GENÉTICA

Es la rama de la biología que estudia la trasmisión de los Caracteres hereditarios a través de las

sucesivas generaciones.

Caracteres Rasgos observableso mensurables

Gregor Johann Mendel (1822-1884)

• Sentó los bases de la Genética como ciencia experimental

• Los resultados de sus experimentos con guisantes de jardín (Pisum sativum) fueron publicados en 1866.

Los principios básicos de la herencia

• Fue muy atinado al elegir la especie objeto de su investigación.

• Seleccionó siete características cualitativas discretas (devariación discontinua), cada una de las cuales presentaba dosalternativas fácilmente diferenciables y contrastantes.

• Las plantas se reproducen por autopolinización

Teoría Particulada de la Herencia

Los caracteres están determinados por unidadesdiscretas de la herencia (factores) que se transmiten deforma intacta de generación en generación.

• Realizó un trabajo manual para evitar la autopolinización delas plantas.

Diseño de los experimentos de Mendel: cruce monohíbrido

- Dos variedades paternas (P), cada una de las cuales presenta una de las dos formas alternativas del carácter en estudio

Principio de la Uniformidad

Cuando se cruzan dos progenitores de líneas puras para undeterminado carácter, los descendientes de la primerageneración filial serán todos idénticos entre sí e igual a uno delos progenitores.

Conceptos importantes:

Línea pura: poblaciones que producen descendencia homogénea para elcarácter en estudio.

Fenotipo: propiedad observable directa o indirectamente en unorganismo.

Fenotipo dominante: aquél que aparece en la F1 al cruzar dos líneaspuras.

Fenotipo recesivo: aquél que permanece oculto en la F1.

Gen: Unidades discretas de la herencia (factores)

Alelos: cada una de las alternativas de un gen.

Organismo Diploide: Es aquel cuya constitución genética consta de dosjuegos cromosómicos haploides una proveniente del gameto paterno yotra del gameto materno.

Conceptos importantes:

Homocigota dominante: posee los dos alelos dominantes (AA).

Homocigota recesivo: posee los dos alelos recesivos (aa).

Heterocigota: cuando los dos alelos son distintos (híbrido Aa).

Genotipo: constitución genética o composición alélica quedetermina un carácter.

Cuando en un individuo se encuentran dos factores distintos,responsables de un carácter dado, uno de los factores dominasobre el otro, que se denomina recesivo. El carácter que seexpresa en la generación F1 es consecuencia de la presenciadel factor dominante. El carácter que no se expresa en F1pero que reaparece en la F2, se encuentra bajo la influenciagenética del factor recesivo.

Proporción fenotípica 3:1

Proporción genotípica AA; 2Aa; aa

Principio de segregación igualitaria

Cada individuo lleva un par de factores hereditarios para cadacaracterística. Los miembros del par se separan o segregandurante la formación de las gametas.

Cruces dihíbridos

V: semillas amarillas

v: semillas verdes

R: semillas redondas

r: semillas rugosas

redondas

Tablero de Punnett

Proporción fenotípica 9 : 3 : 3 : 1

vR

Principio de independencia de los caracteres hereditarios

Durante la formación de las gametas, cada par de alelos segregaindependientemente de otros pares; es decir, los factoreshereditarios para cada característica se distribuyen en formaindependiente uno del otro.

Ampliaciones de la Genética Mendeliana

Alelos Múltiples

• Un gen puede presentar 3 o más alelos.

• Serie alélica A > a 1 > a 2 > a

• La población (y no el individuo) es el que actúa comoreservorio de los alelos múltiples.

Ejemplo: Sistema Sanguíneo ABO en humanos

- Descubierto a principios del siglo XX por KarlLandsteiner.

- Determinado por el gen I (de isoaglutinógeno), ubicadoen el cromosoma 9

- Con 3 alelos: IA, IB, IO o i- Codifican la presencia o ausencia de antígenos de

superficie de los glóbulos rojos.- Importante para determinar compatibilidad en

transfusiones sanguínea

Fenotipo Genotipos

posibles

Antígenos

A IAIA

IAIOA

B IBIB

IBIOB

AB IAIB A, B

O IOIO o ii Ninguno

Sistema ABOCon 3 alelos: IA, IB, IO o i

Con 4 fenotipos posibles

IA > IO

IB > IO

IA = IB Codominancia

Herencia ligada al sexo

En eucariotas cromosomas autosómicos

cromosomas sexuales

Cromosomas sexuales idénticos (XX, ZZ): homomórficos, producen gametas idénticas

diferentes (XY, ZW): heteromórficos, organismos heterogaméticos, generan gametas distintas

Humano: 2n= 46XX o 46XY

Herencia ligada al sexo

Caracteres ligados al sexo: gobernados por genes que se encuentran

en el segmento diferencial de los cromosomas sexuales y son

heredados siempre con el cromosoma sexual.

Ligamiento total al cromosoma Y

•Genes holándricos: se encuentran en el segmento diferencial del

cromosoma Y. Su transmisión queda restringida al sexo

heterogamético.

• Ejemplo de carácter holándrico en humanos: hipertricosis de la

oreja.

PAR: región pseudoautosómica

SRY: región del Y que determina el sexo

MSY: región específica masculina del Y

(Extraído de Klug, W S y cols., 2008)

Penetrancia: porcentaje de individuos con determinado genotipoque expresan el fenotipo esperado.

Expresividad: grado de expresión de cierta característica.

(Extraído de Klug, W S y cols., 2008)

Análisis de genealogías humanas

Teoría cromosómica de la herencia

• A principios de siglo XX, Walter Sutton y Theodore Boveriadvirtieron que el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis es idéntico al comportamiento de los genes durante la formación de las gametas.

Los caracteres hereditarios están controlados por genesque residen en los cromosomas, que son fielmentetransmitidos a través de las gametas, manteniendo lacontinuidad genética de generación en generación através de la reproducción.

ADN y Empaquetamiento de la Información

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Definición: Una molécula de ADN es un polímero lineal cuyo

monómeros son nucleótidos unidos por enlaces Fosfodiester.

• Nucleótidos

•1 Cromosoma humano= 50-250 x106 pb

• Complemento diploide ~ 1,7mtr.

Estructura Primaria

Enlace Fosfodiester

5´

3´

Molécula Polarizada

5´

5´

3´

3´

• Complementarias.

• Poli-anionica.• Dos cadenas Anti-paralelas.

Watson y Crick (1953)

A=T

G=C

A +G= C+T

• 2 cadenas helicoidales Dextrógira.

• El esqueleto fosfodiester hacia afuera.

• Las bases dirigidas hacia el interior , transversal al

esqueleto.

•El espacio entre las 2 hebras es restringido y solo

permite acomodar una base grande (purina) con una

base chica.

• Las 2 hebras unidas por ptes. de H y estabilizadas por

interacciones hidrofóbicas. Desnaturalización, re-

naturalización e hibridación.

• No hay restricción en el tamaño o en la secuencia por lo

que la cadena puede codificar información

indefinidamente.

•Las cadenas están próximas entre si y forman 2 surcos.

• La regularidad en la estructura es engañosa, varía

ligeramente con la secuencia.

• NucleosomasHistonas•Son pequeñas proteínas cargadas

positivamente (Arginina y Lisina)

•Son 5 tipos: H2A, H2B, H3, H4

(Histonas nucleosómicas) y H1.

•2 vueltas de ADN (~160pb)

separados por 20-60pb.

Micrografía electrónica de Cromatina extendida

Empaquetamiento del DNA

• Solenoide

•Los nucleosomas se enrollan sobre

si mismo formando una estructura

helicoidal.

•Cada vuelta tiene 6 nucleosomas

estabilizada por la histona H1.

Empaquetamiento del ADN

• Bucles

•Los lazos son de longitud variables

constituyendo una fibra de cromatina

de 300nm.

•Cada lazo se considera una unidad

de replicación y posiblemente de

transcripción.

•Constituye la forma extendida del

cromosoma (Eucromatina)

• Cromatina condensada

•Constituye la forma condensada

del cromosoma (Heterocromatina)

Empaquetamiento del DNA

Estructura del Cromosoma Metafásico

Telómero

Centrómero

Constricción

secundaria

Bra

zo

co

rto

(p

)B

razo

larg

o (

q)

Satélite

Cromátidas Hermanas

Cinetocoro

•Centrómero: Constricción involucrada en el

reparto de los cromosomas a las células hijas.

•Cinetocoro: Complejo proteico que se asocia a los

centrómeros, constituyendo el punto de anclaje de l

huso mitótico

•Telómero: Secuencia de ADN satélite localizado en

los extremos de los cromosomas.

•Satélite: Masa de cromatina ubicada en el extremo

de los brazos cortos de algunos cromosomas, al

cual se encuentra ligado por un delgado tallo

denominado Constricción Secundaria.

•Constricción Secundaria: Eucromatina donde se

localizan los genes del ARN ribosomal.

•Heterocromatina: Cromatina altamente

condensada

•Eucromatina: Cromatina descondensada.

•Se clasifican en función de la posición del centrómero y

tamaño del cromosoma

El estudio directo de los cromosomas mediante técnicas citológicas es lo

que se conoce con el nombre de Citogenética. Tal estudio es

predominantemente morfológico y permite caracterizar la dotación

cromosómica normal, los polimorfismos y anomalías de una especie en

particular.

Cariotipo

Describe el complemento cromosómico de una especie. Clasificando de

manera ordenada a los cromosoma basándose en características que son

constante en la especie.

Los cariotipos se definen teniendo en cuenta las siguientes características

cromosómicas:

•Número básico

Complemento Normal- Disómico (2n=46)

Aneuploidías

Menor Número-Monosomias Ej. 2n=45+X0 Tunner

Mayor Número-Trisomias Ej. 2n=47+ XY 21 S. Down

•Tamaño

Grandes

Medianos

Pequeños

•Relación de Brazos

Metacentricos

Submetacentricos

Telocentricos

Acrocentricos

•Distribucion de Hetero

y Eucromatina

•Satélites

Cariograma Idiogramagrama

Cromosomapatías

•Tamaño

Menor TamañoDelecciones

Translocaciones

MayorTamañoDuplicaciones

Translocaciones

Aberraciones numéricas

(Aneuploidías)

Menor Número-Monosomias Ej. 2n=45+X0 Tunner

Mayor Número-Trisomias Ej. 2n=47+ XY 21 S. Down

Aberraciones

Estructurales

Relación de Brazos

Distribucion de Hetero y Eucromatina

Duplicaciones

inversiones

Translocaciones

Un gen es un conjunto de secuencias de ADN de todo tipo, estructurales

(intrones y exones) y reguladoras necesarias para codificar un producto

genético funcional, sea un ARN o un polipéptido.

Qué es un gen?

Desde el punto de vista molecular.....

Estructuralmente… que es un gen?

• Presenta 2 tipos de secuencias: una Estructural que

determina la expresión real del gen (codificadora) y una

Región Reguladora, sin función codificante

Estructural:

Intrones: Regiones no codificante en el interior del gen

Exones: Regiones codificante del gen

Estructuralmente… que es un gen?

• Presenta 2 tipos de secuencias: una Estructural quedetermina la expresión real del gen (codificadora) y unaRegión Reguladora, sin función codificante

Reguladora

Promotor: Situada a 5´, Interactúa con factores de

transcripción para regular + o – la transcripción

Enhancer: Situada a miles de pb de distancia de un gen tanto en 5´

como en 3´, pudiendo regular la expresión de más de un gen

Transcripción

Es el proceso de síntesis de una molécula de ARN a partir de un molde de

ADN (gen) .

Comparación ADN-ARN

Traducción

Consiste en la síntesis de polipéptidos mediante la unión de

aminoácidos según el orden establecido por la secuencia del mARN y

el código genético.

Flujo de la información Genética