UNIDADES 20 - 23
GENÉTICA MOLECULAR
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Griffith (1928)
• Hershey y Chase (1952)
• Watson y Crick (1953)
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Griffith (1928)
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Griffith (1928)
• La información genética está contenida en un componente celular (MOLÉCULA).
• El material genético constituye un portador activo de la información genética aunque la célula no esté viva.
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Hershey y Chase (1952)
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Hershey y Chase (1952)
• El material genético se trata de ADN y no de proteínas.
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Watson y Crick (1953)
BASE MOLECULAREXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Watson y Crick (1953)
• Se refiere a la secuencia de nucleótidos unidos mediante enlace fosfodiéster con los extremos 5´ (grupo fosfato) Y 3´ (pentosa) con grupos OH libres.
• Las dos cadenas están enrolladas en espiral en sentido de las agujas del reloj (dextrógira) formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario, dejando las bases nitrogenadas en el interior y los esqueletos de pentosa-fosfato en el exterior.
BASE MOLECULARCOMPARATIVA DEL MATERIAL GENÉTICO
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Material genético libre en el citoplasma no asociado a ninguna otra molécula
(ADN desnudo).
Material genético en el núcleo asociado proteínas (histonas) y en orgánulos
(mitocondrias y cloroplastos).
No tiene apenas ADN no codificante. El 905 es ADN no codificante. Sólo el 10% tiene información útil.
Los genes están formados por secuencias continuas de nucleótidos que sirven todos para la síntesis de proteínas.
Los genes poseen secuencias sin sentido (intrones) que separan las secuencias con
sentido (exones).
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
REPLICACIÓN ADN
EL ADN ES EL PORTADOR DE LA INFORMACIÓN
GENÉTICA Y DEBE TRANSMITIRSE FIELMENTE A
CADA UNAD DE LAS CÉLULAS HIJAS OBTENIDAS
TRAS LA DIVISIÓN CELULAR.
ANTES DE LA DIVISIÓN CELULAR SE PRODUCE UNA
COPIA DEL ADN LO CUAL PRODUCE RÉPLICAS
EXACTA DE SÍ MISMO.
REPLICACIÓN ADN
Mecanismo que permite al ADN duplicarse, es decir,
sintetizar una copia idéntica. De esta manera de una
molécula de ADN única, se obtienen dos o más
"clones" de la primera.
DEFINICIÓN
REPLICACIÓN ADNHIPÓTESIS
REPLICACIÓN ADNEXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Meselson y Stahl (1958)
REPLICACIÓN ADNEXPERIMENTOS CLÁSICOS
• Meselson y Stahl (1958)
REPLICACIÓN ADN
REPLICACIÓN ADN
REPLICACIÓN ADNSe lleva a cabo durante la fase S del ciclo celular.
Ocurre en procariotas y eucariotas, aunque los
procesos son distintos en ambos tipos celulares
REPLICACIÓN ADNETAPAS
• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNETAPAS
• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN
• Ocurre en determinadas zonas del ADN marcadas con secuencias específicas de nucleótidos.
• Es llevada a cabo por enzimas muy específicas.
• La HELICASA se encarga de romper los puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas y separar ambas hebras.
• Las TOPOISOMERASAS se encargan de eliminar las torsiones entre hebras. La TOPOISOMERASA I rompe una hebra y la GIRASA (topoisomerasa II) las dos.
• Las proteínas estabilizadoras (SSB) mantiene las hebras separadas.
A medida que la enzima HELICASA abre la doble hélice, dos enzimas complementarias: la TOPOISOMERASA I y la GIRASA, van disminuyendo la tensión torsional acumulada por el superenrollamiento en el sector no replicado de la doble hélice.
La TOPOISOMERASA I primero corta una de las cadenas del ADN, luego la cadena cortada gira una vuelta en torno a su propio eje y finalmente vuelve a unir los extremos cortados.
La TOPOISOMERASA II corta las dos cadenas, las cuales luego de girar una vuelta alrededor del eje de la doble hélice, restablecen sus uniones.
Ambas enzimas utilizan energía del ATP y se comportan como NUCLEASAS (cortando las cadenas de ADN) y luego como LIGASAS (restableciendo las uniones fosfodiéster).
Las TOPOISOMERASAS I y II se diferencian no sólo porque la primera corta una de las cadenas y la segunda corta las dos, sino también porque la TOPOISOMERASA I realiza desenrollamientos de corto alcance y la GIRASA abarca una extensión de ADN bastante mayor.
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN
HORQUILLA DE REPLICACIÓN
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS
REPLICACIÓN ADNETAPAS
• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
A. PRIMASA (ARN polimerasa ADN dependiente)
B. ADN POLIMERASA III
C. ADN POLIMERASA I
SE LLEVA A CABO POR LA ACCIÓN DE TRES ENZIMAS:
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• Inicia su acción en la llamada horquilla de replicación.
•Requiere de una hebra molde de ADN que recorre (“lee”) en sentido 3´ 5´
• Construye una cadena de ARN complementaria al ADN en sentido 5´ 3´. Esta cadena de ARN se llama cebador.
• El cebador se elimina en la etapa final de la replicación.
A) Acción de la PRIMASA (ARN polimerasa ADN dependiente):
Los cebadores son pequeñas secuencias de ADN o ARN (olignucleótidos) que se utilizan para iniciar la síntesis de ADN. Un cebador contiene una secuencia de al menos 17 nucleótidos de longitud. La primasa es una ARN polimerasa que sintetiza los cebadores que empiezan las secuencias de Okazaki en la replicación.
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• Requiere de la presencia de un cebador o “primer” (una cadena corta de ARN en la horquilla de replicación).
•Requiere de una hebra molde de ADN que recorre (“lee”) en sentido 3´ 5´
• Construye la cadena complementaria en sentido 5´ 3´
•Utiliza nucleótidos trifosfato como fuente de energía (ATP, GTP, CTP y TTP).
• Actúa de manera bidireccional formando la llamada burbuja de replicación.
B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III:
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• Sintetiza una hebra de manera continua, llamada hebra conductora, ya que a medida que lee 3´ 5´ va avanzando y uniendo nucleótidos 5´ 3´.
• Sintetiza la otra hebra de manera discontinua, llamada hebra retardada, ya que no puede leer de forma continua 3´ 5´. Va añadiendo pequeños fragmentos (unos 1000 o 2000 nucleótidos) a medida que se va avanzando la burbuja de replicación. Estos trozos se denominan fragmentos de Okazaki y también van en sentido 5´ 3´.
B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III:
REPLICACIÓN ADNINICIO DE REPLICACIÓN
HEBRA CONDUCTORA
HEBRA RETARDADA
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
Al abrirse la doble hélice se forma una “burbuja” de replicación, cuyo tamaño aumenta a medida que avanza la separación de las dos cadenas del ADN, fenómeno que se produce en ambos extremos de la burbuja en forma simultánea.
Se establece de este modo, en cada uno de los extremos, una estructura en forma de Y, a la que llamamos horquilla de replicación, cuyos brazos representan a las cadenas ya separadas de ADN y el tronco la doble hélice en vías de separación.
Así cada burbuja tiene dos horquillas de replicación que a partir de un punto de origen común avanzan en direcciones opuestas.
Las horquillas desaparecen cuando se van integrando a las burbujas contiguas. Las horquillas que recorren los telómeros desaparecen cuando se separa el último par de nucleótidos.
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNREPLICACIÓN BIDIRECCIONAL
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• Retira los fragmentos de ARN cebadores mediante una acción exonucleasa (rotura del enlace fosfodiéster entre nucleótidos a partir de un nucleótido con extremo OH libre).
• Une entre sí de los fragmentos de Okazaki mediante acción polimerasa que rellena los huecos dejados por los ARN cebadores retirados.
C) Acción de la enzima ADN POLIMERASA I (LIGASA):
La ADN polimerasa son proteínas que además de las actividades polimerasas que poseen, tienen también actividades exonucleasas. Los ADN pol de tipo I terminán la replicación, eliminando los cebadores ARN en los secuencias de Okazaki y corrigiéndo los errores producidos por la polimerasa de tipo 3.
REPLICACIÓN ADNFORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
REPLICACIÓN ADNETAPAS
• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNFINALIZACIÓN
Al acabar el proceso, cada hebra recién sintetizada y la que ha servido de patrón aparecen enrolladas en forma de doble hélice.
REPLICACIÓN ADNETAPAS
• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES
• La replicación no concluye hasta que no se comprueba que la copia es correcta.
• El ADN es la única molécula capaz de efectuar una reparación de sí misma.
• El número de errores es de 1/1010 bases emparejadas.
• Los errores se pueden corregir al distinguirse la hebra original de la copia por metilación de las adeninas “viejas”.
• Si los errores no son letales para el organismo y son transmisibles, pueden resultar beneficiosos para la especie al ser fuente de variabilidad genética.
• Se encargan de eliminar los nucleótidos mal emparejados.
• Las endonucleasas (rotura del enlace fosfodiéster entre nucleótidos sin extremos OH libres) detectan errores y cortan la cadena anómala.
• Las exonucleasas (atacan a nucleótidos con extremos libres) se encargan de eliminar el fragmento incorrecto.
Acción de las NUCLEASAS:
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES
• Sintetizan el segmento correspondiente al fragmento eliminado.
• Actúan siempre leyendo en sentido 3´ 5´ construyendo las cadenas en sentido 5´ 3´.
Acción de las ADN POLIMERASAS:
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES
• Se encargan de unir los extremos de dos fragmentos de ADN.
Acción de las ADN LIGASAS:
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES
REPLICACIÓN ADNCORRECCIÓN DE ERRORES (otros métodos)
La iniciación comienza con una secuencia específica de nucleótidos conocida como “origen de la replicación”. Es necesaria la intervención de unas enzimas, llamadas helicasas, que rompen los p de H entre las bases complementarias, abriendo la doble hélice.
Al separase las dos cadenas, se producen superenrollamientos, por lo que otras enzimas llamadas topoisomerasas o girasas rebajan esa tensión, cortando las dos fibras, eliminando las tensiones y empalmándolas de nuevo.
Una vez separadas las dos cadenas unas proteínas de unión, proteínas estabilizadoras (proteínas ssb) se unen a las hebras manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. Se forma así la horquilla de replicación
La replicación es bidireccional, es decir hay dos helicasas trabajando cada una en un sentido. Las dos horquillas de replicación forman las burbujas u ojos de replicación.
REPLICACIÓN ADNSUMARIO
Para que se forme una nueva cadena, necesitamos la cadena vieja que sirve de molde, pero además necesitamos un inicio de la nueva cadena, este inicio es un fragmento de ARN que se llama ARN cebador. Empezaría la ADN-polimerasa pero como necesita un cebador, lo inicia primero la ARN-polimerasa que si lo puede hacer sin cebador.
La ARN-polimerasa que inicia el proceso se llama primasa y sintetiza un fragmento pequeño de ARN, de unos 10 nucleótidos, primer, que actúa como cebador.
El ARN cebador es reconocido por unas enzimas llamadas ADN polimerasas, y la ADN polimerasa III empieza a sintetizar la nueva cadena de ADN añadiendo los nucleótidos uno a uno en sentido 5´ 3´ . La energía necesaria para el proceso se obtiene a partir de los propios nucleótidos al perder dos de sus grupos fosfato. Si observamos al microscopio la zona donde ocurre la replicación, veremos una “burbuja de replicación” en cuyos extremos aparecen unas estructuras en forma de “Y” llamadas horquillas de replicación.
REPLICACIÓN ADNSUMARIO
REPLICACIÓN ADNSUMARIO
La replicación tiene lugar en una hebra conductora y una hebra retardada formada por fragmentos de okazaki.
La ADN-polimerasa I se encarga de retirar los cebadores y unir los fragmentos de Okazaki.
Las hebras recién formadas quedan enrolladas con la hebra original.
La corrección de errores es llevada a cabo por la acción de cuatro enzimas que recorren el ADN en busca de nucleótidos no complementarios.
Las nucleasas detectan y cortan la cadena anómala.
La ADN-polimerasas sintetizan los fragmentos eliminados y las ADN-ligasas unen los nuevos segmentos.
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
TRANSCRIPCIÓN ADN
TRANSCRIPCIÓN ADN
TRANSCRIPCIÓN ADN
Sigma = inicio
Rho = finalización
TRANSCRIPCIÓN ADN
TRANSCRIPCIÓN ADN
TRANSCRIPCIÓN ADNEUCARIOTAS
TRANSCRIPCIÓN ADNEUCARIOTAS
TRANSCRIPCIÓN ADNEUCARIOTAS
TRANSCRIPCIÓN ADNEUCARIOTAS
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADNCÓDIGO GENÉTICO
TRADUCCIÓN ADNCÓDIGO GENÉTICO
TRADUCCIÓN ADNCÓDIGO GENÉTICO
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADNINICIACIÓN
TRADUCCIÓN ADNELONGACIÓN
TRADUCCIÓN ADNTERMINACIÓN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
Resumen de la síntesis de proteínas en una bacteria
TRADUCCIÓN ADN
TRADUCCIÓN ADN
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
DIFERENCIA DEL PROCESO EUCARIOTAS - PROCARIOTAS
Procariotas: traducción simultánea con transcripción.
Eucariotas: separación espacial y temporal.
REGULACIÓN
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
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• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
MUTACIONES
Son los cambios que se producen en la secuencia o número de nucleótidos del ADN
MUTACIONESCLASIFICACIÓNLas mutaciones se pueden clasificar según distintos criterios:
1-
2-
3-
4-
5-
Somáticas (no heredables)- A células del cuerpo (soma).- Producidas por mitosis. No heredables.
Germinales: (heredables)- Afectan a los gametos.- Se transmiten a la descendencia (S. natural)
MUTACIONES1- SEGÚN LAS CÉLULAS AFECTADAS
Mutaciones naturales o espontáneas- En el propio proceso puede haber
cambios.- Pueden darse cambios por otras causas.- Baja en virus y bacterias.- Hombre: 10-5 – 10-6 . Uno por cada cien mil o
millón de gametos.
Mutaciones inducidas- Producidas por el hombre- Agentes mutagénicos
MUTACIONES2- SEGÚN LA CAUSA QUE LAS PROVOCA
MUTACIONES3- SEGÚN LOS EFECTOS QUE PRODUCEN
MUTACIONES4- SEGÚN EL TIPO DE EXPRESIÓN GENÉTICA
MUTACIONESMUTACIONES
DOMINANTES RECESIVAS
RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO
RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO
Génicas:- Mutaciones en sentido estricto.
- Cambios de secuencia en un gen.
Cromosómicas:- Afecta a la estructura de los cromosomas
- Afectan a la disposición o números de genes en un cromosoma.
- No afecta a la secuencia de nucleótidos.
Genómicas: - aumento o disminución del número de cromosomas
correcto de la especie.
MUTACIONES5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA
MUTACIONES
• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA
Sustitución de bases Corrimiento de la pauta de lectura
Transiciones: cambio mismo tipo base
Transversiones: cambio base distinto tipoAdición
Deleción
EN LAS MUTACIONES GÉNICAS SE ALTERA LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS DE UN ÚNICO GEN
MUTACIONES GÉNICAS
Transposición
Una base Una secuencia
MUTACIONES GÉNICAS
Ámbos tripletes van a dar prolina
MUTACIONES GÉNICASEFECTOS QUE PRODUCEN
MUTACIONES GÉNICASEFECTOS QUE PRODUCEN
MUTACIONES GÉNICASEFECTOS QUE PRODUCEN
MUTACIONES GÉNICASEFECTOS QUE PRODUCEN
Traducción
PROTEÍNA NUEVA
silvestre
mutante
Traducción
MUTACIONES
• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
Alteración en el orden de los genes Alteración en el número de genes
Inversiones: en el mismo o en otro cromosoma
Translocaciones: en el mismo o en otro cromosoma Deficiencia Duplicación
Pérdida Repetición
EN LAS MUTACIONES CROMOSÓMICAS SE ALTERA LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS
Deleción (INTERNA)
(EXTREMO)
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
PARACÉNTRICA(no afecta al centrómero)
MUTACIONES CROMOSÓMICASINVERSIÓN
PERICÉNTRICA(afecta al centrómero)
En cromosomas distintosEn el mismo cromosoma
Forman asas
MUTACIONES CROMOSÓMICASINVERSIÓN
MUTACIONES CROMOSÓMICASTRANSLOCACIÓN
MUTACIONES CROMOSÓMICASTRANSLOCACIÓN
Dan lugar a formas de cruz
MUTACIONES CROMOSÓMICASTRANSLOCACIÓN
MUTACIONES CROMOSÓMICASDEFICIENCIA
MUTACIONES CROMOSÓMICASDEFICIENCIA
MUTACIONES CROMOSÓMICASDELECIÓN
Formación de bucles
Formación de bucles
MUTACIONES CROMOSÓMICASDELECIÓN
MUTACIONES CROMOSÓMICASDUPLICACIÓN
MUTACIONES CROMOSÓMICASCONSECUENCIAS
Deleción brazoCorto cromosoma 4
“Wolff-Hirschhorn”
Deleción brazocorto cromosoma 5
“Cri-du-chat”
MUTACIONES
• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA
EUPLOIDÍAS ANEUPLOIDÍAS
•Triploidía (3n)•Tetraploidía (4n)•Pentaploidía (5n)
MUTACIONES GENÓMICASSON VARIACIONES EN EL NÚMERO NORMAL DE
CROMOSOMAS DE UNA ESPECIE
Alteraciones en las que se presenta un cromosoma de
más o de menos
Alteraciones en el número normal de dotaciones
cromosómicas
Monoploidías (n)
Poliploidías (>2n)
Nulisomías (2n - 2)
Monosomía (2n – 1)
Trisomía (2n + 1)
Tetrasomía (2n + 2)
MUTACIONES GENÓMICAS
Síndrome de Patau
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)TRISOMÍAS (aneuploidías)
Trisomía 13Trisomía 13 Deficiencia mental Deficiencia mental
profundaprofunda Malformaciones Malformaciones
severasseveras Letales en los Letales en los
primeros meses primeros meses de vidade vida
CROMOSOMAS CROMOSOMAS AUTOSÓMICOSAUTOSÓMICOS
Síndrome de Edwards
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)TRISOMÍAS (aneuploidías)
Trisomía 18Trisomía 18 Retraso mentalRetraso mental Retraso en el Retraso en el
desarrollodesarrollo HipertensiónHipertensión
CROMOSOMAS CROMOSOMAS AUTOSÓMICOSAUTOSÓMICOS
TRISOMÍAS (aneuploidías)TRISOMÍAS (aneuploidías)
Trisomía 21Trisomía 21 Minusvalía físicaMinusvalía física Rasgos facialesRasgos faciales Dos líneas en la Dos líneas en la
manomano Lesiones Lesiones
cardiovascularescardiovasculares Tendencia a la Tendencia a la
leucemialeucemia
MUTACIONES GENÓMICAS
Síndrome de Down
CROMOSOMAS CROMOSOMAS AUTOSÓMICOSAUTOSÓMICOS
MONOSOMÍA
• 2n – 1
• Síndrome de TurnerXO
Retraso mental de leve a grave. Baja estatura. Pecho en escudo. Cubitusvalgus, pelo en cuello.
MUTACIONES GENÓMICAS
MOSOMÍAS (aneuploidías)MOSOMÍAS (aneuploidías)
2n – 12n – 1 XOXO
Síndrome de Turner
CROMOSOMAS SEXUALESCROMOSOMAS SEXUALES
Síndrome de Klinefelter Síndrome de Klinefelter XXYXXY
Cariotipo XYYCariotipo XYY Síndrome triplo XSíndrome triplo X
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)TRISOMÍAS (aneuploidías)CROMOSOMAS SEXUALESCROMOSOMAS SEXUALES
Síndrome de Klinefelter Síndrome de Klinefelter XXYXXY
Síndrome de duplo Y (XYY)Síndrome de duplo Y (XYY)MUTACIONES GENÓMICAS
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
Son aquellos agentes físicos o químicos que aumentan Son aquellos agentes físicos o químicos que aumentan la tasa de mutación de una especie. Dañan al ADN.la tasa de mutación de una especie. Dañan al ADN.
AGENTES MUTAGÉNICOS
• FÍSICOS
• QUÍMICOS
• BIOLÓGICOS
AGENTES MUTAGÉNICOS
FÍSICOS
- Radiaciones ionizantes (rayos X y γ, partículas α y β)
- Efectos fisiológicos: cambios enzimáticos
- Efectos citogenéticos: alteraciones cromosómicas
- Efectos genéticos: mutaciones génicas
- Radiaciones no ionizantes (radiaciones uv)
AGENTES MUTAGÉNICOS
QUÍMICOSSustancias químicas que al reaccionar con el ADN provocan alteraciones (hidrocarburos, pesticidas, aditivos).
Efectos
- Modificación de las bases como las producidas por el gas mostaza (Sulfuro de Diclorodietilo) o el ácido nitroso.
- Sustitución de una base por otra análoga.
- Intercalación de moléculas que son parecidas a un par de bases unidas que al intercalarse entre los pares de bases y leerse el ADN produce un corrimiento en el orden de lectura.
AGENTES MUTAGÉNICOS
BIOLÓGICOS
Agentes biológicos que aumentan la frecuencia de la mutación génica
(virus y transposones de bacterias, hongos, plantas o animales).
EfectosAlteraciones graves del funcionamiento celular
Evolución biológica: proceso de transformación de unas especies en otras, mediante variaciones
que han ido surgiendo, generación tras generación, a lo largo de millones de años.
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN
La variabilidad de la descendencia: a partir de los mismos padres, por reproducción sexual,
obtenemos descendientes muy diferentes entre sí.
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN
Como nacen más individuos de los que pueden sobrevivir, se establece una lucha entre los
individuos de la misma especie y con otros de distintas especies (selección natural)
Si el ambiente es hostil, sobrevivirán los mejor adaptados y éstos transmitirán sus características
a las siguientes generaciones. Por tanto definimos la selección natural como la
supervivencia del más apto.
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN
En los organismos con reproducción asexual la variabilidad genética es debida a la mutación.
En los organismos con reproducción sexual la variabilidad genética es debida a la mutación y la recombinación genética.
La mutación desde un punto de vista cualitativo, es mucho más importante que la recombinación (la recombinación solo provoca nuevas agrupaciones de genes y la mutación origina nuevos genes y sin ella, los organismos actuales tendrían los mismos genes que los organismos primitivos (si en un locus siempre hay homocigosis, AA, la selección no podría variar su frecuencia y por tanto en dicho locus no habría evolución posible.)
Por tanto, la mutación es la base de la variabilidad y sin ella no habría evolución.
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN
MUTACIÓN Y CÁNCER
MUTACIÓN Y CÁNCER
MUTACIÓN Y CÁNCER
GENÉTICA MOLECULARÍNDICE DE CONTENIDOS
• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA
INGENIERÍA GENÉTICA Es una técnica que consiste en introducir
en el genoma de un individuo genes que no posee.
Para ello se corta el ADN en puntos concretos mediante las enzimas de restricción y se introduce el “ADN extraño” en el ADN receptor obteniendo un ADN recombinante.
INGENIERÍA GENÉTICA
• TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN DE ADN
• CLONACIÓN
• BIOTECNOLOGÍA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
• SECUENCIACIÓN DEL ADN
• FORMACIÓN ADN RECOMBINANTE (ADNr)
- Corte de fragmentos de ADN
- Separación de los fragmentos
- Unión al vector
• SÍNTESIS DE ADN COMPLEMENTARIO (ADNc)
• SÍNTESIS DE ADN DE NOVO (ADN SINTÉTICO)
• HIBRIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
• GENOTECAS DE ADN
• REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)
INGENIERÍA GENÉTICA
En bacterias existen lo que se llama plásmidos, es decir varios ejemplares de ADN circular de doble cadena que se duplican de forma autónoma y que no se integran con el cromosoma bacteriano.
Si una bacteria se rompe, lisis bacteriana, los plásmidos son liberados y pueden penetrar en otras bacterias (transformación), adquiriendo estas bacterias receptoras las propiedades de los genes contenidos en los plásmidos.
VECTORES
INGENIERÍA GENÉTICATÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
INGENIERÍA GENÉTICAVECTORESTÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
Los plásmidos bacterianos no se integran en el cromosoma bacteriano, pero los plásmidos de levaduras si se integran en los cromosomas. Por ello se utilizan como vectores de genes, que previamente se les han introducido, tanto en animales como en plantas.
INGENIERÍA GENÉTICAVECTORESTÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
En ingeniería genética también se pueden utilizar los virus como vectores, ya que cuando un virus infecta a una bacteria, se forman nuevos virus, pero por error en alguno de ellos, puede haber ADN bacteriano.
Este virus puede infectar a otra bacteria y por un proceso llamado transducción introducir este ADN.
Éste puede recombinar con el material genético de la bacteria que infecta y así adquirir los genes de la otra bacteria.
INGENIERÍA GENÉTICAVECTORESTÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
INGENIERÍA GENÉTICA
VECTORESTÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
Los organismos eucariotas que se desarrollan Los organismos eucariotas que se desarrollan a partir de una célula en la que se han a partir de una célula en la que se han introducido genes extraños se llaman introducido genes extraños se llaman organismos transgénicos.organismos transgénicos.
Es más difícil introducir genes en células Es más difícil introducir genes en células eucariotas por la permeabilidad de la eucariotas por la permeabilidad de la membrana y porque hay que disolver la pared membrana y porque hay que disolver la pared celular. Por ello se utilizan técnicas como la celular. Por ello se utilizan técnicas como la microinyección y en plantas se usan microinyección y en plantas se usan plásmidos de bacterias.plásmidos de bacterias.
INGENIERÍA GENÉTICABIOTECNOLOGÍA
En plantas: variedades de maíz, trigo, tomate y tabaco transgénico.
En animales: en peces, sobre todo carpas y salmones, al poseer fecundación externa, se utilizan técnicas para introducir genes en los gametos antes de la fecundación. En mamíferos se realizan experimentos con la hormona del crecimiento para obtener individuos con mayor crecimiento.
INGENIERÍA GENÉTICABIOTECNOLOGÍA