Guías de Práctica de Laboratorio de Genética (1)

8/16/2019 Guías de Práctica de Laboratorio de Genética (1)

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Carrera de MedicinaCátedra de Genética - Guía de prácticas de laboratorio

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GUÍA DE PRÁCTICAS DE

LABORATORIO

CÁTEDRA DE GENÉTICA

2013- 2014


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1. Práctica N° 1

2. Título de la práctica

Estructura del ADN y del genoma humano

3. Objetivo general / propósito

Interpretar la estructura y los procesos de estructuración del genoma

humano y del ADN.

4. Resultados del aprendizaje

El estudiante estará en capacidad de comprender los procesos de

estructuración del genoma humano.

Describe con responsabilidad y criticismo las funciones de los

componentes celulares, señales celulares, ciclo celular y ADN, mitosis

y meiosis

5. Material

Por parte del laboratorio:

ADNA ZOLE

Micropipeta

Alcohol isoamilico

Etanol de 90 y 70 grados Tubos ependorff

EDTA

Jeringuilla 5 ml g 21x1

Por parte del estudiante

Mandil

1Torniquete

1 Mascarilla de cirugía

1 Par de guantes

6. Procedimiento

Toma de muestra de sangre periférica

Colocar torniquete 4 travesees de dedo sobre el pliegue del codo.

Seleccionar la vena periférica de más fácil acceso y puncionar.

Proceder a realizar antisepsia en la zona con algodón con alcohol

yodado.

Verificar la permeabilidad de la jeringuilla y agregar 0,03 ml de EDTA.


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Realizar la punción en ángulo de 45 ° con el bisel hacia arriba.

Extraer la sangre.

El volumen de sangre para cada jeringuilla es de 3 ml.

Retirar el torniquete

Retirar la jeringuilla y poner un algodón limpio y seco para la

hemostasia.

Extracción de ADN de sangre periférica

Poner 500 microlitros de sangre total en dos ependorff de 1,5

ml

A cada tubo se añadirá 1000 microlitros de buffer de

extracción de ADN

Mezclar vigorosamente en el vortex por 1 minuto

Dejar incubar por 10 minutos

Retirar el sobrenadante

Añadir 500 microlitros de alcohol 90°


Dejar reposar por 5 minutos


Añadir 500 microlitros de alcohol 70°


Dejar reposar por 5 minutos


Añadir 500 microlitros de alcohol Isoamilico


Agitar por inversión por 5 minutos a 10 minutos

Extraer el ADN con una pipeta Pasteur pasar el ovillo

(blanquecino) a otro ependorff

Visualización ADN mediante Corrido electroforético

7. Prerrequisitos teóricos

El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también

DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de ácido nucleico, una

macromolécula que forma parte de todas las células, biopolímero de

nucleótidos que forman una cadena doble. Desde el punto de vistaquímico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido.


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Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples

conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones.

Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento

de los organismos vivos conocidos, siendo el responsable de su transmisión

hereditaria.

El estudiante debe conocerla estructura del ADN y el genoma humano.

La estructura del ADN está definida por la "secuencia" de bases

nitrogenadas en la cadena de nucleótidos, es en esta secuencia de bases

en la que reside la información genética del ADN.

El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena

en el ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que este orden es el

que constituye las instrucciones del programa genético de los organismos.

Conocer esta secuencia de bases, es decir, secuenciar un ADN equivale a

descifrar su mensaje genético.

La estructura en doble hélice del ADN, con el apareamiento de bases

limitado ( A-T; G-C ), implica que el orden o secuencia de bases de una

de las cadenas delimita automáticamente el orden de la otra, por eso se

dice que las cadenas son complementarias.Una vez conocida la secuencia de las bases de una cadena ,se deduce

inmediatamente la secuencia de bases de la complementaria

Cuando Watson y Crick propusieron el modelo de la estructura en doble

hélice del ADN, sugirieron también un posible mecanismo para la replicación

de esta molécula:

-―No se escapa a nuestra comunicación que el emparejamiento específico

que hemos postulado sugiere inmediatamente un mecanismo copiador para elmaterial genético―. (Traducción de su artículo en Nature 25-Abril-1953). Cinco

semanas después de la publicación de este artículo publicaron nuevamente

en Nature otro artículo explicando ese posible mecanismo de replicación:

Nature, 30-Mayo-1953

Debido a la complementariedad de las cadenas, cada una de ellas podría

servir de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria.


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De esta manera se obtendrían dos moléculas de ADN idénticas a la

molécula original, cada una de las cuales contendría una cadena del ADN

original y otra de nueva síntesis.

Este modelo de replicación es conocido como Replicación Semiconservativa,

para indicar que cada molécula hija solo conserva la mitad (una de las

dos cadenas) de la molécula original Resumen corto del tema a conocer

antes de realizar la práctica, no mayor a tres páginas. NO es una

repetición de la clase teórica.

Funciones del ADN

– 1. Almacenamiento de información genética

– 2. Auto-replicación y herencia

– 3. Expresión génica

• La función más importante es codificar para proteínas o RNAm• La información es codificada en el orden de las bases nitrogenadas

Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas formadas por unelevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos.

Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama doblehélice.


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Cada nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de azúcar

llamada desoxirribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos

nitrogenados llamados

bases: adenina (abreviada

como A), guanina (G),

timina (T) y citosina (C).

Cada base orgánica de

cada cadena se une a

la otra base de la otra

cadena mediante un

enlace o puente de

hidrógeno el

apareamiento de bases

se da entre A y T y entre G y C, unidas por puentes de hidrógeno

(líneas punteadas) e xisten dos puentes entre tiamina y adenina, y tres entre

citosa y guanina.


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Una de las características comunes de la organización del material genético

es su alto grado de compactación: masa compacta que ocupa un espacio

bien delimitado.

Nucleosoma

• El empaquetamiento básico de la unidad de cromatina• Histonas y no-histonas dos copias de cada histona: H2A,H2B, H3 and H4,

forman el octámero El ADN se enrolla alrededor del exterior de este

octámero con un tamaño de 160 a 200 pares de bases formando el

nucleosoma este se puede unir entre sí, por la presencia de H1

encontrado entre los nucleosomas para formar la estructura del solenoide.

Nucleosoma = ADNA + octámero de histonas

GEN


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Un gen se define como un segmento de ADN que codifica normalmente

para una proteína o ácido nucleico; es un segmento corto de ADN, que le

dice al cuerpo cómo producir una proteína específica. Hay aproximadamente

30.000 genes en cada célula del cuerpo humano y la combinación de

todos los genes constituye el material hereditario para el cuerpo humano y

sus funciones geno

Un gen es un subconjunto determinado de nucleótidos de uno de los lados

de la escalera del cromosoma referenciado, se encuentra en la misma

posición en cada cromosoma.

La codificación de esta información es el dogma central de la biología

moderna una secuencia de nucleótidos del ADN determina la secuencia de

aminoácidos de las proteína

CROMOSOMA

Dentro de las células, el ADN está organizado dentro de estructuras llamadascromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula

se divida.

En biología, se denomina cromosoma (del

griego χρώμα, -τος chroma, color y

σώμα, -τος soma, cuerpo o elemento) a

cada uno de los pequeños cuerpos en

forma de bastoncillos en que se organiza


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la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y

meiosis).

La cromatina es un material microscópico que lleva la información genética de

los organismos eucariotas y está constituida por ADN asociado a proteínasespeciales llamadas histonas.

Las histonas se unen al ADN, ayudan a dar su forma a los cromosomas yayudan a controlar la actividad de los genes.

En los organismos eucariontes, el ADN está organizado en cromosomas.Cada especie tiene un número característico: la cebolla tiene 16 (organizadosen 8 pares), la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, 8, y los sereshumanos, 46. De esto no se desprende que una mayor cantidad decromosomas equivale a ser ―ás inteligente‖ ya que las células quecomponen las papas tienen 48 cromosomas.

Los seres humanos tenemos 23 pares de cromosomas: 22 de ellos sellaman cromosomas autonómicos y se heredan uno del padre y otro de lamadre. Los cromosomas del par 23 se llaman cromosomas sexuales y sondiferentes entre sí.

EL GENOMA

El genoma humano tiene unas 3.000 megabases (1-2m) y un núcleo ocupaunas 6µm.

El genoma es todo el material genético contenido en las células de unorganismo en particular.

Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucarióticos nos referimossólo al ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas.

Ser eucariota consiste básicamente en tener la mayor parte del genomaconfinado en el núcleo

Esto constituye elgenotipo se refiere a ladotación génica delindividuo, a su genoma,mientras que el fenotipohace referencia a lamanifestación delgenotipo. Si el genotipoes el plan deinstrucciones, el fenotipoconstituye el resultado dela acción. Pero sólo el

genotipo se hereda.


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El conjunto de genes de un individuo es el mismo desde su constitución enel zigoto, pero el fenotipo puede definirse a muy distintos niveles y esvariable en el tiempo. El tipo celular, el tejido resultante del proceso de

división, la morfología del organismo, su coportiento…, son tambiénfenotipos en la medida en que son expresión del genotipo.

No existe una correspondencia biunívoca entre el genotipo y el fenotipo. Unmismo genotipo puede dar lugar a distintos fenotipos, y un mismo fenotipopuede ser consecuencia de distintos genotipos.

Heterogeneidad: diferentes genotipos pueden producir fenotipos similares.

8. Referencias

Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. Thompson & Thompson, Genética

en Medicina. 7ª edición. Elsevier-Masson, España. 2008

Watson y Crik Estructura del ADN Nature 25-Abril-1953

9. Post-requisitos (informe posterior a la práctica)

Desarrollo del informe

1. Observe la imagen. Identifique las estructuras del cromosoma , ponga los

nombres correspondientes.

1.- _________________________________________________________

2.- _________________________________________________________

3.- _________________________________________________________

4.- _________________________________________________________

5.- _________________________________________________________

2

3

4

5


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2. Qué tipo de ADN es y porque

3. Dibuje la estructura secundaria según modelo de Watson y Crik

4. Indique las características del extracto de ADN obtenido

5. Haga un resumen del artículo de Watson y Crick Nature 25-Abril-1953 indicando:

Por qué el ARN es monocatenario


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En que trabajos se sustenta la teoría de Watson y Crik


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Práctica N° 2Título de la práctica

Expresión del ADN1. Objetivo general / propósito

Comprender la expresión del ADN como mecanismo de estructura y

función celular y de la herencia


Comprende y describe con responsabilidad y criticismo los procesos de

estructuración y expresión genética y las mutaciones.

Resultados de aprendizaje 2

Describe con responsabilidad y criticismo los procesos de expresión del

genoma humano y de la genómica

3. Material

Material que provee la cátedra

Microfotografías de Intercambio de cromatides Hermanas (ICH)

Hojas de resultado PCR en tiempo real

Material que trae el alumno Lápiz Hb

Borrador

Mandil

4. Procedimiento

1. Revise el código genético

2. En una hoja de papel realice las anotaciones

3. Utilizar código Genético para realizar la Proteína a partir de la siguientesecuencia de ADN

3´- TACCGACGAAGCGTAGCTTCGCATCGA-5 ́

Revise los conceptos de mutación como expresión anormal del ADN

4 Identificar en el ICH el número de mutaciones encontradas Revisar la

microfotografía

Reconocer los intercambios de cromatide Hermana

Contar los intercambios de cromatide.



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El material genético de cualquier organismo (procarionte o eucarionte) está sometido a una

serie de procesos cíclicos que aseguran la realización de sus dos funciones esenciales: la

transmisión entre generaciones de la información genética con fidelidad y la expresión de

ésa información genética con precisión para que pueda cumplir la misión para la que ha

sido seleccionada. Por consiguiente, el ciclo del material genético comprende tres

procesos: replicación del material genético para su transmisión en copias idénticas a la

descendencia, transcripción del material genético que se transmite entre generaciones

para sintetizar el material genético que asegura la expresión de la información en la célula

y traducción de la información genética de la forma de ácido nucleico a la forma de

proteínas. Estos tres procesos ocurren independientemente de cuál sea la molécula

transmisora principal de la información genética entre generaciones (ADN en la mayoría de

los casos y ARN en el caso de los virus de ARN) y son esencialmente iguales en

procariontes y en eucariontes.

Replicación: La replicación del material genético es un proceso complejo en el que

participa un gran número de proteínas que reconocen la molécula de material genético y

llevan a cabo la polimerización de otras moléculas complementarias cada una de sus

hebras de forma que, al final, se logra disponer de dos moléculas idénticas (salvo errores

denominados mutaciones) a la inicial. El proceso presenta ciertas diferencias según el

material genético que se transmite entre generaciones sea ADN o A RN y, en el primer

caso, si el organismo es eucarionte o procarionte.

Replicación del ADN. En este proceso interviene un grupo de enzimas conocido

genéricamente como ADN polimerasa. Este complejo multienzimático va incorporando

nucleótidos a la cadena que se va sintetizando utilizando como molde una de las hebras de

la cadena antigua. Esta polimerización se produce añadiendo nuevos nucleótidos al

extremo 3' de una hebra de ADN en crecimiento. Por ello se dice que la síntesis del ADN

se produce en dirección 5'


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burbujas en la doble hélice de ADN en las que entra el complejo de la ADN polimerasa y

realiza la polimerización.

Sin embargo, la ADN polimerasa no es capaz de iniciar la polimerización del ADN sino que

solamente es capaz de continuarla. Para que la ADN polimerasa funcione es necesario

que exista un extremo 3' libre al que añadir un nuevo nucleótido. ¿Quién pone ese extremo

3' libre?. En todos los casos (salvo algunas excepciones de ciertos virus) ése extremo 3'

viene de una pequeña cadena de ARN que se ha sintetizado como paso inicial de la

replicación del ADN. Por consiguiente, la replicación del ADN comienza con la síntesis de

una pequeña molécula de ARN que luego continúa como molécula de ADN. Esta pequeña

olécul de ARN se denoin cebdor o prier„ y es sintetizd por otro coplejo

multienzimático denominado ARN polimerasa.

La síntesis de ADN (replicación) va procediendo detrás de la horquilla que se forma en el

punto en que se van abriendo las dos hebras de ADN molde por acción del complejo de

girasas y topoisomerasas. De esta forma, la hebra que se va sintetizando es continua. Sin

embargo, la hebra que se sintetiza usando como molde la complementaria de la anterior no

puede ser continúa porque la acción de las topoisomerasas y girasas se produce detrás del

punto de origen de la transcripción. Por esto, de las dos hebras hijas, una será continua y l

a otra discontinua. Los fragmentos de ésta última se unirán entre sí mediante la acción de

otra enzima denominada ADN ligasa que une los fragmentos anteriores.

En las bacterias, cuyo material genético es cerrado, no tiene extremos, sólo existe un

origen de replicación del ADN en cada molécula de ADN. Esto es válido para los plásmidos

y para los cromosomas bacterianos. Asimismo, esto se cumple también en el ADN de los

orgánulos celulares procarióticos presentes en las células eucarióticas.

Replicación del ADN eucariótico. La replicación del ADN eucariótico es esencialmente iguala la del procariótico aunque presenta ciertas diferencias los cromosomas eucarióticos son

abiertos, en lugar de cerrados, y el número de orígenes de transcripción es múltiple en

cada cromosoma en lugar de tener uno solo por cromosoma.

Replicación del material genético de los virus de ARN. Los virus de ARN tienen esta

molécula como transmisora de la in formación genética entre generaciones. Para la

transmisión de las copias de información genética entre los descendientes es necesario

que el ARN del virus que infecta una célula se transcriba, en primer lugar, en una moléculade ADN que servirá como molde para la copia de muchas moléculas de ARN que formarán


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la descendencia. Esta transcripción de ARN a ADN se produce en dirección opuesta a la

transcripción clásica que hemos descrito antes (ADN < ARN) y se lleva a cabo por un

complejo multienzimático en el que el constituyente principal es la enzima denominada

transcriptasa reversa.

Transcripción: es el proceso por el que se transmite la in formación contenida en el ADN al

ARN. Este proceso se lleva a cabo por la ARN polimerasa que utiliza como molde una de

las dos hebras del ADN, la denominada hebra codificante. Durante el proceso de

transcripción se reconoce un sitio específico de la molécula de ADN en el que se van a unir

las enzimas del complejo de ARN polimerasa. Este sitio específico se denomina promotor

del gen y permite que se produzca la transcripción. Genes sin promotores no pueden ser

transcritos aunque un promotor puede servir para transcribir varios genes seguidos que

forman lo que se denomina un operón.

En células procarióticas existe una serie de proteínas que pueden un irse a la ARN

polimerasa controlando a qué promotores se puede unir ésta y regulando así la expresión

génica. Estas proteínas se denominan factores sigma. En células eucarióticas la unión de

la ARN polimerasa a un promotor o a otro viene regulada por la unión de otras muchas

proteínas que, de alguna forma, dirigen la unión de la polimerasa al promotor conveniente.

No todas las moléculas de ARN que se sintetizan en una célula van a ser traducidas en

proteínas. La gran mayoría de las moléculas de ARN tienen otras funciones estructurales o

enzimáticas diferentes de la transmisión de la información genética. Son las moléculas de

ARN transferente (que sirve para activar los aminoácidos de manera que puedan ser

polimerizados en proteínas) y las de ARN ribosomal que sirven para que estos orgánulos

celulares puedan desarrollar su función. Constantemente se van encontrando nuevas

moléculas de ARN con función diferente a la de transmisión de la información genética. En

cualquier caso, éstas moléculas especiales de ARN son sintetizadas por un procedimientode transcripción similar al descrito aunque el complejo enzimático de la ARN polimerasa

pueda ser algo diferente.

Traducción: Es el proceso por el que la información genética con tenida en el ADN y

transcrita en una ARN mensajero va a ser útil izada para sintetizar una proteína. El proceso

de lleva a cabo en los ribosomas.

Para que un ribosoma pueda reconocer una ARN mensajero y utilizarlo para sintetizar unaproteína, el ARN tiene que contener, además de la serie de nucleótidos que llevan la


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secuencia de la proteína, otras secuencias que permitan al ribosoma unirse al ARN, saber

dónde ha de iniciarse la traducción de la secuencia (el denominado codón de iniciación),

saber dónde debe terminar la traducción (codón de terminación) y saber en qué punto de la

molécula de ARN mensajero deben separarse éste y el ribosoma.

Los ribosomas de las células procarióticas son diferentes de los de l as células eucarióticas

como puede comprobarse por su diferente susceptibilidad a antibióticos ribosomales. Por

otra parte, la traducción en células procarióticas ocurre simultáneamente a la transcripción

del gen, mientras que en las células eucarióticas, la traducción se produce sólo una vez

que el ARN mensajero ha llegado al citoplasma y a la zona donde se encuentran los

ribosomas, por lo que nunca es simultánea con la transcripción.

La traducción del mensaje genético desde el ARNm hasta una proteína no es suficiente, en

algunos casos, para que se exprese correctamente. Es necesario que el polipéptido que se

va sintetizan do por el ribosoma se pliegue de forma adecuada para que pueda desarrollar

su función biológica correctamente; sin embargo, en muchos casos esto no ocurre de una

manera completamente espontánea: es necesario el concurso de un grupo de proteínas

esenciales denominadas chaperoninas (anglicismo que viene a significar proteínas tutoras

o, si se quiere, tutorinas) que ayudan al péptido naciente a adquirir la configuración

tridimensional correcta. Estas proteínas son muy importantes, por otra parte, para corregir

errores pequeños que se produzcan en proteínas maduras y que causan su inactivación o

bajada de rendimiento.

Modificaciones del ARN mensajero: Tiene que producirse una serie de modificaciones en

el ARN mensajero para que pueda ser traducido correctamente. En las células eucarióticas

las moléculas de ARN deben ser trasladadas del núcleo, donde ocurre la transcripción, al

citoplasma, donde ocurre la traducción. Por otra parte, los genes de organismos

eucarióticos suelen tener fragmentos que no se traducen pero si se transcriben, son losdenominados intrones por contraposición a los exones o secuencias del ARN que van a

ser traducidas. Cuando se transcribe un ARN eucariótico éste es una secuencia de

intrones y exones que debe ser procesada para eliminar los intrones y dejar sólo los

exones colocados ordenadamente. Esta eliminación selectiva de intrones se denomina

técnicamente procesamiento o splicing, y ocurre en el núcleo. En los genes procarióticos

no existen (salvo alguna excepción muy rara en un grupo especial de arqueobacterias)

intrones y, por lo tanto, no hay procesamiento.


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Aplicaciones de los procesos y sistemas enzimáticos que intervienen en el ciclo del

material genético, en la ingeniería genética y la Biotecnología: Los procesos y sistemas

enzimáticos involucrados en la transmisión y expresión de la información genética entre

generaciones pueden ser aislados y utilizados en la Biotecnología para lograr la expresión

y manipulación de información genética por microorganismos e, incluso, por organismos

superiores. Como ejemplo citaremos dos aplicaciones derivadas de las propiedades y

enzimas involucradas en la replicación del ADN.

Detección se secuencias de ADN o ARN mediante hibridación de ácidos nucleicos. Estas

técnicas están basadas en la especificidad de la unión de hebras de ácidos nucleicos con

secuencias complementarias. Dependiendo de la perfección del acoplamiento de las dos

secuencias (del grado de complementariedad) la unión entre las dos cadenas será más o

menos fuerte. Esto significa que podrá resistir temperaturas más elevadas cuando la

complementariedad es más alta o se separarán las hebras (se producirá la fusión) cuando

la complementariedad es demasiado baja. En cualquier caso, las hebras se mantendrán

unidas o no dependiendo del binomio grado de complementariedad-temperatura.

La especificidad de la unión de hebras nos permite detectar la presencia de secuencias en

una molécula, o en una mezcla de moléculas, de ácido nucleico (ADN o ARN) usando

como sonda una molécula con secuencia complementaria y convenientemente marcada

para facilitar su detección. Estos procedimientos se utilizan en hibridación in situ,

experimentos de Southern (detección de secuencias de ADN) o en experimentos de

Northern (detección de secuencias de ARN).

Amplificación de secuencias de ácidos nucleicos mediante la reacción en cadena de la

polimerasa: en esta técnica se utiliza la capacidad de la ADN polimerasa de sintetizar ADN

a partir de una secuencia cebadora determinada. En ella se usan dos cebadores que

flanqueen una secuencia de ADN que se quiere detectar o de la que se desea disponer deun gran número de copias; estos cebadores deben servir para iniciar la síntesis de ADN en

cada una de las dos hebras del fragmento que se quiere amplificar y, por consiguiente,

deben estr orientdos„ hci el interior de l secuenci que se quie re amplificar. Mediante

la adición de ADN polimerasa y de los cofactores y substratos necesarios es posible

realizar la síntesis de la molécula de ADN flanqueada por los dos cebadores in vitro. Si,

además, se realizan varios procesos de síntesis de ADN usando los mismos cebadores en

procesos consecutivos el número de copias de l a molécula, de ADN que se quiere


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amplificar aumentará exponencial mente permitiendo disponer de grandes cantidades de la

misma.

En la práctica, esta reacción de polimerización se lleva a cabo con la ADN polimerasa de

una bacteria termófila (Thermus aquaticus u otras similares) capaz de resistir múltiples

ciclos a elevada temperatura (Taq-polimerasa). La técnica también se puede utilizar para

detectar ARN siempre y cuando se realice un paso previo de transcripción reversa dei

mismo.

Control de la expresión génica

La transmisión de la información genética entre generaciones y la expresión en forma deproteínas de dicha información genética no son suficientes para permitir que el programa

de desarrollo de un organismo se lleve a cabo correctamente. Es necesario, además,

asegurar que los genes que constituyen la información genética transmitida se expresen en

momentos adecuados bien desde el punto de vista cronológico o espacial (procesos de

desarrollo) o bien como respuesta a cambios en las condiciones ambientales en las que se

encuentra la célula o el individuo. Por otra parte, las respuestas al ambiente o los procesos

de desarrollo no suelen producirse como con secuencia de la activación de un único gen

en un momento, sitio o condición determinado, sino que suele ser necesaria la expresióncoordinada de un conjunto de ellos para que tenga lugar el efecto. Estos dos hechos hacen

que el control de la expresión génica sea central en el proceso de la biología molecular de

los seres vivos.

El modelo más coherente de regulación de la expresión génica se conoce con el nombre

de Modelo del Operón que explica, como veremos, l a expresión coordinada de genes. Por

otra parte, veremos a continuación cuál es el proceso por el que llega al material genético

la in formación ambiental o de desarrollo que permita la expresión coordinada;estudiaremos el proceso de transducción de la señal.

Modelo del operón: La expresión de un grupo de secuencias codificantes de diferentes

péptidos cuya presencia debe ser coordinada se logra colocando todas las secuencias bajo

el control de un mismo promotor.

La transcripción de todas estas secuencias darán lugar a un ARN mensajero de gran

tamaño que codifica todos los genes contenidos en el operón (ARN policistrónico) de forma

que siempre se podrán traducir coordinadamente las diferentes proteínas del operón. La


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cantidad de cada una de las proteínas del operón que se produce como consecuencia de

la traducción no siempre es equimolecular porque existen elementos de regulación de la

traducción que provocan la separación del ribosoma y el ARNm en ciertos momentos

controlando así más finamente la coordinación de la expresión.

¿Cómo se regula de la expresión génica?. Entre el promotor del operón y el inicio del

primer gen estructural del fragmento policistrónico existe una secuencia de ADN

denominada Operador. A esta secuencia se puede unir una proteína denominada

Regulador de forma que cuando se encuentra unido el regulador a la secuencia del

operador impide el paso de la ARN polimerasa en su trayecto de transcripción del ADN

para sintetizar el ARN policistrónico. Por con siguiente, la regulación de la expresión se

logra mediante un impedimento físico de la actividad de la ARN polimerasa causado por la

unión de una proteína al ADN.

Existen dos clases de operones según sea su respuesta a las condiciones ambientales: los

operones indecibles y los operones represibles.

Operón inducible: es aquél en el que como consecuencia de la presencia de una molécula

inductora se produce la expresión de los genes del operón. El ejemplo más clásico es el

del Operón de la lactosa que regula la síntesis de las proteínas que permiten elmetabolismo de la lactosa por las bacterias.

Cuando una bacteria se encuentra en un ambiente donde puede disponer de lactosa los

genes que hacen posible la utilización de este azúcar por la bacteria se inducen. Estos

genes, agrupados en el Operón de la lactosa, están constitutivamente reprimidos porque a

la región del operador del operón se ha unido una proteína inhibidora que impide el paso

de la ARN polimerasa. Cuando hay lactosa en el medio de crecimiento alguna molécula de

este azúcar puede llegar al interior de la célula usando alguno de los sistemas detransporte presentes en la membrana bacteriana para azúcares. Una vez en el interior de

la célula, la lactosa puede unirse a la proteína inhibidora unida a la región reguladora del

operón de la lactosa de suerte que, cuando la lactosa está unida, la proteína inhibidora se

separa de la región operadora permitiendo el paso de la ARN polimerasa y la transcripción

de los genes correspondientes.

Cuando desaparece la lactosa del medio la proteína inhibidora queda de nuevo libre de

forma que puede volver a unirse al fragmento operador del operón impidiendo, de nuevo, latranscripción de los gen es que lo forman.


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El resultado de este proceso es que, como respuesta a la presencia de lactosa en el

medio, se induce la expresión de los genes que permiten su catabolismo. Este sistema es

extremadamente sensible porque la acción de las enzimas que permiten el paso de la

lactosa a través de la membrana (transportadoras de lactosa) permite que la concentración

intracelular de lactosa sea suficientemente alta hasta el momento en el que la

concentración extracelular es ya tan baja que no puede utilizarse el azúcar eficientemente.

Operón represible: en otros casos es necesario que la expresión de ciertos genes se

detenga tan pronto como sea metabólicamente posible, porque su actividad no sea

necesaria, para lograr una mayor economía de la energía celular. Es el caso, por ejemplo,

de los operones de la arginina y del triptófano. Estudiaremos con más detalle el primero de

ellos.

Si la cantidad de arginina presente en la proteínas que se encuentran en el medio en que

crece una bacteria es suficientemente alta como para satisfacer las necesidades

bacterianas de este aminoácido, no es necesario que la bacteria lo sintetice sino que,

simplemente, lo asimila de la dieta. Ahora bien, si la cantidad de arginina exógena no fuera

suficiente, las bacterias pueden sintetizarla a partir de otros precursores mediante el

concurso de una serie de enzimas codificadas en el operón de la arginina.

De nuevo, nos encontramos con un operón y a su secuencia operadora se une una

proteína represora específica. Sin embargo, en este caso l a proteína represora se

mantiene unida siempre que a ella se encuentre unida, a su vez, una molécula de arginina

o de un análogo de arginina. Cuando la concentración celular de arginina desciende por

debajo de unos niveles críticos (que vienen determinados por la constante de afinidad de la

molécula represora por la arginina o su análogo) el represor se separa de la arginina y

queda inactivo separándose, también, de la secuencia operadora y permitiendo la

transcripción de los genes que codifican las proteínas de síntesis endógena de arginina.

El efecto final es la expresión de los genes del operón como respuesta a los niveles de

arginina presentes en la célula.

Mecanismos de transducción de señal. Se conocen con este nombre los mecanismos que

permiten a las células sentir condiciones exteriores (ambientales o señales de desarrollo) y

activar como consecuencia de ello la expresión de algunos genes u operones. Los dos

ejemplos de operón descritos anteriormente responden a las condiciones ambientales deconcentración de lactosa y arginina, respectivamente; sin embargo, no se consideran


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incluidos dentro de l os mecanismos de transducción de señal porque la detección del

estado ambiental no se realiza a través de la membrana bacteriana sino que se produce

directamente por interacción del inductor con el represor modulando su unión al operador.

En el caso de los sistemas de transducción de seña, un complejo de proteínas de

membrana recibe la señal externa. Para ello, este complejo ha de tener una proteína, al

menos, dirigida hacia el exterior de l a célula de manera que actúe como receptor de la

señal. Como con secuencia de la detección de la señal (lo que, en términos bioquímicos

suele significar "cuando se ha unido I receptor de membrana la molécula que actúa como

inductor") se produce un cambio conformacional en la molécula del receptor; cambio que, a

su vez, causa otros en las otras proteínas del complejo de membrana con las que

interacciona. Como consecuencia de estos cambios estructurales el complejo de proteínas,

por su cara interna, es capaz de modificar químicamente proteínas citoplásmicas activando

o inactivando así su función como represores de operones o genes (esto suele ocurrir

mediante procesos de fosforilación) o bien sintetiza moléculas que son inductores que

regulan la actividad de represores presentes en la célula (estas moléculas inductoras son

lo que se suele denominar colectivamente "segundos mensajeros").

Los sistemas de transducción de señal son muy importantes porque de ellos depende gran

parte del control de la expresión génica y porque son manipulables genéticamente de

forma que podemos utilizarlos para disparar procesos de expresión génica usando señales

inductoras diferentes de las que normalmente las controlan en la naturaleza pero que son

poco manejables eh procesos industriales biotecnológicos.

El ADN está constituido por una doble cadena helicoidal que está formada por parejas de

nucleótidos (T-A, C-G) los cuales llevarían inscrito el código genético.

Así pues, el bloque genético de un ser vivo ( genoma ) constaría de un conjunto de

cromosomas, formados a su vez por eslabones o genes, todos ellos formados por parejasde nucleótidos que contendrían los datos genéticos según su distribución en la cadena.

el código genético es justamente eso, un código. Según define la Real Academia Española

RAE, un código es ―una combinación de signos que tiene un determinado valor dentro de

un sistema establecido‖, o tbién, ―un cifrado para formular y comprender mensajes

secretos".

Mediante largos y difíciles estudios se descubrió la existencia del ADN y del ARN y su

importancia para la genética. Desde entonces, al hablar de estos ácidos nucleicos se los


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relaciona con la síntesis de las proteínas que van a determinar las características

genotípicas y fenotípicas de un organismo

El código genético es, entonces, la clave para la traducción de la información o mensaje

genético contenido en los genes y que se ha de traspasar a las proteínas, y está contenida

dentro de la cadena de ADN formado por la combinación de esas cuatro bases

nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).

Así, se comprueba que el código genético establece la relación existente entre las cuatro

bases nitrogenadas, presentes en los nucleótidos que constitutyen los ácidos nucleicos, y

los veinte aminoácidos en que se basan las proteínas.

Lo misterioso del código consiste en averiguar (entender, mejor dicho) cómo se establece

dicha relación.

En el código genético, cada gen es un segmento del ácido desoxirribonucleico (ADN) con

información para un carácter o rasgo de un ser vivo.

Al ser la molécula de ADN muy grande y llevar muchos genes en ella, el mensaje se

transcribe en ARNm (ácido ribonucleico mensajero), que es una molécula pequeña capazde sintetizar los aminoácidos que constituyen las proteínas.

Código organizado en tripletes o codones

Como ya vimos, la información genética almacenada en el ADN se trascribe en el ARNm a

partir de las cuatro letras, que corresponden a las bases nitrogenadas, pero aquí en el

ARNm se agrupan de tres en tres.

Cada grupo de tres de estas bases nitrogenadas ahora incorporadas en el ARNm se llamatriplete o codón y está encargado de codificar un aminoácido específico.

En la década de 1960 los científicos demostraron que hay 61 tripletes o codones que

codifican aminoácidos, que son solo 20, pero muchos de los cuales son codificados por

más de un codón, por lo que se dice que el código está degenerado.

Los distintos aminoácidos son codificados por un número diferente de codones (algunos

por 1, otros por 2, o por 3), e incluso existen tres tripletes que no codifican para ningún

aminoácido.


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En resumen: de los 64 codones, 61 codifican aminoácidos y los tres restantes no son

codificantes sino que son utilizados como señales de terminación.

Esta información es llevada de un ser vivo a otro el código genético tiene una serie de

características:

- Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos. Solo existen algunas

excepciones en unos pocos tripletes en bacterias.

- No es ambigüo, pues cada triplete tiene su propio significado

- Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o bien indican terminación

de lectura.

- Está degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo aminoácido, es decir hay

codones sinónimos.

- Carece de solapamiento, es decir los tripletes no comparten bases nitrogenadas.

- Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´

MUTACION


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Las mutaciones

Una mutación es un cambio permanente en el ADN, el material hereditario de los seres

vivos. El ADN de un organismo influye en su aspecto físico, en su comportamiento y en su

fisiología — en todos los aspectos de su vida. Por lo tanto, un cambio en el ADN de un

organismo puede producir cambios en todos los aspectos de su vida.

Las mutaciones son aleatorias

Las mutaciones pueden ser beneficiosas, neutras o dañinas para el organismo, pero las

mutaciones no «intentan» proporcionar lo que el organismo «necesita». En este sentido,

las mutaciones son aleatorias — el hecho de que una mutación concreta suceda o no, no

está relacionado con lo útil que sería.

No todas las mutaciones son relevantes para la evolución

Dado que todas las células de nuestro cuerpo contienen ADN, hay multitud de lugares en

los que pueden producirse las mutaciones; sin embargo, no todas las mutaciones son

relevantes para la evolución. Las mutaciones somáticas son las que se producen en las

células no reproductoras y no se transmiten a la descendencia.

Las mutaciones las podemos clasificar según la cantidad de material comprometido enGenomicas

Cuando todo el material de una célula esta mutado normalmente es una adición por no

disyunción o división del ADN en células hijas se denominan poliploidicas y estas pueden

tener el triple de material genético Triploidia , cuatro veces el material genético Tetraploidia

etc.

Cromosómicas

Las cuales afectan a un cromosoma o segmento de cromosoma, siendo de dos tiposNuméricas o Aneuploidias donde hay aumento o disminución de un cromosoma estas son

denominadas somias las cuales pueden ser trisomías tres cromosomas en lugar de dos o

monosomias un cromosoma en lugar de los dos puede ocurri en cualquier cromosoma

pero los viables son trisomías 13-15 síndrome de Patau ,18 síndrome Edwuars, 21

síndrome de Down; en los cromosomas sexuales Klinefelter XXY, la única monosomia

viable es la de Turner

Las mutaciones estructurales de los cromosomas son cambios de su morfología por

adición, translocación, delecciòn, inversión, rupturas


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Mutaciones génicas son las que afectan a un gen en particular pudiendo ser puntuales Se

denomina mutación genética, mutación molecular o mutación puntual a los cambios que

alteran la secuencia de nucleótidos del ADN. No confundir con una mutación génica que se

refiere a una mutación dentro de un gen.

Tipos:

-Mutación por sustitución de bases: Se producen al cambiar en una posición un par de

bases por otro (son las bases nitrogenadas las que distinguen los nucleótidos de una

cadena). Distinguimos dos tipos que se producen por diferentes mecanismos bioquímicos:

--Mutaciones transicionales o simplemente transiciones, cuando un par de bases es

sustituido por su alternativa del mismo tipo. Las dos bases púricas son adenina (A) y

guanina (G), y las dos pirimídicas son citosina (C) y timina (T). La sustitución de un par AT,

por ejemplo, por un par GC, sería una transición.

--Mutaciones transversionales o transversiones, cuando un par de bases es sustituida por

otra del otro tipo. Por ejemplo, la sustitución del par AT por TA o por CG.

-Mutaciones de corrimiento, cuando se añaden o se quitan pares de nucleótidos

alterándose la longitud de la cadena. Si se añaden o quitan pares en un número que no

sea múltiplo de tres (es decir si no se trata de un número exacto de codones), las

consecuencias son especialmente graves, porque a partir de ese punto, y no sólo en él,toda la información queda alterada. Hay dos casos:

--Mutación por pérdida o deleción de nucleótidos: En la secuencia de nucleótidos se pierde

uno y la cadena se acorta en una unidad.

--Mutación por inserción de nuevos nucleótidos: Dentro de la secuencia del ADN se

introducen nucleótidos adicionales, interpuestos entre los que ya había, alargándose

correspondientemente la cadena.

-Mutaciones en los sitios de corte y empalme (Splicing)

Las mutaciones de corrimiento del marco de lectura también pueden surgir por mutacionesque interfieren con el splicing del ARN mensajero. El comienzo y final de cada intrón en un

gen están definidos por secuencias conservadas de ADN. Si un nucleótido muta en una de

las posiciones altamente conservada, el sitio no funcionará más, con las consecuencias

predecibles para el ARNm maduro y la proteína codificada. Hay muchos ejemplos de estas

mutaciones, por ejemplo, algunas mutaciones en el gen de la beta globina en la beta

talasemia son causadas por mutaciones de los sitios de splicing.


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INTERCAMBIO DE CROMÁTIDAS HERMANAS

Distribución recíproca de cromatina por rotura y unión recombinada de las cromátidas de

un mismo cromosoma (entrecruzamiento). La inducción de aumento de ocurrencia de este

fenómeno durante la mitosis se interpreta como mutagenicidad.

El intercambio entre cromátides hermanas (ICH) es un evento celular normal, con

frecuencia basal relativamente constante de ICH espontáneos por metafase, variable en

células de tejidos diferentes. Factores individuales y por proceso de laboratorio puedenhacer variar la frecuencia basal de ICH. La exposición a agentes clastogénicos es capaz

de incrementarla.

El rango normal de ICH es de 2 por metafase

Para contar los intercambios hay que dar un punto para los terminales y dos para los

intercalares.


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6. Referencias

Universidad de Navarra EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-

expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htm 2014

Genética en Medicina. Thompson & Thompson. 7ª edición (2008). R. L. Nussbaum,

R.R. McInnes y H.F. Willard. Elsevier-Masson, S.A., Barcelona. Edición española de la

séptima americana.

B. Alberts, D. Bray, J.Lewis, M. Raff, K. Roberts y J.D. Watson. ―Biologí Moleculr de

l Célul‖. 5ª Edición 2010. Ed. Oeg.

http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htmhttp://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htmhttp://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htmhttp://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htmhttp://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/08-expresion%20de%20la%20informacion%20genetica.htm


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INFORME POSTERIOR A LA PRÁCTICA

Datos de información básica

Nombres completosNúmero de práctica

Fecha

Tema

Paralelo

Grupo

Tutor

Calificación

1.- ponga la proteína resultante de uso del código genético

2 Cual es número de intercambio de cromatides hermanas encontrado

4 Haga un análisis del estudio de Prevalencia de intercambio de cromatides

hermanas en una población libre de exposición a agentes clastogénicos. Norma

Pérez-Herrera Rev Biomed 1999; 10:71-76.


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Leyes y Patrones de la herencia


Comprender Leyes y Patrones de la herencia como mecanismo de estructura y

función de la herencia


Realiza e interpreta con responsabilidad y criticismo los heredogramas y los

patrones de la herencia.Resultados de aprendizaje 2

Describe con responsabilidad y criticismo los procesos de herencia del

genoma humano

3. Material

Por la catedra

Esquemas de patrones de herencia

Material que trae el alumno

Lápiz Hb

Borrador

Mandil

4. Procedimiento

1. Establecer y reconocer el patrón de transmisión del rasgo evaluado.

2. Describir el patrón de herencia en las enfermedades monogénicas.

3. Resolver, analizar e interpretar los cuadros de Punnet.

4. Calcular el riesgo de recurrencia

5. Se formaran subgrupos de 3 alumnos quienes deberán de resolver

uno de los

6. casos problema en la pizarra y explicará la simbología empleada en el

7. heredograma así como la tabla de Punnet correspondiente al cálculo

de riesgo de

8. cada caso al resto de sus compañeros de clase


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El heredograma, o Árbol Genealógico es un instrumento que nos informa de

la existencia de diversos rasgos normales o anormales en una familia y nos

permite dilucidar si existe o no un mecanismo hereditario.

Actualmente en base a los estudios de Gregorio Mendel conocemos los

mecanismos de transmisión de estos rasgos en relación a un gen.

En la práctica, las enfermedades monogénicas ó mendelianas son aquellas

que están originadas por la alteración o mutación de un gen específico de

la persona afectada. Ejemplos de enfermedades monogénicas son la fibrosis

quística, la anemia de células falciformes, enfermedad de Tay Sachs, distrofia

miotónica o la distrofia muscular de Duchenne

Los genes son secuencias de ADN que codifican productos celulares (ARN, proteínas), los

cuales se traducen en la aparición de un determinado rasgo o carácter.

Cada gen puede existir en dos o más versiones, responsables de la variación de un rasgo.

Dichas versiones reciben el nombre de ‖alelos”.

Independientemente de las variantes existentes de un gen, cada individuo sólo hereda dos

copias del mismo, una de la madre y otra del padre. Dichas copias están ubicadas en el

mismo locus (lugar) de los cromosomas que forman el par de homólogos.


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Conviene aclarar que Mendel, por ser pionero, carecía de los conocimientos

actuales sobre la presencia de pares de alelos en los seres vivos y sobre el

mecanismo de transmisión de los cromosomas, por lo que esta exposición está

basada en la interpretación posterior de los trabajos de Mendel.

A continuación se explican brevemente las leyes de Mendel:

Primera ley de Mendel: A esta ley se le llama también Ley de la uniformidad delos híbridos de la primera generación (F1) hoy a este se considera como principio de

dominancia ya que no siempre se cumple , y dice que cuando se cruzan dos

variedades individuos de raza pura, ambos homocigotos, para un determinado

carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales.

Los individuos de esta primera generación filial (F1) son heterocigóticos o híbridos,

pues sus genes alelos llevan información de las dos razas puras u homocigóticas:

la dominante, que se manifiesta, y la recesiva, que no lo hace..

Mendel llegó a esta conclusión trabajando con una variedad pura de plantas de

guisantes que producían las semillas amarillas y con una variedad que producía las

semillas verdes. Al hacer un cruzamiento entre estas plantas, obtenía siempre

plantas con semillas amarillas.

Otros casos para la primera ley. La primera ley de

Mendel se cumple también para el caso en que un

determinado gen dé lugar a una herencia intermedia y

no dominante, como es el caso del color de las

flores del "dondiego de noche". Al cruzar las plantas

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Otros casos para la segunda ley.

En el caso de los genes que

presentan herencia intermedia,

también se cumple el enunciado de

la segunda ley. Si tomamos dos

plantas de flores rosas de la primera

generación filial (F1) y las cruzamos

entre sí, se obtienen plantas con

flores blancas, rosas y rojas. También

en este caso se manifiestan los

alelos para el color rojo y blanco,

que permanecieron ocultos en la

primera generación filial.

Retrocruzamiento de prueba.

En el caso de los genes que

manifiestan herencia dominante, no

existe ninguna diferencia aparente

entre los individuos heterocigóticos

(Aa) y los homocigóticos (AA), puesambos individuos presentarían un fenotipo amarillo.

La prueba del retrocruzamiento, o simplemente cruzamiento prueba, sirve para

diferenciar el individuo homo- del heterocigótico. Consiste en cruzar el fenotipo

dominante con la variedad homocigótica recesiva (aa).

- Si es homocigótico, toda la descendencia será igual, en este caso se cumple la

primera Ley de Mendel.

- Si es heterocigótico, en la descendencia volverá a aparecer el carácter recesivo

en una proporción del 50%.

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Tercera ley de Mendel. Se conoce esta ley como la de la herencia independiente

de caracteres, y hace referencia al caso de que se contemplen dos caracteres

distintos. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con

independencia de la presencia del otro

carácter.

Experimento de Mendel. Mendel cruzó

plantas de guisantes de semilla amarilla y

lisa con plantas de semilla verde y rugosa (

Homocigóticas ambas para los dos

caracteres).

Las semillas obtenidas en este cruzamiento

eran todas amarillas y lisas, cumpliéndose

así la primera ley para cada uno de los caracteres considerados , y revelándonos

también que los alelos dominantes para esos caracteres son los que determinan el

color amarillo y la forma lisa. Las plantasobtenidas y que constituyen la F1 son dihíbridas

(AaBb).

Estas plantas de la F1 se cruzan entre sí,

teniendo en cuenta los gametos que formarán

cada una de las plantas. Se puede apreciar

que los alelos de los distintos genes se

transmiten con independencia unos de otros, ya

que en la segunda generación filial F2 aparecen


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guisantes amarillos y rugosos y otros que son verdes y lisos, combinaciones que

no se habían dado ni en la generación parental (P), ni en la filial primera (F1).

Asímismo, los resultados obtenidos para cada uno de los caracteres considerados

por separado, responden a la segunda ley.

El heredograma, o Árbol Genealógico es un instrumento que nos informa dela existencia de diversos rasgos normales o anormales en una familia y nos

permite dilucidar si existe o no un mecanismo hereditario.

Actualmente en base a los estudios de Gregorio Mendel conocemos los

mecanismos de transmisión de estos rasgos en relación a un gen.

En la práctica, las enfermedades monogénicas ó mendelianas son aquellas

que están originadas por la alteración o mutación de un gen específico de

la persona afectada. Ejemplos de enfermedades monogénicas son la fibrosis


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quística, la anemia de células falciformes, enfermedad de Tay Sachs, distrofia

miotónica o la distrofia muscular de Duchenne.

Patrones de herencia

Lods patrones de herencia se consideran a la forma como un gen se trasmite de una

generación a otra y se clasifican de acuerdo a como siguen la leyes mendelianas y

tenemos tres

Patrones Mendeleanos

Clasificándose en autosómicos Dominante y recesivo

PATRON AUTOSÓMICO DOMINANTE

una enfermedad genética donde el gen defectuoso tiene un patrón de herencia dominante,

para que la enfermedad se produzca en un individuo (sin importar el sexo), el individuo

deberá tener solamente un gen defectuoso de los dos de un par de cromosomas. Esto

último significa, que solo uno de los padres del individuo deberá tener un gen defectuoso.

En el caso que el individuo afectado conciba hijos, existe posibilidad de tener hijos

afectados

Es aquel que cumple con las dos leyes de Mendel y el principio de dominancia se

caracteriza por expresarse en heterocigosis principio de dominancia, se presenta en todas

las generación tiene una frecuencia de trasmisión que va del 50 al 100% de individuos

afectados, no tiene relación con el sexo por lo cual hay igual cantidad de afectados encada sexo, Puede existir expresividad variable en una misma familia.

PATRON RECESIVO

En una enfermedad genética donde el gen defectuoso tiene un patrón de herencia

Recesivo, para que la enfermedad se produzca en un individuo (sin importar el sexo), el

individuo deberá tener dos genes defectuosos iguales en un par de cromosomas, del cual

un cromosoma proviene del padre y otro de la madre. Esto último significa, que los dos

padres del individuo deberán tener cada uno un gen defectuoso. En el caso que elindividuo solamente tenga un gen defectuoso, la enfermedad no se produce, aunque tenga

un gen defectuoso, en este caso el individuo se conoce como portador, el cual si concibe

hijos con otro portador, existe posibilidad de tener hijos afectados, así como hijos

portadores.

Se expresa solo en homocigocis recesiva, se presenta saltando una de las generación

tiene una frecuencia de trasmisión que va del 0 al 50% de individuos afectados, no tiene

relación con el sexo por lo cual hay igual cantidad de afectados en cada sexo.

HERENCIA MENDELIANA MODIFICADA


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HERENCIA LIGADA AL CROMOSOMA X

En una enfermedad genética donde el gen defectuoso se localiza en el cromosoma X (que

forma parte del par que dicta el sexo), esta tiene un patrón de herencia ligado al

cromosoma X. En este patrón los varones son quienes padecen la enfermedad, mientras

que las mujeres son portadoras (sin síntomas). En el caso que una mujer portadora

conciba hijos, existe la posibilidad de tener hijos varones afectados e hijas portadoras.

Mientras que en el caso que un varón afectado conciba hijos, todas la hijas serán

portadoras, mientras que todos los hijos serán completamente sanos.

Las probabilidades de que una madre portadora tenga un hijo varón afectado son del 50

por ciento, de que tenga una hija portadora el mismo 50 por ciento, y de que sea

completamente sano (en ambos sexos) el mismo 50 por ciento.

Esto se debe a que se expresa el único gen que tiene a lo que se denomina hemicigosis

porque no hay correspondencia entre el cromosoma X y el cromosoma Y.

Hay que decir que no siempre un individuo hereda el gen defectuoso de sus padres, en

ocasiones el defecto en el gen se produce de forma espontánea en el momento de la

concepción, lo que se conoce como mutación espontanea. En este caso el afectado será el

único en la familia en tener el gen defectuoso.

HERENCIA INTERMEDIO O DOMINANCIA INCOMPLETAEl gen dominante no logra encubrir por completo la expresión del gen recesivo, sino que

ambos se expresan parcialmente. En los individuos heterocigotas aparece entonces un

tercer fenotipo, diferente del dominante y el recesivo, e intermedio entre los dos. A estos

tipos de herencia se les da el nombre de ―doinnci incoplet‖. Por ejeplo, en cierts

plantas, ls flores pueden ser blncs, rojs o rosds. El fenotipo ―flores rosds‖ se

observa en los individuos heterocigotas, como resultado de la expresión parcial de los

alelos que codifican los colores rojo y blanco. Cabe aclarar que, sin embargo, la aparente

―ezcl‖ solo se produce nivel fenotípico, y que los lelos ntienen su individulidd,

tal como lo advirtió Mendel. Así, de la cruza de dos individuos rosados, se obtendrá una

progenie 25% roja, 25% blanca y 50% rosada.

HERENCIA CODOMINANCIA

Se denomina codominancia al proceso por el cual un individuo manifiesta dos

características genéticas dominantes.

Estado en que un gen expresa su característica en el heterocigoto de modo equivalente a

su par. Los alelos del gen se expresan al mismo tiempo dando origen al gameto masculino


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que después se unirá al femenino. En pocas palabras la codominancia o dominancia

compartida es en la cual los caracteres dominantes dan una característica fenotípica tanto

del padre como de la madre a la siguiente generación

.

Un ejemplo cuando una flor "achira" amarilla cruzada con una flor "achira" roja resulta una

"achira" amarilla con manchas de color rojo. Esto se explica así: El gen que contiene

enzimas para la coloración roja se manifiesta en algunas partes de la flor mientras que las

enzimas de coloración amarilla se manifiestan en lugares que no son los de la coloración

roja. En otros casos, como en el de algunas rosas, puedo obtener un individuo

fenotípicamente neutro, de esta manera al realizar un cruce entre una rosa roja (RR) y una

rosa blanca (rr) me producirá una descendencia de rosas rosadas, cuyo genotipo

corresponde a Rr, en el cual la dominancia es parcial o incompleta, o sea tenemos un

fenotipo intermedio entre el dominante y el recesivo

En la codominancia los alelos se expresan de manera simultánea en los heterocigotos, es

decir, el fenotipo de los heterocigotos es la expresión de los genes de ambos padres

simultáneamente

ALELOSMÚLTIPLES

Se designa como alelos múltiples a la existencia de más de dos genes alterno en un

mismo locus. Dicha serie de genes puede ser numerosa como en el caso del sistema HLA,

o poconumerosa como en el sistema de grupo sanguíneo ABO. Por otro lado es importante

anotar que los genes alélicos entre sí deben tener relación con la misma característica en

estudio, esto es, con HLA o con el sistema ABO; en sí lo que los hace alélicos es el

número y sitio de las mutaciones ocurridas sobre un gen ancestral .

HERENCIA POLIGENICA

La herencia poligenica se da cuando algún carácter se debe a la acción de más de un gen

que pueden tener además más de dos alelos, lo cual origina numerosas combinaciones

que son la causa de que exista una gradación en los fenotipos. Se debe a este tipo de

herencia el color de la piel en nuestra especie, por eso existen tantas posibilidades y tanta

variación del color de la piel entre blancos y negros.


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La herencia poligénica se distingue por:

-Cuantificarse midiendo más que contando

-Dos o más pares de genes contribuyen al fenotipo

-La expresión fenotípica abarca un gran rango

En humanos se observa en:

-Altura

-Peso

-Color de ojos

-Inteligencia

-Color de la piel

-Formas de comportamiento

CONCEPTOS DE PENETRANCIA Y EXPRESIVIDAD

La penetrancia se expresa como el porcentaje de individuos con un genotipo dado

exhiben el fenotipo asociado correspondiente. Esta penetrancia puede ser incompleta

cuando hay individuos que portando un genotipo patológico no expresan el fenotipo pero

sin embargo son capaces de transmitir a su descendencia. En una genealogía aparecencomo saltos generacionales.

La expresividad variable se refiere al grado o intensidad con que se expresa una

enfermedad. El grado de afectación puede ser muy variable en una misma familia y un

grado leve en un individuo no hace predecir que en su descendencia se presente de la

misma manera

Herencias No Mendelianas

Herencia uniparental es una forma no mendeliana de la herencia, que consiste en latransmisión de los genotipos de un tipo parental a toda la progenie. Es decir, todos los

genes en la descendencia se originan solamente de la madre o sólo el padre. Este

fenómeno se observa más comúnmente en orgánulos eucariotas tales como mitocondrias

y cloroplastos. Esto es porque tales organelos contienen su propio ADN y son capaces de

replicación mitótica independiente que no soportar cruzar con el ADN de otro tipo de los

padres. Aunque la herencia uniparental es la forma más común de la herencia en

orgánulos, hay una mayor evidencia de la diversidad. Algunos estudios encontraron

herencia doble uniparental y transmisión biparental de existir en las células. La evidencia


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sugiere que incluso cuando hay herencia biparental, el sobrecruzamiento no siempre

ocurre. Además, hay evidencia de que la forma de orgánulo herencia varió con frecuencia

con el tiempo. Herencia uniparental puede ser dividida en múltiples subtipos sobre la base

de la vía de la herencia.

La disomía uniparental hace referencia a la situación en la que las dos copias de un

cromosoma provienen del mismo progenitor, en lugar de que una copia provenga de la

madre y la otra copia del padre. En general, heredamos una copia de cada par de

cromosomas de nuestra madre biológica y la otra copia del par de cromosomas de nuestro

padre biológico

Herencia Mitocondrial

El genoma extracelular es heredado solamente a través de la madre.

Las mitocondrias masculinas no contribuyen a la formación de los nuevos zigotos. El

patrón da lugar a pedigre es en los cuales todos los niños de una madre afectada pueden

estar afectados y ninguno de los niños de un padre normal pueda estar afectado.

En la práctica, la expresión de las enfermedades heredadas a través de las mitocondrias

es a menudo variable y puede ser de penetrancia incompleta. Esta observación es

posible, debido en parte al hecho que una población de mitocondrias , que puede en sí

misma ser genéticamente heterogénea, es en el hecho transmitida por la madre.

Si todas las mitocondrias transmitidas por la madre son del mismo genotipo, esto se llamahomoplasmia. Si existen diferencias genéticas entre ellas, se llama heteroplasmia.

A pesar de su pequeño tamaño en relación al genoma nuclear ( 1:200.000) , las

mutaciones del genoma mitocondrial son una contribución significativa de la enfermedad

en humanos. Esto es en parte debido a que la tasa de mutación asociada con la

replicación del genoma mitocondrial es 10 veces más alta que la del genoma nuclear y que

consiste, proporcionalmente y con mucha diferencia, de secuencia no codificad

La mayor parte del material genético se encuentra en los cromosomas en el interior del

núcleo de la célula, pero las mitocondrias, unos orgánulos del interior celular que producenla energía que se utiliza en el metabolismo, también contienen una pequeña cantidad de

ADN denominado ADN mitocondrial. Las alteraciones del material genético de las

mitocondrias son la causa de algunas enfermedades que se transmiten con un patrón

característico debido a que las mitocondrias solo se heredan de la madre. Todos los hijos e

hijas de una mujer afectada heredarán las mitocondrias con la mutación y serán afectados

por la enfermedad (figura 1), mientras que ninguno de los hijos e hijas de un hombre

afectado heredaran la alteración ni desarrollaran la enfermedad (figura 2).


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Fig 1. Patrón de herencia mitocondrial cuando la madre está afectada (azul).

Fig 2. Patrón de herencia mitocondrial cuando el padre está afectado (azul).

HERENCIA CROMOSOMA Y O HALONDRICA

Término utilizado para definir el tipo de herencia en el cual los genes, encontrados en el

cromosoma Y, son directamente traspasados a los descendientes masculinos. Esto sucede

puesto que el cromosoma Y solo puede provenir del macho (al menos en la especie

humana), ya que la hembra carece de éste dentro de su genotipo. Se da cuando el alelo

alterado es dominante sobre el normal, y el gen se encuentra en el cromosoma xy, solo se

necesita una copia para que se exprese la enfermedad.

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Dentro de esta categoría se encuentran características como el desarrollo de los testículos

y otros caracteres sexuales masculinos. Anteriormente, se han mencionado otras como la

hipertricosis auricular, las membranas interdigitales pero análisis genealógicos posteriores

han descartado que este sea el modo de herencia que siguen estas características.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

Genotipo: Dotación genética del individuo para un determinado carácter o bien el

conjunto total de genes que tiene el individuo. Ej.: AA, Aa, aa.

Fenotipo: Expresión observable determinada por el genotipo, es decir, lo que se

expresa y podemos ver. Ej.: Amarillo, verde, liso, rugoso.

Alelo o alelomorfo: Cada una de las variantes génicas que determinan un

carácter. Genes alelos son los que transmiten el mismo carácter. Generalmente

uno es dominante (A) y otro recesivo (a).

Alelo Dominante: Aquel que transmite un carácter que se manifiesta siempre. Se

representa con una letra mayúscula. Ej.: A, L.

Alelo Recesivo: Aquel que transmite un carácter que solamente se manifiesta si no

está presente el alelo dominante. Se le representa con una letra minúscula,

correspondiente a la del dominante. Ej.: a, l.

Homocigótico o Puro: Individuo con el genotipo para un determinado carácter

compuesto por dos alelos idénticos. Es decir, los gametos serán idénticos para ese

carácter. Ej.: AA, aa, LL, VV. Cuando se estudian dos caracteres, diremos que es

Dihomocigótico aquel que tenga los dos alelos idénticos para cada uno de los

caracteres. Ej.: AALL (dihomocigótico dominante), aall (Dihomocigótico recesivo).

Heterocigótico o Híbrido: Individuo que porta en el genotipo dos alelos distintos

para un carácter concreto. Así pues, los gametos tendrán cada uno una variedad

distinta de ese carácter. Ej.: Aa, Ll. Cuando se estudian dos caracteres, diremos

que es Diheterocigótico aquel que tenga los dos alelos distintos para ambos

caracteres. Ej.: AaLl.

Generación Parental (P): Son los progenitores que se cruzan para obtener las

siguientes generaciones ("Padres").

Primera Generación Filial (F1): Descendientes resultado del cruce de individuos

de la generación Parental ("Hijos").

Segunda Generación Filial (F2): Descendientes resultado del cruce de individuos

de la primera generación filial ("Nietos").


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Heredograma

Genealogía o heredograma, es una manera gráfica de registrar la transmisión de un

carácter genético dentro de un grupo familiar y de esta manera podemos predecir la

aparición de enfermedades. La información consolidada del grupo familiar es de vital

importancia para el diagnóstico preciso de los patrones de herencia. Para elaboración de la

misma se utilizan signos y símbolos aceptados internacionalmente para evitar confusiones

durante la interpretación.


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1. Referencias

Speicher, Michael (2010). Vogel and Motusky´s Human Genetics. Problems and

Approaches. Springer. Jorde,L.B. et al. (2000).- Genética médica. Cap., 4, 5 y12.

Nussbaum, RL, McInnes, R R. and Williard, H.F. (2004). Genética en Medicina. Cáp 5 y

15


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MODELO DE FORMATO DE INFORME

Datos de información básica

Nombres completos

Número de práctica

Fecha

Tema

Paralelo

Grupo

Tutor

Calificación

1. Hacer el heredograma según caso planteado

2. Describir el patrón de herencia en las enfermedades monogénicas.

3. Resolver, analizar e interpretar los cuadros de Punnet.

4. Calcular el riesgo de recurrencia


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Cariotipo Normal y Patológico


Comprender la estructura y nomenclatura del cariotipo como mecanismo de estudio

y diagnóstico de la herencia


Comprende y describe con responsabilidad y criticismo los procesos deelaboración del cariotipo e ideograma.

Resultados de aprendizaje 2

Interpretar con responsabilidad y criticismo los resultados del examen de cariotipo en

la práctica medica

3. Material

Material que provee la cátedra

Microfotografías de cariotipo Normal y Patologico

Placas con cariotipos

Material que trae el alumno

Lápiz Hb

Borrador

Mandil

4. Procedimiento

1. Reconocer en el microscopio las láminas de cariotipo

2. Contar el número cromosómico en una metafase del cariotipo

3. Identificar el sexo del paciente

4. Colocar el diagnostico de acuerdo a nomenclatura ISCN

5. En la microfotografía contar número cromosómico y determinar el sexo

6. Recortar los cromosomas y armar el ideograma

7. Colocar el diagnostico de acuerdo a nomenclatura ISCN



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El objetivo de esta práctica es aprender a reconocer los cromosomas

humanos, elaborar un cariotipo a partir de una fotografía y saber determinar

las anomalías cromosómicas más frecuentes.

La técnica empleada es la de obtención de metafases de linfocitos de

sangre periférica para lo

que:

Se extrae 3 cc de sangre

periférica con heparina

Se sedimenta por 45minutos

Se añade 1,5 cc de

sangre total al medio de

cultivo por 72 h a 37ºC

Se añade colchicina a las

70 horas para parar la

mitosis

Se trasvasa a tubo cónico

de 15 ml todo el

contenido del medio de

cultivo

Fuente: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/santiago_del_estero/adn/caritecn.htm Se

centrifuga por 5 minutos a 1000 rpm

Se extrae sobrenadante y al pellet o botón celular se le añade solución

hipotónica de cloruro de potasio Cl K e incubar por 20 minutos

Se centrifuga y fija con solución de Suarenson (metanol y ácido Acético) y

se lava por varios ocasiones

Se prepara en placa porta objetos coloreando con solución de Giemsa al

5%

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


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Se fotografía

Se amplía fotografías y se realiza idiograma

El cariotipo humano normal consta de (hablando de una célula diploide):

22 pares de de autosomas o cromosomas homólogos, los cuales son iguales

en el hombre y la mujer (del par 1 al 22)

1 par (el último, nº 23) de cromosomas sexuales, que es XX en la mujer

y XY en el varón.

Es decir que nuestras células sómáticas o del cuerpo, que son diploides

poseen en total 23 pares de cromosomas (46). Recuerda que los gametos,

óvulo y espermatozoide, poseen sólo 23 cromosomas, un intergante de cada

par.

La célula con la que vamos a trabajar se ha obtenido a partir de un

cultivo de sangre periférica, después se hizo un tratamiento con tripsina y

posteriormente tinción con Giemsa para obtener un bandeo G. La

microfotografía así obtenida pertenece a una persona que no tiene ninguna

anomalía cromosómica.

La dotación cromosómica normal de la especie humana es de 46,XX para

las mujeres y de 46, XY para los varones.

En el cariotipo humano los cromosomas se ordenan de mayor a menor. Hay

cromosomas grandes, medianos y pequeños. Al ordenar los cromosomas se

constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la formade las parejas cromosómicas, dentro del cariotipo humano podemos encontrar

cromosomas metacéntricos (tienen los dos brazos aproximadamente iguales en

longitud), submetacéntricos (con un brazo más pequeño que otro) y

acrocéntricos (con un brazo corto muy pequeño).

Concretamente en el cariotipo humano hay 7 grupos de cromosomas. Dentro

de cada grupo vamos a ordenar y reconocer los cromosomas con la ayuda

de un idiograma:


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Carrera de MedicinaCátedra de Genética - Guía de práctic

Guías de Práctica de Laboratorio de Genética (1)

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