lunes, 3 de junio de 2013

GENÉTICA MOLECULAR - BIOLOGÍA MOLECULAR


  • Replicacion del ADN
En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en el núcleo, justo antes de la división celular. Empieza con la separación de las dos cadenas de polinucleótidos, cada una de las cuales actúa a continuación como plantilla para el montaje de una nueva cadena complementaria. A medida que la cadena original se abre, cada uno de los nucleótidos de las dos cadenas resultantes atrae a otro nucleótido complementario previamente formado por la célula.



Características 

  1. Es el proceso necesario para que se realice la división,duplicación celular.
  2. El mecanismo de replicacion se basa en la complementación de las bases.
  3. Modelos de replicacion 
    1. Conservativo - copia
    2. Dispersivo - Divide y copia
    3. Semiconservativo - Se abre en espacios determinados y se crean dos 
  4. Siempre se da por un modelo semiconservativo 
  5. Comienza en sitios especificos ( Origenes de replicacion) 
  6. El proceso de replicacion es bidireccional 
  7. Las dos hebras nuevas se van alargando progresivamente por la adicion secuancial de nucleotidos 
  8. Siempre se produce en sentido 5' 3' siendo 3' el extremo donde se encuentra el grupo hidroxilo libre en el proceso de elongacion.
  9. Son dos hebras antiparalelas, Una hebra se sintetiza de forma continua y la otra de forma discontinua 

 Transcripción y Traducción
 

La transcripción es la síntesis de una cadena de ARN complementaria a un fragmento de una de las cadenas del ADN.
 
Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de nucleótidos. Cada uno está formado por una molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina, guanina, uracilo y citosina. Se diferencia químicamente del ADN por  contiener la base uracilo en lugar de timina.

Una parte de la hebra paralela del ADN actúa como molde para formar una nueva cadena que se llama ARN mensajero o ARNm . El ARNm sale del núcleo celular (en el caso de los organismos eucariotas) y se acopla a los ribosomas, estructuras celulares especializadas que actúan como centro de síntesis de proteínas.

 
La traducción es el proceso por el cual la información genética contenida en el ADN y transcrita en una ARN mensajero va a ser utilizada para sintetizar una proteína de acuerdo a las reglas del código genético. En este proceso intervienen los ARN ribosómico (ARNr) y de transferencia (ARNt), y consta de las fases de:

 

- Activación
 
Cada aminoácido (AA) se une al ARNt específico,

- Iniciación
 
La subunidad pequeña del ribosoma se enlaza con el extremo 5′ del ARNm con la ayuda de factores de iniciación y de otras proteínas,

- Elongación
 
Ocurre cuando el siguiente aminoacil-ARNt (el ARNt cargado) de la secuencia se enlaza con el ribosoma,

- Terminación
 
Sucede cuando se encuentra con un codón de terminación (sin sentido), que son el UAA, UAG o UGA.

El código genético es el conjunto de reglas usadas para traducir la secuencia de nucleótidos del ARNm a una secuencia de proteína en el proceso de traducción.

 
Características del código genético

• La correspondencia entre nucleótidos y aminoácidos se hace mediante codones. Un codón es un triplete de nucleótidos que codifica un aminoácido concreto.

• El código genético es degenerado: un mismo aminoácido es codificado por varios codones, salvo Triptófano y Metionina que están codificados por un único codón. Existen 64 codones diferentes para codificar 20 aminoácidos. Los codones que codifican un mismo aminoácido en muchos casos comparten los dos primeros nucleótidos.

• El codón AUG que codifica la metionina es el codón de inicio y hay tres codones que establecen la señal de terminación de la traducción (UAA, UAG, UGA).

• Es casi universal. Es el mismo para la mayoría de los organismos, con algunas excepciones en protozoarios, micoplasmas y las mitocondrias.

GENETICA HUMANA

Es el estudio de la herencia de las variaciones humanas

Genoma  

Totalidad de la informacion genetica contenida en el ADN de una celula de un individuo

Bioinformatica

Rama de la biologia estudia las secuencias de las bases del ADN humano Vs las de otras especies.

Pedigri 

Arbor genealogico --> Es el estudio ordenado de varias generaciones de una familia basandose en la presencia de caracteristicas siguiendo unos simbolos determinados.



  • Alelos multiples 


La herencia por alelos multiples es la que es determinada por mas de dos alelos.
En los humanos e ltipo de sangre (AB0) es un ejemplo de alelos multiples.

Existen tres alelos diferentes




Codominacia 

Es cuando los dos alelos se expresan por igual

Herencia ligada cromosomas del sexo

Son desordenes hereditarios determinados por genes localizados en el cromosoma.



  • Hemofilia 


Se debe a un gen recesivo que se hereda en el cromosoma x

Las personas se desangran con cualquier herida








  • Daltonismo


Es una enfermedad que se esta ligada al gendel cromosoma x el cual se caracteriza por el mal funcionamiento de las celulas sencitivas a la luz de los ojos.



  • Enfermedades Autosomicas 


Para desarrollar la transmision de esa infomacion se hace a travez de un proceso de meiosis formando los gametos.



  • Citogenetica


Hay una descripcion y metodologia para obtener el cariotipo. Esta citogenetica estudia el conjunto de cromosomas de un individuo, y los cromosomas deben ser metafasicos.

En 1959, Lejeune encontró que los pacientes con síndrome de Down tenían una copia extra del cromosoma 21. El síndrome de Down es conocido también como trisomía del 21.


Cromosomas metafasicos 



Existen 3 o se pueden identificar
 
  • Metacentricos
 
Son iguales con respecto al centromero
 
  • Submetracentrico
 
Unos brazos cortos, unos brazos largos con respecto al centromero
 
  • Acrocentrico
 
Brazos largos, ahora con satelites


 
 
 
Metodologia citogenetica
 
Material
  1. Linfocitos de sangre periferica
    1. Globulos blancos
  2. Medula ocea
  3. Liquido amniotico
  4. Vellosidades coriales
  5. Piel
Metodo
  1. Directo
  2. Indirecto

Criterio de clasificacion

BANDAS


BANDAS Q

Tratamiento con quinacrina hace tinción de regiones que presentan adenina y timina. Y hace tensión en el cromosoma Y. Bandas claras

BANDAS G

Tratamiento tripsina y giemsa tienen regiones con adenina y timina. Bandas oscuras

BANDAS R

Patrón de reversos Q y G tienen regiones ricas en citocina y guanina. Bandas oscuras

BANDAS C

Heterocromatina constitutiva tiñen el centrómero.

 
TIPOS DE SONDAS

*sondas telomericas
 
 Identifican los telomeros

 *sondas centromericas
 
 Identifican los centrómeros

 *sondas especificas de cromosomas
 
Pintan el cromosoma

 *sondas especificas de secuencia

 *sondas génicas
 
Pintan ungen especifico


 


 

GENÉTICA MENDELIANA

  • El Método Experimental de Mendel


Gregor Mendel nació el 22 de julio de 1822 en Hyncice, Moravia, en la actualidad
ubicada en la República Checa. Aunque los análisis genéticos lo preceden, las leyes de
Mendel conforman la base teórica de nuestro conocimiento de la Genética.
Los experimentos que realizó Mendel se diferencian de los de sus antecesores por la
Elección adecuada del material de estudio y por su método experimental. El organismo
de estudio elegido por Mendel fue la arveja común Pisum sativum, fácil de obtener de
los vendedores de semillas de su tiempo, en una amplia gama de formas y colores que
a su vez eran fácilmente identificables y analizables. La flor de esta especie puede
Autofecundarse. El proceso de polinización (la transferencia de polen de la antera al
estigma) ocurre en el caso de P. sativum antes de la apertura de la flor. Para realizar
sus cruzamientos Mendel debió abrir el pimpollo antes de la maduración y retirar las
anteras para evitar la autopolinización. Luego polinizó artificialmente depositando en
los estigmas el polen recogido de las plantas elegidas como padre.
Mendel probó 34 variedades de arvejas y estudió sus características durante ocho
años. Eligió siete características que se presentaban en dos formas, tal como altura de
planta alta o baja, o color de flor blanca o rosada. En sus experimentos Mendel utilizó
28000 plantas de arvejas.
La contribución de Mendel fue excepcional, sus innovaciones a la ciencia de la genética
fueron:

  1. Desarrollar líneas puras (población que da sólo descendientes iguales para una determinada característica)
  2. Contar sus resultados, establecer proporciones y realizar análisis estadísticos

  • Primera Ley de Mendel: Ley de la Segregación

Establece que durante la formación de los gametos cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto.

Con las observaciones realizadas, Mendel pudo formular una hipótesis acerca de la
segregación. Para probar esta hipótesis Mendel autofecundó las plantas de la F2. Si esta ley era correcta, él podía predecir los resultados y realmente fueron los esperados.

Cruzamiento monohíbrido 

Un cruzamiento entre padres que difieren en un sólo par
de genes (generalmente AA o aa) la descendencia de dos padres homocigotas para alelos alternativos de
un par de genes. Los monohíbridos resultan útiles para describir la relación entre los
alelos. Cuando un individuo es homocigota para un alelo mostrará el fenotipo para ese
alelo. Es el fenotipo del heterocigota el que nos permite determinar la relación de los
alelos (dominante o recesivo). 



Mendel estudió siete caracteres que aparecen en dos formas discretas, en vez de
caracteres difíciles de definir que dificultan su estudio. 




Lo primero que realizó fueron cruzamientos entre plantas que diferían para sólo un
Carácter (cruzamiento monohíbrido).

Los resultados obtenidos por Mendel fueron los siguientes:




Fenotipo

Literalmente significa “forma que se muestra” y se puede definir como la
apariencia física de la característica estudiada. Ejemplos: semilla redonda, semilla
arrugada; flor blanca, flor roja; planta alta, planta baja.

Genotipo

Es la combinación específica de alelos para cierto gen o set de genes.
Utilizando símbolos podemos describir el cruzamiento de plantas altas x plantas enanas
de la siguiente manera: 


Dominante

Es dominante el alelo que se expresa a expensas del alelo alternativo. El
fenotipo dominante es el que se expresa en la F1 de un cruzamiento entre dos líneas
puras.

Recesivo 

Es un alelo cuya expresión se suprime en presencia de un alelo dominante.
El fenotipo recesivo es el que “desaparece” en la primera generación de un
cruzamiento entre dos líneas puras y “reaparece” en la segunda generación.

Conclusiones de Mendel
  1. Los determinantes hereditarios son de naturaleza particulada. Estos determinantes son denominados en la actualidad genes.                          
  2. En los individuos diploides cada individuo posee un par de estos determinantes o genes en cada célula para cada característica estudiada. Todos los descendientes de un cruzamiento de dos líneas puras (F1) tienen un alelo para el fenotipo dominante y uno para el fenotipo recesivo. Estos dos alelos forman el par de genes. 
  3. Un miembro del par de genes segrega en cada gameto, de manera que cada gameto lleva solamente un miembro del par de genes. El proceso de la Meiosis ,un proceso desconocido en los días de Mendel, explica como  se heredan los caracteres.
  • Segunda Ley de Mendel o Ley de la segregación independiente


Hasta ahora hemos considerado la expresión de un solo gen. Mendel además realizó
cruzamientos en los que se podía seguir la segregación de dos genes. Estos
experimentos resultaron la base de su descubrimiento de su segunda ley, la Ley de la
Segregación Independiente.


Cruzamiento dihíbrido

Es un cruzamiento entre dos padres que difieren en dos
pares de alelos (AABB x aabb) un individuo heterocigota para dos pares de alelos (AaBb).
Un cruzamiento dihíbrido no es un cruzamiento entre dos dihíbridos.

  • Herencia Postmendeliana.
Mendel no conocía la estructura molecular del ADN ni sabia de la existencia de los genes, si pudo detectar su presencia y efectos; denomino ¨factores¨ a los genes y supo que heredan al azar, que algunos se expresan y otros no, que se segregan y recombinan y que se presentan en pares. Sus trabajos fueron tan exactos y descriptivos que aun pueden ser recreados y repetidos, obteniéndose los mismos resultados; por tanto sus enunciados se convirtieron en leyes de la genética.
Con la genética molecular postmendeliana se estudiaron y descubrieron nuevos aspectos de la herencia; se pudo observar que había eventos que ocurrían al margen de las leyes de Mendel como la herencia ligada al sexo.
La herencia postmendeliana esta marcada por el conocimiento de la estructura y función de los genes, el desarrollo de la genética molecular y el avance posterior de la ingeniería genética, que se dio en la década de 1970.


Codominancia

La relación entre dos alelos en la que ambos contribuyen al fenotipo
del heterocigota se denomina codominancia.

Dominancia incompleta

Es el caso en el que la F1 produce un fenotipo intermedio
entre los padres homocigotas. Si el producto es exactamente intermedio entre los
padres homocigotas la relación se denomina falta de dominancia.



Alelos Múltiples

Temprano en la historia de la genética se demostró que es posible de que existan más
de dos formas de un gen. A pesar de que un organismo diploide puede poseer
solamente dos alelos de un gen (y un organismo haploide solamente uno), en una
población pueden existir un número total bastante alto de alelos de un mismo gen.
Estos numerosos alelos se denominan alelos múltiples y forman toda una serie alélica.