Charles Robert Darwin (1809-1882)

1. Charles Robert Darwin (1809-1882) Pangénesis: pangenes se producen a partir de las diferentes partes del cuerpo de los padres y van hacia órganos reproductivos. Cada uno de estos pangenes dan origen a una parte igual en el hijo “Blending”: Combinación de las características de los padres para dar una nueva, producto de la mezcla

2. CONCEPTOS GENERALES DE HERENCIA CURSO DE INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR dictado para estudiantes de la ESCUELA UIVERSITARIA DE TECNOLOGÍA MÉDICA – 1º clase Dra. Ana Ramón Sección Bioquímica- Facultad de Ciencias, UdelaR Montevideo, julio de 2007

3. Esquema de la clase: • - Perspectiva histórica • - Genética Mendeliana • - Teoría cromosómica de herencia • Desviaciones de las leyes de Mendel • La historia más reciente…

4. LA HERENCIA: PERSPECTIVA HISTÓRICA Los padres heredan determinadas características a sus hijos Los hijos siempre se han parecido a sus padres....

5. Agricultores en épocas remotas hacían mejoramiento genético...

6. ¿Pero CÓMO se heredan esas características? - Grecia antigua: Pythagoras, Empédocles; Aristóteles Aristóteles (384-322 a.c.): semen masculino y “semen” femenino son formas purificadas de la sangre que copian los caracteres de la madre y el padre y al mezclarse dan el nuevo ser

7. Siglos XVII -XVIII Anton van Leeuwenhoek (1632-1723): óvulo humano+ esperma=embrión PREFORMACIÓN: cada espermatozoide trae en su interior un “homúnculo”; la hembra es una mera incubadora....

8. Pierre de Mopertius (1698-1759) - Material sexual de padre y madre: pequeñas partículas que dan origen a las diferentes partes del cuerpo del hijo. - La contribución de un padre puede ser más fuerte : ANTICIPACIÓN a la idea de gen dominante o recesivo

9. Johann Gregor Mendel(1834-1914)- LEYES DE MENDEL (1865), base fundamental de la genética moderna • TRABAJO DE MENDEL • Excelente modelo (arveja o guisante de jardín): • Mostraban caracteres puros. • Se autopolinizaba fácilmente • Fácil de manipular • Estudiaba la herencia de uno o pocos caracteres a la vez • - Formación matemática y estadística: buen registro de resultados

10. Método experimental de Mendel:

11. PRIMERA LEY DE MENDEL UNIFORMIDAD DE LA PRIMERA GENERACIÓN Cuando se cruzan dos variedades puras para un carácter, todos los descendientes de la primera generación filial son híbridos o heterocigóticos para ese carácter e iguales entre sí, tanto en su genotipo como en su fenotipo.

12. SEGUNDA LEY DE MENDEL PRINCIPIO DE LA SEGREGACIÓN Todo carácter está controlado por dos factores o genes independientes que se distribuyen separadamente o se segregan durante la formación de los gametos.

13. TERCERA LEY DE MENDEL PRINCIPIO DE LA TRANSMISIÓN INDEPENDIENTE Los factores o genes que controlan caracteres diferentes se transmiten de forma independiente en la herencia, y su distribución se realiza al azar en la descendencia

14. ARBOL GENEALÓGICO COLOR DE LOS OJOS

18. EXCEPCIONES DEL MODELO MENDELIANO 1. HERENCIA INTERMEDIA 2. CODOMINANCIA El fenotipo heterocigótico presenta características de los dos progenitores. • El fenotipo heterocigótico presenta una característica intermedia.

19. OTRO EJEMPLO DE CODOMINANCIA

20. 3. GENES DIFERENTES QUE AFECTAN A UN MISMO CARACTER

21. Autofecundación de F1 3::1 lisas::rugosas CRUCES CARACTERES HOMOCIGÓTICOS Líneas PURAS Todas las semillas de la F1 fueron lisas

22. CRUCES DIHÍBRIDOS Líneas PURAS Todas las semillas de la F1 fueron lisas y amarillas Autofecundación de F1

23. CUARTO POSTULADO DE MENDEL (SEGUNDA LEY, SEGREGACIÓN INDEPENDIENTE) Durante la formación de los gametos , cada par de factores segrega de manera INDEPENDIENTE de cualquier otro par

24. Y continuamos con la historia..... 1869. Johan Miescher descubre la “nucleína” 1882. Walther Flemming descubre los cromosomas y la mitosis. 1882-1892. Weismann distingue entre células somáticas y germinales y postula la reducción del número de cromosomas en células germinales. En su libro Das Keimplasma describe la meiosis como mecanismo de distribución de los cromosomas. 1887. Edouard van Beneden descubre que cada especie tiene un número fijo de cromosomas. 1888. Waldemeyer propone el término “cromosoma”. 1900. Hugo De Vries, Carl Correns y Eric von Tschermak redescubren de manera independiente los trabajos de Mendel

25. 1902. Sutton y Boveri postulan de forma independiente la teoría cromosómica de la herencia , según la cual un organismo precisa de un juego completo de cromosomas para su normal desarrollo, cada cromosoma contiene ciertos determinantes hereditarios; se distribuyen de forma independiente durante la meiosis 1909. W. Johannsen propone el término gen para denominar los “factores hereditarios”/ “gémulas”/ “pangenes”... 1910. T. Morgan propone que los genes están en cromosomas

26. CROMOSOMAS Y CARIOTIPO 1. Los cromosomas pueden distinguirse de acuerdo a su tamaño, morfología (posición del centrómero), y su patrón de tinción (quinacrina, Giemsa etc.). 2. Bandeado característico (alternancia de bandas claras y oscuras) 3. Autosomas y cromosomas sexuales

27. Cariotipo: complemento cromosómico CARACTERÍSTICO de una célula, individuo o especie. Ideograma de cariotipo humano (XX) IDEOGRAMA: ilustración u ordenamiento de una microfotografía de los cromosomas ordenados por pares y de mayor a menor. Esa ilustración puede realizarse alineando microfotografías de cromosomas individuales o mediante dibujos esquemáticos

28. Bos taurus Gallus gallus MAMÍFEROS: HEMBRAS homogaméticas: XX MACHOS heterogaméticos: XY POLLO: 38 autosomas MACHOS homogaméticos: ZZ HEMBRAS heterogaméticas: ZW

29. Autosomas Cr. sexuales Especie 2n M O X Y Gato (Felis catus) 38 16 2 M M Perro (Canis familiaris) 78 0 38 M O Cerdo (Sus scrofa) 38 12 6 M M Cabra (Capra hircus) 60 0 29 O M Oveja (Ovis aries) 54 3 23 O M Vaca (Bos taurus) 60 0 29 M M Caballo (Equus caballus) 64 13 18 M O Asno (Equus asinus) 62 24 6 M O Cariotipos de varias especies de domésticas 2n = número diploide de cromosomas, M = metacéntricos, O = otras morfologías, Cr = cromosomas. Según Ohno (1968) y Elridge y Blazak (1976)

30. CICLO DE VIDA DE ORGANISMOS PLURICELULARES

31. MEIOSIS madre padre

32. RECOMBINACION DURANTE LA MEIOSIS

33. Desviaciones de las proporciones mendelianas...

34. Genes LIGADOS

35. Herencia ligada al sexo Gen portador de enfermedad en un autosoma:

36. X X X X X Pero si el gen portador de enfermedad está en un cromosoma sexual.... X Thomas Morgan describió este fenómeno a partir de trabajos con Drosophila melanogaster

38. La historia más reciente... • El ADN es el material genético • El gen codifica una proteína • 1953 El ADN es una doble hélice • 1961 El código genético • 1977 El ADN puede ser secuenciado • 1997 Los genomas pueden secuenciarse

39. Experimento de Avery, MacLeod y McCarty (1944) El ADN es el material genético

40. Un gen codifica una proteína (Beadle y Tatum, 1945)

41. El ADN es una doble hebra (J. Watson and F. Crick,1953)

42. El código genético (M. Niremberg y H. Matthaei, 1961) • molde poly-U • a.a. marcados radioactivamente • enzimas, tRNAs, ribosomas Phe-Phe-Phe-Phe-....

43. Bibliografía: Klug W.S., Cummings M.R. – Concepts of genetics, Ed. Prentice Hall (hay varias ediciones)