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16/03/2014 1 Genética Facultad de Enfermería Universidad de la República CURE Rocha ESFUNO Asistente: Amalia Ávila Definiciones La Genética es la rama de la Biología que estudia la herencia y la variación Subdisciplinas: Genética Humana Genética Médica Citogenética Genética Molecular y Bioquímica Genómica Genética de Poblaciones La Genética Médica es la ciencia que estudia la variabilidad biológica humana y su relación con la salud y la enfermedad en el Hombre

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16/03/2014

1

Genética

Facultad de Enfermería

Universidad de la República

CURE Rocha

ESFUNO

Asistente: Amalia Ávila

Definiciones• La Genética es la rama de la

Biología que estudia la herencia y

la variación

Subdisciplinas:

Genética Humana

Genética Médica

Citogenética

Genética Molecular y Bioquímica

Genómica

Genética de Poblaciones

• La Genética Médica es la ciencia

que estudia la variabilidad

biológica humana y su relación con

la salud y la enfermedad en el

Hombre

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Línea de tiempo Genética Médica:

• 1950s: Genética Matemática e inicios Genética Clínica

• 1960s: Citogenética, Genética Bioquímica, Nosología Genética,

Dismorfología

• 1970s: Diagnóstico y Screening Prenatal, Asesoramiento

genético

• 1980s: Biotecnología, Mapeo de genes, Diagnóstico Molecular

• 1990´s: Bioinformática, Medicina Molecular, Genética de las

enfermedades comunes, bioética, comercialización

• 2000´s: Genómica comparada, microarreys.

Bases moleculares de la herencia

1. Que moléculas son las portadoras de la información hereditaria?

2. Como se preserva y trasmite la información hereditaria?

3. Como se expresa esta información transformándose en fenotipos?

4. En que consiste el dogma central de la biología molecular

5. Como se genera la variación ?

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Los ácidos nucleícos

• Heteropolímeros lineales no ramificados de nucleótidos

• Unidad monoméricaNUCLEOTIDO

– Fosfato

– Pentosa

– Base Nitrogenada

Nucleósidos y Nucleótidos

– Enlace N-glicosídico

C1 de pentosa- N1 de pirimidina

N9 de purina

– Enlace fosfoéster

Fosfato C5 de pentosa

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Componentes de los Nucleótidos

• Pentosas

• Bases Nitrogenadas

Estructura primaria de los ácidos

nucleícos

• Formación de cadenas lineales de nucleótidosEnlace fosfo-di-ester con C3

• Orientación y sentido de la hebra

– Extremos 5´y 3´

– Crecimiento direccional 5´3´

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Diferencias estructurales del ADN y el ARN

¿Por qué 2´-dideoxi en el ADN ?

Dos grupos OH en el ARN lo hacen más

susceptible a hidrólisis.

El ADN sin OH en 2´ es más estable a

hidrólisis.

• Por que Timina en el ADN y uracilo en el

ARN?

– La Citosina se deamina

espontáneamente formando Uracilo

– Las enzimas reparadoras reconocen

estas "mutaciones" y reemplazan Us

por Cs

– Si no hubiera Timina (5-metil-U) como

distinguir las U normales de las

resultantes de deaminación?

El modelo del ADN de Watson y Crick

1. Doble hélice

de

2. cadenas

antiparalelas

unidas por

3. apareamiento

de bases

1953

James Watson y Francis Crick

El ADN es una estructura

helical con regularidades

características de 0.34

nm & 3.4 nm.

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Estructura secundaria del ADN:

Características Principales• Dos cadenas polinucleotídicas enrolladas

en una doble hélice dextrógira

• Las hebras son antiparalelas

• Los esqueletos azúcar-fosfato en el

exterior de la doble hélice

• Pares de base planares a través de

puentes de hidrógeno, en el centro de la

estructura

A T (2 H)

GC (3 H)

• Pares de base separados 3.4 A. Una

vuelta de hebra (3.4 nm) tiene aprox. 10

pares de base

• La posición de los esqueletos azúcar-

fosfato definen surco mayor y menor.

Pares de base

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Bases

estructurales

del ADN como

molécula

informativa

1. ESTABILIDAD

• Esqueleto azúcar-fosfato

– Hidrofílico al exterior de la molécula

– Repulsión electrostática de las cadenas

– Enlaces covalentes de alta energía

– La reacción de disociación debe ser catalizada

• Pares de base

– Core hidrofóbico al interior de la molécula

– Asociación de cadenas por puentes de H (enlaces débiles)

– Apilamiento de bases (van Der Walls)

3. TRASMISIBLE

A la progenie celular y a la siguiente

generación

Replicado con fidelidad

4. VARIABLE

Errores en el proceso de replicación

Base de la variabilidad y sustrato de la

evolución

2. CONTENIDO INFORMATIVO

La información contenida en

secuencia de bases

Información duplicada

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Como se preserva y trasmite la información

hereditaria?

Todas las células de un

organismo tienen la

misma información

genética

La replicación del ADN es

un requisito

imprescindible para el

desarrollo y diferenciación

celular.

La estructura del ADN da

una pista del posible

proceso de replicación

Como se preserva y trasmite la información

hereditaria?

Errores en la replicación son el origen de las

enfermedades hereditarias y son causa primaria de

cánceres

La incapacidad de reparar los errores genera patologías.

Mutación: cambio permanente en la secuencia de la

molécula de ácido nucleíco.

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Reacción de Síntesis: semiconservativa

La síntesis ocurre en dirección 5´3´

En la síntesis de la nueva

cadena se generan:

• enlaces fosfodiester

(cavalentes)

• puente de H entre las

bases nitrogenadas

Orígenes, burbujas y horquillas de replicación

• La replicación se inicia en sitios particulares (orígenes de replicación)

• Cada origen define un replicón (unidad de replicación independiente)

• A partir de cada origen la replicación avanza bidireccionalmente

• Se forma una burbuja de replicaciónformada por dos horquillas que avanzan en direcciones opuestas

• Necesidad de

cebadores (primers)

para iniciar la

replicación.

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La replicación es semiconservativa

• Todas las polimerasas catalizan la elongación de cadena in dirección 5´-3´

• Las dos hebras están orientadas en dirección antiparalela

• Solo una hebra avanza continuamente leyendo una hebra molde en dirección 3´5´

• La hebra complementaria se debe sintetizar en fragmentos discontinuos (fragmentos

de Okazaki)

Organización del material hereditario

• Necesidad de compactación

Volumen limitado

Neutralización de cargas del ADN

• Organización funcional del ADN

mecanismos de segregación en duplicación

accesibilidad de proteínas reguladoras de la expresión génica

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El genoma nuclear

humano comprende

46 moléculas de ADN

lineales

El largo sumado de

este ADN es más de

1.5 metros

El diámetro del núcleo

es aprox. 10 nm

El núcleo

Cromatina

La cromatina es un

complejo compuesto por

ADN y proteínas

Eucromatina zonas

menos condensadas

Heterocromatina zonas

más condensadas

Toda la cromatina se

condensa previamente a

la división celular

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Forma de máxima compactación de la cromatina

Unidad estructural segregacional de la

información hereditaria

El cromosoma metafásico

Constricción secundariaRegión organizadora nucleolarCon genes ribosomales

Centrómero Constricción primariaSitio de unión de proteínas que forman cinetocoro

Brazos Porciones del cromosoma entre el centrómero y el telómero

Durante la división se visualizan

cromosomas individuales

Los cromosomas metafásicos son

la forma más condensada de la

cromatina

Los cromosomas son herramientas de

segregación del material hereditario

Cuáles son los pasos de compactación?

El ciclo celular

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Niveles de compactación

Segregación

Dominios

topológicos

independientes

(Regulación

independiente)

Represor

transcripcional

Neutralización

de cargas

Bibliografía recomendada:Genética en medicina

Thompson y Thompson, 5ª Edición

Nussbaum, McInnes y Willard.

Genética Humana. Fundamentos y aplicaciones en medicina

Solari AJ, Buenos Aires, Ed. Médica Panamericana, 1999.

Bibliografía complementaria:

Introducción a la genética humana

Lisker y Armendáris, El manual moderno, 1994.

Emery´s Genética Médica

R. Mueller e I. Young, Marbán, 2001.

Introducción al análisis genético

Griffiths, Anthony J. F; Miller, Jeffrey H; Suzuki, David T;

Lewontin, Richard C; Gelbart, William M., Madrid; Interamericana/McGraw-Hill; 1995.

Biología molecular de la célula

Bruce Alberts, Barcelona, Ediciones Omega, 4ª ed., 2004.

Introducción a la genética humana

Lisker R, Armendarez S, México, El Manual Moderno, 1990.

Las imágenes incluidas en esta presentación son del dominio público y no se

pretendió violentar ningún derecho de copyright

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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=cooper.TOC&depth=2

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mga.TOC

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=iga.TOC

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=gnd.TOC&depth=2

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