BIOQUIMICA DE LA GENETICA

Historia de la genética 1865 leyes Mendelianas 1890 Flemming distribución cromosómica 1903 Sutton cromosomas unidades heredables 1920 Hunt genes reciden en los cromosomas 1941 Lawrie genes codifican proteínas 1944 Avery ADN material genético

Historia de le genética 1953 Watson y Crick estructura doble helice ADN ADN se replica, Código genético es en tripletas, Secuencia de un gen para una proteína. 2003 El Proyecto Genoma Humano publica la primera secuenciación completa del genoma humano con un 99.99% de fidelidad

BIOQUIMICA GENÉTICA Los procesos metabólicos consisten en una secuencia de pasos catalíticos, mediados por enzimas codificadas por genes. Las alteraciones de estos genes generan trastornos del metabolismo.

GENOMA HUMANO 46 Cromosomas 22 pares autosómicos y los cromosomas X Y que determinan el sexo. 3000 millones de bases 20,000 a 25,000 genes 100,000 a 200,000 ARNm (transcriptoma) 500,000 a 1 millón de proteínas (proteoma) 2,500 metabolitos ??? (metaboloma)

Gen: secuencia de nucleótidos de la cadena de ADN que codifica para un ARN, que será utilizado para la síntesis de una cadena polipeptidica específica.

Cromosoma: Deriva del griego crhoma (color) y soma (cuerpo). son compuestos de largas cadenas de genes fuertemente enrollados, que contienen el ADN empaquetado Son visibles únicamente durante la división celular, en la metafase. Fibras del huso Placa de la METAFASE

Centromero: central=metacentrico, terminal=acrocentrico, posiciòn intermedia: submetacentricos.

cromosoma

Cariotipo de un enfermo con anemia de Fanconi Cariotipo de un enfermo con anemia de Fanconi. Obsérvese la presencia de roturas en los cromosomas 4 y 5. Técnica de bandas G.

ANOMALIAS EN EL CARIOTIPO

Mutaciones Mutación: alteración heredable o un cambio en el material genético. Las mutaciones dirigen la evolución pero pueden ser también patogénicas. Tipos: sustituciones: reemplazo de un nucleótido por otro. deleciones: pérdida de uno o más nucleótidos. inserciones: adición de uno o más nucleótidos en un gen.

Numéricas Estructurales Mixopleudia Aneuploida Translocaciones Mosaicismo Poliploidia Deleciones Quimera Inversiones Anillos Isocromosomas

A N E P L U D I

POLIPLOIDIA

Mosaicismo

DEFINICIÓN FISH FISH es el acrónimo para "Fluorescent in situ hibridization ". Un proceso que detecta a los cromosomas o porciones de ellos, con moléculas fluorescentes. Esta técnica es útil para identificar anomalías cromosómicas y elaborar mapas genéticos.

Permite la visualización de genes y fragmentos de ADN en los cromosomas durante todas las etapas del ciclo celular. El proceso involucra: marcar fluorescentemente las sondas de ADN, un paso de hibridización y finalmente la visualización de la secuencia usando microscopía de fluorescencia. FISH se utiliza para estudios de mapas genéticos y para el análisis de cambios en los cromosomas, como los que ocurren en las células cancerosas.

SINDROME DE WILLIAMS Causado por una pequeña deleción en el brazo largo del cromosoma 7, tan pequeña que no se logra visualizar en un cariotipo. En esta región se encuentra el gen de la elastina, proteína que favorece la elasticidad de los vasos sanguíneos. Los pacientes con esta enfermedad tienen desórdenes vasculares

El núcleo de la izquierda se ha hibridado con sondas diseñadas para los cromosomas 13 (verde) y 21 (rojo), y tiene claramente tres señales rojas. El núcleo de la derecha se ha hibridado con sondas diseñadas para los cromosomas 18 (azul claro), X (verde) e Y (rojo). Puesto que muestra dos señales verdes y ninguna roja, es femenino.

El núcleo de la izquierda se ha hibridado con sondas para los cromosomas 13 (verde) y 21 (rojo). El núcleo de la derecha se ha hibridado con sondas para los cromosomas 18 (azul claro), X (verde) e Y (rojo). Puesto que hay dos señales correspondientes a las sondas de 13, 18 y 21, y una sola señal de cromosomas X e Y, este feto es un varón, normal con respecto a la prueba de aneuploidía. 

Hibridación in situ multicolor en una enferma diagnosticada de un linfoma difuso de células grandes B. Se observa la presencia de pérdidas en 6p y 7q, así como de material del cromosoma 6 en el 8 y de éste en el cromosoma 14 (flechas).

PCR Reactivos: Reacción en cadena de la polimerasa Taq polimerasa (polimerasa termorresistente) dNTP´s (desoxirribonucleótidos tri-fosfatados) Primers (cebadores) para iniciar síntesis de DNA Reacción en cadena de la polimerasa Método más rápido para aislar y clonar ácidos nucleicos En un termociclador

Secuencia de pasos en PCR 95ºC: Desnaturalización de ADN 60ºC: Unión de primers a las regiones terminales del gen de interés 72ºC: Replicación por la Tac polimerasa

ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO

ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO Siglo xx Dr. Garrod introdujo concepto “individualidad química”, un gen-una enzima. Se conocen más de 200 errores innatos del metabolismo. La mayoría de hereda en forma autosómica recesiva o ligado a cromosoma X.

ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO Una mutación determina la falla de la enzima. La alteración genética puede causar: a. La enzima no se produce, se produce truncada o en cantidades mínimas. b. La enzima se produce, pero tiene defectos estructurales que disminuye su afinidad por el sustrato o modifica su actividad catalítica.

Mecanismos causantes de enfermedad: Sustrato Producto enzima receptor 4 2 1 3

FENILCETONURIA Enfermedad hereditaria autosómica recesiva. Bloqueo del metabolismo de fenilalanina síntomas: vómitos, convulsiones, erupciones eccematosas, olor en orina y sudor. Retraso mental, tez más clara y cabello más rubio que sus familiares. Diagnóstico: acido fenilpirúvico en orina y niveles de fenilalanina en sangre elevados. Mutación en cromosoma 12q Tratamiento: dieta

FENILCETONURIA

FENILCETONURIA

Enfermedad por orina en jarabe de arce Trastorno autosómico recesivo Síntomas: vómitos, hipertonía e hipotonía alternantes. Hipoglucemia. Deficiencia del complejo cetoácido deshidrogenasa de aminoácidos de cadena ramificada (valina, leucina e isoleucina) Diagnóstico: niveles AA ramificados en sangre. Tratamiento: dieta con limitación de AA ramificados.

Enfermedad por orina en jarabe de Arce

Vías metabólicas involucradas en trastornos de aminoácidos de cadena ramificada. A: EOJA; B: deficiencia de dihidrolipoildeshidrogenasa; C: acidemia isovalérica; D: acidemia glutárica tipo II; E: deficiencia múltiple de carboxilasa; F: deficiencia de HMG-CoA liasa.

ALBINISMO CLASICO Trastorno autosómico recesivo. Deficiencia de tirosinasa, necesaria para síntesis de melanina. clínica: falta de pigmento en piel, pelo, iris y fondo de ojo. Poca tolerancia al sol, estrabismo, fotofobia, nistagmo y problemas de visión o ceguera funcional. Diagnóstico: tirosinasa negativo. Mutación 11q

TRASTORNOS DEL CICLO DE LA UREA Transtorno autosómico recesiva, excepto la deficiencia de ornitina transcarbamilasa, que es ligada a cromosoma X. Deficiencias del ciclo de la urea. Intolerancia a la proteina por acumulación de amoníaco (hiperamonemia)

Ciclo de la urea

ALCAPTONURIA Trastorno autosómico recesivo. Hay un bloqueo en la descomposición del ácido homogentísico, por deficiencia de enzima ac. Homogentísico oxidasa. Clínica: ocronosis, osteoartritis, anquilosis de espina lumbosacra. Enfermedad cardíaca. Diagnóstico: mutación en cromosoma 3, cambia un aá de prolina por serina.

Manchas oscuras en la esclerótica (Ocronosis) Manchas de color azulado en las orejas (Ocronosis)

DIAGNOSTICO ORINA Olor Color Cuerpos cetónicas pH Sustancias reductoras (clinitest) Cetoácidos Sulfitos Reacción de Brandt SANGRE Hemograma Electrolitos Gasometría (anión Gap) Glucosa Calcio Acido úrico Pruebas hepáticos Pruebas de coagulación amonio Acido láctico y pirúvico Cuerpos cetónicos

Impacto de la Enfermedad Genética 40-50% de abortos espontáneos en el primer trimestre tienen anomalías cromosómicas. De los neonatos con anomalías congénitas, el 50% son causadas por factores genéticos. En la infancia, el 50% de las sorderas, cegueras y dificultad grave para el aprendizaje, son debidos a trastornos genéticos. Mas del 50% de la población adulta, desarrollará enfermedades determinadas genéticamente (cáncer, enfermedades cardiovasculares, etc.)

PRACTICA DE GENÉTICA Presentarse el día de su práctica de laboratorio a la 8:00am o 10:00am Vestidos de con uniforme blanco, bata, zapato cerrado.