DR. ROBERTO ARÁUZ SALGUERAMÉDICO CIRUJANO DIABETÓLOGO

HISTO- EMBRIOLOGO

INTRODUCCION A LA GENETICA

INTRODUCCION A LA GENETICAINTRODUCCION A LA GENETICA

• OBJETIVOS:OBJETIVOS:• SEÑALAR LA PARTICIPACION DELA SEÑALAR LA PARTICIPACION DELA

HERENCIA TANTO EN LA SALUD COMO HERENCIA TANTO EN LA SALUD COMO EN LA ENFERMEDAD.EN LA ENFERMEDAD.

• DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE LA DESCRIBIR LOS MECANISMOS DE LA TERATOGENESIS.TERATOGENESIS.

CONTENIDO

INTRODUCCION

I. HERENCIA :1. Bases moleculares 2. Genoma humano3. Aspectos citogenéticas : 4. -mitosis

-Meiosis -Cariotipo

- Cromosomas

II. MUTACION GENETICA: Clasificación Alteraciones cromosómicas Trastornos autosómicos

CONCLUSIONES

INTRODUCCION A LA GENETICAINTRODUCCION A LA GENETICA

• Genética,Genética, estudio científico de cómo se transmiten los  estudio científico de cómo se transmiten los caracteres físicos, bioquímicos y de comportamiento de caracteres físicos, bioquímicos y de comportamiento de padres a hijos. padres a hijos.

• Este término fue acuñado en 1906 por el biólogo británico Este término fue acuñado en 1906 por el biólogo británico William Bateson.William Bateson.

• Los genetistas determinan los mecanismos hereditarios por Los genetistas determinan los mecanismos hereditarios por los que los descendientes de organismos que se reproducen los que los descendientes de organismos que se reproducen de forma sexual no se asemejan con exactitud a sus padres, de forma sexual no se asemejan con exactitud a sus padres, y estudian las diferencias y similitudes entre padres e hijos y estudian las diferencias y similitudes entre padres e hijos que se reproducen de generación en generación según que se reproducen de generación en generación según determinados patronesdeterminados patrones..

INTRODUCCIONINTRODUCCIONLA GENETICA ha tenido considerable impacto LA GENETICA ha tenido considerable impacto en muchas áreas.en muchas áreas.

EJ. En el mejoramiento de las plantas y raza de EJ. En el mejoramiento de las plantas y raza de los animales y el tratamiento de muchas los animales y el tratamiento de muchas enfermedades. enfermedades.

La genética se divide:La genética se divide:GENETICA APLICADA GENETICA APLICADA GENETICA MOLECULARGENETICA MOLECULARGENETICA FACTORIALGENETICA FACTORIALGENETICA MUTACIONALGENETICA MUTACIONAL

INTRODUCCIONINTRODUCCION..38 a.c. ARISTOTELES: Teoría de la herencia del 38 a.c. ARISTOTELES: Teoría de la herencia del

sexo en los hombres sexo en los hombres .1809 J.B. LEMNCK :Teoría de la mutabilidad .1809 J.B. LEMNCK :Teoría de la mutabilidad .1809-1892 CARLOS DARWING : teoría de la .1809-1892 CARLOS DARWING : teoría de la

evolución.evolución..1834-1914 WEISSMAN : Negó la existencia de los .1834-1914 WEISSMAN : Negó la existencia de los

caracteres adquiridos del plasma germinalcaracteres adquiridos del plasma germinal.1822-1824 MENDEL :Leyes fundamentales de la .1822-1824 MENDEL :Leyes fundamentales de la

herencia herencia .1866-1945 MORGAN: Formuló la teoría .1866-1945 MORGAN: Formuló la teoría

cromosómicacromosómica.1953 WATSON Y CRICK : Formularon la estructura .1953 WATSON Y CRICK : Formularon la estructura

del ADNdel ADN

ORIGEN DE LA GENÉTICA

.LA CIENCIA DE LA GENÉTICA NACIÓ EN 1900, CUANDO VARIOS INVESTIGADORES DE LA REPRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS DESCUBRIERON EL TRABAJO DEL MONJE AUSTRIACO GREGOR MENDEL, QUE AUNQUE FUE PUBLICADO EN 1866 HABÍA SIDO IGNORADO EN LA PRÁCTICA.

.MENDEL, QUE TRABAJÓ CON LA PLANTA DEL GUISANTE (CHÍCHARO), DESCRIBIÓ LOS PATRONES DE LA HERENCIA EN FUNCIÓN DE SIETE PARES DE RASGOS CONTRASTANTES QUE APARECÍAN EN SIETE VARIEDADES DIFERENTES DE ESTA PLANTA.

.OBSERVÓ QUE LOS CARACTERES SE HEREDABAN COMO UNIDADES SEPARADAS, Y CADA UNA DE ELLAS LO HACÍA DE FORMA INDEPENDIENTE CON RESPECTO A LAS OTRAS (VÉASE LEYES DE MENDEL).

.SEÑALÓ QUE CADA PROGENITOR TIENE PARES DE UNIDADES, PERO QUE SÓLO APORTA UNA UNIDAD DE CADA PAREJA A SU DESCENDIENTE. MÁS TARDE, LAS UNIDADES DESCRITAS POR MENDEL RECIBIERON EL NOMBRE DE GENES.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

• La mayoría de las células del cuerpo humano La mayoría de las células del cuerpo humano contienen 23 pares de cromosomas,contienen 23 pares de cromosomas,

• Las células de la mosca del vinagre o de la fruta, Las células de la mosca del vinagre o de la fruta, Drosophila,Drosophila, contienen cuatro pares, contienen cuatro pares,

• La bacteria La bacteria Escherichia coliEscherichia coli tiene un cromosoma tiene un cromosoma único en forma de anillo. único en forma de anillo.

• En la actualidad, se sabe que cada cromosoma En la actualidad, se sabe que cada cromosoma contiene muchos genes, y que cada gen se contiene muchos genes, y que cada gen se localiza en una posición específica, o locus, en el localiza en una posición específica, o locus, en el cromosomacromosoma

BASES MOLECULARESBASES MOLECULARES

LA TRANSMISIÓN DE GENESLA TRANSMISIÓN DE GENES• La unión de los gametos combina dos conjuntos de La unión de los gametos combina dos conjuntos de

genes, uno de cada progenitorgenes, uno de cada progenitor

• Por ejemplo, la capacidad de una persona para Por ejemplo, la capacidad de una persona para pigmentar la piel, el cabello y los ojos, depende de pigmentar la piel, el cabello y los ojos, depende de la presencia de un alelo particular (la presencia de un alelo particular (AA), mientras que ), mientras que la ausencia de esta capacidad, denominada la ausencia de esta capacidad, denominada albinismo, es consecuencia de otro alelo (albinismo, es consecuencia de otro alelo (aa) del ) del

mismo gen.mismo gen. • Cada hijo de una pareja en la que ambos son Cada hijo de una pareja en la que ambos son

heterocigóticos (heterocigóticos (AaAa) tiene un 25% de probabilidades ) tiene un 25% de probabilidades de ser homocigótico de ser homocigótico AA,AA, un 50% de ser un 50% de ser heterocigótico heterocigótico Aa,Aa, y un 25% de ser homocigótico y un 25% de ser homocigótico aaaa

El código genéticoEl código genético• El Código Genético es una El Código Genético es una secuencia de nucleótidos secuencia de nucleótidos

ordenados en tripletes o codonesordenados en tripletes o codones, cada uno de los , cada uno de los cuales codifica uno de los veinte (20) aminoácidos cuales codifica uno de los veinte (20) aminoácidos necesarios para formar cualquier proteína.necesarios para formar cualquier proteína.

• El ADN esta formado por nucleótidos. Cada nucleótido esta El ADN esta formado por nucleótidos. Cada nucleótido esta compuesto por un grupo fosfato, desoxirribosa, y una de las compuesto por un grupo fosfato, desoxirribosa, y una de las cuatro bases que contienen nitrógeno. Adenina (A), Timina cuatro bases que contienen nitrógeno. Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C).(T), Guanina (G) y Citosina (C).

• La obtención de un polipéptido a partir del ADN se produce La obtención de un polipéptido a partir del ADN se produce de forma indirecta a través de una molécula intermedia de forma indirecta a través de una molécula intermedia conocida como ARN mensajero (ARNm). conocida como ARN mensajero (ARNm).

• Por esta razón, una secuencia de adenina - Guanina - Por esta razón, una secuencia de adenina - Guanina - Adenina - Timina - Citosina (AGATC) en la cadena codificada Adenina - Timina - Citosina (AGATC) en la cadena codificada de ADN, origina una secuencia de Uracilo - Citosina - Uracilo de ADN, origina una secuencia de Uracilo - Citosina - Uracilo - Adenina - Guanina (UAUAG) en el ARNm- Adenina - Guanina (UAUAG) en el ARNm

CODIGO GENETICOCODIGO GENETICO

CARIOTIPO: Es el ordenamiento de los cromosomas según su tamaño y localización del centrómero. Cromosoma: Un cromosoma consiste de dos cromátides unidas por un centrómero (Figura 1). El cromosoma se divide en dos brazos, el brazo corto denominado con la letra p y el brazo largo denominado con la letra q.

Figura 1. Esquema general de un Cromosoma.

CARIOTIPO MASCULINOCARIOTIPO MASCULINO

•TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

• Es la formación de una cadena de ARNm Es la formación de una cadena de ARNm por una secuencia particular de ADN. por una secuencia particular de ADN.

• Por ejemplo, la secuencia Uracilo-Citosina-Por ejemplo, la secuencia Uracilo-Citosina-Uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm Uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm atrae al triplete Adenina-Guanina-Adenina atrae al triplete Adenina-Guanina-Adenina (AGA) del ARNt. El triplete del ARNt recibe (AGA) del ARNt. El triplete del ARNt recibe el nombre de anticodón.el nombre de anticodón.

• La secuencia de codones en el ARNm La secuencia de codones en el ARNm determina, por tanto, el orden en que los determina, por tanto, el orden en que los aminoácidos son transportados por el ARNt aminoácidos son transportados por el ARNt al ribosoma.al ribosoma.

IntronesIntrones•Es cuando los genes están Es cuando los genes están

interrumpidos a lo largo de una interrumpidos a lo largo de una secuencia de nucleótidos que secuencia de nucleótidos que codifican un polipéptido codifican un polipéptido

• Implicado en la regulación de la Implicado en la regulación de la cantidad de polipéptidos producidos cantidad de polipéptidos producidos por los genespor los genes..

MUTACIONESMUTACIONES

• En la replicación del ADN muy rara vez se En la replicación del ADN muy rara vez se producen errores, y el ADN nuevo contiene producen errores, y el ADN nuevo contiene uno o más nucleótidos cambiados. uno o más nucleótidos cambiados.

• Por ejemplo, los polipéptidos que Por ejemplo, los polipéptidos que distinguen la hemoglobina normal de la distinguen la hemoglobina normal de la hemoglobina de las células falciformes hemoglobina de las células falciformes difieren sólo en un aminoácido. difieren sólo en un aminoácido.

• Cuando se produce una mutación durante Cuando se produce una mutación durante la formación de los gametos, ésta se la formación de los gametos, ésta se transmitirá a las siguientes generacionestransmitirá a las siguientes generaciones..

CLASIFICACION DE LAS MUTACIONES CLASIFICACION DE LAS MUTACIONES GENETICASGENETICAS

MECANISMOS DE PRODUCCIONMECANISMOS DE PRODUCCIONLa sustitución de un nucleótido por otro no es La sustitución de un nucleótido por otro no es

el único tipo posible de mutación. Algunas el único tipo posible de mutación. Algunas veces se puede ganar o perder por veces se puede ganar o perder por completo un nucleótidocompleto un nucleótido. .

.1-deficiencia o deleccion.1-deficiencia o deleccion

.2-inversion.2-inversion

.3-duplicación.3-duplicación

.4-traslocacion.4-traslocacion

CLASIFICACION CLASIFICACION MUTACIONESMUTACIONES

• SEGÚN SU EXPRESION:SEGÚN SU EXPRESION:• LetalesLetales• SubletalesSubletales• CondicionantesCondicionantes• SomáticasSomáticas• GenéticasGenéticas

SINDROMESSINDROMESSon el conjunto de manifestaciones de Son el conjunto de manifestaciones de

una determinada enfermedad que una determinada enfermedad que provoca alteraciones del código provoca alteraciones del código genético.genético.

DOWN DOWN TURNERTURNERKLINEFELTERKLINEFELTERSUPER HEMBRA SUPER HEMBRA SUPER HOMBRESUPER HOMBRE

HERENCIA HUMANAHERENCIA HUMANA

• La susceptibilidad a padecer ciertas enfermedades La susceptibilidad a padecer ciertas enfermedades tiene un componente genético muy importante. tiene un componente genético muy importante.

• Este grupo incluye la esquizofrenia, la tuberculosis, Este grupo incluye la esquizofrenia, la tuberculosis, la malaria, varias formas de cáncer, la migraña, las la malaria, varias formas de cáncer, la migraña, las cefaleas y la hipertensión arterial. cefaleas y la hipertensión arterial.

• Muchas enfermedades infrecuentes están Muchas enfermedades infrecuentes están originadas por genes recesivos, y algunas por originadas por genes recesivos, y algunas por genes dominantes. genes dominantes.

• De los aproximadamente 30.000 genes que De los aproximadamente 30.000 genes que contiene el genoma humano, unos 4.000 pueden contiene el genoma humano, unos 4.000 pueden estar asociados a enfermedadesestar asociados a enfermedades

Clasificación de las Clasificación de las enfermedades hereditarias enfermedades hereditarias

• ENFERMEDADES MONOGENICASENFERMEDADES MONOGENICAS

• ENFERMEDADES CROMOSOMICASENFERMEDADES CROMOSOMICAS

• ENFERMEDADES ENFERMEDADES MITOCONDRIALESMITOCONDRIALES

1.-ENFERMEDADES 1.-ENFERMEDADES MONOGENICASMONOGENICAS

• Ejemplos de enfermedades monogénicas son:Ejemplos de enfermedades monogénicas son:– Anemia falciforme (cromosoma 11) (cromosoma 11) – Fibrosis quística (cromosoma 7, básicamente) (cromosoma 7, básicamente) – Enfermedad de Batten (cromosoma 16) Enfermedad de Batten (cromosoma 16) – Enfermedad de Huntington (cromosoma 4). Enfermedad de Huntington (cromosoma 4). – Enfermedad de Marfan (cromosoma 15, Enfermedad de Marfan (cromosoma 15,

básicamente) básicamente) – Hemocromatosis (cromosoma 6 la forma clásica). Hemocromatosis (cromosoma 6 la forma clásica). – Deficiencia de alfa-1 antitripsina (cromosoma 14) Deficiencia de alfa-1 antitripsina (cromosoma 14) – Distrofia muscular de Duchenne (cromosoma X)) Distrofia muscular de Duchenne (cromosoma X)) – Síndrome de cromosoma X frágil (cromosoma...X) Síndrome de cromosoma X frágil (cromosoma...X) – Hemofilia (A) (cromosoma X) Hemofilia (A) (cromosoma X) – Fenilcetonuria (cromosoma 12, básicamente) Fenilcetonuria (cromosoma 12, básicamente)

Las enfermedades monogénicas Las enfermedades monogénicas se transmiten según los se transmiten según los patrones hereditarios patrones hereditarios mendelianos como:mendelianos como:

• Enfermedad autosómica recesiva.Enfermedad autosómica recesiva. • Para que la enfermedad se manifieste, se Para que la enfermedad se manifieste, se

necesitan dos copias del gen mutado en el necesitan dos copias del gen mutado en el genoma de la persona afectada, cuyos padres genoma de la persona afectada, cuyos padres normalmente no padecen la enfermedad, pero normalmente no padecen la enfermedad, pero portan cada uno una sola copia del gen portan cada uno una sola copia del gen mutado, por lo que pueden transmitirlo a la mutado, por lo que pueden transmitirlo a la descendencia. descendencia.

• La probabilidad de tener un hijo afectado por La probabilidad de tener un hijo afectado por una enfermedad autosómica recesiva entre dos una enfermedad autosómica recesiva entre dos personas portadoras de una sola copia del gen personas portadoras de una sola copia del gen mutado (que no manifiestan la enfermedad) es mutado (que no manifiestan la enfermedad) es de un 25%. de un 25%.

Las enfermedades monogénicas Las enfermedades monogénicas se transmiten según los se transmiten según los patrones hereditarios patrones hereditarios mendelianos como:mendelianos como:

• Enfermedad autosómica dominante.Enfermedad autosómica dominante. • Sólo se necesita una copia mutada del Sólo se necesita una copia mutada del

gen para que la persona esté afectada por gen para que la persona esté afectada por una enfermedad autosómica dominante. una enfermedad autosómica dominante.

• Normalmente uno de los dos progenitores Normalmente uno de los dos progenitores de una persona afectada padece la de una persona afectada padece la enfermedad y estos progenitores tienen enfermedad y estos progenitores tienen un 50% de probabilidad de transmitir el un 50% de probabilidad de transmitir el gen mutado a su descendencia, que gen mutado a su descendencia, que padecerá la enfermedad. padecerá la enfermedad.

Las enfermedades monogénicas Las enfermedades monogénicas se transmiten según los se transmiten según los patrones hereditarios patrones hereditarios

mendelianos comomendelianos como::

• Enfermedad ligada al Enfermedad ligada al cromosoma X.cromosoma X.

• El gen mutado se localiza en el El gen mutado se localiza en el cromosoma X. cromosoma X.

• Estas enfermedades pueden Estas enfermedades pueden transmitirse a su vez de forma transmitirse a su vez de forma dominante o recesiva. dominante o recesiva.

2.- ENFERMEDADES 2.- ENFERMEDADES CROMOSOMICASCROMOSOMICAS

• Son debidas a alteraciones en la estructura Son debidas a alteraciones en la estructura de los cromosomas, como pérdida o deleción de los cromosomas, como pérdida o deleción cromosómica, aumento del número de cromosómica, aumento del número de cromosomas o translocaciones cromosómicas. cromosomas o translocaciones cromosómicas.

• Algunos tipos importantes de enfermedades Algunos tipos importantes de enfermedades cromosómicas se pueden detectar en el cromosómicas se pueden detectar en el examen microscópico. examen microscópico.

• La trisomía 21 o Síndrome de Down es un La trisomía 21 o Síndrome de Down es un trastorno frecuente que sucede cuando una trastorno frecuente que sucede cuando una persona tiene tres copias del cromosoma 21 persona tiene tres copias del cromosoma 21 (entre un 3 y un 4% de los casos son (entre un 3 y un 4% de los casos son hereditarios; el resto son congénitos).hereditarios; el resto son congénitos).

3.- ENFERMEDADES 3.- ENFERMEDADES MITOCONDRIALESMITOCONDRIALES

• Este tipo de enfermedad hereditaria es Este tipo de enfermedad hereditaria es relativamente infrecuente. relativamente infrecuente.

• Es causada por mutaciones en el ADN Es causada por mutaciones en el ADN mitocondrial, no cromosómico. mitocondrial, no cromosómico.

• La enfermedad mitocondrial tiene La enfermedad mitocondrial tiene diferentes síntomas que pueden afectar a diferentes síntomas que pueden afectar a diferentes partes del cuerpo.diferentes partes del cuerpo.

• Las mitocondrias son pequeñas organelas Las mitocondrias son pequeñas organelas que se encuentran en la mayoría de las que se encuentran en la mayoría de las células del cuerpo cuya función es la células del cuerpo cuya función es la conversión de ciertos químicos en los conversión de ciertos químicos en los alimentos, en presencia del oxígeno, para alimentos, en presencia del oxígeno, para el intercambio común de energía dentro el intercambio común de energía dentro de las células, por ejemplo, ATPde las células, por ejemplo, ATP..

ENFERMEDADES ENFERMEDADES MITOCONDRIALESMITOCONDRIALES

• Las mitocondrias tienen su propio ADN. Las mitocondrias tienen su propio ADN. • En los últimos años se ha demostrado que más de En los últimos años se ha demostrado que más de

20 trastornos hereditarios resultan de las 20 trastornos hereditarios resultan de las mutaciones en el ADN de las mitocondrias. mutaciones en el ADN de las mitocondrias.

• Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo son heredadas exclusivamente de la madre.son heredadas exclusivamente de la madre.

• Una persona con un trastorno mitocondrial puede Una persona con un trastorno mitocondrial puede presentar patrones de herencia materna (solo los presentar patrones de herencia materna (solo los individuos relacionados por un pariente materno individuos relacionados por un pariente materno están en riesgo). están en riesgo).

• Los hombres no transmiten la enfermedad a sus Los hombres no transmiten la enfermedad a sus hijos.hijos.

TIPOS DE GRUPOS DE SANGRETIPOS DE GRUPOS DE SANGRESegún las diferentes combinaciones de las Según las diferentes combinaciones de las

proteínas de la superficie de los glóbulos rojos proteínas de la superficie de los glóbulos rojos dan como resultado los 4 grupos sanguíneos dan como resultado los 4 grupos sanguíneos existentes:existentes:

Grupo A: Tiene proteína A en la superficie del Grupo A: Tiene proteína A en la superficie del glóbulo rojo. glóbulo rojo.

Grupo B: Tiene proteína B en la superficie del Grupo B: Tiene proteína B en la superficie del glóbulo rojo. glóbulo rojo.

Grupo AB: Tiene ambas proteínas A y B. Grupo AB: Tiene ambas proteínas A y B. Grupo O: No tiene ninguna (A o B) en la Grupo O: No tiene ninguna (A o B) en la

superficie del glóbulo rojosuperficie del glóbulo rojo

Se conoce porque este antígeno Se conoce porque este antígeno localizado en la sangre de los monos localizado en la sangre de los monos Macacus Rhesus. Macacus Rhesus.

Posteriormente se encontró que el 85% de Posteriormente se encontró que el 85% de la población blanca tiene dicho antígenola población blanca tiene dicho antígeno

Los individuos Rh+ son homocigotos y los Los individuos Rh+ son homocigotos y los Rh- son heterocigotosRh- son heterocigotos

Eritroblastosis fetal la cual se origina por Eritroblastosis fetal la cual se origina por el cruzamiento de una mujer Rh- con un el cruzamiento de una mujer Rh- con un hombre Rh+hombre Rh+

HEMOFILIA : es la incapacidad de HEMOFILIA : es la incapacidad de coagularse la sangre cuando es coagularse la sangre cuando es expuesta al aireexpuesta al aire

Hay tres tipos :Hay tres tipos :

1-Hemofilia A1-Hemofilia A 2-Hemofilia B2-Hemofilia B

3-Hemofilia C3-Hemofilia C

ARBOL GENEALOGICOARBOL GENEALOGICO

CALVICIE CALVICIE MIOPIAMIOPIA RAQUITISMORAQUITISMO DALTONDALTONIISMO: es la anomalía de la distorsión de SMO: es la anomalía de la distorsión de

los colores verde y rojolos colores verde y rojo

Hay tres depende de tres genes:Hay tres depende de tres genes:

1-protanopia (rojo)1-protanopia (rojo)

2-deuteronopia (verde)2-deuteronopia (verde)

3-tritanopia (azul)3-tritanopia (azul)

CONCLUSIONESCONCLUSIONES• Bases molecularesBases moleculares• Genoma humanoGenoma humano• CromosomasCromosomas• Mutaciones genéticasMutaciones genéticas• Bibliografía: Guizar Vázquez J, Bibliografía: Guizar Vázquez J,

Genética Clinica,3 Edic. Manual Genética Clinica,3 Edic. Manual moderno 2001.moderno 2001.