¿POR QUÉ EL CÁNCER ES UNA ENFERMEDAD

GÉNETICA?

Equipo10: Borja Durán María del Carmen. Hernández Montaño Jorge Rubén. Miranda Bonfil Kenia.

Asesora: Rosa María Gómez Peñaloza

¿Por qué el cáncer es genético?

Objetivo

Introducción

El cáncer

Qué estudia la genética?La célula

ADN

División celular

Mutaciones

Mecanismos para activar los protooncogenes

El cáncer familiar

¿Qué aprendí?Conclusión Bibliografía

Que el alumno de nivel medio superior esté informado acerca de algunas características generales del cáncer así como sus causas, específicamente de las hereditarias.

OBJETIVO

INTRODUCCIÓN

En varios tipos de cáncer se han llevado a cabo estudios genéticos que han permitido identificar la existencia de genes que al ser mutados originan el cáncer.

Surge cuando las células de cualquier parte del cuerpo comienzan a crecer sin control

Debido a que las células cancerosas continúan creciendo y dividiéndose, son diferentes de las células normales; viven más tiempo que las células normales y continúan formando nuevas células anormales

Las células cancerosas surgen como consecuencia de daños en el ADN

Las personas pueden heredar ADN dañado, que es responsable de los tipos de cáncer hereditarios

EL CÁNCER

¿QUÉ ESTUDIA LA GENÉTICA? La genética estudia la

herencia en todas sus manifestaciones, desde la distribución de los caracteres humanos en un árbol genealógico hasta la bioquímica del material genético.

Es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos.

Constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

LA CÉLULA

EL CITOPLASMA

Espacio celular comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear

Constituido por: 1) Citosol Medio interno del citoplasma Formado por un 85% de agua

con un gran contenido de sustancias dispersas en él; lípidos, glúcidos, ácidos nucléicos y nucleótidos así como sales disueltas.

En el se producen reacciones metabólicas.

2) Citoesqueleto

Red de fibras de proteína

Funciones; mantener la forma de la célula y transportar y organizar a los orgánulos celulares

ORGÁNULOS Presenta dos variantes:

RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO con ribosomas adheridos a él

RETICULO ENDOPLASMICO LISO libres de ribosomas asociados

Función:

Síntesis de proteínas.

Síntesis de lípidos.

Desintoxicación de la célula.

Retículo endoplásmico:

Sistema membranoso; su estructura consiste en una red de sacos aplanados y vesículas. Dentro de estos sacos aplanados se encuentra un espacio denominado lumen el cual almacena las sustancias.

Estructuras globulares que carecen de membrana (agrupados en 2 subunidades; mayor y menor), formados por proteínas asociadas al ARNr procedente del nucléolo.

Pueden encontrarse adheridos al Retículo endoplásmico rugoso o libres en el citoplasma

Función:

Órgano lector del ARNm con órdenes de ensamblar aminoácidos que formarán la proteína

Síntesis de proteínas

Ribosomas

Mitocondrias Presentan; membrana interna, membrana externa, cresta y matriz.

Función:

Centrales energéticas de la célula.

Síntesis de ATP.

Sacos aplanados limitados por membranas.

Función:

Glicosilación de proteínas y lípidos.

Síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular.

Aparato de Golgi

Lisosomas

Vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen enzimas digestivas.

Pálido cuerpo oval suspendido en el citoplasma, rodeado por una membrana propia (membrana nuclear). Es la parte central de la célula y contiene al ácido desoxirribonucleico (ADN) donde se encuentran codificados los genes.

La envoltura nuclear rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en el están sumergidas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos como nucleolos.

Núcleo

ADN

La información con la que se fabrican las moléculas necesarias para el mantenimiento de las funciones celulares está guardada en la molécula de ADN.

James Watson y Francis Crick en 1953 demostraron que consiste en una doble hélice formada por dos cadenas que son antiparalelas.

El ADN esta formado por nucleótidos y cada nucleótido consta de:

Una base nitrogenada; Las cuales son Adenina (A), Timina (T), Citosina (C), Guanina (G), éstas forman puentes de hidrógeno y sólo pueden aparearse A-T (y viceversa) y C-G (y viceversa).

Un azúcar.

Un grupo fosfato.

ESTRUCTURA DEL ADN

ORGANIZACIÓN DEL ADNCROMOSOMAS

En los organismos eucariontes el ADN está organizado en

cromosomas.

Los seres humanos tenemos 23 pares de cromosomas de los cuales:

22 de ellos son los cromosomas autonómicos y se heredan uno del

padre y otro de la madre.

Los cromosomas del par 23 son los cromosomas sexuales y son

diferentes entre sí .

En cada cromosoma se pueden distinguir las siguientes estructuras:

Centrómero; punto de unión de las cromatides hermanas.

Telómeros; Son las regiones del cromosoma ubicadas en los extremos, con estructuras de ADN repetidas que aseguran que no se pierda información importante en cada ciclo de duplicación.

Orígenes de replicación; lugares donde comienza la replicación del ADN.

EMPAQUETAMIENTO

El ADN se encuentra compactado en el núcleo

El primer nivel de condensación es la unión de cierto tipo de proteínas llamadas histonas en forma de cuentas de collar

El ADN rodea un núcleo compuesto por ocho histonas, éste núcleo se denomina nucleosoma

Cada nucleosoma contiene un fragmento de ADN de 146 nucleótidos más ocho histonas

Los nucleosomas se compactan uno sobre otro formando así la cromatina

Un gen es un segmento corto de ADN, que le dice al cuerpo cómo producir una proteína específica.

La combinación de todos los genes constituye el material hereditario para el cuerpo humano y sus funciones.

GENES

GEN AUTOSOMICO DOMINANTE

Es una de varias formas en que un rasgo o trastorno se puede transmitir de padres a hijos.

Si una enfermedad es autosómica dominante, quiere decir que la persona sólo necesita recibir el gen anormal de uno de los padres para heredar la enfermedad.

Con frecuencia, uno de los padres puede tener la enfermedad.

Es una de varias maneras en que un rasgo, trastorno o enfermedad se puede transmitir de padres a hijos.

Un trastorno autosómico recesivo significa que deben estar presentes dos copias de un gen anormal para que se desarrolle la enfermedad o el rasgo.

GEN AUTOSOMICO RESESIVO

DIVISIÓN CELULAR

Mitosis en la cual se obtienen células hijas

idénticas.

MITOSIS

Proceso de formación de dos células  idénticas por replicación y división de los cromosomas de la

original que de lo que resulta una copia de la

misma.

Meiosis para la formación de gametos

La cromatina se condensa. La membrana nuclear se

disuelve. Los centríolos se dividen y

los pares migran a los polos.

Se forma  el huso mitótico. Los centrómeros se vuelven

claramente visibles. .En el citoplasma el retículo

endoplasmático y el complejo de Golgi se

fragmentan en vesículas. Se desorganiza el

citoesqueleto por lo que la célula pierde su forma

original y se hace esférica.

 PROFASE

METAFASE

Los cromosomas alcanzan su máxima condensación y migran al ecuador de la célula.

Comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre de las cromátidas a los polos opuestos.

ANAFASE

TELOFASE Los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos.

La membrana nuclear se reconstituye.

Los cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina.

El nucléolo que desapareció en la profase se vuelve a constituir.

Donde antes había una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma información genética y número cromosómico.

Cuando las células se dividen, duplican su material genético

En general, este proceso está muy controlado y no ocurren

errores, pero el mecanismo no es 100% efectivo por lo cual se

llegan a producir errores

Estos errores son cambios permanentes en la secuencia

del ADN y se denominan mutaciones

MUTACIONES

Las mutaciones son espontáneas pero hay ciertos agentes que

aumentan la probabilidad de que estas ocurran.

No todas provocan enfermedades, sólo ocurrirá si el gen afectado

origina una proteína modificada.

La mayoría de las mutaciones afectan secuencias no codificantes o

no provocan cambios en aminoácidos de la proteína o el

cambio no afecta una región clave del polipéptido.

Entonces se denominan silenciosas.

Las mutaciones pueden ser de diversos tipos según el tamaño de los cambios en el genoma.

Aquellas que implican sólo un par de nucleótidos son

denominadas mutaciones puntuales y pueden originarse por el cambio de un nucleótido por otro, la inserción o deleción de uno o más de un nucleótido.

Estas últimas provocan efectos más drásticos porque afectan el

marco de lectura.

Si las células germinales (óvulo o espermatozoide) contienen algún error las

mutaciones estarán presentes en todas las células del

organismo formadas a partir de la unión de éstas.

Entonces la mutación es hereditaria y se transmite de

generación en generación.

Las células cancerosas acumulan mutaciones preferentemente en relación a la comunicación entre las células o los

procesos que involucran vías de recepción de señales y cambios en la

expresión génica dentro de las mismas.

Estos cambios hacen que las células cancerosas adquieran capacidades que

las otras células no tienen:

1. Crecer aún en ausencia de señales de crecimiento.

2. Crecer aun en presencia de señales que indiquen “terminación”.

MUTACIONES Y CÁNCER

3. Estimular el crecimiento de vasos sanguíneos alrededor de ellas.

4. Crecer indefinidamente.

5. Invadir otros tejidos.

Si la célula adquiere la capacidad de proliferar rápidamente, sin atender las órdenes de “terminación de crecimiento” del organismo, comienza la formación de una neoplasia.

Las células neoplásicas son capaces de estimular la formación de vasos sanguíneos.

Además poseen la capacidad de infiltrarse en el torrente

sanguíneo, viajar a través de él para colonizar otros tejidos y

formar nuevos focos de crecimiento (metástasis).

Cuando esto ocurre las células son malignas.

Si no tuvieran la capacidad de invadir sitios distantes y provocar

metástasis, la neoplasia es considerada benigna.

Cuando el proceso de división celular no ocurre como debería de ser, el resultado puede ser el crecimiento descontrolado de la célula.

De los más o menos 30,000 genes que se piensan que existen en el genoma humano, hay un grupo pequeño que parece importante para la prevención, desarrollo, y progresión del cáncer.

Los genes que se han identificado hasta hoy han sido categorizados en dos

categorías dependiendo de sus funciones normales en las células.1) Genes cuyas proteínas estimulan o aumentan la división

y la viabilidad de las células. Esta es la primera categoría

que incluye los genes que contribuyen al crecimiento de los tumores por medio de la

inhibición de la muerte celular.

1) Genes cuyos productos (proteínas) pueden prevenir directa o indirectamente la

división celular o conllevar a la muerte celular.

Las versiones normales de los genes en el primer

grupo se llaman protooncogenes.

Las versiones mutadas o dañadas de estos genes se

llaman oncogenes. Los genes de la segunda

categoría son conocidos como los supresores de

tumor.

MECANCISMOS PARA ACTIVAR LOS PROTOONCOGENES

TRANSDUCCIÓN

Un retrovirus “roba2” un protooncogen incorporándose al genoma y convirtiéndose así en provirus.

El provirus se inserta cerca del protooncogen.

Se produce la co-transcripción viral.

El protooncogen transcrito se comporta anormalmente cuando se introduce de nuevo al genoma de otra célula constituyendo así un oncogén activado.

Los protooncogenes son activados para convertirse en oncogenes por medio de sustancias químicas, radiaciones o algunos virus.

La célula es infectada por un virus que posee un gen promotor.

El gen promotor se inserta en los alrededores de un protooncogen.

Esta inserción ocasiona la pérdida de la regulación del protooncogen y en consecuencia la generación de un oncogén.

MUTAGENESIS POR INSERCIÓN

REDISTRIBUCIÓN CROMOSÓMICA Un gen que se localiza en un

cromosoma cambia de lugar para localizarse en otro.

Un ejemplo de redistribución cromosómica sería el Linfoma de Burkitt; donde el gen c-myc localizado en el cromosoma 8, sale de éste para insertarse en el cromosoma 14, cerca del locus que codifica para la cadena pesada de inmunoglobulina.

El aumento en la velocidad de transcripción de un gen, provoca que ese gen se exprese en forma excesiva.

El aumento en el número de copias (amplificación genética) parece ser frecuente en las células tumorales de humanos.

AMPLIFICACIÓN GENETICA Y SOBREEXPRESIÓN

MUTACIONES DE PUNTO Mutaciones en las cuales un par de bases remplaza a otro se clasifican en:

Transiciones; en las cuales una pirimidina o purina, es substituida por otra:

C por T o A por G

Transversiones; en las cuales una pirimidina es remplazada por una purina o viceversa. C (T) por A o G o bien A (G)

por C o T

Son en un punto especifico del protooncogen.

La herencia de una enfermedad, afección o rasgo específico depende del tipo de cromosoma afectado (autosómico o sexual) y si el rasgo es dominante o recesivo.

EL CÁNCER FAMILIAR

Un sólo gen anormal en uno de los primeros 22 cromosomas no sexuales de cualquiera de los padres puede causar un trastorno autosómico.

La herencia dominante quiere decir que un gen anormal de uno de los padres es capaz de

causar la enfermedad, aunque el gen paralelo del otro padre sea

normal.

El gen anormal "domina" el par de genes.

Si simplemente uno de los padres tiene un gen defectuoso dominante, cada hijo tiene un

50% de probabilidades de heredar el trastorno.

HERENCIA AUTOSOMICA DOMINANTE

Si por ejemplo: nacen cuatro niños de una pareja en la cual uno de los

padres tiene un gen anormal para la enfermedad dominante,

estadísticamente dos niños heredarán el gen anormal y dos no

lo harán.

Los niños que no heredan el gen anormal no desarrollarán ni transmitirán la enfermedad.

Si alguien tiene un gen anormal que se hereda de manera

autosómica dominante, entonces a los padres se los debe examinar para

buscar dicho gen anormal.

Los pares de cromosomas autosómicos portan

básicamente la misma información; cada uno tiene

los mismos genes, sin embargo, puede haber ligeras variaciones de estos genes.

Estas variaciones ligeras se presentan en menos del 1% de la secuencia de ADN y

producen variantes de un gen particular, llamadas alelos.

HERENCIA AUTOSOMICA RECESIVA

Debido a que los cromosomas autosómicos

vienen en pares, hay 2 copias de cada gen, una de cada uno

de los padres. Si uno de estos genes es defectuoso, el otro puede

producir suficiente proteína, de tal manera que no se

observa ninguna enfermedad. Esto se denomina una

enfermedad recesiva y se dice que el gen es heredado en un

patrón recesivo.

Si los dos padres tienen cada uno una copia de un gen para enfermedad recesiva, entonces cada hijo tiene una probabilidad de 25% (1 en 4) de manifestar la enfermedad.

A una persona con un gen anormal se la denomina

heterocigoto para ese gen. Si un niño recibe un gen

anormal para enfermedad recesiva de ambos padres,

manifestará la enfermedad y será un

niño homocigoto para ese gen.

Al analizar los árboles genealógicos sugieren herencia autosómica

dominante. Las neoplasias ocurren en

diferentes sitios en los familiares afectados.

Los tumores aparecen a una edad más temprana

Si el órgano afectado es par el cáncer con frecuencia es

bilateral.

ENFERMEDADES HEMATOLÓGICAS

Afectan a las células de la sangre.

SINDROME DE CÁNCER FAMILIAR

TUMORES SÓLIDOS

La frecuencia de alteraciones cromosómicas es muy elevado y algunos son específicos de cada tumor.

Las células cancerosas se multiplican donde y cuando no deben, y transmiten sus características malignas a las siguientes generaciones; por lo que se encuentra involucrado el ADN y en consecuencia el cáncer es una enfermedad genética.

CONCLUSIÓN

¿QUÉ APRENDÍ?

Herencia: transmisión de caracteres genéticos de una generación a las siguientes.

Caracteres: particularidad transmisible según las leyes de la herencia.

Proteína: macromolécula constituida por numerosos aminoácidos encadenados unidos por enlaces peptídicos, que forma parte de la materia fundamental de las células y de las sustancias animales y vegetales.

Gen: elemento de un cromosoma que condiciona la transmisión y la manifestación de un carácter hereditario determinado.

Aminoácido: sustancia orgánica con una función ácida y una función amina, que constituye la base de las proteínas.

Polipéptido: estructura molecular formada por la asociación de un número importante de moléculas de aminoácidos.

Genoma: conjunto de los genes de un organismo.

Protooncogén: son genes cuyos productos promueven el crecimiento y la división de la célula.

Oncogén: es un gen anormal o activado que procede de la mutación o activación de un gen normal llamado protooncogén.

GLOSARIO

Provirus: son fragmentos de ADN móviles, que constituyen genes y pueden pasar de una célula a otra; no producen enfermedades, sino solamente inducen pequeñas mutaciones en la célula.Transcripción: es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cuál se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios.Gen promotor: es la región de ADN que controla la iniciación de la transcripción de dicho gen a ARN.

Locus: es una posición fija sobre un cromosoma, como la posición de un gen o de un biomarcador.Inmunoglobulina: es un tipo de anticuerpo presente únicamente en mamíferos.

BIBLIOGRAFÍA

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Fecha de consulta 30/enero/2010 Tamarín Robert H./ Principios de Genética/ Editorial Reverté 1996/ Pág. 4, Pág. 442-456