GENÉTICA

“Ciencia de la herencia y la variación”

El núcleo. Propio de las células eucariotas es donde está el ADN celular.

Gralmente único. Existen, células binucleadas en hígado, estómago o cartílago, y

multinucleadas en músculo estriado, macrófagos etc .

En el interior del núcleo se encuentran uno o varios nucléolos, allí se

elaboran los ribosomas.( traducción del ARN)

El ADN se organiza en nucleosomas , se conforman de una fibra de cromatina.

El ADN se transcribe en ARNnh o p ( nuclear heterogéneo o primario) que

posee intrones ( segmentos de ADN codificante) y exones ( segmentos de

ADN no codificante)

Así, el ARNp debe sufrir “splicing” antes de traducirse a proteína. Se

eliminan los intrones y quedan los exones así se sintetiza el monosacárido

codificado por el gen ( y dicho gen será expresado por la célula)

Para comenzar este proceso primero el ADN se duplica , o copia por acción de

la ARN POLIMERASA.

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 de los cromosomas obtenidos durante la metafase

celular.

-Ordenados de acuerdo a su morfología y tamaño.

-Representan a todos los individuos de una especie .

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.

El estado S representa "Synthesis". Este es el estado cuando ocurre la

replicación del DNA. Los estados G1 (gap o intervalo 1) y G2 (gap o

intervalo 2) son etapas dedicadas a generar más organelas para repartir

entre las células hijas (producto de la división celular) y a sintetizar

enzimas y proteínas para auxiliar durante la mitosis.

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 trasncripción”

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 o codones

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

Mutaciones cromosómicas

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.

( A excepción de los cromosomas sexuales: el X por la

compensación de la dosis y el Y por su escasa cantidad de genes).

LA MUTACION es un cambio permanente en la información

hereditaria.

( Con alteración en la secuencia del ADN, y lectura distinta del

código genético, que 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 cromosómicas numéricas o genómicas

Son alteraciones en el número de los cromosomas propios de la

especie. La mayor parte son letales, tempranas, expresadas como

abortos. Las pocas alteraciones numéricas viables afectan a

cromosomas pequeños como el 21.

El conjunto cromosómico básico es haploide, de 23 cromosomas -

n-. Y la célula haploide tiene 46 cromosomas -2n-.

Origen de las euploidías.- Si durante la meiosis se produce en algunas

células la no disyunción de cromosomas homólogos se originarán dos

gametos con 2n cromosomas y dos gametos sin cromosomas (0). La

unión de estos gametos entre sí o con gametos n, puede producir

cigotos haploides, triploides o tetraploides (n+0, n+2n,2n+2n).

a) Euploidías

b) Aneuploidías

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

cromosomas (en mas o en menos) con relación al número

normal de cromosomas (n)

Las euploidías se pueden clasificar según el número de

cromosomas que se tengan en:

-

Monoploidia

Poliploidia

Mosaico

Diandra- Diginia

Monosomia (un cromosoma de menos)

Trisomia (un cromosoma de mas)

-Monoploidía o haploidía: Si las células presentan un solo

juego (n) de cromosomas. (23 cromosomas)

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

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

cudripletes: tetraploides (4n) (92 cromosomas)

-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. Tienen efectos letales tempranos.

b) Aneuploidias:

Se dan cuando está afectada sólo una parte del juego

cromosómico y el zigoto presenta cromosomas de más o de

menos.

Las aneuploidías pueden darse tanto en los autosomas

( pares 1 al 22) (por ejemplo: el Síndrome de Down),

como en los gonocromosomas o cromosomas sexuales,

(por ejemplo: el síndrome de Turner o el síndrome de

Klinefelter).

Cariotipo de una trisomía del par 21

CARIOTIPO TURNER 45 X0

Anomalías cromosómicas estructurales:

Son los cambios en la estructura interna de los cromosomas con

reordenación lineal de los genes . Frecuencia : 1 cada 2000 nacimientos.

Se pueden agrupar en dos tipos:

a) Las que suponen pérdida o duplicación de segmentos:

Deleción cromosómica: Es la pérdida de un segmento de un cromosoma.

Duplicación cromosómica: Es la repetición de un segmento del

cromosoma.

b) Las que suponen variaciones en la distribución de los

segmentos de los cromosomas:

Inversiones: Un segmento se encuentra situado en posición invertida, a

180°

Translocaciones: Un segmento se encuentra situado en otro cromosoma.

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.

“Pérdida de un segmento cromosómico e

información contenida en el mismo. Se acorta

longitud del gen”

“Un segmento del cromosoma está representado

dos o mas veces”

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

ocurre un intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos. o

balanceada

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

ROTURAS CROMOSOMICAS: hay cuadros clínicos de herencia autosómica

recesiva en los que se observan abundantes roturas cromosomicas , como el

SINDROME DE BLOOM, LA ATAXIA –TELANGECTASIA Y EL XERODERMA

PIGMENTOSUN…. Se deben a una reparacion defectuosa de las lesiones en el ADN

Mutaciones cromosomicas estructurales

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

reparación se empalman ambos extremos.

ISOCROMOSOMAS : delecion de un brazo y duplicación del otro, dando lugar a

cromosomas con ambos brazos idénticos.

Además de la deleción, duplicación , inversión y translocación

existen:

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-

Mutaciones génicas o puntuales

Son aquellas que producen alteraciones en la secuencia de

nucleótidos de un gen.

. Clasificación

1.Sustituciones de pares de bases:

Transiciones

Transversiones

2. Pérdida o inserción de

nucleótidos

Adiciones génicas

Deleciones génicas

1) Sustituciones de pares de bases.

Éstas pueden ser:

- 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 inserción de nucleótidos, en este caso se

induce a un corrimiento en el orden de lectura. Cambio de

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

Una mutación puntual de aminoácidos substituye un nucleótido

por uno diferente, pero deja el resto del código intacto. El

impacto de estas mutaciones puntuales depende del aminoácido

específico que es cambiado y la secuencia de proteína que resulta.

Si el cambio es crítico al sitio catalítico de la proteína o a su

pliegue o doblado, el daño puede ser severo.

Las mutaciones terminadoras son mutaciones puntuales que

cambian un codón de aminoácido a uno de los tres codones de

detención, lo cual resulta en la terminación prematura de la

proteína. Las mutaciones terminadoras pueden ser causadas por

substituciones de pares de bases individuales o por mutaciones de

cambio en marco de lectura.

Efecto fenotípico de las mutaciones cromosómicas

estructurales (Enfermedades geneticas )

Las deleciones y duplicaciones producen un cambio en la cantidad de

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

Las inversiones y translocaciones no suelen tener efecto fenotípico,

pues el individuo tiene los genes correctos.

Las translocaciones pueden derivarse problemas de fertilidad por

apareamiento defectuoso de los cromosomas durante la gametogénesis

o la aparición de descendientes con anomalías.

Sus mecanismos de producción son:

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

Enfermedad genética

Enfermedad genética ;

Es aquella en la que se altera la información contenida en los

ácidos nucleicos de la célula, y como consecuencia, se desarrolla

un cuadro patológico.

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.)

Una delecion 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, cardiopatia congenita….

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

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

Laringomalacia …

translocación cromosomica

específica t(8;14)

El cromosoma Filadelfia se designa como cromosoma Ph (o Ph'), y la

translocación que lo causa se expresa como t(9;22).

Linfoma de Burkitt

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

mononucleosis infecciosa en países desarrollados. Sin embargo, 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 cromosomica específica t(8;14)

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.)

- 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

Se desarrolla un tumor cuando se produce una multiplicación y

crecimiento irregular de las células. En general, los tumores

pueden ser:

-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 .

•Crecimiento exagerado

•Alteraciones celulares. Son las siguientes:•Pérdida de la inhibición por contacto: en un cultivo de células diploides,a medida que su número aumenta, confluyen unas sobre otra y lareproducción celular finaliza (inhibición por contacto).• Esto no sucede en las células transformadas porque, al ser incapacesde inhibir su crecimiento, siguen creciendo aunque cubran toda lasuperficie..

-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