¿Y después de la secuencia, qué?

Nuestros genomas no son iguales

Persona 1 Persona 2

= Variaciones en el ADN

¿Qué tipo de variaciones ?

Secuenciaestándar

Variaciones:Cambios de una base por otra: Polimorfismos

Deleciones ó pérdidas

Inserciones

Hay variaciones que causan cambios inocuos

Color de ojos

Altura

Forma de la cabeza

No Disease Hemophilia

Hay variaciones que causan cambiosperjudiciales

Diabetes, Cáncer,Cardiopatías,Hemofilia..

Hay variaciones que causan cambios latentes

Estas variaciones no son perjudiciales por sí mismas, peropueden conferir un cierto“riesgo”, que puede acrecentarseen ciertas condiciones (ambiente, hábitos, etc..). Estas variacionestambién pueden explicar porquéunas personas responden bien a ciertos tratamientos con fármacos y otras no.

En el ejemplo, los dos son fumadores y bebedores, perosólo uno de ellos desarrollarácáncer. Las variaciones quetienen en su ADN no son las quecausan el cáncer, sino queconfieren un riesgo, que puedemanifestarse frente a ciertassituaciones ambientales, como el tabaco (o el humo) o la ingesta de alcohol

Hay variaciones que no causan cambiosaparentes

Nuestro genoma tiene tres mil millones de bases

Entre dos personas cualesquiera hay más de 20 millones de nucleótidos de diferencia, que se agrupan en 1.400 regionesdel genoma.

Esas diferencias pueden ser de varios tipos….

SNP: “polimorfismos” de un solo nucleótido

VNTR/STR : “polimorfismos” basados en el nº de veces que se repiteuna secuencia, en tándem.

Cromosomahumano

Región VNTR/STR

Número variablede repeticionesen tándem

Las regiones VNTR/STR son polimórficas, esto es, tienen “muchas formas”. El número de repeticiones en tándem es muy variable dentro de una población.

= Sitios reconocidos por enzimas quecortan ADN

..ATCCGTCGTCGTTC….

..ATCCGTCGTTC….

..ATCCGTCGTCGTCGTTC….

Persona 1

Persona 2

Persona 3

(3)(2)

(4)

Farmacogenómica

Las personas responden de forma distintaa los fármacos

Pacientes que responden bien

Pacientes que no responden

Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial

¿En qué se diferencian?

Pacientes con losMismos síntomas

Las personas responden de forma distintaa los fármacos

Pacientes con los mismossíntomas

Pacientes que responden bien

Pacientes que no responden

Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial

--ATTGTAC----ATTCTAC----AGTGTAC--

Genoma

Las personas responden de forma distintaa los fármacos

Pacientes queresponden bien

Pacientes que no responden

Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial

FÁRMACO A FÁRMACO B FÁRMACO C

Un ejemplo: la warfarina

Un anticoagulante

Dosis alta (65% de la población)

Este porcentaje de la población necesita una dosis alta para que la warfarina tenga el efecto deseado. Una dosis intermedia, o menor, puede provocar trombos

Dosis intermedia (32% de la población)

Para este porcentaje de la población necesita una dosis intermedia es la adecuada

Dosis baja (32% de la población)

Este porcentaje de la población necesita una dosis baja. Una dosis más alta aumenta peligrosamente el riesgo de hemorragias

Un ejemplo: la warfarina

Son varios los factores que influyen en la dosis de warfarina necesaria para impedir la formación de trombos, sin que cause efectos secundarios peligrosos. La variacióngenética explica aproximadamente el 40% de las diferencias entre individuos. El 60% restante de las variaciones en la respuesta a la warfarina puede explicarse porfactores no genéticos, como la edad, el peso, el sexo, la dieta, la ingesta de otrosmedicamentos y el tabaco.

Información Genética Personal

Santiago Torres-Martínez

adn

Genética forense

“huella” genética

Individuo 1 Individuo 2

Individuo 1

Versión A5

Versión A2

Versión B2

Versión B1

Individuo 2

Versión A3

Versión A4

Versión B3

Versión B2

1 2 3

1 1 12

3 3

Variantes encontradas en la población

Roberto

Ana

David

La “huella” genética

Probabilidad de encontrar dos individuoscon el mismo perfil: < 10-13

¿De dónde se puede obtener ADN?

• Sangre

• Semen

• Saliva

• Orina

• Pelos

• Dientes

• Huesos

• Tejidos

Pruebas de identidad

Un caso de violación

T: Control de tamañosC: Controles V: Víctima S1: Sospechoso 1S2: Sospechoso 2M: Células de la mujerE: ADN de espermaN: Novio

T C T V S1 M ES2 TN C C

Sospechosos

Muestra

Pruebas de Paternidad

madre

hijo

¿padre ?

Caso 1

madre

hijo

¿padre ?

Caso 2

?

INGENIERÍA GENÉTICA

Conjunto de técnicas que permiten la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro.

Herramientas moleculares:

Las enzimas de restricción

“Moléculas recombinantes o quiméricas”

Los extremos resultantes de los cortes facilitan la obtención de moléculas de ADN recombinante

CLONACIÓN = AMPLIFICACIÓN

Bacterias

Cromosoma bacteria ADN recombinante

ADN recombinante

Paso 1 Paso 2

Paso 3

Paso 4

Paso 5

bacteria plásmido(pieza pequeña de ADN)

plásmido cortes

Se inserta elgen de lainsulina

insulina

Insulina recombinante

(“transgénica”)

Plantas transgénicas

ADN con el gen deseado

ADN recombinante

1

Célula vegetal

El gen deseado se ha insertado en uno de los cromosomas de la planta

Regeneración de la planta

Planta transgénica(con el nuevo

carácter)

Cómo se hace una planta transgénica

• Plantas con características de interés (resistencia a plagas, a herbicidas…)

• Producción de nuevos alimentos

• Posibilidad de incorporar característicasnutricionales distintas en los alimentos

• Vacunas comestibles (Tomates con la vacuna de la hepatitis B…)……………

Para qué plantas transgénicas

Tomates que no se deterioran

arroz “dorado”

β-caroteno

Ruta bloqueadaen el “arroz blanco”

Ruta bloqueadaen el “arroz blanco”

Sintetasa de fitoeno

Desaturasa de fitoeno

Desaturasa deξ-caroteno

Ciclasa de licopeno

β-caroteno

tran

sgen

es

¿Porqué es bueno el β-caroteno?

Vitamina A Vitamina A

¿Porqué es bueno el β-caroteno?

• Los carotenos poseen propiedades antioxidantes.

• La vitamina A ayuda a la formación y al mantenimiento de dientes sanos, tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. Se conoce también como retinol, ya que produce los pigmentos en la retinadel ojo.

• La vitamina A promueve la buena visión.

• Su falta produce el desarrollo anormal de los huesos del sistema reproductivo, ceguera nocturna, xeroftalmia (unaafección de resequedad de la córnea del ojo)…..

Mediante cruzamientos genéticos tradicionales

Mediante tratamientosmutagénicos

Mediante ingeniería genética

Limitaciones:

. Caro

. Mucho tiempo

. Limitado a especies y genes

Limitaciones:

. Aleatorio

. impredecible

Limitaciones:

. Muy específico

Animales transgénicos

Oveja adulta A Oveja adulta donante de óvulos

Oveja adulta receptora

Oveja transgénica

Desarrollo del embrión in vitro

Implante del embrión en el útero de una oveja receptora

Inyección del transgén deseado en uno de los núcleos del cigoto

DNA

fertilización in vitro

Cómo se hace un animal transgénico

Cómo se clona un animal

Oveja adulta Adonante de células

Oveja adulta donante de óvulos

Oveja adulta receptora

Dolly(clon de A)

Gen de laantitrombina

Óvulo reciénfertilizado

El DNArecombinantese inyecta enel pronúcleo

Implantar en madre “adoptiva”

Identificar losdescendientestransgénicos

El gen de la antitrombinase ha manipulado

para que sólo se expreseen el tejido mamario

y se secrete en la leche

Se obtiene la lechede los animales

transgénicos

Se extraen las proteínas de

la leche

Se purifica la antirombina

Obtención de proteínas de interés a partirde leche de animales transgénicos