TEMA 3: BASES MOLECULARES DE LA TRANSMISION HEREDIANA

Transmision de caracteres que estn en los genes Segn caractersticas de alelos que se manifiestan fenotpicamente

1. Revisin de los cidos nucleicos: organizacin, estructura y funciones. Celula formada fundamentalmente x Nucleo Nucleo: ADN nuclear Imagen: Celula en metafase: Cromosomas en X Alargacion de cromatide: Secuenciacion de cromatina1. Filamentos formados por nucleosomasa. Octameros de histonasi. H2a, H2b, H2c y H4ii. H1: Alrededor1. Forma el ecuador del nucleosomab. Los estiramos: ADN y sus pared de basei. Celula: 3000 millones de pb

2. ARN : transcripcin y sntesis de protenas ADN Sirve: Reproduccion, transcripcin, traduccin y sntesis de protenas Todo el dogma central dado por enzimas ADN complementario: Viene del citoplasma

Estudios Watson y Crick (Biologos norteamericano e ingles) Analizan ADN: Forma de escalera en caracol Wilkins: Rayos X: Escalera asimtrica ADN: Forma de hlice (Curvas anchas y delgadas) Nortemaericano Plasticos de colores: 4 para composicin de bases n Adenina, citosina, timina y guanina Peldaos de escalera de ADN: Bases Parantes: Azucares y fosfatos

Replicacion Por ADN polimerasai. Escalera se abre en 2: Cada lado sujeto a correspondencia1. Adenina- Timina2. Guanina- Citosinaii. Al abrirse nuevas unidades de cdigo convergen hacia ellaiii. Las nuevas unidades se juntan a las resultantes de divisiniv. De hlice original: Forman 2 helices independientesv. Fin de proceso: 2 helices idnticas a la original

Sintesis de protenas1. ADN se desintegra y forma una barra simple2. Componentesa. Barra codificada creada x hliceb. Unidades de transferencia (Aminoacidos)c. Piezas proteinicas3. Codones (Tripletes) sintetizan determinados aminocidosa. Cadena de aminocidos4. Barra codificada se acerca a los otros 2 componentes5. U. de transferencia se unen a piezas protenicas y las llevan a la barra codificada6. Unidades se aferran a la barra, unen protenas en parte prescrita por el cdigo7. La protena se separa del sistema de codigo

Componentes de los acidos nucleicos Bases : Peldaos de escalera y se complementan Puricas: Moleculas grandes Adenina (6-aminopurina) Guanina (2-amino-6-oxipurina) Pirimidicas: moleculas pequeas Timina (5-metio-2,4-dioxipiridina) Citocina (2-oxi-4-aminopirimidina) Uracilo (2,4-dioxipirimidina) Azucares DNA: Pentosa desoxirribosa 5 carbonos se unen: C1: Base C2: Hidrogenos C3: Al otro nucleo C4: Al hidroxilo C5: Une al fosfato RNA: Ribosa Diferencia: Ribosa tiene un hidroxilo mas Fosfato Nucleotido: Base + Pentosa (azucar) + Fosfato Nucleosido: Azucar + Pentosa

Secuencias de base ADN: 2 cadenas antiparalelas que van de 5 a 3 y visceversa C1 + Base: Union glisosidica Azucar y fosfato: Union ester Adenina y timina: 2 puentes de hidrogeno Citsosina y guanina: 3 puentes de hidrogeno Es unica y estable ADN Longitud: 2 metros Asimetrica Tiene hendiduras profundas y superficiales Vuelta completa de ADN Largo: 34 Armstrong Ancho: 23 Armstrong Distancia entre cada peldao: 3.4 Armstrong

Unidad de transcripcin del ADN (Ejemplo: Globina) Una de las mas cortas Tiene 3 exones y 3 intrones Cadena peptidica: 5 a 3 Inicio: 5 (Extremo contracorriente) Promotores: Secuencias reguladoras de inicio Codon de inicio AUG: Sin el no se inicia fIN: 3 (Extremo a favor de la corriente) ATAAA Tambien llamado PoliA En todos los mamiferos Procesamiento de ARN maduro Codones de terminacion: UAA, UAT, UCA

Arn joven: Exones + intrones ARN maduro: Solo exones Splicing: Proceso de corte y empalme ARN maduro + Inicio y fin + poliA: Listo para sintesis Es la unidad de transcripcion

Traduccion y sntesis de protenas Citoplasma: ARN maduro + Molecula de inicio y fin Conformado x codones (tripletes de bases) Tienen complementacion en los ribosomas Mediante transformacion tipos de ARN ARN de transferencia 1 lado aminoacido- otro codon Complementa ribosoma Completa la sintesis En ribosomas: ARN maduro ya sintetizado

3. El gen: naturaleza y propiedades. Propiedades: Capacidad de Dirigir formacin de replica exacta de si mismos Mutar1. Sufren alteraciones2. No pierden capacidad de reproduccion Dirigir formacion de enzimas u otras proteinas: Sintesis proteica

Modelo del Operon

Cada operon: 2 clases de genes Estructurales: Conducen despues de sintesis Codifican enzimas (E1, E2, E3) Reguladores Codifica proteina represora (PR) Forma activa (PR a) Inactiva (Pri) Agente que controla la expresion Ademas Promotor (P): Zona donde se une la ARN polimerasa Operador (o): Reconocido x proteina represora activa PRa se une O:Bloqueo de ARN polimerasa X pasa al gen operador para ser estructural4. El cdigo gentico nuclear Conjunto de elementos formados x bases de ADN Codones 1 codon: 3 bases N total codones: 64 Aminoacidos: 20: Diferentes codones sintetizan mismo aminoacido1. Leucina: 6 codones2. Treonina: 4 codones

Aminoacidos esenciales Adultos: Leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano y valina Nios en crecimiento: Arginina e histidina Lactante prematuro: Cisteina y tirosina

Propiedades Universal: Mismos codones en seres vivos Degenerado: Diferentes codones, mismo aminoacido Lineal: Bases en linea no superpuestas Union de bases especifica (AT- GC) Es un codigo de tripletes Codon que inicia: AUG (metionina) Codones de terminacion: UUA, UAG, UGA Variable: Distinta en todas las personas (Individualidad) Estable: Igua desde nacimiento hasta muerte Estructura totalmente decifrada

5. El ADN mitocondrial: Herencia mitocondrial: Integramente de la mama Elementos de fertilizacion: Anulan mt de espermatozoides

Propiedades Doble helice pequea: 16,579 pb Forma circular 37 genes para 22ARNt Codones de terminacion no codificados x propio ADNmt1. Solo codifica algunas proteinas mitocondriales2. Codifican junto con ADN nuclear Enzimas implicadas en su replicacion, transcripcio y traducion1. Codificadas por genes nucleares Distribucion asimetrica G y C1. 1 cadena pesada (H) rica en G2. Otra cadena ligera (L) rica en C

Diferencias con ADN nuclearADN nuclearADN Mitocondrial

UGATerminacionTriptofano

AUAIsoleucinaMetionina

AGA y AGGArgininaTerminacion

Codones de inicioAUG3: AUA, AUU, AUG

Mapa linear 16 kilobases Sus elementos codificados en ARN ribosomal

6. Variacin en la expresin de los genes : Penetrancia: Capacidad de gen para expresarse Penetrancia reducida: Gen no se expresa1. Retinoblastoma: a. Tumor ocular malignob. Transmision: Autosomica dominante (50% enferma)i. Gen con P. Reducida: Solo el 10%

Expresividad: Variacion en gravedad de caracteristicas fenotipicas de gen particular Expresividad variable: Variacion en en personas con trastornos autosomicos dominantes1. Neurofibromatosis tipo I2. Campodactilia3. Fibrosis quistica4. Osteogenesis I5. Albinismo

Pleitropia: 1 Gen, varios efectos Sindrome de marfan: 1. Cromosom 15q: gen codificador de fibrilina2. Patologia en ojos, esqueleto y sistema cardiovascular Fibrosis quistica: Cromosoma 7q311. Glandulas sudoriparas y Sistema cardiovascular Anemia de celulas calciformes: Eritrocitos, huesos y bazo

Heterogeneidad genetica: Varios genes, un efecto Osteogenesis imperfecta1. 2 genes: cromosoma 17 y 72. Forma autosomica recesiva y dominante3. Causa: Estructura anormal de triple helice del procolageno Sindrome de Waldenburg1. Sordera profunda infantil + Alteracion pigmentaria2. Causa: Diferentes genes recesivos en diferentes loci3. Padres recesivos: Hijos de 3 tiposa. Todos sordosb. Todos oyentesc. Sordos y oyentes Heterogeneidad en diferentes distrofias muscularesa. Duchenne y tipo Becker ligados a Xb. Distrofia muscular risomelica ARc. Distrofia muscular facioescapulo humeral AD

Caracteres influidos por el sexo

FenotipoGeneticaDiferencia sexual

CalvicieAD en vAR en mGran exceso en varones

Hiperplasia suprarrenal congenitaARSe reconoce mas a menudo en mujeres

HemocromatosisADExceso en varones

HipogonadismoARLimitado a varones

Miopa limitada a las mujeresADLimitado a mujeres

Pubertad precoz (+altos que los de su edad, luego + bajos)ADLimitado a varones

S. Feminizacion testitcular: Ligado al X

Edad y expresion de genes Genes actuan antes del nacimiento o en 1eras fases de desarrollo Nio comienza vida independiente: Enfermedades metabolicas1. Fenilcetonuria2. Galactosemia Corea de huntington:1. Locus 4p 16.32. Gen CAG a. Valor normal: 30- 35 Repeticionesb. Mutantes: 35-40 repeticiones

7. Mtodos y tcnicas del ADN : Southern Blot Sirve para identificar gen Variaciones1. Northern Blot: Ribosomal2. Western Blot: ADN nuclear

P

Proceso1. Fragmentacion del ADN mediante endonucleasas de restricciona. Tijeras moleculares2. Resultado: Cadenas dobles que se simplifican y se ponen en gel3. Fibras se vuelven de una sola cadena (Desnaturalizacion)4. Se ponen en gel con microcelulosa que tiene filtro5. Se introduce a incubacion con ADN complementario6. Se agrega una sonda clave que hibrida con ellas7. Esta zona identifica al gen y se tiene al fragmento identificado

Electroforesis de ADN Elementos mas pesados quedan en superficie: 350 pb Mas livianos se van hasta el fondo: 30 pb

PCR: Reaccion en cadena de polimerada Sirve para amplificar det. Segmento de ADN Proceso Se desdoblan las moleculas x calor Se vuelven cadenas simples Agregan primers que van en contrario a ADN: Forman cadenas dobles Se realiza todo hasta tener cantidad que se desea

El ADN recombinante Permite cartografiar genes humanos Sin necesidad de conocer naturaleza de gen ni producto Reunion artificial de moleculas de ADN que No se encuentran juntas en la naturaleza Provienen de distintos organismos Para modificar conducta de celula 2 areas principales1. Tecnica del clonado de ADN2. Metodos de analisis del ADN Requisitos basicos para clonar ADN1. Metodo que permita colocar juntos a porciones de ADN 2. Empleo de autorreplicacin de ADN Ingeneria genetica8. El Genoma humano : Mapeo de cromosomas, mapa gentico y mapa fsico9. Las mutaciones : Tasa de mutacin, mutaciones a nivel molecular, clasificacin de las mutaciones