICA
Es la rama de la biología que estudia la trasmisión
de los Caracteres hereditarios a través de las
sucesivas generaciones.
Caracteres Rasgos observables
o mensurables
Los principios básicos de la herencia
Gregor Johann Mendel (1822-1884)
• Sentó los bases de la Genética como ciencia experimental
• Los resultados de sus experimentos con
guisantes de jardín (Pisum sativum) fueron
publicados en 1866.
• Fue muy atinado al elegir la especie objeto de su investigación.
• Seleccionó siete características cualitativas discretas (de
variación discontinua), cada una de las cuales presentaba dos
alternativas fácilmente diferenciables y contrastantes.
• Las plantas se reproducen por autopolinización
Teoría Particulada de la Herencia
Los caracteres están determinados por unidades
discretas de la herencia (factores) que se transmiten de
forma intacta de generación en generación.
• Realizó un trabajo manual para evitar la autopolinización de
las plantas.
Diseño de los experimentos de Mendel: cruce monohíbrido
- Dos variedades paternas (P), cada una de las cuales presenta
una de las dos formas alternativas del carácter en estudio
Principio de la Uniformidad
Cuando se cruzan dos progenitores de líneas puras para un
determinado carácter, los descendientes de la primera
generación filial serán todos idénticos entre sí e igual a uno de
los progenitores.
Conceptos importantes:
Línea pura: poblaciones que producen descendencia homogénea para el
carácter en estudio.
Fenotipo: propiedad observable directa o indirectamente en un
organismo.
Fenotipo dominante: aquél que aparece en la F1 al cruzar dos líneas
puras.
Fenotipo recesivo: aquél que permanece oculto en la F1.
Gen: Unidades discretas de la herencia (factores)
Alelos: cada una de las alternativas de un gen.
Organismo Diploide: Es aquel cuya constitución genética consta de dos
juegos cromosómicos haploides una proveniente del gameto paterno y
otra del gameto materno.
Conceptos importantes:
Homocigota dominante: posee los dos alelos dominantes (AA).
Homocigota recesivo: posee los dos alelos recesivos (aa).
Heterocigota: cuando los dos alelos son distintos (híbrido Aa).
Genotipo: constitución genética
determina un carácter.
o composición alélica que
Proporción fenotípica 3:1
Proporción genotípica AA; 2Aa; aa
Cuando en un individuo se encuentran dos factores distintos,
responsables de un carácter dado, uno de los factores domina
sobre el otro, que se denomina recesivo. El carácter que se
expresa en la generación F1 es consecuencia de la presencia
del factor dominante. El carácter que no se expresa en F1
pero que reaparece en la F2, se encuentra bajo la influencia
genética del factor recesivo.
Principio de segregación igualitaria
Cada individuo lleva un par de factores hereditarios para cada
característica. Los miembros del par se separan o segregan
durante la formación de las gametas.
Cruces dihíbridos
V: semillas amarillas
v: semillas verdes
redondas
vR
R: semillas redondas
r: semillas rugosas
Tablero de Punnett
Proporción fenotípica 9 : 3 : 3 : 1
Principio de independencia de los caracteres hereditarios
Durante la formación de las gametas, cada par de alelos segrega
independientemente de otros pares; es decir, los factores
hereditarios para cada característica se distribuyen en forma
independiente uno del otro.
Ampliaciones de la
Genética Mendeliana
Alelos Múltiples
• Un gen puede presentar 3 o más alelos.
• Serie alélica A > a 1 > a 2 > a
• La población (y no el individuo) es el que actúa como
reservorio de los alelos múltiples.
Ejemplo: Sistema Sanguíneo ABO en humanos
- Descubierto a principios del siglo XX por Karl
Landsteiner.
- Determinado por el gen I (de isoaglutinógeno), ubicado
en el cromosoma 9
- Con 3 alelos: IA, IB, IO o i
- Codifican la presencia o ausencia de antígenos de
superficie de los glóbulos rojos.
- Importante
para
determinar
compatibilidad
en
transfusiones sanguínea
Con 3 alelos: IA, IB, IO o i
Sistema ABO
Con 4 fenotipos posibles
Fenotipo
A
B
AB
O
Genotipos
posibles
IAIA
IAIO
IBIB
IBIO
IAIB
IOIO o ii
Antígenos
A
B
A, B
Ninguno
IA > IO
IB > IO
IA = IB Codominancia
Herencia ligada al sexo
 En eucariotas
cromosomas autosómicos
cromosomas sexuales
 Cromosomas sexuales
idénticos (XX, ZZ): homomórficos,
producen gametas idénticas
diferentes (XY, ZW): heteromórficos,
organismos heterogaméticos, generan
gametas distintas
Humano: 2n= 46XX o 46XY
Herencia ligada al sexo
Caracteres ligados al sexo: gobernados por genes que se encuentran
en el segmento diferencial de los cromosomas sexuales y son
heredados siempre con el cromosoma sexual.
Ligamiento total al cromosoma Y
•Genes holándricos: se encuentran en el segmento diferencial del
cromosoma
Y.
Su
transmisión
queda
restringida
al
sexo
heterogamético.
• Ejemplo de carácter holándrico en humanos: hipertricosis de la
oreja.
PAR: región pseudoautosómica
SRY: región del Y que determina el sexo
MSY: región específica masculina del Y
(Extraído de Klug, W S y cols., 2008)
Penetrancia: porcentaje de individuos con determinado genotipo
que expresan el fenotipo esperado.
Expresividad: grado de expresión de cierta característica.
Análisis de genealogías humanas
(Extraído de Klug, W S y cols., 2008)
Teoría cromosómica de la herencia
• A principios de siglo XX, Walter Sutton y Theodore Boveri
advirtieron que el comportamiento de los cromosomas durante
la meiosis es idéntico al comportamiento de los genes durante la
formación de las gametas.
Los caracteres hereditarios están controlados por genes
que residen en los cromosomas, que son fielmente
transmitidos a través de las gametas, manteniendo la
continuidad genética de generación en generación a
través de la reproducción.
ADN y Empaquetamiento de la Información
Ácido Desoxirribonucleico (ADN)
Definición: Una molécula de ADN es un polímero lineal cuyo
monómeros son nucleótidos unidos por enlaces Fosfodiester.
• Nucleótidos
•1 Cromosoma humano= 50-250 x106 pb
• Complemento diploide ~ 1,7mtr.
Estructura Primaria
Enlace Fosfodiester
5´
3´
Molécula Polarizada
3´
5´
5´
3´
• Complementarias.
• Poli-anionica.
• Dos cadenas Anti-paralelas.
Watson y Crick (1953)
A=T
G=C
A +G= C+T
• 2 cadenas helicoidales Dextrógira.
• El esqueleto fosfodiester hacia afuera.
• Las bases dirigidas hacia el interior , transversal al
esqueleto.
•El espacio entre las 2 hebras es restringido y solo
permite acomodar una base grande (purina) con una
base chica.
• Las 2 hebras unidas por ptes. de H y estabilizadas por
interacciones hidrofóbicas. Desnaturalización, renaturalización e hibridación.
• No hay restricción en el tamaño o en la secuencia por lo
que la cadena puede codificar información
indefinidamente.
•Las cadenas están próximas entre si y forman 2 surcos.
• La regularidad en la estructura es engañosa, varía
ligeramente con la secuencia.
•
Nucleosomas
Histonas
•Son pequeñas proteínas cargadas
positivamente (Arginina y Lisina)
•Son 5 tipos: H2A, H2B, H3, H4
(Histonas nucleosómicas) y H1.
•2 vueltas de ADN (~160pb)
separados por 20-60pb.
Micrografía electrónica de Cromatina extendida
Empaquetamiento del DNA
• Solenoide
•Los nucleosomas se enrollan sobre
si mismo formando una estructura
helicoidal.
•Cada vuelta tiene 6 nucleosomas
estabilizada por la histona H1.
Empaquetamiento del ADN
• Bucles
•Los lazos son de longitud variables
constituyendo una fibra de cromatina
de 300nm.
•Cada lazo se considera una unidad
de replicación y posiblemente de
transcripción.
•Constituye la forma extendida del
cromosoma (Eucromatina)
• Cromatina condensada
•Constituye la forma condensada
del cromosoma (Heterocromatina)
Empaquetamiento del DNA
Estructura del Cromosoma Metafásico
Brazo corto (p)
Telómero
Cinetocoro
•Centrómero: Constricción involucrada en el
reparto de los cromosomas a las células hijas.
•Cinetocoro: Complejo proteico que se asocia a los
centrómeros, constituyendo el punto de anclaje de l
huso mitótico
•Telómero: Secuencia de ADN satélite localizado en
los extremos de los cromosomas.
Brazo largo (q)
Centrómero
•Satélite: Masa de cromatina ubicada en el extremo
de los brazos cortos de algunos cromosomas, al
cual se encuentra ligado por un delgado tallo
denominado Constricción Secundaria.
•Constricción Secundaria: Eucromatina donde se
localizan los genes del ARN ribosomal.
•Heterocromatina: Cromatina altamente
condensada
•Eucromatina: Cromatina descondensada.
Constricción
secundaria
Satélite
Cromátidas Hermanas
•Se
clasifican en función de la posición del centrómero y
tamaño del cromosoma
El estudio directo de los cromosomas mediante técnicas citológicas es lo
que se conoce con el nombre de Citogenética. Tal estudio es
predominantemente morfológico y permite caracterizar la dotación
cromosómica normal, los polimorfismos y anomalías de una especie en
particular.
Cariotipo
Describe el complemento cromosómico de una especie. Clasificando de
manera ordenada a los cromosoma basándose en características que son
constante en la especie.
Los cariotipos se definen teniendo en cuenta las siguientes características
cromosómicas:
Complemento Normal- Disómico (2n=46)
•Número básico
Menor Número-Monosomias Ej. 2n=45+X0 Tunner
Aneuploidías
Mayor Número-Trisomias Ej. 2n=47+ XY 21
S. Down
Grandes
•Tamaño
Medianos
Pequeños
Metacentricos
•Relación de Brazos
Submetacentricos
Telocentricos
Acrocentricos
•Distribucion de Hetero
y Eucromatina
•Satélites
Cariograma
Idiogramagrama
Cromosomapatías
Menor Número-Monosomias Ej. 2n=45+X0 Tunner
Aberraciones
(Aneuploidías)
numéricas
Mayor Número-Trisomias Ej. 2n=47+ XY 21
S. Down
Delecciones
Menor Tamaño
Translocaciones
•Tamaño
Aberraciones
Estructurales
MayorTamaño
Duplicaciones
Translocaciones
Duplicaciones
Relación de Brazos
inversiones
Translocaciones
Distribucion de Hetero y Eucromatina
Qué es un gen?
Desde el punto de vista molecular.....
Un gen es un conjunto de secuencias de ADN de todo tipo, estructurales
(intrones y exones) y reguladoras necesarias para codificar un producto
genético funcional, sea un ARN o un polipéptido.
Estructuralmente… que es un gen?
•
Presenta 2 tipos de secuencias: una Estructural que
determina la expresión real del gen (codificadora) y una
Región Reguladora, sin función codificante
Intrones: Regiones no codificante en el interior del gen
Estructural:
Exones: Regiones codificante del gen
Estructuralmente… que es un gen?
•
Presenta 2 tipos de secuencias: una Estructural que
determina la expresión real del gen (codificadora) y una
Región Reguladora, sin función codificante
Promotor: Situada a 5´, Interactúa con factores de
transcripción para regular + o – la transcripción
Reguladora
Enhancer: Situada a miles de pb de distancia de un gen tanto en 5´
como en 3´, pudiendo regular la expresión de más de un gen
Transcripción
Es el proceso de síntesis de una molécula de ARN a partir de un molde de
ADN (gen) .
Comparación ADN-ARN
Traducción

Consiste en la síntesis de polipéptidos mediante la unión de
aminoácidos según el orden establecido por la secuencia del mARN y
el código genético.
Flujo de la información Genética