MATERIA: Genética humana

Índice. MUTACION:

GENOMICA CROMOSOMICA GENICA

SECCION DE NUCLEOTIDOS CAMBIO DE SENTIDO TERMINACION PREMATURA DE LA TRADUCCION PROCESAMIENTO DE RNA PUNTOS CRITICOS

Deleciones PequeñasGrandes

InsercionesPequeñas Grandes

Mutaciones dinamicas

Mutación

mutare = cambiar Cualquier cambio en la secuencia de 1

nucleótido en la organización del DNA. Existen 3 categorías de mutación:

Mutación genómica.Mutación cromosómica.Mutación génica.

Herencia

•Mutación de cel. Línea germinal puede trasmitirse a las siguientes generaciones

•Mutación somática se produce al azar en solo un sub-conjunto de cel. de ciertos tejidos dando lugar al mosaicismo somático (varios tipos de cáncer)

MUTACIONES GENOMICAS

ALTERACIONES DEL NUMERO DE CROMOSOMAS EN LA CEL.(DOSIS).

ANEUPLOIDEAS.MONOSOMIAS (X).TRISOMIAS (13, 18, 21).

ORIGEN EN UN HERROR EN LA SEGREGACION DE LOS CROMOSOMAS DURANTE LA MITOSIS O LA MEIOSIS.

MEIOSIS 1

MEIOSIS 2

NO DISYUNCION

MUTACION GENICA

Alteración de genes en concreto.(1 gen ó mas) Cambios en la secuencia del DNA, de

los genomas del núcleo o mitocondria.Sustitucion de pares de basesInsercionDelecion

Origen:

Errores producidos en el proceso normal de replicación.

Mutaciones ocasionadas por el fallo de la reparación del DNA dañado al intentar repararlo como estaba antes del daño.

Algunas son espontaneas, otras inducidas por agentes químicos o físicos llamados mútagenos y clastrógenos.

Errores en replicación del DNA.

La mayoría de errores en la replicación son rápidamente eliminados y corregidos por DNAsas. Correlación de pruebas.

○ Reconoce cadena con base incorrecta en la doble hélice recién sintetizada

○ Y sustituye con una correctaMuy rara vez se equivoca este proceso1 cadena hija en 1,000,000

Errores después de la reparación Se calcula que entre 10,000 y 1,000,000 de

nucleótidos por célula humana en un día sufre daño por procesos químicos espontáneosDepuración DesmetilaciónDesanimación

○ La mayor parte es eliminado ò reparado.○ La reparación puede ser errónea (producirá mutación).

La reparación suele ser una mutación permanente.

Acción de mútagenos , clastrògenicosquímicos (naturales o no),ambientales y exposición a radicales ionizantes o luz UV. .

Tipos de mutaciones y sus consecuencias

Sustituciones de nucleótidosMutaciones de cambio de sentidoMutaciones que generan una terminación

prematura en la traducciónPuntos críticos de mutación

Mutaciones de cambio de sentido Mutación de un único nucleótido (puntual) que

altera el código del triplete y causar sustitución del aminoácido.

Tener efectos pronunciados en los productos génicos o interferir de manera directa con el propio proceso de la transcripción.(importancia del cabio de un solo nucleótido)

○ Hemoglobinopatías.

Ciertas mutaciones en la región 5´ del promotor o en la región 3´ no traducida del gen de la β-Globina

- Producen el descenso de RNAm de la β-Globina procesado y maduro

Terminación prematura de la traducción.

Mutación de un nucleótido en los codones de terminación (mutación sin sentido).Creación de codones de terminación.(inserción)

○ Cuando la mutación esta en el exón de un codón y lo asemeja al de uno de terminación ocasiona terminación temprana de la secuencia codificante del RNA.RNAm mutante es a menudo inestable (degradación del RNAm por mutación sin

sentido)Cuando el RNAm es suficientemente estable para la traducción

la prot. Sintetizada es muy inestable y se degrada en la célula.

Terminación retrasada de la traducción.

Destrucción de codones de terminación provoca seguir la traducción hasta el siguiente codón de terminación.Crea un a proteína con

aminoácidos extra en su porción carboxilo.

Puede alterar toda función reguladora ejercida en la región 3´.(2 tipos generales de mutaciones de sitios de corte y empalme)

Mutaciones de corte y empalme

Necesaria una secuencia de nucleótidos especifica en la unión exon-intron (sitio donante 5´)o unión intron-exon (sitio aceptante 3´)

Mutación: Interfieren y a veces impidensplicing

Sustitución de bases del intrón

Mutación:Crea sitios donantes y aceptantes alternos

Puntos críticos de mutación.

Cambios de nucleótidos:Sustitución de purinas

○ A por G ó G por A

Sustitución de pirimidinas○ C por T ó C por T

Sustitución de purina por pirimidina o viceversa.○ A por C, A por T, G por C, G por T

ó C por A, C por G, T por A, T por G

TRANSICIONES

TRANVERCIONES

Punto critico

Metilación de los residuos de cisteína (formación de 5´metil cistosina):

Dinucleótido5´CG3´

Desaminacion espontanea del 5´metil cistosina A timina

Origina transicionesC por T ó G por A

MUTACION CROMOSOMICA

Afectan la estructura del cromosoma. En una parte del cromosoma :

DUPLICACIONTRIPLICACIONINSERCION TRASLOCACIONESINVERCION

Deleciones Anomalia estrcutural, que consiste en la

perdida de un segmento de nucleotidosde un gen o ADN de un cromosoma.

Origina un desequilibrio (reordenaciones estructurales desequilibradas).

Homocigosis suele ser letal para el individuo portador.

En individuos con determinación sexual XX-XY o XX-X0, las deleciones del cromosoma X son letales en los machos.

Deleciones cromosomicas

La deleción cromosómica va acompañada de una patología; a excepción de:Pérdida de brazos cortos de los

cromosomas acrocéntricos.Portadores de la información de

los ARNs ribosómicos cuyas secuencias están muy repetidas.

Zonas heterocromáticas.

Deleción terminal Delesión intersticial Cromosoma en anillo

Unica roturaFragmento es una region subtelomica rica en genes.Fragmento carece de centromero (fragmento acentrico).Siguientes divisiones se pierdeP,ej,. Síndrome de Wolf (4p16), Síndrome de Cri du Chat (5p15), Síndrome de Grouchy (18q21),

Dos roturasPérdida del fragmento (acentrico) comprendido entre ellas y la posterior fusión de los extremos rotos.Siguientes divisiones se pierdeP,ej,. Síndrome de Cri du Chat (5p15), Síndrome de Grouchy (18q21),

Dos roturas en los extremos del cromosomaFusión de los extremos rotos, formando una estructura anularCromosoma pierde los dos telomeros.P,ej,. Síndrome de Turner (Xpq); isocromosoma de brazos cortos o largos, y cromosoma X en anillo.

Deleción en el cromosoma 4 del brazo p en la banda 16, Síndrome de Wolf

Deleción en el cromosoma 5 del brazo p en la banda 15, Síndrome deCri du Chat.

Cromosoma X en Anillo, de los brazos pq

Inserciones Provoca el corrimiento del marco de lectura o no,

dependiendo del numero de bases alteradas. Modifica los codones, hacia el extremo 3′ del

mRNA. La modificación de la proteina original, sera

directamente proporcional a la gravedad de la enfermedad.

Tipos de secuencias Genoma extragénico: regiones SINES, LINE Y VNTR que

corresponden a ADN moderadamente repetido. SINES: elementos dispersos cortos, (short interspersed elements),

menos de 500 pares de bases de longitud; hasta 500.000 de ellos en el genoma. Llamada familia Alu (endonucleasa Alu).

LINES: elementos dispersos largos, representado por la familia L1 en humano tienen 6400 pares de bases de longitud; hay unos 40000 en el genoma.

VNTR, o repeticiones en tandem de número variable puede tener entre 15 y 100 pares de bases. Se conoce como las huellas moleculares de ADN. Estos VNTR pueden estar dentro de genes o entre ellos.

Pueden transponerse vía un intermediario de ARN, por lo que nuevas copias pueden insertarse al azar en el genoma del huésped.

Concetrado: Centromeros, heterocromatina o disperso.

Inserciones Pequeñas Afecta a un número pequeño de pares de

bases. Causa: Al azar o Replication slippage Secuencias Alu y los elementos repetidos

L1. Afectan a un numero pequeño de bases

No es un multiplo de 3.Multiplo de 3

Inserciones pequeñas

No es un multiplo de tres (no es un número entero de codones), es solo a un nucleotido; oacsiona un cambiuo de sentido de los codones lo que da lugar a un desplazamiento, desfase o cambio de marco de lectura (frameshift) desde el lugar donde se pierde una base hasta el extremo 3′del mRNA.

A veces, si la inserción ocurre en un exón, o en una región control, puede causar una mutación.

P,ej,. Gen de la neurofibromatosis tipo 1 (NF1)Secuencia Alu se ha insertado en el intrón 5.Evita un splicing apropiado por lo que el exón 6

queda fuera del mRNA maduroOriginando un corrimiento del marco de lectura.

Inserciones que no alteran el marco de lectura.

Multiplo de tres, los aminoácidos serán insertados o delesionados en el producto génico traducido; no se produce un cambio de marco de lectura, ya que no cambia la lectura de los tripletes.

P,ej,. Mutacion de la ΔF508 (delta-F-508) del gen CFTR, supone 70% de los alelos patogenos de la fibrosis quística.

No desvían el marco de lectura Sustitución; cambia o no el sentido del

codon:Mutaciones silenciosas o neutras.Mutaciones de sentido erroneo.

Delesiones e inserciones grandes

Se caracterisan por una elevada frecuencia de delesiones e inserciones detectables.P,ej,. Delesion en el gen de la distrofia, situado

en el cromosoma X, y que causa la Distrofia múscular de Duchenne.

Delesion del gen de la α-globina en el cromosoma 16, que causa la α-talasemia.

Insercion de secuencias L1 en el exon del gen de del factor VIII, que inactiva el gen, causando hemofilia A.

Mutaciones dinámicas

Expansión patológica de una región del DNA Trinucleotidos repetidos. Secuencias

microsatelitales. [64-32-3=(CGG)/(CCG), (CAG)/(CTG) y recientemente (GAA)/(TTC)].

Umbral: 40x (≥ Inestabilidad meiotica; ≥200 I. Mitótica).

Mecanismo fisiológico

Replicación Cuando la cadena en crecimiento se

desliza mientras la polimerasa esta intentando extender la cadena; y posteriormente regresa a la plantilla fuera del sitio en el que estaba cuando perdio contacto con la cadena molde.

Clasificación Tipo de trinucleótido y la posición en el gen:

SECUENCIAS SITUADAS EN LA REGIÓN NO CODIFICANTE DEL GEN○ Síndrome del cromosoma X frágil

SECUENCIAS LOCALIZADAS EN LA REGIÓN NO TRADUCIDA○ Distrofia miotónica

SECUENCIAS EN SECUENCIAS CODIFICANTES○ Atrofia muscular espinal y bulbar (enfermedad de

Kennedy), la ataxia espinocerebelosa tipo 1, la enfermedad de Huntington, la atrofia dentatorrubropali-doluisiana, la enfermedad de Machado-Joseph (ataxia espinocerebelosa tipo 3 y el síndrome de Haw River).

Síndrome del cromosoma X frágil. Sitio fragil Fraxa. Expansiones (CGG)n. Gen FMR1 (retraso mental frágil 1). Premutación ≤ 200 (CGG)n en la

región 5' del gen FMR1 (no afecta expresión).

Mutacion ≥ 200; Afecta gen. Exceso de Metilación de genes (isla CpG).

Anticipación,: >60, premutación; >90, mutación.

Secuencia normal (CGG)n es que suele contener tripletes AGG en su interior (Interrupciones).

Nota: Sitios frágiles heredables FRAXE, FRA16A o FRA11B; patologia no conocida.

Secuencia normal (CGG)n es que suele contener tripletes AGG en su interior (Interrupciones)= Estabilidad de repeticiones.

Aparición de nuevos alelos inestables-patogénicos después de varias generaciones, puede deberse a dos mecanismos alternativos: Ganancia de nuevas repeticiones CGG en un largo

tramo sin interrupcionesPérdida/conversión de alguna interrupción AGG.

El sitio frágil FRAXE=Retraso mental leve= Exceso de metilacion gen 5= (CGG)n.

Distrofia miotónica

Repetición (CTG)n, región 3' no traducida de un gen DMPK (proteincinasa de la distrofia miotónica).

Afectación fenotípica: Primeras generaciones: asintomáticos Generaciones intermedias: 100 y más de 1.000Congénita, agresiva y letal en los primeros años

de vida, ≥ 1.000 CTG.

No se muestra alteración del gen DMPK o un patron de metilación.

Mayores expanxiones, Mujeres.

Enfermedad de Kennedy

Las únicas que codifican para los aminoácidos.

Expansiones: 40 y más de 60 repeticiones.

Repeticiones CAG: aminoácido glutamina

Enfermedades neurodegenerativas, autosómico dominante de comienzo más o menos tardío ( formas juveniles); heredadas por el padre.

Transferencia de Souther Aislar una fracción de DNA a travez de enzimas de restricción. Fragmentos se colocan en un posillo en la agarosa en la parte superior

de un gel. Separados por su tamaño por electroforesis en gel de agarosa

(pequeños, inferior; grandes, superior). Teñidos con un colorante flourecente (bromuro de etidio). Forma un carril uniforme en el gel. Desnaturaliza el DNA de doble cadena con una potente base Cadenas de DNA simples son transferidos a un papel filtro por

transferencia y capilaridad. Incuba el filtro con una sonda de cadena unica marcada que favoreca

la renaturaliuzación de dobles cadenas de DNA. Lava el filtro para elimar la sonda que no presento unión. El filtro se expone a una placa de rayos X, para revelar los fracmentos

hibridados. Asi se puede detectar bandas radioactivas especificas de cada banda

del DNA humano.