UNIDADES 20 - 23 GENÉTICA MOLECULAR

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Griffith (1928) Hershey y Chase (1952) Watson y Crick (1953) 4 4

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Griffith (1928) 5 5

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Griffith (1928) La información genética está contenida en un componente celular (MOLÉCULA). El material genético constituye un portador activo de la información genética aunque la célula no esté viva. 6 6

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Hershey y Chase (1952) 7 7

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Hershey y Chase (1952) El material genético se trata de ADN y no de proteínas. 8 8

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Watson y Crick (1953) 9 9

BASE MOLECULAR EXPERIMENTOS CLÁSICOS Watson y Crick (1953) Se refiere a la secuencia de nucleótidos unidos mediante enlace fosfodiéster con los extremos 5´ (grupo fosfato) Y 3´ (pentosa) con grupos OH libres. Las dos cadenas están enrolladas en espiral en sentido de las agujas del reloj (dextrógira) formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario, dejando las bases nitrogenadas en el interior y los esqueletos de pentosa-fosfato en el exterior. 10 10

BASE MOLECULAR PROCARIOTAS EUCARIOTAS COMPARATIVA DEL MATERIAL GENÉTICO PROCARIOTAS EUCARIOTAS Material genético libre en el citoplasma no asociado a ninguna otra molécula (ADN desnudo). Material genético en el núcleo asociado proteínas (histonas) y en orgánulos (mitocondrias y cloroplastos). No tiene apenas ADN no codificante. El 905 es ADN no codificante. Sólo el 10% tiene información útil. Los genes están formados por secuencias continuas de nucleótidos que sirven todos para la síntesis de proteínas. Los genes poseen secuencias sin sentido (intrones) que separan las secuencias con sentido (exones). 11 11

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

REPLICACIÓN ADN EL ADN ES EL PORTADOR DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA Y DEBE TRANSMITIRSE FIELMENTE A CADA UNAD DE LAS CÉLULAS HIJAS OBTENIDAS TRAS LA DIVISIÓN CELULAR. ANTES DE LA DIVISIÓN CELULAR SE PRODUCE UNA COPIA DEL ADN LO CUAL PRODUCE RÉPLICAS EXACTA DE SÍ MISMO. 13 13

REPLICACIÓN ADN DEFINICIÓN Mecanismo que permite al ADN duplicarse, es decir, sintetizar una copia idéntica. De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "clones" de la primera. 14 14

REPLICACIÓN ADN HIPÓTESIS 15 15

REPLICACIÓN ADN EXPERIMENTOS CLÁSICOS Meselson y Stahl (1958) 16 16

REPLICACIÓN ADN EXPERIMENTOS CLÁSICOS Meselson y Stahl (1958)

REPLICACIÓN ADN

REPLICACIÓN ADN

REPLICACIÓN ADN Se lleva a cabo durante la fase S del ciclo celular. Ocurre en procariotas y eucariotas, aunque los procesos son distintos en ambos tipos celulares

REPLICACIÓN ADN ETAPAS INICIO DE LA REPLICACIÓN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS FINALIZACIÓN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN ETAPAS INICIO DE LA REPLICACIÓN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS FINALIZACIÓN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN Ocurre en determinadas zonas del ADN marcadas con secuencias específicas de nucleótidos. Es llevada a cabo por enzimas muy específicas. La HELICASA se encarga de romper los puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas y separar ambas hebras. Las TOPOISOMERASAS se encargan de eliminar las torsiones entre hebras. La TOPOISOMERASA I rompe una hebra y la GIRASA (topoisomerasa II) las dos. Las proteínas estabilizadoras (SSB) mantiene las hebras separadas.

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN A medida que la enzima HELICASA abre la doble hélice, dos enzimas complementarias: la TOPOISOMERASA I y la GIRASA, van disminuyendo la tensión torsional acumulada por el superenrollamiento en el sector no replicado de la doble hélice. La TOPOISOMERASA I primero corta una de las cadenas del ADN, luego la cadena cortada gira una vuelta en torno a su propio eje y finalmente vuelve a unir los extremos cortados. La TOPOISOMERASA II corta las dos cadenas, las cuales luego de girar una vuelta alrededor del eje de la doble hélice, restablecen sus uniones. Ambas enzimas utilizan energía del ATP y se comportan como NUCLEASAS (cortando las cadenas de ADN) y luego como LIGASAS (restableciendo las uniones fosfodiéster). Las TOPOISOMERASAS I y II se diferencian no sólo porque la primera corta una de las cadenas y la segunda corta las dos, sino también porque la TOPOISOMERASA I realiza desenrollamientos de corto alcance y la GIRASA abarca una extensión de ADN bastante mayor.

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN HORQUILLA DE REPLICACIÓN

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS

REPLICACIÓN ADN ETAPAS INICIO DE LA REPLICACIÓN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS FINALIZACIÓN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS SE LLEVA A CABO POR LA ACCIÓN DE TRES ENZIMAS: PRIMASA (ARN polimerasa ADN dependiente) ADN POLIMERASA III ADN POLIMERASA I

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS A) Acción de la PRIMASA (ARN polimerasa ADN dependiente): Inicia su acción en la llamada horquilla de replicación. Requiere de una hebra molde de ADN que recorre (“lee”) en sentido 3´ 5´ Construye una cadena de ARN complementaria al ADN en sentido 5´ 3´. Esta cadena de ARN se llama cebador. El cebador se elimina en la etapa final de la replicación.

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS Los cebadores son pequeñas secuencias de ADN o ARN (olignucleótidos) que se utilizan para iniciar la síntesis de ADN. Un cebador contiene una secuencia de al menos 17 nucleótidos de longitud. La primasa es una ARN polimerasa que sintetiza los cebadores que empiezan las secuencias de Okazaki en la replicación.

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III: Requiere de la presencia de un cebador o “primer” (una cadena corta de ARN en la horquilla de replicación). Requiere de una hebra molde de ADN que recorre (“lee”) en sentido 3´ 5´ Construye la cadena complementaria en sentido 5´ 3´ Utiliza nucleótidos trifosfato como fuente de energía (ATP, GTP, CTP y TTP). Actúa de manera bidireccional formando la llamada burbuja de replicación.

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III: Sintetiza una hebra de manera continua, llamada hebra conductora, ya que a medida que lee 3´ 5´ va avanzando y uniendo nucleótidos 5´ 3´. Sintetiza la otra hebra de manera discontinua, llamada hebra retardada, ya que no puede leer de forma continua 3´ 5´. Va añadiendo pequeños fragmentos (unos 1000 o 2000 nucleótidos) a medida que se va avanzando la burbuja de replicación. Estos trozos se denominan fragmentos de Okazaki y también van en sentido 5´ 3´.

REPLICACIÓN ADN INICIO DE REPLICACIÓN HEBRA RETARDADA HEBRA CONDUCTORA

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS Al abrirse la doble hélice se forma una “burbuja” de replicación, cuyo tamaño aumenta a medida que avanza la separación de las dos cadenas del ADN, fenómeno que se produce en ambos extremos de la burbuja en forma simultánea. Se establece de este modo, en cada uno de los extremos, una estructura en forma de Y, a la que llamamos horquilla de replicación, cuyos brazos representan a las cadenas ya separadas de ADN y el tronco la doble hélice en vías de separación. Así cada burbuja tiene dos horquillas de replicación que a partir de un punto de origen común avanzan en direcciones opuestas. Las horquillas desaparecen cuando se van integrando a las burbujas contiguas. Las horquillas que recorren los telómeros desaparecen cuando se separa el último par de nucleótidos.

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS

REPLICACIÓN ADN REPLICACIÓN BIDIRECCIONAL

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS C) Acción de la enzima ADN POLIMERASA I (LIGASA): Retira los fragmentos de ARN cebadores mediante una acción exonucleasa (rotura del enlace fosfodiéster entre nucleótidos a partir de un nucleótido con extremo OH libre). Une entre sí de los fragmentos de Okazaki mediante acción polimerasa que rellena los huecos dejados por los ARN cebadores retirados.

REPLICACIÓN ADN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS La ADN polimerasa son proteínas que además de las actividades polimerasas que poseen, tienen también actividades exonucleasas. Los ADN pol de tipo I terminán la replicación, eliminando los cebadores ARN en los secuencias de Okazaki y corrigiéndo los errores producidos por la polimerasa de tipo 3.

REPLICACIÓN ADN ETAPAS INICIO DE LA REPLICACIÓN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS FINALIZACIÓN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN FINALIZACIÓN Al acabar el proceso, cada hebra recién sintetizada y la que ha servido de patrón aparecen enrolladas en forma de doble hélice.

REPLICACIÓN ADN ETAPAS INICIO DE LA REPLICACIÓN FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS FINALIZACIÓN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES La replicación no concluye hasta que no se comprueba que la copia es correcta. El ADN es la única molécula capaz de efectuar una reparación de sí misma. El número de errores es de 1/1010 bases emparejadas. Los errores se pueden corregir al distinguirse la hebra original de la copia por metilación de las adeninas “viejas”. Si los errores no son letales para el organismo y son transmisibles, pueden resultar beneficiosos para la especie al ser fuente de variabilidad genética.

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES Acción de las NUCLEASAS: Se encargan de eliminar los nucleótidos mal emparejados. Las endonucleasas (rotura del enlace fosfodiéster entre nucleótidos sin extremos OH libres) detectan errores y cortan la cadena anómala. Las exonucleasas (atacan a nucleótidos con extremos libres) se encargan de eliminar el fragmento incorrecto.

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES Acción de las ADN POLIMERASAS: Sintetizan el segmento correspondiente al fragmento eliminado. Actúan siempre leyendo en sentido 3´ 5´ construyendo las cadenas en sentido 5´ 3´.

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES Acción de las ADN LIGASAS: Se encargan de unir los extremos de dos fragmentos de ADN.

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES

REPLICACIÓN ADN CORRECCIÓN DE ERRORES (otros métodos)

REPLICACIÓN ADN SUMARIO La iniciación comienza con una secuencia específica de nucleótidos conocida como “origen de la replicación”. Es necesaria la intervención de unas enzimas, llamadas helicasas, que rompen los p de H entre las bases complementarias, abriendo la doble hélice. Al separase las dos cadenas, se producen superenrollamientos, por lo que otras enzimas llamadas topoisomerasas o girasas rebajan esa tensión, cortando las dos fibras, eliminando las tensiones y empalmándolas de nuevo. Una vez separadas las dos cadenas unas proteínas de unión, proteínas estabilizadoras (proteínas ssb) se unen a las hebras manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. Se forma así la horquilla de replicación La replicación es bidireccional, es decir hay dos helicasas trabajando cada una en un sentido. Las dos horquillas de replicación forman las burbujas u ojos de replicación.

REPLICACIÓN ADN SUMARIO Para que se forme una nueva cadena, necesitamos la cadena vieja que sirve de molde, pero además necesitamos un inicio de la nueva cadena, este inicio es un fragmento de ARN que se llama ARN cebador. Empezaría la ADN-polimerasa pero como necesita un cebador, lo inicia primero la ARN-polimerasa que si lo puede hacer sin cebador. La ARN-polimerasa que inicia el proceso se llama primasa y sintetiza un fragmento pequeño de ARN, de unos 10 nucleótidos, primer, que actúa como cebador. El ARN cebador es reconocido por unas enzimas llamadas ADN polimerasas, y la ADN polimerasa III empieza a sintetizar la nueva cadena de ADN añadiendo los nucleótidos uno a uno en sentido 5´ 3´ . La energía necesaria para el proceso se obtiene a partir de los propios nucleótidos al perder dos de sus grupos fosfato. Si observamos al microscopio la zona donde ocurre la replicación, veremos una “burbuja de replicación” en cuyos extremos aparecen unas estructuras en forma de “Y” llamadas horquillas de replicación.

REPLICACIÓN ADN SUMARIO La replicación tiene lugar en una hebra conductora y una hebra retardada formada por fragmentos de okazaki. La ADN-polimerasa I se encarga de retirar los cebadores y unir los fragmentos de Okazaki. Las hebras recién formadas quedan enrolladas con la hebra original. La corrección de errores es llevada a cabo por la acción de cuatro enzimas que recorren el ADN en busca de nucleótidos no complementarios. Las nucleasas detectan y cortan la cadena anómala. La ADN-polimerasas sintetizan los fragmentos eliminados y las ADN- ligasas unen los nuevos segmentos.

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

TRANSCRIPCIÓN ADN

TRANSCRIPCIÓN ADN

TRANSCRIPCIÓN ADN Sigma = inicio Rho = finalización

TRANSCRIPCIÓN ADN

TRANSCRIPCIÓN ADN

TRANSCRIPCIÓN ADN EUCARIOTAS

TRANSCRIPCIÓN ADN EUCARIOTAS

TRANSCRIPCIÓN ADN EUCARIOTAS

TRANSCRIPCIÓN ADN EUCARIOTAS

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN CÓDIGO GENÉTICO

TRADUCCIÓN ADN CÓDIGO GENÉTICO

TRADUCCIÓN ADN CÓDIGO GENÉTICO

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN INICIACIÓN

TRADUCCIÓN ADN ELONGACIÓN

TRADUCCIÓN ADN TERMINACIÓN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN

TRADUCCIÓN ADN Resumen de la síntesis de proteínas en una bacteria

TRADUCCIÓN ADN

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

DIFERENCIA DEL PROCESO EUCARIOTAS - PROCARIOTAS REGULACIÓN DIFERENCIA DEL PROCESO EUCARIOTAS - PROCARIOTAS Procariotas: traducción simultánea con transcripción. Eucariotas: separación espacial y temporal.

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

MUTACIONES Son los cambios que se producen en la secuencia o número de nucleótidos del ADN

MUTACIONES CLASIFICACIÓN Las mutaciones se pueden clasificar según distintos criterios: 1- 2- 3- 4- 5-

MUTACIONES 1- SEGÚN LAS CÉLULAS AFECTADAS Somáticas (no heredables) - A células del cuerpo (soma). - Producidas por mitosis. No heredables. Germinales: (heredables) - Afectan a los gametos. - Se transmiten a la descendencia (S. natural)

MUTACIONES Mutaciones naturales o espontáneas Mutaciones inducidas - En el propio proceso puede haber cambios. - Pueden darse cambios por otras causas. - Baja en virus y bacterias. - Hombre: 10-5 – 10-6 . Uno por cada cien mil o millón de gametos. Mutaciones inducidas - Producidas por el hombre - Agentes mutagénicos 2- SEGÚN LA CAUSA QUE LAS PROVOCA

MUTACIONES 3- SEGÚN LOS EFECTOS QUE PRODUCEN

RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO MUTACIONES 4- SEGÚN EL TIPO DE EXPRESIÓN GENÉTICA MUTACIONES DOMINANTES RECESIVAS RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO

MUTACIONES 5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA Génicas: - Mutaciones en sentido estricto. - Cambios de secuencia en un gen. Cromosómicas: - Afecta a la estructura de los cromosomas - Afectan a la disposición o números de genes en un cromosoma. - No afecta a la secuencia de nucleótidos. Genómicas: - aumento o disminución del número de cromosomas correcto de la especie. 5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA

MUTACIONES 5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA GÉNICAS CROMOSÓMICAS GENÓMICAS

MUTACIONES GÉNICAS EN LAS MUTACIONES GÉNICAS SE ALTERA LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS DE UN ÚNICO GEN Sustitución de bases Corrimiento de la pauta de lectura Una base Una secuencia Transiciones: cambio mismo tipo base Transversiones: cambio base distinto tipo Adición Transposición Deleción

MUTACIONES GÉNICAS

MUTACIONES GÉNICAS EFECTOS QUE PRODUCEN Ámbos tripletes van a dar prolina

MUTACIONES GÉNICAS EFECTOS QUE PRODUCEN

MUTACIONES GÉNICAS EFECTOS QUE PRODUCEN

MUTACIONES GÉNICAS EFECTOS QUE PRODUCEN Traducción silvestre PROTEÍNA NUEVA mutante

MUTACIONES 5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA GÉNICAS CROMOSÓMICAS GENÓMICAS

MUTACIONES CROMOSÓMICAS EN LAS MUTACIONES CROMOSÓMICAS SE ALTERA LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Alteración en el orden de los genes Alteración en el número de genes Pérdida Repetición Inversiones: en el mismo o en otro cromosoma Translocaciones: en el mismo o en otro cromosoma Deficiencia Duplicación (EXTREMO) Deleción (INTERNA)

MUTACIONES CROMOSÓMICAS

(no afecta al centrómero) (afecta al centrómero) MUTACIONES CROMOSÓMICAS INVERSIÓN En el mismo cromosoma En cromosomas distintos PARACÉNTRICA (no afecta al centrómero) PERICÉNTRICA (afecta al centrómero)

MUTACIONES CROMOSÓMICAS INVERSIÓN Forman asas

MUTACIONES CROMOSÓMICAS TRANSLOCACIÓN

MUTACIONES CROMOSÓMICAS TRANSLOCACIÓN

MUTACIONES CROMOSÓMICAS TRANSLOCACIÓN Dan lugar a formas de cruz

MUTACIONES CROMOSÓMICAS DEFICIENCIA

MUTACIONES CROMOSÓMICAS DEFICIENCIA

MUTACIONES CROMOSÓMICAS DELECIÓN Formación de bucles

MUTACIONES CROMOSÓMICAS DELECIÓN Formación de bucles

MUTACIONES CROMOSÓMICAS DUPLICACIÓN

MUTACIONES CROMOSÓMICAS CONSECUENCIAS “Wolff-Hirschhorn” “Cri-du-chat” Deleción brazo Corto cromosoma 4 Deleción brazo corto cromosoma 5

MUTACIONES 5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA GÉNICAS CROMOSÓMICAS GENÓMICAS

MUTACIONES GENÓMICAS EUPLOIDÍAS ANEUPLOIDÍAS SON VARIACIONES EN EL NÚMERO NORMAL DE CROMOSOMAS DE UNA ESPECIE EUPLOIDÍAS ANEUPLOIDÍAS Alteraciones en el número normal de dotaciones cromosómicas Alteraciones en las que se presenta un cromosoma de más o de menos Monoploidías (n) Nulisomías (2n - 2) Monosomía (2n – 1) Poliploidías (>2n) Triploidía (3n) Tetraploidía (4n) Pentaploidía (5n) Trisomía (2n + 1) Tetrasomía (2n + 2)

MUTACIONES GENÓMICAS

MUTACIONES GENÓMICAS TRISOMÍAS (aneuploidías) CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS Síndrome de Patau Trisomía 13 Deficiencia mental profunda Malformaciones severas Letales en los primeros meses de vida SÍNDROME DE EDWARDS: son pequeños al nacer, crecen muy lentamente y son retrasados mentales. El 80 % son mujeres (no se sabe por qué). Presentan los puños cerrados co el segundo y quinto dedo superpuestos al tercero y el cuarto. Boca pequeña, a veces difícil de abrir y hernia diafragmática. Casi siempre hay malformaciones cardiacas, y la muerte suele sobrevenir por insuficiencia cardiaca o neumonía. La frecuencia es de 1 caso por cada 6.000 nacidos vivos, y la supervivencia media es de 2 a 4 meses. No obstante hay algunos casos que en los que el niño con esta enfermedad supera la primera infancia mostrando un retraso mental mayor que en el caso de Síndrome de Down. La edad avanzada de la madre es un factor que predispone a la trisomía 18. SÍNDROME DE PATAU: frecuencia 1:10.000 nacidos vivos. Es mortal: la mitad de los nacidos con síndrome de Patau mueren al mes de nacer y la supervivencia media es de 6 meses. Poseen el labio leporino (fisura labiopalatina), defectos oculares, polidactilia en manos o pies, pies con arco plantar mínimo. Además hay graves malformaciones en los órganos internos, como el cerebro y el sistema nervioso central, y defectos cardiacos congénitos. La aparición de este síndrome también es mayor con un aumento en la edad de la madre.

MUTACIONES GENÓMICAS TRISOMÍAS (aneuploidías) CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS Síndrome de Edwards Trisomía 18 Retraso mental Retraso en el desarrollo Hipertensión SÍNDROME DE EDWARDS: son pequeños al nacer, crecen muy lentamente y son retrasados mentales. El 80 % son mujeres (no se sabe por qué). Presentan los puños cerrados co el segundo y quinto dedo superpuestos al tercero y el cuarto. Boca pequeña, a veces difícil de abrir y hernia diafragmática. Casi siempre hay malformaciones cardiacas, y la muerte suele sobrevenir por insuficiencia cardiaca o neumonía. La frecuencia es de 1 caso por cada 6.000 nacidos vivos, y la supervivencia media es de 2 a 4 meses. No obstante hay algunos casos que en los que el niño con esta enfermedad supera la primera infancia mostrando un retraso mental mayor que en el caso de Síndrome de Down. La edad avanzada de la madre es un factor que predispone a la trisomía 18. SÍNDROME DE PATAU: frecuencia 1:10.000 nacidos vivos. Es mortal: la mitad de los nacidos con síndrome de Patau mueren al mes de nacer y la supervivencia media es de 6 meses. Poseen el labio leporino (fisura labiopalatina), defectos oculares, polidactilia en manos o pies, pies con arco plantar mínimo. Además hay graves malformaciones en los órganos internos, como el cerebro y el sistema nervioso central, y defectos cardiacos congénitos. La aparición de este síndrome también es mayor con un aumento en la edad de la madre.

TRISOMÍAS (aneuploidías) MUTACIONES GENÓMICAS TRISOMÍAS (aneuploidías) CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS Síndrome de Down Trisomía 21 Minusvalía física Rasgos faciales Dos líneas en la mano Lesiones cardiovasculares Tendencia a la leucemia

MOSOMÍAS (aneuploidías) MUTACIONES GENÓMICAS MOSOMÍAS (aneuploidías) CROMOSOMAS SEXUALES Síndrome de Turner 2n – 1 XO

TRISOMÍAS (aneuploidías) MUTACIONES GENÓMICAS TRISOMÍAS (aneuploidías) CROMOSOMAS SEXUALES Síndrome de Klinefelter XXY Cariotipo XYY Síndrome triplo X

MUTACIONES GENÓMICAS Síndrome de Klinefelter XXY Síndrome de duplo Y (XYY)

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

AGENTES MUTAGÉNICOS FÍSICOS QUÍMICOS BIOLÓGICOS Son aquellos agentes físicos o químicos que aumentan la tasa de mutación de una especie. Dañan al ADN. FÍSICOS QUÍMICOS BIOLÓGICOS

AGENTES MUTAGÉNICOS FÍSICOS Radiaciones ionizantes (rayos X y γ, partículas α y β) Efectos fisiológicos: cambios enzimáticos Efectos citogenéticos: alteraciones cromosómicas Efectos genéticos: mutaciones génicas Radiaciones no ionizantes (radiaciones uv)

AGENTES MUTAGÉNICOS QUÍMICOS Sustancias químicas que al reaccionar con el ADN provocan alteraciones (hidrocarburos, pesticidas, aditivos). Efectos - Modificación de las bases como las producidas por el gas mostaza (Sulfuro de Diclorodietilo) o el ácido nitroso. - Sustitución de una base por otra análoga. - Intercalación de moléculas que son parecidas a un par de bases unidas que al intercalarse entre los pares de bases y leerse el ADN produce un corrimiento en el orden de lectura.

Alteraciones graves del funcionamiento celular AGENTES MUTAGÉNICOS BIOLÓGICOS Agentes biológicos que aumentan la frecuencia de la mutación génica (virus y transposones de bacterias, hongos, plantas o animales). Efectos Alteraciones graves del funcionamiento celular

MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN Evolución biológica: proceso de transformación de unas especies en otras, mediante variaciones que han ido surgiendo, generación tras generación, a lo largo de millones de años.

MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN La variabilidad de la descendencia: a partir de los mismos padres, por reproducción sexual, obtenemos descendientes muy diferentes entre sí.

MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN Como nacen más individuos de los que pueden sobrevivir, se establece una lucha entre los individuos de la misma especie y con otros de distintas especies (selección natural) Si el ambiente es hostil, sobrevivirán los mejor adaptados y éstos transmitirán sus características a las siguientes generaciones. Por tanto definimos la selección natural como la supervivencia del más apto.

MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN En los organismos con reproducción asexual la variabilidad genética es debida a la mutación. En los organismos con reproducción sexual la variabilidad genética es debida a la mutación y la recombinación genética. La mutación desde un punto de vista cualitativo, es mucho más importante que la recombinación (la recombinación solo provoca nuevas agrupaciones de genes y la mutación origina nuevos genes y sin ella, los organismos actuales tendrían los mismos genes que los organismos primitivos (si en un locus siempre hay homocigosis, AA, la selección no podría variar su frecuencia y por tanto en dicho locus no habría evolución posible.) Por tanto, la mutación es la base de la variabilidad y sin ella no habría evolución.

MUTACIÓN Y CÁNCER

MUTACIÓN Y CÁNCER

MUTACIÓN Y CÁNCER

GENÉTICA MOLECULAR ÍNDICE DE CONTENIDOS BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA REPLICACIÓN DEL ADN TRANSCRIPCIÓN CÓDIGO GENÉTICO TRADUCCIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS INGENIERÍA GENÉTICA

INGENIERÍA GENÉTICA Es una técnica que consiste en introducir en el genoma de un individuo genes que no posee. Para ello se corta el ADN en puntos concretos mediante las enzimas de restricción y se introduce el “ADN extraño” en el ADN receptor obteniendo un ADN recombinante.

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN DE ADN CLONACIÓN BIOTECNOLOGÍA

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA SECUENCIACIÓN DEL ADN FORMACIÓN ADN RECOMBINANTE (ADNr) Corte de fragmentos de ADN Separación de los fragmentos Unión al vector SÍNTESIS DE ADN COMPLEMENTARIO (ADNc) SÍNTESIS DE ADN DE NOVO (ADN SINTÉTICO) HIBRIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS GENOTECAS DE ADN REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA VECTORES En bacterias existen lo que se llama plásmidos, es decir varios ejemplares de ADN circular de doble cadena que se duplican de forma autónoma y que no se integran con el cromosoma bacteriano. Si una bacteria se rompe, lisis bacteriana, los plásmidos son liberados y pueden penetrar en otras bacterias (transformación), adquiriendo estas bacterias receptoras las propiedades de los genes contenidos en los plásmidos.

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA VECTORES

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA VECTORES Los plásmidos bacterianos no se integran en el cromosoma bacteriano, pero los plásmidos de levaduras si se integran en los cromosomas. Por ello se utilizan como vectores de genes, que previamente se les han introducido, tanto en animales como en plantas.

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA VECTORES En ingeniería genética también se pueden utilizar los virus como vectores, ya que cuando un virus infecta a una bacteria, se forman nuevos virus, pero por error en alguno de ellos, puede haber ADN bacteriano. Este virus puede infectar a otra bacteria y por un proceso llamado transducción introducir este ADN. Éste puede recombinar con el material genético de la bacteria que infecta y así adquirir los genes de la otra bacteria.

INGENIERÍA GENÉTICA TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA VECTORES

INGENIERÍA GENÉTICA BIOTECNOLOGÍA Los organismos eucariotas que se desarrollan a partir de una célula en la que se han introducido genes extraños se llaman organismos transgénicos. Es más difícil introducir genes en células eucariotas por la permeabilidad de la membrana y porque hay que disolver la pared celular. Por ello se utilizan técnicas como la microinyección y en plantas se usan plásmidos de bacterias.

INGENIERÍA GENÉTICA BIOTECNOLOGÍA En plantas: variedades de maíz, trigo, tomate y tabaco transgénico. En animales: en peces, sobre todo carpas y salmones, al poseer fecundación externa, se utilizan técnicas para introducir genes en los gametos antes de la fecundación. En mamíferos se realizan experimentos con la hormona del crecimiento para obtener individuos con mayor crecimiento.