LA CIENCIA DE LA GENÉTICA 31/03/2017

LA GENÉTICA ES LA CIENCIA QUE ESTUDIA LA TRANSMISIÓN DE RASGOS ENTRE LAS GENERACIONES Y SU VARIACIÓN 31/03/2017

Que estudia la genética? Las leyes de la herencia Base física de los rasgos Variación y evolución de los rasgos 31/03/2017

CAMPO DE ESTUDIO GENÉTICA CLÁSICA GENÉTICA MOLECULAR LEYES DE LA HERENCIA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Y SU COMPORTAMIENTO DURANTE LAS DIVISIONES CELULARES GENÉTICA CLÁSICA ESTRUCTURA DEL ADN NUCLEAR Y DE ORGANELOS REPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIÓN Y REPARACIÓN DEL ADN TÉCNICAS DE ADN RECOMBINANTE GENÉTICA MOLECULAR LEY DE HARDY-WEINBERG GENÉTICA DE POBLACIONES EVOLUCIÓN ESPECIACIÓN GENÉTICA EVOLUTIVA 31/03/2017

UN POCO DE HISTORIA.... 31/03/2017

Genética AM y DM CRONOLOGÍA Mendel 1866 31/03/2017 Cronologia Los granjeros en los tiempos babilónicos (4000 A.C.) realizaban cruzamientos dirigidos. Los griegos propusieron algunas ideas: Aristoteles sugirió que el semen era sangre purificada. El semen era la fuente de vida y forma (vital heat), mientras que la mujer proveía la materia. Apoyaba la epigénesis. Harvey (1578-1657) apoya la idea de la epigenesis.Harvey y Leeuwenhoek (1632-1723) condujeron a la idea de unión de huevo y esperma para la creación del embrión. Swammerdam (1637-1680) propuso que cada esperma tenía un adulto en miniatura. Darwin. Teoría de la Pangénesis. Partículas minúsculas llamadas gémulas se producían por todo el cuerpo. Estás partículas se movian por el torrente sanguíneo a los organos reproductivos y formaban organos similares en el embrión. Las características adquiridas en la vida podían afectar las gémulas y por lo tanto la descendencia. Apoyaba la idea de mezcla de las características de ambos padres (lo cual contradecía su propia teoría!!!). August Weismann (1834-1914) probó que la teoría de los caracteres adquiridos era erronea. Dos mitos condujeron a errores sobre la herencia y la transmision de los caracteres a los descendientes. a. Un padre contribuye mas a la descendencia de los rasgos heredados. Aristoteles creía que era el parental masculino. b. Se tenía un concepto de herencia mezclada: los rasgos parentales se mezclan en la descendencia. 31/03/2017

Hipócrates de cos Darwin Diminutas partículas de cada parte del cuerpo entran en la sustancia seminal de los padres y al fusionarse crean un nuevo individuo que exhiben rasgos de ambos. Hipócrates de cos A través del torrente sanguíneo se transportan hasta los órganos sexuales una copia exacta aunque invisible, de todos los componentes del cuerpo que se reúnen en el interior de los gametos. Con la fecundación se unen las “gémulas”, que se separan durante el desarrollo y van a diferentes partes del cuerpo para formar una mexcla de órganos y tejidos maternos y paternos. Darwin 31/03/2017

GENÉTICA AM Las partículas de la herencia se mezclaban Un parental aporta mas que el otro Herencia de caracteres adquiridos Cronologia Los granjeros en los tiempos babilónicos (4000 A.C.) realizaban cruzamientos dirigidos. Los griegos propusieron algunas ideas: Aristoteles sugirió que el semen era sangre purificada. El semen era la fuente de vida y forma (vital heat), mientras que la mujer proveía la materia. Apoyaba la epigénesis. Harvey (1578-1657) apoya la idea de la epigenesis.Harvey y Leeuwenhoek (1632-1723) condujeron a la idea de unión de huevo y esperma para la creación del embrión. Swammerdam (1637-1680) propuso que cada esperma tenía un adulto en miniatura. Darwin. Teoría de la Pangénesis. Partículas minúsculas llamadas gémulas se producían por todo el cuerpo. Estás partículas se movian por el torrente sanguíneo a los organos reproductivos y formaban organos similares en el embrión. Las características adquiridas en la vida podían afectar las gémulas y por lo tanto la descendencia. Apoyaba la idea de mezcla de las características de ambos padres (lo cual contradecía su propia teoría!!!). August Weismann (1834-1914) probó que la teoría de los caracteres adquiridos era erronea. Dos mitos condujeron a errores sobre la herencia y la transmision de los caracteres a los descendientes. a. Un padre contribuye mas a la descendencia de los rasgos heredados. Aristoteles creía que era el parental masculino. b. Se tenía un concepto de herencia mezclada: los rasgos parentales se mezclan en la descendencia. 31/03/2017

GENÉTICA DM LA GENÉTICA Y LOS GENES...... 31/03/2017

Algo que determina un rasgo particular QUE SON LOS GENES ? Algo que determina un rasgo particular Un segmento de ADN que codifica para una proteina Una unidad de herencia 31/03/2017

MENDEL Y LOS “FACTORES” DE LA HERENCIA 31/03/2017

Cada rasgo hereditario está controlado por factores independientes Ley de la segregación Cada rasgo hereditario está controlado por factores independientes Los factores se transmiten sin cambios entre las generaciones Los factores que determinan los caracteres se hallan de a pares Los factores se segregan (separan) en los gametos y vuelven a unirse con la formación del cigoto Cada rasgo hereditario está controlado por genes independientes Los genes se transmiten sin cambios entre las generaciones Los genes que determinan los caracteres se hallan de a pares (alelos) Los genes se segregan (separan) en los gametos y vuelven a unirse con la formación del cigoto 31/03/2017

La forma de la semilla de la arveja (Pisum sativum) X RR RR R R Las semillas de Mendel RR 31/03/2017

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES DE QUE ESTABAN HECHOS COMO FUNCIONABAN 31/03/2017

Theodore Boveri and William Sutton--1902 LOS GENES ESTABAN EN LOS CROMOSOMAS !!! 31/03/2017

CROMATINA Y CROMOSOMAS Célula en interfase Profase temprana Profase Metafase 31/03/2017

CARIOTIPOS 31/03/2017

1915 - T.H. Morgan Los genes se disponian linealmente en el cromosoma 1865 Los genes se disponian linealmente en el cromosoma 31/03/2017

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES COMO FUNCIONABAN DE QUE ESTABAN HECHOS 31/03/2017

No tenemos la menor idea del proceso por el cual la similitud de los padres se transmite a la descendencia. Este proceso es tan misterioso para nosotros como un destello de luz lo es para un salvaje. No sabemos cual es el agente esencial en la transmisión de las caracterisiticas parentales, ni siquiera si es un agente material o no. No solo nuestra ignorancia es completa, sino que no tenemos la menor idea de cómo comenzar a trabajar en el problema. Bateson 31/03/2017

Beadle & Tatum - 1941 La hipótesis un gen – una enzima 1865 Neurospora crassa Ascospores en medio completo X-rays Todos crecen medio mínimo Minimo + amino ácidos No crecen los mutantes Mutantes deficientes en la síntesis de arginina. 31/03/2017 Cys Glu Arg Lys His

Beadle & Tatum - 1941 Gene A Gene B Gene C Tipo normal 1865 Minimal Medium Gene A Gene B Gene C + Ornithine + Citruline + Arginine Tipo normal Precursor Enz A Ornithine Enz B Citruline Enz C Arginine BLOQUEO Mutantesclase I Precursor Ornithine Enz B Citruline Enz C Arginine Mutantes clase II Precursor Enz A Ornithine Citruline Enz C Arginine Mutantes clase III Precursor Enz A Ornithine Enz B Citruline Arginine 31/03/2017

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES COMO FUNCIONABAN DE QUE ESTABAN HECHOS 31/03/2017

31/03/2017

en busca del material hereditario ADN o PROTEÍNAS? en busca del material hereditario Que características debería presentar el material hereditario? Perpetuarse (replicarse) Manifestarse (expresarse) Cambiar (mutar) Combinarse (recombinarse) 31/03/2017

1928 - Frederick Griffith Transformación de Streptococcus pneumoniae 1865 Colonias “Rugosas” Colonias “Lisas” Transformación de Streptococcus pneumoniae Células L vivas Células R vivas Células L muertas por calor Células L muertas por calor junto a celular R vivas cápsula bacteria Inyección Células L vivas en muestras de sangre de los ratones muertos Resultados 31/03/2017

1944 - Avery, MacLeod & McCarty 1865 El DNA purificado como un factor de transformación El ADN de las células lisas transformaba a las rugosas Oswald Avery Colin MacLeod Maclyn McCarty 31/03/2017

Martha Chase & Alfred Hershey 1952 - Hershey & Chase 1865 El DNA viral (no las proteínas) programa las células bacteriofagos Martha Chase & Alfred Hershey 31/03/2017

1952 - Hershey & Chase 1865 Proteínas radioactivas (35S) Se centrifuga y se mide la radioactividad en el pellet y el supernadante fago T2 Bacteria La radioactividad está en el supernadante pero no en el pellet. El fago radioactivo infecta las células bacteriales Se separan las cubiertas proteicas de la superficie bacterial 31/03/2017

1952 - Hershey & Chase 1865 DNA radioactivo (32P) Radioactividad en el pellet, pero no en el supernadante Por lo tanto, es el DNA viral, y no las proteínas, lo que programa a la célula para que haga copias del virus 31/03/2017

LA ESTRUCTURA DEL ADN 31/03/2017

1947 - Erwin Chargoff Las bases de DNA siguen ciertas reglas 1865 Las bases de DNA siguen ciertas reglas La composición es especie específica A = T, C = G en todas las especies 31/03/2017

1953 - Franklin & Wilkins La naturaleza helicoidal del DNA 1865 La naturaleza helicoidal del DNA Rosalind Franklin Film fotográfico Fuente de rayos X DNA cristalizado Maurice Wilkins 31/03/2017

Francis Crick & James Watson 1953 - Watson & Crick 1865 Descripción de la estructura tridimensional del DNA Francis Crick & James Watson 31/03/2017

1953 - Watson & Crick Que dedujeron de: Datos de R. Franklin 1865 Que dedujeron de: Datos de R. Franklin hélice doble ancho uniforme de 2 nm bases separadas por 0.34 nm Chargoff la adenina se aparea con la timina la citocina se aparea con la guanina 31/03/2017

1953 - Watson & Crick Que dedujeron ellos mismos? 1865 Que dedujeron ellos mismos? Las bases están hacia adentro, y los fosfatos y las azucares hacia afuera Enlaces de hidrogeno Hebras antiparalelas Sugirieron un modo semi-conservativo de replicación 31/03/2017

La replicación del DNA es semiconservativa 31/03/2017

Propuso el dogma central 1957 - Francis Crick 1865 Propuso el dogma central ADN ARN PROTEINAS 31/03/2017

UUUUUUUU fenilalanina AAAAAAAA lisina CCCCCCCC prolina GGGGGGG glicina 1961 Nirenberg y Ochoa Polinucleótido fosforilasa Sistema libre de células UUUUUUUU fenilalanina AAAAAAAA lisina CCCCCCCC prolina GGGGGGG glicina 31/03/2017

1964 Nirenberg y Leder Prueba de unión UAC 31/03/2017 FILTRO

EL CÓDIGO GENÉTICO 31/03/2017

Algo que determina un rasgo particular QUE SON LOS GENES ? Algo que determina un rasgo particular Un segmento de ADN que codifica para una proteina Una unidad de herencia 31/03/2017

Human Gene Nomenclature Committee Un segmento de ADN que contribuye a un fenotipo/función. En ausencia de una función demostrable, un gen puede ser caracterizado por secuencia, transcripción u homología. Human Gene Nomenclature Committee 31/03/2017

Un gen es la unidad física y funcional de la herencia, que lleva la información de una generación a la próxima. En términos moleculares, es la sequencia de DNA - incluyendo exones, intrones y regiones reguladoras no codificantes- necesaria para la producción de una proteina funcional o ARN. 31/03/2017

LA DECADA DE LOS 70 LA ERA RECOMBINANTE 31/03/2017

ENZIMAS DE RESTRICCIÓN MÉTODOS DE SECUENCIACIÓN MÓLECULAS RECOMBINANTES 31/03/2017

Descubrimiento de las enzimas de restricción 1970 - Smith & Nathans 1865 Descubrimiento de las enzimas de restricción Hamilton Smith Descubrió HindII en Haemophilus influenzae Daniel Nathans Utilizó HindII para hacer el primer mapa de restricción del SV40 31/03/2017

1972 - Paul Berg El primer DNA recombinante utilizando EcoRI 1865 El primer DNA recombinante utilizando EcoRI Sitios de reconocimientoEcoRI DNA plasmidico EcoRI corta el DNA en fragmentos Extremos pegajosos SV40 DNA DNA ligasa DNA recombinante 31/03/2017

Transformación de E. coli con plásmidos recombinantes 1973 - Boyer, Cohen & Chang 1865 Transformación de E. coli con plásmidos recombinantes Gen resistente a la canamicina Gen resistente a la tetraciclina Plasmid pSC101 Stanley Cohen & Annie Chan Medio con canamicina y tetraciclina E. coli transformada con plásmidos recombinantes Sólo crecen colonias recombiantes Herbert Boyer 31/03/2017

1977 - Genentech, Inc. 1865 La primera proteína humana producida por una bacteria transgénica (somatostatin) Compañía fundada por Herbert Boyer y Robert Swanson en 1976 Considerada el advenimiento de la edad de la biotecnología 31/03/2017

Y LA GENÉTICA DE LA CONSERVACIÓN LA DECADA DE LOS 80 LOS TRANSGÉNICOS Y LAS BASES DE DATOS Y LA GENÉTICA DE LA CONSERVACIÓN 31/03/2017

1865 1980 La suprema corte de U.S. permite patentar formas de vida 1985 Se prueban plantas modificadas genéticamente En 1988 el National Center for Biotechnology Information (NCBI) y el GenBank 31/03/2017 Margaret Dayhoff

LA DECADA DE LOS 90 GENOMAS Y CLONES 31/03/2017

LOS 90: GENOMAS Y CLONES 1865 1995 primer genoma: Hemophilus influenzae. 1996 Genoma de Saccharomyces cerevisiae 1997 Se clona Dolly 1998 Genoma de C. elegans 31/03/2017

COMO FUNCIONA UN GENOMA? 2000 COMO FUNCIONA UN GENOMA? GENÓMICA Y PROTEÓMICA 31/03/2017

EL FUTURO...... 31/03/2017

Genómica y sociedad Genómica y salud Genómica biológica 31/03/2017

Genomica biológica Desarrollar un catálogo completo y comprensible de los componentes genómicos Establecer como funcionan en forma coordinada para controlar las funciones de las células y los organismos Entender como los genomas varían y adquieren nuevos roles funcionales 31/03/2017

Genomica y salud Establecer los genes que tienen un rol en la salud y en la enfermedad y determinar como interactuan con los factores ambientales Metodos de diagnóstico para la predicción de la suceptibilidad y la respuesta a drogas Existen productos dirigidos hacía sólo 500 productos génicos humanos 31/03/2017

Genomica y sociedad Analizar el impacto de la genética en conceptos de raza, identidad de grupo, salud, enfermedad y normalidad de rasgos y comportamientos. Establecer políticas para el uso de la información genética y los límites éticos de su investigación. 31/03/2017