GENÉTICA ( SE RELACIONA CON EL DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR)

1. GENÉTICA ( SE RELACIONA CON EL DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR)

2. TÉRMINOS COMUNES EN GENÉTICA (1) • Carácter hereditario: Característica de un ser vivo transmisible a la descendencia. • Gen: Unidad estructural y funcional de transmisión genética (fragmento de ADN que lleva codificada la información para la síntesis de una determinada proteína). • Genotipo: conjunto de genes que presenta un individuo • Fenotipo: expresión externa del genotipo (resultado de la interacción de un genotipo con un determinado ambiente) • Alelos: distintas formas que puede presentar un determinado gen

3. TÉRMINOS COMUNES EN GENÉTICA TÉRMINOS (2) • Homocigótico: individuo que presenta dos genes iguales para el mismo carácter. Dan lugar a RAZAS PURAS para ese carácter. • Heterocigótico: individuo que presenta dos genes distintos para el mismo carácter. Dan lugar a HÍBRIDOS para ese carácter. • Gen o alelo dominante: gen cuya presencia impide que se manifieste la acción de otro alelo distinto para el mismo carácter ( presente en el genotipo y en el fenotipo). • Gen o alelo recesivo: gen que únicamente se manifiesta en el exterior del individuo si se encuentra en homocigosis. • Genes o alelos codominantes: genes que se manifiestan con la misma fuerza en el fenotipo del individuo. También se llaman Equipotentes. Dan lugar a HERENCIA INTERMEDIA.

4. TÉRMINOS COMUNES EN GENÉTICA TÉRMINOS (3) • Genes EPISTÁTICOS: Consiste en la influencia que existe entre genes, no alélicos, en la expresión de un fenotipo . Un gen epistático suprime la acción de otro gen (no alélico) (HIPOSTÁTICO). • Ej.: Existe una pareja alélica que lleva información para el color de las flores en una planta y otra para la formación de los pétalos. Esta 2ª pareja interviene modificando la expresión de la 1ª pues si no existen pétalos (genes Epistáticos) no se puede saber el color que tienen ( genes Hipostaticos)

5. TÉRMINOS COMUNES EN GENÉTICA TÉRMINOS (4) • Genes Letales: Son genes que dificultan el desarrollo normal de un individuo, provocando su muerte antes de que alcance la madurez • Alelismo múltiple: En algunos casos no solo hay dos alternativas para un mismo carácter, sino que se encuentran varios alelos que constituyen una serie alélica

6. LEYES DE MENDEL ( 1ª y 2ª) • 1ª (Ley de la Uniformidad de los híbridos de la 1ª generación filial): “Al cruzar dos individuos , ambos homocigóticos ( razas puras), todos los descendientes de la 1ª generación filial son idénticos en genotipo y fenotipo” • 2ª (Ley de la segregación de los caracteres antagónicos en la 2ª generación filial) “ Cuando se cruzan entre sí los individuos de la 1ª generación filial, se obtiene una descendencia no uniforme debido a la separación (segregación ) de los alelos implicados en el carácter estudiado, al formarse los gametos.

7. LEYES DE MENDEL (3ª) • Ley de la independencia de los caracteres hereditarios: “ En la transmisión de más de un carácter , se observa que cada par de alelos se transmite de forma independiente sin relación con los otros y, por tanto, se obtienen varias combinaciones , algunas de las cuales no están presentes en las parentales”.

8. EXCEPCIONES (ANOMALÍAS) DE LA 3ª LEY • Según la 3ª ley, los caracteres hereditarios se transmiten de forma independiente unos de otros. • Morgan demuestra que cuando los genes se transmiten juntos por estar localizados en el mismo cromosoma. En este caso se dice que los genes están o son ligados. Existen tantos grupos de genes ligados como parejas de cromosomas.

9. TÉCNICAS PARA AVERIGUAR EL GENOTIPO • Hay dos técnicas: Autofecundación y Retrocruzamiento . • AUTOFECUNDACIÓN: • Tengo un individuo del cual yo quiero averiguar si es homocigótico o heterocigótico para un carácter. Lo cruzo consigo mismo planteando un primer supuesto “ Si es homocigótico” AA x AA Separo genes A A A A al cruzarlos de todas las formas posibles siempre obtendré individuos iguales AA • Segundo supuesto: Si es heterocigótico Aa x Aa Separo genes A a A a y los cruzo de todas las formas posibles Obtendré AA Aa aA aa individuos distintos. • Por el resultado del cruce sé si el individuo del que parto es homocigótico o heterocigótico.

10. RETROCRUZAMIENTO • Primer supuesto. • Si el individuo es homocigótico, al cruzarle con la linea parental recesiva ( con el carácter recesivo) AA x aa Separo genes A A a a Aa Aa Aa Aa Todos los individuos que obtengo son iguales • Segundo supuesto. Si mi individuo es heterocigótico, cuando lo cruzo con la linea parental recesiva (carácter recesivo) Aa x aa Separo genes A a a a Y los cruzo de todas las formas posibles Aa Aa aa aa Obtengo individuos distintos. Por el resultado ( individuos iguales en el cruce o individuos distintos) sé como es el Genotio del individuo problema.

11. TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA • Fue Morgan quien elabora esta teoría que aporta una explicación citológica, a los resultados de los experimentos de Mendel • SE RESUME EN LOS SIGUIENTES PUNTOS: • Los factores que determinan los caracteres hereditarios ( genes), se localizan en los cromosomas. • Cada gen ocupa un lugar determinado en un cromosoma concreto ( locus/loci). • Los loci para los distintos genes se encuentran situados linealmente a lo largo del cromosoma. • Los alelos se encuentran en los loci de los cromosomas homólogos ; por esta razón existe un par para cada carácter.

12. TRANSMISIÓN DEL SEXO • Sigue las leyes de Mendel • Hay un sexo Homogamético ( XX) y otro Heterogamético (XY) • Los cromosomas X e Y se les concoce como Heterocromosomas o Cromosomas sexuales. Al resto de los cromosomas que tiene un individuo, se les conoce como Autosomas. • Los cromosomas X e Y presentan una parte homóloga que les permite aparearse en la Profase I de la Meiosis y una parte diferencial • Los caracteres cuyos alelos tienen sus loci en los cromosomas sexuales están ligados al sexo. (Solo el cromosoma X lleva genes ligados a él). • Ejemplos de caracteres ligados al sexo: • El Daltonismo ( dificultad para ver algunos colores debido a una alteración de la retina ) y la Hemofilia ( deficiencia de algunos factores que intervienen en la coagulación de la sangre), son enfermedades relacionadas con genes ligados al sexo. • EL HOMBRE TIENE 23 PARES DE CROMOSOMAS ( ES DIPLOIDE) ; 22 son Autosomas y 1 par está • formado por heterocromosmas. • LOS GAMETOS SON HAPLOIDES : tienen un cromosoma representando cada carácter y solo uno sexual.

13. Transmisión de los Grupos Sanguíneos • Los grupos sanguíneso están formados por la asociación de Antígenos (cualquier agente capaz de desencadenar mecanismo de defensa en nuestro organismo) y Anticuerpos (defensas generadas por nuestro organismo para neutralizar la acción de los Antígenos) . • Los grupos sanguíneos que conocemos son: A;B;AB;0. Representan el Fenotipo. • El grupo A, está formado por la asociación del antígeno A y el anticuerpo β; el grupo B está formado por la asociación del antígeno B y el anticuerpo α; el grupo AB está formado por los antígenos AyB. Carece de anticuerpos, es el receptor universal por esta razón. El grupo 0, carece de antígenos (por esta razón es el donante universal), tiene los dos anticuerpos α y β. • Sangre con antígeno A domina sobre sangre sin antígenos; sangre con antígeno B domina sobre sangre sin antígenos; sangre con antígeno A es codomiante con sangre con antígeno B; sangre sin antígenos es recesivo freste a A y a B. • Al grupo sanguíneo A, le corresponden dos Genotipos (AA y A0); al grupo sanguíneo B, le correponden dos Genotipos (BB y B0); al grupo sanguíneo AB le correponde un solo Genotipo (AB); al grupo sanguíneo 0, le corresponde un solo Genotipo (00).

14. Transmisión del RH • El RH es un antígeno que poseen algunos tipo de sangre. Tener en la sangre antígeno RH, significa ser RH+;no tener en sangre el antígeno RH, significa ser RH –. Estamos hablando de los Fenotipos. La sangre con antígeno RH es dominante frente a la sangre sin antígeno RH , por esta razón el Genotipo de la sangre con antígeno RH le podemos escribir de dos formas (RHRH o bien RHrh).El Genotipo de la sangre sin antígeno RH le podemos escribir de un aúnica forma (rhrh). El problema en la descendencia surge cuando el padre es RH+ , la madre es RH- y el hijo que se está desarrollando en la madre es RH+. En este caso la madre desarrolla anticuerpos para neutralizar los antígenos que la introduce en la sangre su hijo. La producción de anticuerpos es lenta , esto hace que en el primer embarazo a la madre no la de tiempo a crear suficientes anticuerpos para neutralizar la sangre del hijo, pero la producción de anticuerpos permanece durante largo tiempo en la sangre de la madre, d eforma que si se repite la situación en un 2º embarazo la madre si crearía sufiecientes anticuerpos como para destruir los antígenos que la introduce en sangre su hijo y con ello pejudicar gravemente al feto.

15. El ADN COMO MENSAJERO BIOLÓGICO • Experiencia de Griffith (bacteriologo inglés). • Utiliza una bacteria causante de neumonía(neumcoco). • Existían dos tipos de neumococos (una forma virulenta causante de la enfermaedad, con cápsula, y otra no virulenta, sin cápsula. • Introduce bacterias virulentas en ratones produciéndoles la muerte. Cuando les introduce bacterias no virulentas, los ratoones viven. • Calienta bacterias virulentas y las introduce en los ratones, observando que viven. El calor produce su muerte. • Mezcla bacterias no virulentas con bacterias virulentas muertas por el calor, las introduce en los ratones y observa que mueren. • Del experimento deduce que había algo que hacía revivir a las bacterias virulentas muertas por el calor (Transformación). • Después de analizar ( “ al ir desnudándolas”) las diferentes partes de las bacterias y comprobar que seguían siendo virulentas , analizaron su material genético concluyendo que que la sustancia responsable de la transformación bacteriana era el ADN puesto que las únicas enzimas cpaces de eliminar la capacidad transforante eran enzimas destructoras de ADN. Esto supuso la primera evidencia experimental de que el ADN era el material genético .

16. MUTACIONES y DEFINICIONES RELACIOANADAS CON ELLAS • DEFINCIÓN: es la alteración de un gen, producida por agentes mutágenos químicos o físicos ( Tª, luz UV, rayos X, compuestos químicos como ácidos, agentes intercalantes etc.) • TIPOS DE MUTACIONES: Génica ( puntual)……Afecta a un único gen Directa……….Convierte un gen en un mutante Retrógrada……Inversa a la anterior ( convierte un gen mutado en el gen original) Somática……...Afecta a genes cuya información está relacionada con el soma del individuo Germinal………Afecta a genes que están relacionados con el germen del individuo • SOMA: Células ( parte del organismo) relacionadas con caracteres que no tienen nada que ver con caracteres sexuales y transmisión de la herencia. • GERMEN: células que están relacionadas con los caracteres sexuales del individuo y su transmisión. • TRANSPOSONES: regiones del genoma que pueden desplazarse de un cromosoma a otro o cambiar de sitio dentro de un cromosoma. • DEFICIENCIA= DELECCIÓN: pérdida de un fragmento cromosómico • DUPLICACIÓN: repetición de un fragmento cromosómico • TRANSLOCACIÓN: cambio de localización de un fragmento cromosómico • INVERSIÓN: Se produce cuando un fragmento cromosómico gira 180ª • EUPLOIDIAS: Cambio en el número de dotaciones haploides de un individuo • ANEUPLOIDIAS: Algunos individuos diploides presentan algún cromosoma de más o de menos respecto de su dotación normal. A este apartado pertenece la Trisomía del Comosoma 21 o Síndrome de Down ( en el par 21 en lugar de aparecer una pareja de cromosomas, aparecentres). Es una alteración relacionada con cromosomas somáticos.

17. OTRAS ALTERACIONES IMPORTANTES SÍNDROMES ( alteración en el nº de cromosomas), RELACIONADOS CON CROMOSOMAS SEXUALES: • Turner: afecta a mujeres. Tienen en total 45 cromosomas ( 44 autosomas + X) • Klinefelter. Afecta a hombres. Tienen 47 cromosomas. ( 44 autosomas + XXY)

18. MECANISMOS DE REPARACIÓN DE ERRORES • Reparación Directa:Cuando se produce una duplicidad de bases nitrogenadas en la copia , la ADN-fotoliasa se une en la oscuridad al dímero ( dos bases nitrogenadas, resultantes de la copia errónea) y cuando se exponen a la luz la enzima rompe los enlaces del dímero utilizando al energía lumínica. • Reparación por Escisión: Las Endonucleasas detectan el fallo en la doble hélice , eliminando los nucleótidos de la cadena dañada rellenándose el hueco, a continuación, con la secuencia de nucleótidos complementaria correcta • Reparación de Apareaminetos Incorrectos: las E deben reconocer, eliminar y sustituir el nucleótido mal emparejado por el correcto. El problema es como reconocer el nucleótido correcto del erróneo.

19. ENFERMEDADES GENÉTICAS Y SU DIAGNÓSTICO • Se conocen más de 5.000 enfermedades debidas a alteraciones en un solo gen, acamios en la estructura de los cromosomas o a la altereación en el nº de cromosomas. • La causa inicial son lesiones en los genes que controlan el ciclo de la división celular, por lo que las células tumorales no dejan de dividirse. • Los genes que transforman células normales en tumorales, se denominan Oncogenes.

20. TEORÍA EXPLICATIVA SOBRE EL ORIGEN DEL CÁNCER • Los Cánceres son enfermedades genéticas que surgen de la actividad incorrecta de ciertos genes , tanto si éstos cambian por Mutación ( Teoría Mutacional) como si son introducidos o activados por virus(Teoría Viral). • Todos los cánceres se deben a anomalías en el ADN.El cáncer puede porceder de un asola célula con su genoma alterado • La Teoría Mutacional se apoya en la Hipótesis del Iniciador-Promotor, según la cual se necesita la cooperación de dos tipos de sustancias ( el agente mutágeno que actúa como iniciador y el promotor que refuerza la acción del carcinógeno al favorecer la expresión génica de los oncogenes). • La Teoría Viral cree que los retrovirus cancerígenos roban proto-oncogenes del genoma de la célual hospedadora, haciéndolos mutar durante el proceso produciendo versiones defectuosas que provocan cánceres cuando el virus reinfecta a otrs células.

21. ONCOGENES: Son genes que producen cáncer y que derivan de otros genes llamados protooncogenes. Estos controlan el crecimiento y la diferenciación celular. Si son alterados , se transforman en oncogenes, dejan de controlar normalmente estos procesos y la célula normal se convierte en cancerígena.

22. HAY GENES SUPRESORES DE TUMORES • Son genes que cuando se produce un daño en el ADN detienen la división celular y provocan la APOPTOSIS (muerte celular programada), para evitar que que la lateración genética se transmita a las células hijas, disminuyendo así la propbabilidad de que la célula se convierta en cancerígena. Si estos genes no funiconan adecuadamente puede aparecer un cáncer, pues un gen supresor de tumores mutado deja de ejerce rsu función y las células proliferan excesivamente.

23. HAY GENES DE REPARACIÓN DE ADN • En el ADN se producen constantes alteraciones que son corregidas por los sistemas de reparación celulares. • Si estos sistemas no funcionan por una mutación, la tasa de mutación aumenta con las divisiones celulares. • Si ests mutaciones afectan a los protooncogenes o a los genes supresores de tumores , aumenta la probabilidad de padecer un cáncer.

24. EFECTOS FENOTÍPICOS D ELAS MUTACIONES • Translocaciones: no suelen tener efectos fenotípicos , pero tienen mucha importancia evolutiva. • Inversiones: no suelen tener efectos fenotípicos porque el individuo tiene todo el material genético, aunque esté situado en otro orden • Duplicaciones: evolutivamnete tienen mucha importancia pues son un afuente de material genñetico que sirve de base para nuevos cambios. • Delecciones: Evolutivamente tienen poca importancia porque la selección natural tiende a eliminarlas. • Sustituciones: el efecto en el fenotipo puede ser muy variado. Si se trata d euna mutación silenciosa ( en la que el nuevo triplete codifica el mismo AA) o neutra ( en la que el nuevo triplete codifica para un AA equivalente), la función de la proteína equivalente no se altera.Sin embargo si el nuevo triplete codifica para un AA diferente, la proteína puede perder su función e incluso detener su síntesis si el nuevo triplete es uno de los de terminación. En el caso de la adición o delección de bases, a partir del punto correpondiente , todos los tripletes varían y el efecto en el fenotipo puede ser más grave.

25. MUTACIONES….desde el punto de vista evolutivo • Hemos dicho que son cambios en el ADN de un individuo. • Pueden no manifestarse en el fenotipo o provocar enormes alteraciones en el funcionamineto del organismo e, incluso, la muerte. • Son el origen de la varialbilidad genética ( la mutación crea nuevos genes y la recombinación crea nuevas combinaciones de genes) de las poblaciones. Si no hubiesen existido mutaciones en el ADN, no existiría la actual variedad de seres vivos .

26. APLICACIONES DE LA GENETICA MOLECULAR • LA GENÓMICA: se ocupa de descifrar el genoma. • LA PROTEONÓMICA: estudia el proteonoma, es decir, el conjunto d elas proteínas que se expresan en una célulaen unos determinados momentos y condiciones. • Se aplica en prevención de enfermedades, en la terapia génica ( tratamiento de enfermedades mediante modificación genética ) y en ingeniería genética ( como aplicación de la Biotecnología)

27. RESUMEN DEL PROYECTO GENOMA ( PGH) • El nº de genes es relativamente bajo • Cada gen puede codificar unas 5 proteínas diferentes • Solo un 1,5% del ADN constituye genes que codifican proteínas • La mayor parte de nuestros genes tienen un origen evolutivo muy lejano • Nos diferenciamos del chimpacé solo en 1% del genoma y compartimos con el gusano el 36% del genoma. • Con el análisis del genoma no e sposible distinguir a un aetnia de otra. • Los seres humanos entre sí difieren aproximadamente en un nucleótido de cada mil ( polimorfismo de un solo nucleótido)