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PRINCIPIOS DE GENETICA MATERIAL HEREDITARIO

GENETICA  LA GENÉTICA ES LA RAMA DE LA CIENCIA QUE ESTUDIA CÓMO LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS ORGANISMOS VIVOS (MORFOLÓGICAS, FISIOLÓGICAS, BIOQUÍMICAS O CONDUCTUALES) SE GENERAN, SE EXPRESAN Y SE TRANSMITEN, DE UNA GENERACIÓN A OTRA, BAJO DIFERENTES CONDICIONES AMBIENTALES.

CONCEPTOS BASICOS  GENOTIPO: ES LA COMPOSICIÓN GENÉTICA DE UN ORGANISMO HEREDADA DE SUS PROGENITORES  FENOTIPO: ES CUALQUIER CARACTERÍSTICA O RASGO OBSERVABLE DE UN ORGANISMO, COMO SU MORFOLOGÍA, DESARROLLO, PROPIEDADES BIOQUÍMICAS, FISIOLOGÍA Y COMPORTAMIENTO.

GEN  ES LA UNIDAD FUNCIONAL DE HERENCIA.  UN GEN ES UN SEGMENTO DE ADN QUE CONTIENE LA INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA PRODUCCIÓN DE UNA PROTEÍNA QUE LLEVARÁ A CABO UNA FUNCIÓN ESPECÍFICA EN LA CÉLULA.  HAY MUCHOS ELEMENTOS DEL GENOMA QUE TIENEN UNA FUNCIÓN CONCRETA Y NO CODIFICAN PARA UNA PROTEÍNA, COMO POR EJEMPLO AQUELLOS QUE DAN LUGAR A ARNs FUNCIONALES.

GENOMA  ES TODO EL MATERIAL GENÉTICO DE UN ORGANISMO EN PARTICULAR Y SE HEREDA GENERACIÓN TRAS GENERACIÓN.  POR OTRA PARTE, EL EXOMA ES LA PARTE DEL GENOMA QUE CODIFICA PARA PROTEÍNAS E INCLUYE A LOS EXONES.

ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)  ES LA BIOMOLÉCULA QUE ALMACENA LA INFORMACIÓN GENÉTICA DE UN ORGANISMO.  SE TRATA DE ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO CONSISTE EN UNA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS  CADA NUCLEOTICO ESTA COMPUESTO A SU VEZ POR UN GRUPO TRIFOSFATO, UNA PENTOSA, CONOCIDA COMO DESOXIRRIBOSA, Y CUATRO BASES NITROGENADAS (ADENINA, CITOSINA, GUANINA Y TIMINA).  LA ESTRUCTURA DEL ADN ES UNA DOBLE HÉLICE, COMPUESTA POR DOS CADENAS COMPLEMENTARIAS Y ANTIPARALELAS

NUCLEOTIDO

TRIFOSFATO

BASE NITROGENADA (ADENINA, TIMINA, CITOSINA, GUANINA)

PENTOSA

 desoxirribosa

REGLA DE CHARGAFF PURINAS

PIRIMIDINAS

BICICLICAS

MONOCICLICAS

ADENINA

CITOSINA

TIMINA

GUANINA

ACIDO RIBONUCLEICO (ARN)  ES UNA CADENA SENCILLA PERO POLIVALENTE, QUE DESEMPEÑA VARIAS FUNCIONES. EJEMPLO:  EL ARN RIBOSÓMICO (ARNr) FORMA PARTE DE LOS RIBOSOMAS.  EL ARN DE TRANSFERENCIA (ARNt) JUEGA UN IMPORTANTE PAPEL EN EL TRASLADO DE LOS AMINOÁCIDOS AL RIBOSOMA  EL ARN MENSAJERO (ARNm) DESTACA POR SER EL INTERMEDIARIO ENTRE EL ADN Y LA SÍNTESIS PROTEICA.  A DIFERENCIA DEL ADN, EL ÁCIDO RIBONUCLEICO ESTÁ COMPUESTO POR RIBONUCLEÓTIDOS, LOS CUALES SE BASAN EN RIBOSA Y PRESENTAN URACILO EN LUGAR DE TIMINA.

DIFERENCIAS ESTRUCTURALES ENTRE ARN Y ADN

PROCESO DE LA BIOLOGIA MOLECULAR  EL ADN SE COPIA A SÍ MISMO PARA PODER TRASMITIRSE A LA DESCENDENCIA DURANTE EL PROCESO CONOCIDO COMO REPLICACIÓN.  PARA PODER EXPRESARSE, ES PRECISO QUE LA INFORMACIÓN CODIFICADA EN EL MISMO SE TRANSFIERA, EN EL PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN, A LA MOLÉCULA DE ARN MENSAJERO (ARNm).  POSTERIORMENTE, EL ARNm SE ASOCIA CON UN ORGÁNULO CELULAR, EL RIBOSOMA, DONDE SE TRADUCE EN UNA MOLÉCULA PROTEICA.

El CÓDIGO GENÉTICO  ES EL CONJUNTO DE REGLAS UTILIZADAS PARA TRADUCIR LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS DEL ARNm A UNA SECUENCIA DE PROTEÍNA EMPLEADO DURANTE EL PROCESO DE TRADUCCIÓN.

CROMOSOMAS  EL MATERIAL GENÉTICO SE ENCUENTRA EMPAQUETADO EN UNIDADES DISCRETAS, DENOMINADAS CROMOSOMAS, LOS CUALES SE HACEN VISIBLES DURANTE LA DIVISIÓN CELULAR.  LAS CÉLULAS HUMANAS TIENEN 23 PARES DE CROMOSOMAS (46 CROMOSOMAS EN TOTAL), DE LOS CUALES. LA MITAD PROCEDENTES DE LA MADRE Y LA OTRA MITAD DEL PADRE.

ESTRUCTURAS MOLECULARES

MUTACION  ES UN CAMBIO ALEATORIO EN EL ADN QUE PUEDE SER BENEFICIOSA, NEUTRA O DAÑINA PARA EL ORGANISMO.  PUEDEN PRODUCIRSE EN MULTITUD DE LUGARES DENTRO DEL MATERIAL HEREDITARIO.

ANORMALIDADES CROMOSOMICAS  SON UN GRUPO DE CONDICIONES QUE SON EL RESULTADO DE UN PROBLEMA CON UNO DE LOS 23 PARES DE CROMOSOMAS.  TAMBIÉN SE LE CONOCE CON EL NOMBRE DE ABERRACIÓN CROMOSÓMICA. ESTAS PUEDEN SER DE DOS TIPOS: * NUMERICAS * ESTRUCTURALES

ANORMALIDADES CROMOSOMICAS NUMERALES  TIENEN UN CROMOSOMA MAS O UN CROMOSOMA MENOS. TIPO

NUMERO NULOSOMIA

EUPLODIAS (SOMIAS)

MONOSOMIA TRISOMIA MONOPLOIDIA

ANEUPLOIDIA (PLOIDIAS)

TRIPLOIDIA PENTAPLOIDIA HEXAPLOIDIA OCTAPLOIDIA

SOMATICAS O LAS SEXUALES

ANORMALIDADES EN CROMOSOMAS AUTOSOMICAS O NO SEXUALES  Trisomía del cromosoma 21 (SINDROME DE DOWN)  Trisomía del cromosoma 18 (SINDROME DE EDWARDS)  Trisomía del cromosoma 13 (SINDROME DE PATAU)

S. PATAU

ANORMALIDADES EN CROMOSOMAS SEXUALES O GERMINALES TRISOMIA DEL PAR 47, XXY (SIND. DE KLINEFELTER).

•MONOSOMIA DEL PAR 45, X (SINDROME DE TURNER).

ALTERACIONES CROMOSOMICAS ESTRUCTURALES  ESTAS ANOMALÍAS AFECTAN A LA ESTRUCTURA DEL CROMOSOMA EN CUANTO A LA ORDENACIÓN LINEAL DE LOS GENES. UNO O MÁS CROMOSOMAS CAMBIAN SU ESTRUCTURA PROPIA POR LA ADICIÓN O PÉRDIDA DE MATERIAL GENÉTICO, POR ALTERACIÓN DE SU FORMA O DEL PATRÓN DE BANDAS. ESTOS PUEDEN SER:  DELECCIONES: consiste en la pérdida de un fragmento del cromosoma.  DUPLICACIONES: Consisten en la presencia de una copia extra de un segmento de un cromosoma.  INVERSIONES: un segmento del cromosoma cambia su orientación dentro del mismo cromosoma.  TRASLOCACIONES: tienen lugar cuando una porción de un cromosoma se transfiere a otro

MUTACIONES ESTRUCTURALES

ANOMALIAS CROMOSOMICAS ESTRUCTURALES SINDROME DE PRADEL WILLI (DELECCION PARCIAL DEL CROMOSOMA 15)

SINDROME DEL MAULLIDO DEL GATO (DELECCION DEL CROMOSOMA 5)

CITOGENETICA

DEFINICION DE CITOGENETICA  ES EL CAMPO DE LA GENÉTICA QUE COMPRENDE EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y COMPORTAMIENTO DE LOS CROMOSOMAS

HISTORIA  1842 SE OBSERVO POR 1RA. VEZ CROMOSOMAS POR KARL WILHELM VON NÄGELI EN 1842.  DURANTE EL SIGLO XX DESARROLLARSE A PARTIR DEL CONCEPTO DE QUE LOS CROMOSOMAS TENÍAN LOS GENES.  LA INVESTIGACIÓN DEL CARIOTIPO HUMANO SE DIO POR VARIOS AÑOS.  EN 1956, TJIO DE INDONESIA Y ALBERT LEVAN DE SUECIA DETERMINARON QUE EL NÚMERO DE CROMOSOMAS EN LA ESPECIE HUMANA 46.  ESTE HALLAZGO FUE DETERMINANTE EN EL COMIENZO DE LA CITOGENÉTICA HUMANA.

USO DE LA CITOGENETICA  DIAGNÓSTICO DE NEOPLASIAS Y HEMOPATÍAS MALIGNAS.  ES CLAVE EN EL DESCUBRIMIENTO DE ENFERMEDADES HEREDITARIAS MENDELIANAS O MONOGÉNICAS, ENFERMEDADES MULTIFACTORIALES, MITOCONDRIALES Y ENFERMEDADES CROMOSÓMICAS.  PUEDE SER UTILIZADO PARA REALIZAR DETERMINACIONES DE ENFERMEDADES HEREDITARIAS QUE AFECTAN LOS CROMOSOMAS MIENTRAS EL BEBÉ SE ENCUENTRA AÚN EN EL ÚTERO DE LA MADRE,  PARA DETERMINAR EL SEXO EN ENFERMEDADES GENÉTICAS ASOCIADAS AL SEXO, Y, PARA CONOCER SI LOS PADRES SON PORTADORES DE ALGÚN TIPO DE ALTERACIÓN ESTRUCTURAL.

TIPOS DE CITOGENTICA  CITOGENETICA CONVENCIONAL AL ESTUDIO DE LOS CROMOSOMAS POR MEDIO DE BANDAS G. ES EL ESTUDIO QUE SE REALIZA CUANDO SE NECESITA IDENTIFICAR LAS ALTERACIONES CROMOSÓMICAS EN CUANTO A NÚMERO Y ESTRUCTURA, COMO, (LAS TRISOMÍAS Y LAS MONOSOMÍAS)  ES UTILIZADO EN EL CAMPO DE LA MEDICINA PARA REALIZAR UN ANÁLISIS COMPLETO DEL CARIOTIPO DE LAS CÉLULAS TUMORALES.

TIPOS DE CITOGENTICA  LA CITOGENÉTICA MOLECULAR SON LOS ESTUDIOS QUE SE REALIZAN POR MEDIO DE DIFERENTES ANÁLISIS UTILIZANDO HERRAMIENTAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR TALES COMO LA HIBRIDACIÓN IN SITU FLUORESCENTE, MEJOR CONOCIDA EN EL CAMPO DE LA MEDICINA COMO FISH. DICHO DE OTRA MANERA, ES EL ESTUDIO Y LA IDENTIFICACIÓN DE DUPLICACIONES O MICRO DELECIONES DEL GENOMA.

TIPOS DE CITOGENTICA  La CITOGENÉTICA CLÍNICA es el estudio de los cromosomas del cuerpo humano, de su estructura y la herencia, aplicado a la práctica de la genética médica.  Esta rama fue la primera ciencia que ofreció una perspectiva de la genética médica basada en los genomas humanos. Detecta enfermedades como las malformaciones congénitas y los trastornos hematooncológicas

CROMATINA  SUSTANCIA QUE SE ENCUENTRA EN EL NÚCLEO DE LA CÉLULA FORMANDO EL MATERIAL CROMOSÓMICO DURANTE LA INTERFASE; ESTÁ COMPUESTO DE ADN UNIDO A PROTEÍNAS.  LA FUNCIÓN DE LA CROMATINA ES: PROPORCIONAR LA INFORMACIÓN GENÉTICA NECESARIA PARA QUE LOS ORGÁNULOS CELULARES PUEDAN REALIZAR LA TRANSCRIPCIÓN Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS; TAMBIÉN CONSERVAN Y TRANSMITEN LA INFORMACIÓN GENÉTICA CONTENIDA EN EL ADN, DUPLICANDO EL ADN EN LA REPRODUCCIÓN CELULAR.

CARIOTIPO  EL CARIOTIPO ES UNA PRUEBA QUE SE REALIZA PARA IDENTIFICAR ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS COMO CAUSA DE MALFORMACIONES O DE ENFERMEDAD.  MEDIANTE EL USO DEL EXAMEN DE CARIOTIPO SE PUEDE NO SÓLO CONTAR LA CANTIDAD DE CROMOSOMAS SINO TAMBIÉN DETECTAR CAMBIOS CROMOSÓMICOS ESTRUCTURALES, QUE PUEDAN INDICAR CAMBIOS GENÉTICOS ASOCIADOS CON UN AUMENTO EN EL RIESGO DE ENFERMEDAD ESTOS SE ENCUENTRAN ORDENADOS POR PAREJO, TAMAÑO Y POSICIÓN DEL CENTRÓMERO

CARIOTIPO

IDEOGRAMA  El idiograma es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de bandas de todo el complemento cromosómico, los cromosomas se sitúan alineados por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo.  Idiograma es un esquema dibujado a escala que incluye las bandas e interbandas de los cromosomas de una especie.

IDEOGRAMA

ENFERMEDADES GENETICAS EN PERSONAJES DE LA HISTORIA FARAÓN PADECÍA LA ENFERMEDAD DE KOHLER II, UNA MALFORMACIÓN DEL METATARSO QUE PUEDE PROVOCAR DOLOR E HINCHAZÓN EN LOS PIES.

 El compositor padeció una salud débil desde su infancia, tuvo problemas respiratorios y murió sin descendencia.. Los síntomas de Chopin encajan totalmente con el diagnóstico de la fibrosis quística.  La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria autosómica recesiva que se caracteriza por la acumulación de secreciones mucosas espesas y pegajosas en las células epiteliales o de revestimiento

VICENT VAN GOGH

 Desde pequeño tuvo problemas médicos, y en su última década de vida padeció las consecuencias de trastornos mentales nunca bien definidos  Llegó a mutilarse y años después a suicidarse. En su familia encontramos otros casos de enfermedades mentales, y el propio Van Gogh hablaba de la “fatídica neurosis heredada”.  Varios estudios sugieren que el holandés sufría de porfiria

ABRAHAM LINCOLN

 Diagnóstico del síndrome de Marfan. Su complexión de gran estatura, dedos y brazos alargados, encaja a la perfección con la definición, pero no se demostró.  Lo que sí está demostrado es que tenía aracnodactlia, dedos extremadamente alargados y delgados, asemejándose a los de una araña. Esta cualidad parece ser que fue heredada de un ancestro común con otro pariente que también la tenía.

REINA VICTORIA

Reina Victoria no sufrió de hemofilia, pero sí lo hicieron tres de sus nueve hijos.

 Los estudios genealógicos no señalan ningún caso de hemofilia anterior ni en la familia de su madre, la reina Victoria de Sajonia; ni en la de su padre, el duque de Kent. Esto abre dos posibilidades: o la madre de Victoria mantuvo relaciones extramatrimoniales con un portador de los alelos responsables de la hemofilia; o en el genoma de la reina apareció una mutación de novo para esta enfermedad.

HERENCIA MENDELIANA

LEYES DE MENDEL  SON EL CONJUNTO DE REGLAS BÁSICAS SOBRE LA TRANSMISIÓN POR HERENCIA GENETICA DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS ORGANISMOS PADRES A SUS HIJOS.  LAS LEYES SE DERIVAN DEL TRABAJO REALIZADO POR GREGOR MENDEL PUBLICADO EN 1865 Y EN 1866, AUNQUE FUE IGNORADO DURANTE MUCHO TIEMPO HASTA SU REDESCUBRIMIENTO EN 1900.

1ª LEY DE MENDEL: PRINCIPIO DE LA UNIFORMIDAD DE LOS HÍBRIDOS DE LA PRIMERA GENERACIÓN FILIAL  ESTABLECE QUE SI SE CRUZAN DOS LÍNEAS PURAS (UN HOMOCIGOTO DOMINANTE CON UNO RECESIVO) LOS DESCENDIENTES DE LA PRIMERA GENERACIÓN SERÁN TODOS IGUALES ENTRE SÍ, FENOTÍPICA Y GENOTÍPICAMENTE, E IGUALES FENOTÍPICAMENTE A UNO DE LOS PROGENITORES (DE GENOTIPO DOMINANTE), INDEPENDIENTEMENTE DE LA DIRECCIÓN DEL CRUZAMIENTO.

2.ª LEY DE MENDEL: PRINCIPIOS DE LA SEGREGACIÓN

 AL CRUZAR DIFERENTES VARIEDADES DE INDIVIDUOS HETEROCIGOTOS Y PUDO OBSERVAR EN SUS EXPERIMENTOS QUE OBTENÍA MUCHAS MODIFICACIONES.  SE HABLO DE PROPORCIÓN ERA DE 3/4 gen dominante Y 1/4 de gen recesivo (3:1). Aa X Aa= AA, Aa, Aa, aa

A

a

A

AA

Aa

a

Aa

aa

3.ª LEY DE MENDEL: PRINCIPIO DE LA DISTRIBUCIÓN INDEPENDIENTE DE LOS ALELOS  MENDEL CONCLUYÓ QUE DIFERENTES RASGOS SON HEREDADOS INDEPENDIENTEMENTE UNOS DE OTROS, NO EXISTE RELACIÓN ENTRE ELLOS, POR LO TANTO EL PATRÓN DE HERENCIA DE UN RASGO NO AFECTARÁ AL PATRÓN DE HERENCIA DE OTRO.  SOLO SE CUMPLE EN AQUELLOS GENES QUE NO ESTÁN LIGADOS (ES DECIR, QUE ESTÁN EN DIFERENTES CROMOSOMAS) O QUE ESTÁN EN REGIONES MUY SEPARADAS DEL MISMO CROMOSOMA.

PATRONES DE HERENCIA MENDELIANA GEN DOMINANTE

GEN RECESIVO XX

 CONFORMADOS 4 "PATRONES" SEGÚN LOS CUALES SE PUEDE TRASMITIR:  GEN DOMINANTE UBICADO EN UN AUTOSOMA (HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE).  GEN RECESIVO UBICADO EN UN AUTOSOMA (HERENCIA AUTOSÓMICA RECESIVA).  GEN DOMINANTE SITUADO EN EL CROMOSOMA X (HERENCIA DOMINANTE LIGADA AL CROMOSOMA X).  GEN RECESIVO SITUADO EN EL CROMOSOMA X (HERENCIA RECESIVA LIGADA AL CROMOSOMA X).

HERENCIA LIGADA AL SEXO  ES LA HERENCIA RELACIONADA CON EL PAR DE CROMOSOMAS SEXUALES.  EL CROMOSOMA X PORTA NUMEROSOS GENES, PERO EL CROMOSOMA Y TAN SOLO UNOS POCOS Y LA MAYORÍA EN RELACIÓN CON LA MASCULINIDAD.

ESTRUCTURA GÉNICA DEL CROMOSOMA X -Y  LAS MUJERES TIENEN UN SOLO TIPO DE CROMOSOMA SEXUAL “EL X”, SUS GAMETOS SIEMPRE TENDRÁN LA DOTACIÓN CROMOSÓMICA 22+X.  MIENTRAS LOS MASCULINOS PUEDEN PORTAR “UNA X”, DANDO LUGAR A UN INDIVIDUO FEMENINO (XX), O “UNA Y”, CON LO QUE SE ORIGINARÍA UN INDIVIDUO MASCULINO (XY).

LIONIZACION  LA LIONIZACION O INACTIVACIÓN DEL CROMOSOMA X SE PRODUCE PORQUE, A DIFERENCIA DEL CROMOSOMA Y, EL X TIENE GRAN CANTIDAD DE GENES ACTIVOS QUE CODIFICAN IMPORTANTES PRODUCTOS, (FACTOR VIII DE LA COAGULACIÓN)

LIONIZACION  EN LAS CÉLULAS SOMÁTICAS DEL SEXO FEMENINO (44+XX), SOLO UNO DE LOS DOS CROMOSOMAS X ES ACTIVO.  EL OTRO PERMANECE INACTIVO Y APARECE EN CÉLULAS COMO UN CUERPO DENSO FUERTEMENTE COLOREADO, QUE SE INACTIVA Y SE ADOSA A LA ENVOLTURA NUCLEAR, Y QUE RECIBE EL NOMBRE DE CUERPO DE BARR  LA INACTIVACIÓN DEL CROMOSOMA X TIENE LUGAR EN EL ESTADO DE MÓRULA ALREDEDOR DEL 3er. DÍA DESPUÉS DE LA FECUNDACION Y SE COMPLETA EN LA 1ra. SEMANA DE DESARROLLO

EL ÁRBOL GENEALÓGICO  EN GENETICA AL IGUAL QUE EN OTRAS DISCIPLINAS EL INTERROGATORIO DEL INDIVIDUO ENFERMO Y SUS FAMILIARES, PERO, ADICIONALMENTE, ES VITAL ESTABLECER LOS LAZOS DE PARENTESCO ENTRE LOS INDIVIDUOS AFECTADOS Y LOS SUPUESTAMENTE SANOS, POR ESO SE UTILIZA EL LLAMADO ÁRBOL GENEALÓGICO O PEDIGREE EN EL QUE MEDIANTE SÍMBOLOS INTERNACIONALMENTE RECONOCIDOS SE DESCRIBE LA COMPOSICIÓN DE UNA FAMILIA, LOS INDIVIDUOS SANOS Y ENFERMOS, ASÍ COMO EL NÚMERO DE ABORTOS, FALLECIDOS, ETC.

HERENCIAS DOMINANTES  EN LA HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE SE CUMPLEN LOS SIGUIENTES HECHOS:

 VARIOS INDIVIDUOS AFECTADOS.  LOS AFECTADOS SON HIJOS DE AFECTADOS.  SE AFECTAN POR IGUAL HOMBRES Y MUJERES.  COMO REGLA, LA MITAD DE LA DESCENDENCIA DE UN AFECTADO HEREDA LA AFECCIÓN.  LOS INDIVIDUOS SANOS TIENEN HIJOS SANOS

HERENCIAS RECESIVAS  EN LAS LEYES DE MENDEL, EXISTE UN 25% EN CADA EMBARAZO, DE QUE AMBOS PADRES TRASMITAN EL ALELO MUTADO, INDEPENDIENTEMENTE DEL SEXO DEL NUEVO INDIVIDUO.  OTRO ASPECTO A SEÑALAR ES QUE CUANDO EXISTE CONSANGUINIDAD, AUMENTA LA PROBABILIDAD DE APARICIÓN DE ESTE TIPO DE AFECCIONES, DEBIDO A QUE AMBOS PADRES COMPARTEN UNA PARTE DE SU GENOMA PROPORCIONAL AL GRADO DE PARENTESCO ENTRE ELLOS.