GENÉTICA y BIOLOGÍA MOLECULAR

Dra. Herminia Loza TaveraLab 105, Depto. Bioquímica, Conjunto E, Fac. QuímicaTel: 5622-5280; correo electrónico: hlozat@unam.mx

QFB. Materia 1630 Grupo 5

El alumno... Conoci-

miento

Compren-

sión

Aplica-

ción

I.

INTRODUCCIÓN

Y BASES

CELULARES DE

LA HERENCIA

Conocerá los diferentes aspectos

que estudian la genética y la

biología molecular. Describirá las

diferentes fases del ciclo celular

en eucariontes y revisará los

diferentes mecanismos del control

del ciclo.

1. Panorama

general de la

genética y la

biología molecular

y sus aplicaciones

1.1. Definirá el área de estudio de la

genética y de la biología molecular.

X

1.2. Analizará las aplicaciones que

estas disciplinas tendrán en su vida

cotidiana y profesional.

X

1.3. Relacionará cómo la genética y

la biología molecular pueden ser

usadas en la investigación básica y

aplicada.

X

Objetivos del tema

Tiempo asignado: 1 h Clase 1

¿Qué aspectos de la vida abordan la genéticay biología molecular?

Genética

• Estudia los genes ya sea desde el punto de vista molecular, celular, organismal, poblacional o evolutivo. Estudia las bases y principios de la herencia. genesis=origen

Biología molecular• Estudio de la estructura y función de las

moléculas biológicas

Genética

Genética

Clásica

Biología

Molecular

Genética

de poblaciones

Estudia cómo la información hereditaria de un organismo influye en su

apariencia y como estas características se transmiten de generación en

generación.

Diversas disciplinas permiten conocer

la estructura y función de los

componentes celulares

Historia de la Genética

Antes de 1860:

- Mejoramiento de plantas y animales

- Cruzas de individuos con características deseables

- Ovistas y espermistas

Las leyes de la herencia

Gregorio Mendel, 1860

Monasterio de Sto. Tomás, Rep. Checa

En 1860, Gregor Mendel, un monje agustino realizóexperimentos en el pequeño jardín de un monasterio queapuntaron a los genes como elementos biológicosresponsables de la herencia.

Trabajo publicado en 1866

En el año 2009 se celebraron 200 años del

natalicio de Darwin y 150 años de la

publicación de “El origen de las especies”

1809: Nacimiento de Darwin

1859: Publicación de “El Origen de las Especies”

Teoría evolutiva basada en la Selección Natural

Acumulación de pequeñas variaciones, cada una confiriendo ventaja adaptativa/

reproductiva sobre otro individuo.

1902 (Sutton): Desarrolla la teoría de la herencia por medio de los cromosomas (cuerpos coloreados)

HERENCIA

1905 (Bateson): Establece la palabra Genética para los estudios respecto a herencia y cromosomas

El DNA: molécula responsable de la herencia

1869 (Friedrich Meischer):Identifica el DNA (nucleína)

1928 (Fred Griffith): El DNA de bacterias virulentas transmite el cracter a bacterias no virulentas

1952 (Hershey y Chase):Confirman al DNA como la molécula de la herencia

1953 (Watson y Crick):Modelo de la doble hélice del DNA

1941 Un gen da lugar a una proteína

1959 El mRNA es el intermediario entre el DNA y la proteína

1966 Se descifra el código genético

Biología Molecular: estudio de la estructura y función

de las moléculas biológicas

Tecnología del DNA recombinante

1970 Se purifica la primer enzima de restricción

1986 Se desarrolla la amplificación de DNA por PCR

1977 Tecnología de secuenciación de DNA

Secuenciación de Genomas

1990 Primer proyecto de genoma

1995 Secuenciación automatizada; aceleración de proyectos genomas

2001 Liberación del genoma humano

http://www.genomesonline.org

B- Bacteria

A- Archae

E- Eukarya

M- Metagenomas

mfgsveraadsertalacasademartaferdansateraestaenfrentedelacryferhascenwvabesfarmaciaafverloantecemianqreutcakesglotmfgsveraadsertalacasademartaferdansateraestaenfrentedelacryferhascenwvabesfarmaciaafverloantecemianqreutcakesglot

Anotación de los Genomas Clasificación Funcional

Anotación deUnidades Funcionales

Bioinformática

ERA POST-GENÓMICA

Análisis global de genomas, transcriptomas, proteomas y secuencias no codificantes

Resurgimiento de las técnicas de microscopía con el avance de la óptica y los métodos modernos de análisis genético

Controversias sobre clonación humana y de animales, plantas y semillas genéticamente modificadas, células madre

ORGANISMOS MODELO PARA ESTUDIOS EN

GENÉTICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

Fenotipo evidente

Disponibilidad de mutantes

Ciclo de vida corto

Genoma secuenciado

Bacteriófagos de la serie TEscherichia coliSacharomyces cerevisiaeDrosophila melanogasterArabidopsis thalianaChenorabditis elegansMus musculus

•Fitomejoramiento y mejoramiento de ganado

•Mejoramiento de productos de origen bacteriano

•Diagnóstico Genético

•Terapia Génica

•Ingeniería Genética/Producción de organismos

genéticamente modificados

•Bioteconología

•Medicina Genómica

Aplicaciones de la Genética y la

Biología Molecular

FitomejoramientoAprovechar la diversidad genética en especies vegetales para generar cultivos resistentes a plagas y enfermedades, con tolerancia a ambientes adversos y de un alto rendimiento.

APLICACIONES EN ALIMENTACIÓN

Resistencia a estrés y plagas

Características mejoradas

Ingeniería Genética

Cultivos de plantas que expresan

proteínas bacterianas con actividad

insecticida.

• Plantas resistentes a insectos.

• Plantas resistentes a virus.

• Plantas resistentes a herbicidas.

Ej. toxina de Bacillus thuringensis

expresada en plantas evita el

ataque de algunas plagas de

insectos

El arroz dorado, rico en beta

caroteno es una planta

genéticamente modificada

Desarrollado por Ingo Potrykus y Peter

Beyer, investigadores del Instituto Federal

Suizo de Tecnología y de la Universidad de

Freiburg y donado para uso público al

Golden Rice Humanitarian Board.

El beta caroteno es un precursor de la vitamina A. La cual

es esencial para el desarrollo de huesos, dientes y piel.

En países en vías de desarrollo, la

falta de vitamina A genera ceguera

en niños.

Se empezará a cultivar en 2011 en Filipinas

Clonación de

organismos con

características

genéticas

idénticas

APLICACIONES EN LA MEDICINA

Estudio de enfermedades

Producción de medicamentos

Diagnóstico clínico

Diagnóstico prenatal

Terapia génica

Patrones hereditarios

Detección de enfermedades genéticas y

determinación del sexo durante el embarazo

Diagnóstico prenatalAmniocentesis

Prueba prenatal en la que se extrae

una muestra del líquido amniótico que

rodea al feto para analizarla.

Se utiliza con frecuencia durante el segundo trimestre de embarazo para

diagnosticar ciertos defectos congénitos cromosómicos y genéticos.

Ej. Para detección del síndrome de Down: Trisomía 21 (tres copias del cromosoma 21).

Medicina genómica/ Terapia génica

Introducir células transformadas (con un gen intacto) en el tejido somático para corregir una función defectuosa o en la línea germinal.

Inmunodeficiencia combinada severa. Defecto en la desaminasa de adenosina. Células madre de la médula ósea se transforman.

Con base en las técnicas de Ingeniería Genética es posible obtener:

•Cultivos de plantas que expresan proteínas bacterianas con actividad insecticida.

• Plantas resistentes a insectos.

• Plantas resistentes a virus.

• Plantas resistentes a herbicidas.

Genómica y Bioinformática

Estudio de la estructura y función de genomas completos.

Genoma humano:

3.5 X 109 pb

Genoma E. coli

4 X 106 pb

Pruebas de paternidad

madre hijo padre persona 2

Análisis de

pedigree y

Consejo

genético

APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS

Producción de fármacos

Producción de insulina humana en células de Escherichia coli

Mejoramiento de la calidad de productos alimenticios

Mejoramiento de productos de uso cotidiano

Mejoramiento en los procesos de síntesis de compuestos químicos

Mejoramiento en procesos de degradación

Biocatálisis

Desarrollo de cepas mejoradas para biofermentación

Sitios en la red para lecturas suplementarias

http://zientziaberri.wikispaces.com/Bioteknologia

http://www.monografias.com/trabajos12/bioalim/bioalim.shtml

http://www.rtve.es/mediateca/videos/20100620/cronicas--transgenicos/805894.shtml