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INTRODUCCION A LA GENÉTICA MEDICA

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INTRODUCCION A LA GENÉTICA MEDICA

LA GENETICA ES LA CIENCIA DE LA HERENCIA, QUE ESTUDIA NO SOLO LA TRANSMISION DE LOS CARACTERES A TRAVES DE LAS GENERACIONES, SINO TAMBIEN LA FORMA EN QUE SE EXPRESAN DURANTE EL DESARROLLO Y LA VIDA DEL INDIVIDUO

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INTRODUCCION A LA GENÉTICA MEDICA

Las unidades de herencia estan constituidas por segmentos de ADN de diferentes longitudes a los cuales se les denomina GENES

Estos corpúsculos de ADN presentan características constantes para cada especie en lo que se refiere al numero, longitud y forma.

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INTRODUCCION A LA GENÉTICA MEDICA

La genética humana ha La genética humana ha revolucionado las bases de la revolucionado las bases de la ciencia médicaciencia médica pues constantemente se descubren genes pues constantemente se descubren genes que causan enfermedades hereditarias, sin ningun indicio que causan enfermedades hereditarias, sin ningun indicio de como funcionan.de como funcionan.

En humanos estos estudios se dificultan por 2 razones:En humanos estos estudios se dificultan por 2 razones:

1. La carencia de un abundante suplemento de marcadores 1. La carencia de un abundante suplemento de marcadores genéticos con los cuales estudiar la herencia.genéticos con los cuales estudiar la herencia.

2. La imposibilidad de favorecer cruces con propósitos 2. La imposibilidad de favorecer cruces con propósitos experimentales.experimentales.

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INTRODUCCION A LA GENÉTICA MEDICA

La Genética Humana se inicia con la alcaptonuria y se define como tal porque estudia rasgos que se distinguen como variaciones normales del desarrollo.

La Genética Médica surge a partir de 1950 cuando se unen a los conocimientos anteriores la epidemiología genética y se investiga la prevalencia de enfermedades genéticas y su modo de herencia.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

GEN: secuencia de bases del Dna ó RNA que codifica para una cadena polipeptídica ó RNAm.

ALELO: formas alternativas de un gen.LOCUS/LOCI: lugar(es) que ocupa el gen (alelo) en el cromosoma.

Enfermedades genéticas

• Etiología genética bien caracterizada.• Usualmente muy raras.• Ejemplos: neurofibromatosis, sicklemia, distrofia

miotónica, enfermedad de Huntington.• Interrogantes a investigar: mecanismo

fisiopatológico, localización cromosómica, etc.

Clasificación de las Enfermedades Genéticas

Enfermedades MonogénicasEnfermedades cromosómicasEnfermedades multifactoriales

Tomado de la conferencia de la Dra. Lilia Ochoa Lugo

Enfermedades Monogénicas

Bufón pintado por Velázquez Peter Dinklage

Acondroplasia

Síndrome de Apert

Enfermedades Cromosómicas

Enfermedades Multifactoriales

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Qué son los cromosomas?

Estos solo son visibles como estructuras aisladas en la célula en división!

•Corpúsculos que se tiñen con ciertos factores biológicos. Constituidos por proteínas histónicas y no histónicas y el ADN, en el cual está codificada la información genética.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

Cromosomas homólogos: miembros de un mismo par

HOMOCIGOTO: 2 alelos que dan información IGUAL para una misma función y ocupan el mismo sitio en cromosomas homólogos)

HETEROCIGOTO: 2 alelos que dan información DISTINTA para una misma función.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

FENOTIPO: expresión física del genoma en un medio ambiente determinado.

GENOTIPO: toda la información genética de un individuo.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

DOMINANTE: gen que expresa su efecto con 1 sola dosis génica.

RECESIVO: gen que expresa su efecto con doble dosis génica.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

CONGÉNITO: todo con lo que se nace.GENÉTICO: que su causa está en la información genética.

“Todo lo Genetico es congénito, pero no todo lo congénito es Genetico”

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

FENOCOPIA: alteración producida por un factor ambiental, que presenta un fenotipo similar al producido por una alteración genética.

ABIOTROFIA: enfermedad genética que no se manifiesta al nacimiento, sino días, meses ó años después.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

CODOMINANCIA: es cuando se expresa el efecto de ambos alelos.

SALTO DE GENERACIÓN: falta de expresión fenotípica de un gen presente en el genotipo.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

FENÓMENO DE ANTICIPACIÓN: expresión fenotípica anticipada de una Alteración en un hijo , o sea, la enfermedad en el hijo aparece en edades más tempranas que en su progenitor (que también tiene el gen).

(Corea de Huntington, Distrofia Miotónica, FRAXA)

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

GRADO DE EXPRESIVIDAD: intensidad del efecto de un gen.

VARIABILIDAD DE EXPRESIÓN: diferentes formas de expresión fenotípica de un genotipo.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

PLEIOTROPISMO: múltiples efectos de un gen.

GEN

Enfermedad 1

Enfermedad 2

Enfermedad 3

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

HETEROGENEIDAD GENÉTICA: diferentes genotipos que causan igual fenotipo.

EnfermedadAGEN 2

GEN 1

GEN 3

Heterogeneidad en Enfermedad de Alzheimer

Proteína Precursora Amiloide (Cr 21)

Presenilina 1 (Cr 14)

Presenilina 2 (Cr 1)

Apolipoproteina E(Chr 19)

Enfermedad de

Alzheimer

The genetic of adult onset neuropsychiatric disease: clomplexities and Conundra. Kennedy, Farrer, Andreasen, Mayeux. Science vol 302 31 oct 2003

CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

GEN 1

ENFERMEDAD

GEN 2

Ejemplo: Evidencia que genes en 10q y 20q pueden interactuar incrementando la susceptibilidad a la obesidad extrema. Interacting Genetic

Loci on Chromosomes 20 and 10 Influence Extreme Human Obesity Chuanhui Dong, y cols.Am. J. Hum. Genet., 72:115-124, 2003

EPISTASISGenes en más de un locus son requeridos para expresar la enfermedad.

CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

Interacción Gen-Ambiente

Diferente efecto de una exposición ambiental en el riesgo para una enfermedad, en personas con diferentes genotipos.

Diferente efecto de un genotipo susceptible en el riesgo para una enfermedad, en personas con diferentes exposiciones ambientales.

Etiología Multifactorial

Susceptibilidad genética Exposición ambiental

Interacciones

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

EFECTO FUNDADOR: Es cuando los genes originales para una alteración, proceden de una población específica.

NEOMUTACIÓN: cambio nuevo en la información de herencia.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

MALEOTIPO: Parte de la información de herencia que es capaz de ser modificada.

DRAMATIPO: Características sicológicas-conductuales de la persona con una enfermedad genética

(ej FRAXA, P: Willi etc.)

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CITOGENETICA

RAMA DE LA GENÉTICA QUE SE DEDICA AL ESTUDIO DE LOS CROMOSOMAS, SU ESTRUCTURA Y LA FORMA DE HEREDAR.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA

IDEOGRAMA

REPRESENTACIÓN DIAGRAMÁTICA DEL CARIOTIPO

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Puedo ver los cromosomas?

Cariotipo: proceso mediante el cuál se estudian los cromosomas.

Cómo se estudian los cromosomas? La mejor visualización es a partir del estudio de extendidos celulares, por lo que estas deben ser capaces de crecer y dividirse rápidamente en el cultivo.

Las células más accesibles: los linfocitos T.

Se observan mejor en la metafase o prometafase mitótica

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Cultivo de células!?

El estudio de sangre, médula ósea, fibroblastos de piel, etc, requiere de un proceso complicado de cultivo.

la célula necesita mantenerse viva y estimular su división, o sea, que son imprescindibles: medio de cultivo, ph adecuado, mitógeno, etc.

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Nomenclatura citogenética

CARIOTIPOARREGLO SISTEMATIZADO POR

FOTOGRAFIA Ó IMAGEN DIGITALIZADA, DE LOS CROMOSOMAS PARA LA ESPECIE, BASADO EN DOS CRITEROS:

1. TAMAÑO TOTAL DEL CROMOSOMA2.    LOCALIZACIÓN DEL CENTRÓMERO

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Nomenclatura Citogenética

PARTES DEL CROMOSOMA 2 CROMÁTIDES BRAZO CORTO = pBRAZO LARGO = qCENTRÓMERO = CONSTRICCIÓN QUE

DIVIDE AL CROMOSOMA EN BRAZOSTELÓMEROS = PORCIONES FINALES DE

LOS CROMOSOMAS 

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Clasificación de los cromosomas. Los cromosomas humanos se clasifican de acuerdo a la

posición del centrómero: Metacéntricos: tienen el centrómero más o menos central

con brazos de aproximadamente igual longitud. Submetacéntricos: el centrómero no se encuentra en el

centro y los brazos son evidentemente de diferente longitud.

Acrocéntricos: el centrómero está en uno de sus extremos.

Telocéntrico : el telómero termina en el centrómero (no existe en el humano)

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Clasificación de Denver, Colorado, 1960.

Grupo A: 1, 2, 3. (Grande, casi metacéntricos)

Grupo B: 4, 5. (submetacéntricos grandes)

Grupo C: 6, 7, X, 8, 9, 10, 11,12. (subm. med.)

Grupo D: 13, 14, 15. (acroc grande + satélites)

Grupo E: 16, 17, 18. (16 meta, 17 y 18 submet peque)

Grupo F: 19, 20. (metacéntricos pequeños)

Grupo G: 21, 22, Y. (acroc cortos + satélites, excepto Y que no tiene satélites)

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Nomenclatura Citogenética

GRUPOS CROMOSOMAS TIPO TAMAÑO A 1 Y 3 METACÉNTRICOS GRANDES 2 SUBMETACÉNTRICO GRANDE B 4 5 SUBMETACÉNTRICOS GRANDES C 6 AL 12 SUBMETACÉNTRICOS MEDIANOS PUEDE INCLUIRSE AL “X” D 13-14-15 ACROCÉNTRICOS MEDIANOS E 16-17-18 16 METACÉNTRICO PEQUEÑO 17 Y 18SUBMETACÉNTRICOS PEQUEÑOS F 19 20 METACÉNTRICOS PEQUEÑOS G 21, 22 Y ACROCÉNTRICOS PEQUEÑOS

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Nomenclatura Citogenética

CARIOTIPO1. Que requiere, tipo de células y porque?Células en división/Linfocitos T 2. Defina fitohemaglutininaLectina que se extrae del frijol Facteus vulgaris, actúa

como antígeno y da transformación blástica. Normalmente el linfocito tiene núcleos pequeños redondeados con cromatina muy condensada. Al pasar a linfoblasto el núcleo es grande, descondensado.

La célula en G1 almacena energía, hay proteínas y replica el ADN, luego pasa el linfocito a linfoblasto

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Nomenclatura Citogenética

3. Para que se agrega suero fetal?Hace al cultivo más rico, pues tiene factores de

crecimiento, señales de traducción y acelera la transformación blástica, sin embargo no es necesario, pero el crecimiento será más lento

4. Características del ciclo de división celular del linfocito?

Se divide cada 24 horas, a las 48 horas es la segunda mitosis y a las 72 horas habrá más células en mitosis

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Nomenclatura Citogenética

5. Que fase se escoge y porqué?Metafase pues tiene el mayor grado de condensación

cromosómica, es mejor prometafase temprana, porque hay más bandas y por lo tanto mayor resolución y es más fácil ver rearreglos cromosómicos

6. Función de la ColchicinaDetiene la células en metafase, pues se une a la tubulina

alfa 2. El tiempo de exposición a ella da el grado de condensación. Si se deja mucho tiempo con colchicina se observan anchos y cortos y es difícil evaluar las bandas

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Nomenclatura Citogenética

7. Que es el efecto C?Ocurre cuando se deja mucho tiempo el cultivo con

colchicina y se separan las cromátides8. Función del KClEs una solución hipotónica que rompe las células al

hincharlas, separa los cromosomas en prometafase por shock hipotónico y se fija la célula

9. Que ocurre si la sangre está hemolizada?El cultivo no crce pues la hemoglobina y sus productos

de degradación son tóxicos al linfocito

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Nomenclatura Citogenética

10. Como se fija la laminilla? con metanol absoluto y ácido acético glacial

(0% agua) . Ambos deshidratan las células y se llevan las histonas (básicas), la membrana citoplasmática, proteínas citoplasmáticas y de paso se precipita la hemoglobina (precipitado color café) quedando sólo las proteínas de matriz nuclear.

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Nomenclatura Citogenética

11. Como se efectúa la tinción?

Con un colorante básico para detectar de forma individual cada cromosoma

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Nomenclatura Citogenética

B-2 TIPO DE BANDASBANDAS : PARTE DE UN CROMOSOMA

CLARAMENTE DISTINGUIBLE DEL SEGMENTO ADYACENTE (MÁS OBSCURO Ó MÁS CLARO), SEGÚN LA TÉCNICA DE BANDAS QUE SE UTILIZE. (TÉCNICA ; CASPERS 1970)

 

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Técnicas para estudiar cromosomas.

Bandas G: más utilizada. Desnatualización con tripsina y tinción con Giemsa.

Bandas Q: tinción con Quinacrina y examen con microscopia de fluorescencia.

Bandas C: específicas para centrómero. Tratamiento con desnaturalizante primero (calos, ácidos, álcalis) y luego tinción con Giemsa.

Bandas R: Patrón de bandas reverso a G y Q.Bandas T (específica para telómeros), bandas NOR,

bandas G11.

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Nomenclatura Citogenética

B. SEGÚN BANDAS

B-1 RESOLUCIÓN : 350, 400, 550, 850(alta resolución: 1250-1300 centrómeros

poco definidos, 3500)ISCN. INTERNATIONAL SYSTEM FOR

HUMAN CYTOGENETIC) 1995

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Nomenclatura Citogenética

BANDAS G = GIEMSA(mezcla de colorantes básicos que se adhiere a

los fósforos que quedan expuestos,posterior a la hidrólisis de las proteínas no

histónicas, observándosea. igual patrón que las bandas Qb. los polimorfismos de heterocromatina (1, 9 ,

16, Y)

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Nomenclatura Citogenética

TIPOS DE BANDEOS  BANDAS Q = QUINACRINA (sustancia fluorescente que se intercala en las

bases nitrogenadasDando fluorescencia en las regiones ricas en A-Tes decir heterocromatina intercalar ó

cromómeros)

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Nomenclatura Citogenética

BANDAS C con hidróxido de bario y giemsapermite observar heterocromatina constitutiva BANDAS RUsa naranja de acridinaPermite observar regiones eucromáticas ricas en

G-C

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Nomenclatura Citogenética

BANDAS NORTiñe con plata amoniacal a los

organizadores nucleolaresQue estuvieron activos en metafase (genes

de ribonúcleoproteínas)Indicaciones:Cromosomas bisatelitadosTraslocaciones robertsonianas

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Nomenclatura Citogenética

BANDAS T

Sirve para ver telómeros,Son una modificación de las RUsa concentraciones de sol salina y calor

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Importancia del estudio de cromosomas

Correlación cariotipo-fenotipo: Por primera vez se logra unir un cariotipo con una alteración cromosómica: Síndrome de Down.

Diagnóstico Clínico: diagnóstico de aberraciones

estructurales y numéricas con cuadros clínicos caracterizados por RM, dismorfia y malformaciones, puede además ser causa de abortos a repetición, muertes fetales, neonatales, etc.

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Importancia (continuación)

Estudios de ligamiento y mapeo: ellos permiten la localización primero del cromosoma y luego de los genes implicados en un carácter o enfermedad.

Estudio de polimorfismos: el desarrollo de diferentes técnicas de bandeo permite el mejor estudio de los polimorfismos cromosómicos, específicamente en los cromosomas: 1, 9, 16, X. Estos pueden ser útiles como marcadores de estudios familiares o determinación del origen de un gameto anormal.

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Importancia (continuación)

Estudios del cáncer: existen aberraciones cromosómicas en diferentes tipos de neoplasias así como cambios experimentados después del tratamiento, por tanto son importantes para su diagnóstico y seguimiento.

Diagnóstico prenatal: estudio de cromosomas fetales ( a través del estudio de células tomadas por BC, ACT, PC), permite el estudio de embarazadas de alto riesgo.

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Aberraciones cromosómicas:

Euploide. Múltiplo exacto de N, número de cromosomas en gameto haploide normal.Número haploide: 23. Somos diploides (organismos de reproducción sexual) 46 cromosomas en la célula somática

NuméricasEstructurales.

Cromosomas sexualesCromosomas autosómicos.

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Nomenclatura Citogenética

HAPLOIDE :COMPLEMENTO CROMOSÓMICO DE LOS GAMETOS DE LA ESPECIE

(N=23) EUPLOIDÍAS : MÚLTIPLOS DEL

NÚMERO HAPLOIDE3n 69, xxx 4n 92, xxyy

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Nomenclatura Citogenética

ENDORREDUPLICACIÓN 2 replicaciones del material genético con 1 divisiónENDOMITOSIS división del núcleo, sin división del citoplasmaEn hígado las células normales son tetraploides

para amplificación génicaEn leucemia linfoblástica, la tetraploidia sin

rearreglos estructurales es de buen pronóstico