Genética molecular

GENÉTICA MOLECULAR

Es la combinación de  teorías según el pensamiento de autores como Crick,Temin,Jacob,con algunos otros avances ,  es una especie de "  receta de cocina"

Base teórica de la genética molecular

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Formación de dos sustancias de ADN  y síntesis de proteínas

proceso que se da desde el ADN a creación de cadenas de aminoácidos para crear una proteína

MODIFICACIONES DEL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

ADN REPLICACION 

Proceso en que las cadenas se desplazan haciendo una especie de corte desarrollando una copia de la original por medio de la transcripción o generación de ARNm (mensajero) 

Este proceso se da en el núcleo y ribosomas

GENES LOCALIZADOS 

EN ADN CODIFICADO

Expresado en procesos de traducción transcripción

Procesos fenotipicos                                                                                         Procesos genotipicos

Características físicas:                                                                                        Características químicas 

cabello, textura ,ojos                                                                                         genes dominantes por parte

piel, o formas de cejas                                                                                       de anteriores generaciones

                                                                                                                       adquisición de enfermedades

• Característica esencial de la replicacion: En organismos como eucariotas o procariotas esta replicaccion se destaca por que da la aparición de fase s especialmente interfase.en el ciclo celular

CONTEXTO HISTÓRICO

http://en.wikipedia.org/wiki/Frederick_Griffith

F.GRIFFITH (1928) : Experimento aplicado en animales roedores para evidenciar el factor cambiante  en el ADN, genero aplicación de determinados tipos de cepas con los que concibió los siguientes resultados para asegurar su teoría sobre el factor cambiante en el ADN .

TIPOS DE CEPAS

Cepa S : Virus Mortal

Cepa: R: inocua no mortal

Cepa T: Aparición de estreptococos  por  calentar la cepa

Combinacion de s+r: virus mortal

F.Griffith: Demostró que por la aplicación de la cepa inocua y mortal hace que dentro del organismo el virus se camufle para entrar en el organismo generando así la contaminación de ciertas celulas de defensa del organismo para que así el virus se desarrolle de allí se dice que existe un factor cambiante , en la transformación bacteriana  que el virus hace  , por lo tanto se considera que en (1944) se adquiere el transformarte DNA

http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/santiago_del_estero/adn/ftxtgrif.htm

 REGLA DE PROPORCIÓN  PARA LAS BASES NITROGENADAS
REGLA DE CHARGAFF

1 Proporcion de purinas  = Proporcion de primidinas



A+G= C+T
A=T
G=C




REGLAS DE CHARGAFF PARA ADN DE DOBLE HÉLICE

Edwin Chargaff

•  La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T . La relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1).
• La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad ( G/C=1).
• La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases pirimidínicas (T+C). (A+G) = (T + C). La relación entre  (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1.
• Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. 

Año Culminante para la genética 
(1953)

Watson y Crick

Modelo De doble Hélice 





     
        Francis H.Crick

     James D Watson


Primeros investigadores y pioneros en la Materialización de la estructura de ADN a manera tridimensional superponiendo la estructura de los ácidos nucleicos  en forma de  doble hélice girando a manera ascendente



Características fundamentales sobre el modelo de Watson y Crick

• El ADN es una doble hélice enrollada helicoidalmente “a derechas” (sentido dextrorso). Algo parecido a dos muelles entrelazados.

• Enrollamiento de tipo plectonémico: para separar las dos hélices es necesario girarlas como si fuera un sacacorchos.

http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Estruadn/estruadn.htm#Doblehelice



Modelo metálico  De Watson y Crick









AVANCES DE ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA DEL ADN


Modelos de replicacion de la cadena de doble hélice

Los tres modelos clásicos  en la constitución de el organismo


Modelo conservativo

Esta basada en que la cadena de ADN original se copia igual  a las cadenas hijas de ADN por lo tanto la cadena hija es identica a sus paternales , según una plantilla  biológica o molde para su fabricación


Modelo   semiconservativo


Cadena de manera (hibrida) conformación de una cadena con partes nuevas antiguas y nuevas en la cadena de ADN paternal antiguo y nuevo de la nueva creación de ADN


Modelo Disperso


Cadena constituida por fragmentos intercalados de material genético y  en la cadena del ADN tanto nuevo como antiguo.





http://www.maph49.galeon.com/adn/classical.html




Proceso  de replicacion Del ADN

Enzimas mediadoras


DNA: polimerasa 1 aquella que rellena los huecos  y repara partes de  ADN
Dna polimerasa:  2 y 3 desarrolla el proceso de síntesis de proteínas

" El proceso de replicacion o copiado en el ADN siempre sera de 5 a 3 "

En células procariontes: Para la replicacion de ADN se necesita de un grupo hidroxilo al final del proceso 

Se añaden bases nitrogenadas  a la cadena en dirección  5-3

En células eucariotas: Se utilizan 5 polimerasas , la dirección de la  cadena sea alfa o beta  es lo mas esencial en la replicacion 

emparejamiento de ácidos nucleicos   por parte de la enzima  exonucleotidica  sustituye  tambien bases nitrogenadas en un mal funcionamiento

enzimas como delta, exo y denagama llamadas exonucleasas ayudan el proceso de replicacion o de buen funcionamiento.

REPLICACION DNA 

Cadena continua : (adelantada) copiado de manera  directa 

cadena discontinua: necesita  procesos determinados para la replicaccion  ejemplo el uso de cebadores  y nucleotidos añadidos a l ciertas enzimas.

OTROS PROCESOS DE REPLICACION EN EL ADN

Primasa  o RNA POL: uso de tres hidroxilos  como catalizador de organizacion en las bases nitrogenadas

Fragmentos de okazaki: Por DNA pol 3  en células eucariotas y procariontes 

POL 1 : eliminación de cebadores  3 a 5rellena huecos  (gap)

Union DNA  Ligasa : enlaces  fosfodiester 

Replisoma: Complejo enzimático  que coordina  la síntesis de las cadenas 

Primosoma : formación hecha por dos enzimas 

Primasa , helicasa: desenreda el DNA  desarrollo de unión de proteínas  en union a una cadena sencilla ssb en unión y estabilización

Cariotipo

Un cariotipo consiste de un diagrama en el cual se muestran todos los cromosomas de un individuo, se organizan por tamaño sin poner lo sexuales, se agrupan de acuerdo a su apariencia

Grupo A

Del par 1 al par 3 los más largos metacéntricos y sub metacéntricos

Grupo B

Del par 4 al par 5 sub metacéntricos

Grupo C

Del par 6 al par 12 se incluye el cromosoma x sub metacéntricos

Grupo D

Del par 13 al par 15 acrocéntrico

 

Grupo E

 

Del par 16 al par 18 sub metacéntricos

 

Grupo F

 

Del par 19 al par 20 sub metacéntricos

 

Grupo G

 

 Par 21 y 22 y el cromosoma Y  acrocéntrico

 

Acrocéntrico: Relativo a un cromosoma cuyo centrómero se halla localizado cerca de uno de los extremos, de manera que los brazos de los cromátides son sumamente desiguales

submetacéntricos: Relativo a un cromosoma en el cual el el centrómero es prácticamente equidistante entre el centro y uno de los extremos, de forma que los brazos de las cromátides no tienen igual longitud

Análisis del pedigrí

Es una forma de análisis genotípico en donde el genetista realiza un diagrama que muestra a un  individuo con una característica, la simbología utilizada para desarrollar el análisis genético de una característica es  

Autosomico dominante

Autosomico recesivo

Ligado a x dominante

Ligado a x recesivo

Ligado a Y (holandrico)

Autosomico dominante

La característica es expresada en ambos sexos y ningún sexo esta mas propenso que el otro

Fenotipo aparecen en todas las generaciones y cada persona afectada tiene un progenitor sobre la enfermedad

En las familias en que uno de los padres tiene el gen hay una probabilidad del 50% de que cualquiera de los hijos herede la condición 

Autosomico recesivo

Ambos sexos se ven afectados

Aun que los padres aparentan ser normales la condición aparece en sus hijos en una fracción de ¼

La característica solo se expresa cuando el individuo es homocigoto recesivo

La probabilidad es más alta entre matrimonios consanguíneos

La característica parece saltar de generación

Ligado a x dominante mujer

Un mujer es heterocigoto (XAXa) para ciertas características, tendremos que el 50% de sus hijos y el 50% de sus hijas hereden el cromosoma x que lleva el alelo de la característica estudiada

Si la mujer es homocigota (XAXA) para dos alelos dominantes entonces todos sus progenitores heredaran el alelo estudiado y además se expresara la característica

Ligado a x dominante Hombre

Si un hombre es homocigoto, para ser ligado a X dominante por tanto todas sus hijas expresaran la característica mientras que ninguno de sus hijos lo ara ya que estos heredan el cromosoma Y de su padre

Ligado a x recesivo mujer

Si la mujer es heterocigoto para el alelo estudiado el 50% de sus hijos heredaran y expresaran la característica mientras que el 50% de sus hijas portaran el alelo y lo expresaran solo si también le heredan del padre

Si la mujer es homocigota recesiva para el alelo estudiado el 100% de los hijos expresaran la característica mientras que las hijas portaran la característica

Ligado a x recesivo Hombre

El hombre homocigoto heredaran a sus hijas el alelo recesivo pero estas solo serán portadoras a menos que herede el mismo alelo de parte de la madre

Ligado a y (holandrico)

Este patrón de herencia consiste en que la característica se hereda de padres o hijos y nietos

La característica es trasmitida solo a través del hombre y nunca de la mujer

Solo hombres expresan la característica, cromosomas y tipos de genes 

Genética

Genotipo: constitución genética de las características de un individuo, cada característica es dad por un par de genes  

Genotipo homocigoto (puro): tienen los dos alelos iguales para una o más características

Homocigoto dominante: tiene 2 alelos dominantes (AA)

Homocigoto recesivo: tiene 2 alelos recesivos (aa)

Genotipo heterocigoto: tiene dos alelos diferentes para una o más características (Aa)

Mono hibrido: genotipo que solo es hibrido para una sola característica

Di hibrido: genotipo hibrido en dos características (AaBb)

Trihibrido: genotipo hibrido  en 3 características (AaBbCc)

Fenotipo: expresión o manifestación física o química, cualitativa cuantitativa de una o más características y se da de forma descriptiva

Razón genotípica: proporción matemática más simple que expresa la frecuencia de los genotipos resultantes de un cruce

Razón fenotípica: proporción matemática más simple que expresa la frecuencia de los fenotipos resultantes de un cruce

Cruce mono hibrido: cruce de 2 individuos híbridos en una característica (Aa x Aa)

Cruce di hibrido: cruce entre dos individuos  híbridos en 2 características (AaBb x AaBb) 

Cruce trihibrido: cruce entre dos individuos  híbridos en 3 características (AaBbCc X AaBbCc)

Gameto: células sexuales haploides que resultan de mitosis

P: generación parental

F1: primera generación filial

F2: segunda generación filial 

Genética mendeliana

Primera ley de Mendel  ley de la uniformidad.

-          Al cruzar un individuo homocigoto dominante con un homocigoto recesivo el 100% de la F1 será heterocigoto

-          Tendrá el fenotipo expresado por el gen dominante

Ejemplo de la primera ley de Mendel

Si una planta de tallo alto homocigoto dominante se cruza con una planta de tallo enano homocigoto recesivo determine el genotipo y el fenotipo de la F1

Plantas de tallo alto (TT)

Plantas de tallo enano  (tt)

Cuadro de Punnett 

F1	T	T
t	Tt	Tt
t	Tt	Tt

Genotipo: 100% heterocigoto  4/4 heterocigoto

Fenotipo: 100% plantas de tallo alto / 4/4 plantas con tallo alto 

Segunda ley de  Mendel Ley de la segregación de los caracteres 

Los alelos que determinan una característica se separan durante la formación de los gametos cada uno tiene la probabilidad del 50%

Ejemplo  Segunda ley de Mendel

Si una planta de tallo alto homocigoto dominante se cruza con una planta de tallo enano homocigoto recesivo determine el genotipo y el fenotipo de la F1 y F2

El F1 cedió anterior mente teniendo en cuenta ese ejerció desarrollaremos la F2

Individuos sacados del cruce de primera generación filial

1° individuo Tt / 2° individuo Tt

F2	T	t
T	TT	Tt
t	Tt	tt

Genotipo 25% homocigoto dominante  50% heterocigoto  25% homocigoto recesivo /1:2:1

Fenotipo 75% plántalas de tallo alto  25% plantas de tallo enano  / 3:1

Tercera ley de Mendel Ley de la independencia de los caracteres hereditarios

 

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. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados es decir, que están en diferentes cromosomas para este se analizan dos o más características

Ejemplo de la tercera ley de Mendel

  Para este ejemplo vamos a tener las características de las plantas de tallo alto y las plantas de talo enano además se e agregara el color de las hojas unas serán blancas y las otras tendrán un color azul tallo alto T color azul A tallo enano t color blanco a

Sacaremos las posibles combinaciones las características dadas

TA Ta tA ta  x TA Ta tA ta 

F3	TA	Ta	tA	ta
TA	TTAA	TTAa	TtAA	TtAa
Ta	TTAa	TTaa	TtAa	Ttaa
tA	TtAA	TtAa	ttAA	ttAa
ta	TtAa	Ttaa	ttAa	ttaa

Genotipo 56.25%- primero dominante  tercero dominante TA 18.75% el primero dominante y el tercero recesivo Ta     18.75% el primero recesivo y el tercero dominante    tA  6.25% el primero recesivo y tercero recesivo ta o  9:3:3:1

Fenotipo: 56.25% plantas con tallo alto con hojas de color azul 18.75% plantas de tallo alto con hojas de color blanco 18.75% plantas con tallo enano con hojas de color azul 6.25 plantas de tallo enano con hojas de color blanco 9:3:3:1

Genética post mendeliana

Se descubre que las leyes de Mendel no siempre se van a cumplir al 100%. Gracias a los avances que se empezaron a tener en ese tiempo se logro realizar un mejor análisis de las leyes de la herencia, se encontró que en la segunda generación filial, los individuos no siempre se van a presentar el 100% heterocigotos dominantes

Flor de dragón

Flor blanca BB Flor roja RR Flor rosada RB

	B	B
R	RB	RB
R	RB	RB

Genotipo 100% Heterocigoto RB

Fenotipo 100% flores rosadas 

Genética humana

Esta genética estudia las variaciones hereditarias de los seres humanos

Genoma: conjunto de genes de un individuo

Bioinformatica: una rama de la biología que estudia la condición genética humana y la compara con la genética de otras especies

Pedigrí: árbol genealógico un diagrama en el que se manifiestan a través de símbolos pre establecidos, la aparición de una característica o fenotipo en la diferentes generaciones de una familia 

Codominancia

Se manifiestan los dos alelos dominantes al mismo tiempo ejemplo en los tipos de sangre

 A IAIA: IAi

B IBIB : IBi

AB: IAIB

0: ii

Cruce entre personas de sangre con tipo A y tipo B

	IA	IA
IB	IAIB	IAIB
IB	IAIB	IAIB

Genotipo: 100% IAIB

Fenotipo: AB