BIOLOGÍA BIOLOGÍA MOLECULARMOLECULAR

BIOLOGÍA MOLECULAR

Todos aquellos procesos celulares que contribuyen a la información genética se transmita eficientemente de unos seres vivos a otros y exprese en los nuevos individuos.

Ingeniería genética– Secuenciación de ácidos nucleicos– Diagnóstico molecular– Terapia génica– Organismos recombinantes

TRASTORNOS GENÉTICOS

Clásicos Cáncer y enfermedades cardiovasculares

(aterosclerosis e hipertensión) Combinación de genes y el ambiente. 50% de los abortos durante los primeros tres

meses del embarazo: anomalías cromosómicas. Arquitectura genética. Aislar el gen normal y clonarlo “gen candidato” “Genes marcadores” cerca del locus de la

enfermedad.

GENÉTICA MOLECULAR 1866 Mendel:

principios de segregación y clasificación independiente de los genes

BIOLOGÍA MOLECULAR

1869 Frederick Miescher: Nucleína 1920 Robert Feulgen: Tinción para

DNA contenido en los cromosomas. 1944 Avery, McCleod y McCarty:

DNA contiene la información genética. 1953 Watson y Crick: DNA doble

hélice complementaria. Tecnología del DNA recombinante.

ANTROPOLOGÍA MOLECULAR

Luigi Luca Cavalli-Sforza Human Genome Diversity Proyect Polimorfismo en nucleótido único (SNPs) ejem: alelos de

los grupos sanguíneos. Formas alélicas Intrones predisposición a ciertas enfermedades y

susceptibilidad a drogas. Haplotipo: combinaciones de polimorfismos en un

cromosoma. Carácter adaptativo (Seleccionistas) Deriva genética (Neutralistas).

DNA Regula el número y naturaleza de

cada tipo de estructura y composición celular

Información hereditaria Estructura de

proteínasenzimas funciones celulares.

RNA Nucleolo y el citoplasma celular.

ACIDOS NUCLEICOS

DE AZÚCAR

Ribosa RNA

Desoxirribosa DNA

BASE ORGÁNICA NITROGENADA

DNA PÚRICAS :A,G

PIRIMÍDICAS: C y T

RNA PÚRICAS: A,G

PIRIMÍDICAS: C y U

GRUPO FOSFATO

MOLÉCULA

DNA Orden de la secuencia ESTRUCTURA SECUNDARIA Número de Adeninas igual a timinas y el

de citocinas igual a guaninas. 1953 James Watson y Francis Crick:

núcleo tridimensional del DNA. Dos cadenas de doble hélice en sentidos

opuestos: ANTIPARALELA ESTRUCTURA TERCIARIA Y

CUATERNARIA: empaquetamiento uqe forma los cromosomas

Eucariotas: varios cromosomas Procariotas: pseudocromosoma.

DNAPROPIEDADES

Desnaturalización Renaturalización Efecto hipercrómico Temperatura de fusión. DNA: información.

Transmisión RNA: Conversión de la

información RNAm, RNAt, RNAr.

Nucleosoma (6 a 7)

Octámero de proteínas básicas Histonas, donde se enrolla el DNA.

REPLICACIÓN DEL DNA 1. Separación de las dos cadenas

que forman la doble hélice. 2.Unión de cebadores “primers”

o iniciadores 3. Unión de la polimerasa. 4. Replicación semiconservativa

del DNA DNA polimerasa (PRIMASA)

inicie cadenas de novo. HELICASA (rep)

PRIMERS

DNA MITOCONDRIAL

Membrana nuclear rodeando a material genético

Doble membrana con capa lipídica, crestas y matriz.

Genoma propio

Metabolismo respiratorio

ATP

Hipótesis quimiosmótica.

Segregación replicativa: todas las mitocondrias provienen del óvulo.

DNA mitocondrial

Cromosoma Y. Satélites.

El hombre actual salió de África hace 100,000 años.

Racismo científico

DNA TRANSCRIPCIÓN:

DNA RNAmRIBOSOMAS TRADUCCIÓN: RNAm

RIBOSOMAS RNAt

GEN Secuencia de ácido

nucleico. MUTACIÓN: cambio en

secuencia. MUTACIONES

CROMOSÓMICAS: – Traslocaciones– Inversiones– Deleciones– No disyunción.

MUTACIONES PUNTUALES- Sin sentido- Sentido perdido- Silente

BIOLOGÍA MOLECULAR

PCR.– SIDA– VPH– Hepatitis C– Tuberculosis– Chlamydia– Herpes– Enfermedades genéticas– Oncología– Medicina legal– Determinar paternidad– Líquidos.– Mutaciones asociadas a procesos trombóticos– Hemopatías malignas– Tejidos para transplante– Filogenia bacteriana

PCR Kary Mullis a mediados de los años 80.

PCR Sensibilidad alta No es una técnica

cuantitativa Falsos positivos por

contaminación Expresión de

oncogenes Clonalidad de

linfomas Agentes infecciosos

y virus oncogénicos Mutaciones. Exones e intrones

PCRREACCIÓN EN CADENA

DE LA POLIMERASA

Amplificación del DNA

Millones de copias

Locus del gen

Mapeo genético

GENES Cualquier segmento de una secuencia que se expresa. Unidad transcripcional “Todo aquello que pueda suceder en el genoma

sucederá”. La suma de la información heredable contenida en los

cromosomas que gobierna el desarrollo de un organismo. Dogma central de la biología: “Encendido y apagado de

genes”. Partes del DNA:

– Genes que codifican proteínas– Genes de solo RNA.- sRNA– Información epigenética.

Exones Trasposones Huecos “gaps”

CARIOTIPO 46 cromosomas (44 autosomas y 2 cromosmas

sexuales) Fotografías o representaciones gráficas Sangre

periféricaleucocitosfitohemaglutinina colchicina medio hipotónico fijar, colorear y fotografiar.

CARIOTIPO Autosomas

– Secuenciación– No disyunción– Traslocación

Cromosomas sexuales– No disyunción

TRASTORNOS MENDELIANOS

Autosómico dominante

Autosómico recesivo

Ligado a X.

TRASTORNOS MENDELIANOS

Se calculan de 5 a 8 genes nocivos por persona.

Pleiotropismo: un gen mutante puede provocar múltiples efectos finales.

Heterogeneidad genética: varios genes producen un solo efecto.

TRASTORNOS AUTOSÓMICOS DOMINANTES

Se manifiestan en estado heterocigoto Varones y mujeres Ambos padres pueden transmitirlo En ocasiones los padres no están afectados Penetrancia disminuída y expresividad

variable. Se retraza la edad del comienzo.

TRASTORNOS AUTOSÓMICOS RECESIVOS

Mayor número de procesos mendelianos El rasgo no suele afectar a los padres pero

los hermanos pueden estar afectados. Matrimonios consanguíneos. Expresión más uniforme Penetrancia completa Inicio precoz

LIGADOS A CROMOSOMA X

– Recesivos: Varón hemicigótico El varón no transmite la enfermedad a sus hijos

pero las mujeres son portadoras.– Dominantes:

Una mujer afectada lo transmite a la mitad de sus hijos y a la mitad de sus hijas.

El padre afectado lo transmite a todas sus hijas y a ninguno de sus hijos.

TRASTORNOS ALÉLICOS

RECESIVOS

Braquidactilia (1905) Albinismo Fenilcetonuria Tay-Sachs Hemocromatosis

hereditaria Anemia Drepanocítica Fibrosis quística

GENES DESORDENES ALÉLICOS

RECESIVOS EN SOLO GENES A ARN

sRNA:– Hipoplasia de cartílago piloso

DESÓRDENES ALÉLICOS DOMINANTES:

– Enanismo acrondroplásico– Polidactilia

CARACTERES LIGADO AL SEXO:– Daltonismo– Hemofilia– Distrofia muscular de Duchenne– Retinosis pigmentaria

HERENCIA GENÉTICA EN CARDIOPATÍAS

HERENCIA EN CARDIOPATÍAS Hipercolesterolemia ALTERACIONES CROMOSÓMICAS:

– TRISOMÍAS 21 Sd. De Down Alteraciones cromosómicas

de tipo canal aurículoventricular completo• Comunicación interatrial: Ostium primum

Trisomía 13: Sd. de Patau Trisomía 18: Sd de Edwards Maullido de gato 5p Sd de Catch (DiGeorge)

CARDIOPATÍAS CONGÉNITAS

ALTERACIONES MONOGENÉTICAS– DOMINANTE:

• Corea de Huntington• Síndrome de Marfán:

Insuficiencia valvular aórtica, alteraciones del cristalino.

• Prognatismo– RECESIVA

• Sordera• Fibrosis quística• Albinismo• Fenilcetonuria

– RECESIVA LIGADA AL SEXO

• Daltonismo• Hemofilia A

POLIGENIA

Hipertensión esencial Gota Úlcera péptica Diabetes Esquizofrenia Paladar hendido Labio leporino Apolipoproteína E

FISH

HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR

Gen que codifica los receptores de la LDL, transporte y metabolismo del colesterol.– Aterosclerosis prematura– Heterocigotos (1/500)– Homocigotos (afectación más grave): Infartos antes de los 30

años. TRASTORNOS QUE AFECTAN A ENZIMAS:

– Enfermedad por depósito lisosómico: Tay-Sachs, Niemann Pick, Gaucher, Mucopolisacaridosis, Alcaptonuria,

TRASTORNOS ASOCIADOS A PROTEÍNAS QUE AFECTAN EL CICLO CELULAR:– Neurofibromatosis tipo I y II.

FENÓMENOS TROMBÓTICOS

Déficit de Antitrombina III Proteína C Proteína S Factor V de Leiden mutación puntual de

Arginina por glutamina en la posición 506 (R506Q).

HTA esencial: gen que codifica para la proteína G del receptor de cinina tipo4

Miocardiopatía Hipertrófica: Gen de la troponina cardiaca (1q3), así como en el locus 11 p13-q13.

Trisomía 3q,

Deleción 4p

Deleción 5p (S. del maullido del gato

Deleción 18p

ciclopia en la trisomía 13

trisomías 18 (cara y cuerpo entero).

fisura facial en trisomía 13

Síndrome de Down

Cariotipo de un Down

Femenino

Cariotipo de un Down Masculino

Síndrome de Down producida por Trisomía en

Fertilización

Síndrome de Down producida

por Translocación en Fertilización

Deleciones

duplicaciones cromosómicas

inversiones cromosómicas reordenamiento cromosómico