¿Y después de la secuencia, qué?
Nuestros genomas no son iguales
Persona 1 Persona 2
= Variaciones en el ADN
¿Qué tipo de variaciones ?
Secuenciaestándar
Variaciones:Cambios de una base por otra: Polimorfismos
Deleciones ó pérdidas
Inserciones
Hay variaciones que causan cambios inocuos
Color de ojos
Altura
Forma de la cabeza
No Disease Hemophilia
Hay variaciones que causan cambiosperjudiciales
Diabetes, Cáncer,Cardiopatías,Hemofilia..
Hay variaciones que causan cambios latentes
Estas variaciones no son perjudiciales por sí mismas, peropueden conferir un cierto“riesgo”, que puede acrecentarseen ciertas condiciones (ambiente, hábitos, etc..). Estas variacionestambién pueden explicar porquéunas personas responden bien a ciertos tratamientos con fármacos y otras no.
En el ejemplo, los dos son fumadores y bebedores, perosólo uno de ellos desarrollarácáncer. Las variaciones quetienen en su ADN no son las quecausan el cáncer, sino queconfieren un riesgo, que puedemanifestarse frente a ciertassituaciones ambientales, como el tabaco (o el humo) o la ingesta de alcohol
Hay variaciones que no causan cambiosaparentes
Nuestro genoma tiene tres mil millones de bases
Entre dos personas cualesquiera hay más de 20 millones de nucleótidos de diferencia, que se agrupan en 1.400 regionesdel genoma.
Esas diferencias pueden ser de varios tipos….
SNP: “polimorfismos” de un solo nucleótido
VNTR/STR : “polimorfismos” basados en el nº de veces que se repiteuna secuencia, en tándem.
Cromosomahumano
Región VNTR/STR
Número variablede repeticionesen tándem
Las regiones VNTR/STR son polimórficas, esto es, tienen “muchas formas”. El número de repeticiones en tándem es muy variable dentro de una población.
= Sitios reconocidos por enzimas quecortan ADN
..ATCCGTCGTCGTTC….
..ATCCGTCGTTC….
..ATCCGTCGTCGTCGTTC….
Persona 1
Persona 2
Persona 3
(3)(2)
(4)
Farmacogenómica
Las personas responden de forma distintaa los fármacos
Pacientes que responden bien
Pacientes que no responden
Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial
¿En qué se diferencian?
Pacientes con losMismos síntomas
Las personas responden de forma distintaa los fármacos
Pacientes con los mismossíntomas
Pacientes que responden bien
Pacientes que no responden
Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial
--ATTGTAC----ATTCTAC----AGTGTAC--
Genoma
Las personas responden de forma distintaa los fármacos
Pacientes queresponden bien
Pacientes que no responden
Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial
FÁRMACO A FÁRMACO B FÁRMACO C
Un ejemplo: la warfarina
Un anticoagulante
Dosis alta (65% de la población)
Este porcentaje de la población necesita una dosis alta para que la warfarina tenga el efecto deseado. Una dosis intermedia, o menor, puede provocar trombos
Dosis intermedia (32% de la población)
Para este porcentaje de la población necesita una dosis intermedia es la adecuada
Dosis baja (32% de la población)
Este porcentaje de la población necesita una dosis baja. Una dosis más alta aumenta peligrosamente el riesgo de hemorragias
Un ejemplo: la warfarina
Son varios los factores que influyen en la dosis de warfarina necesaria para impedir la formación de trombos, sin que cause efectos secundarios peligrosos. La variacióngenética explica aproximadamente el 40% de las diferencias entre individuos. El 60% restante de las variaciones en la respuesta a la warfarina puede explicarse porfactores no genéticos, como la edad, el peso, el sexo, la dieta, la ingesta de otrosmedicamentos y el tabaco.
Información Genética Personal
Santiago Torres-Martínez
adn
Genética forense
“huella” genética
Individuo 1 Individuo 2
Individuo 1
Versión A5
Versión A2
Versión B2
Versión B1
Individuo 2
Versión A3
Versión A4
Versión B3
Versión B2
1 2 3
1 1 12
3 3
Variantes encontradas en la población
Roberto
Ana
David
La “huella” genética
Probabilidad de encontrar dos individuoscon el mismo perfil: < 10-13
¿De dónde se puede obtener ADN?
• Sangre
• Semen
• Saliva
• Orina
• Pelos
• Dientes
• Huesos
• Tejidos
Pruebas de identidad
Un caso de violación
T: Control de tamañosC: Controles V: Víctima S1: Sospechoso 1S2: Sospechoso 2M: Células de la mujerE: ADN de espermaN: Novio
T C T V S1 M ES2 TN C C
Sospechosos
Muestra
Pruebas de Paternidad
madre
hijo
¿padre ?
Caso 1
madre
hijo
¿padre ?
Caso 2
?
INGENIERÍA GENÉTICA
Conjunto de técnicas que permiten la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro.
Herramientas moleculares:
Las enzimas de restricción
“Moléculas recombinantes o quiméricas”
Los extremos resultantes de los cortes facilitan la obtención de moléculas de ADN recombinante
CLONACIÓN = AMPLIFICACIÓN
Bacterias
Cromosoma bacteria ADN recombinante
ADN recombinante
Paso 1 Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
bacteria plásmido(pieza pequeña de ADN)
plásmido cortes
Se inserta elgen de lainsulina
insulina
Insulina recombinante
(“transgénica”)
Plantas transgénicas
ADN con el gen deseado
ADN recombinante
1
Célula vegetal
El gen deseado se ha insertado en uno de los cromosomas de la planta
Regeneración de la planta
Planta transgénica(con el nuevo
carácter)
Cómo se hace una planta transgénica
• Plantas con características de interés (resistencia a plagas, a herbicidas…)
• Producción de nuevos alimentos
• Posibilidad de incorporar característicasnutricionales distintas en los alimentos
• Vacunas comestibles (Tomates con la vacuna de la hepatitis B…)……………
Para qué plantas transgénicas
Tomates que no se deterioran
arroz “dorado”
β-caroteno
Ruta bloqueadaen el “arroz blanco”
Ruta bloqueadaen el “arroz blanco”
Sintetasa de fitoeno
Desaturasa de fitoeno
Desaturasa deξ-caroteno
Ciclasa de licopeno
β-caroteno
tran
sgen
es
¿Porqué es bueno el β-caroteno?
Vitamina A Vitamina A
¿Porqué es bueno el β-caroteno?
• Los carotenos poseen propiedades antioxidantes.
• La vitamina A ayuda a la formación y al mantenimiento de dientes sanos, tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. Se conoce también como retinol, ya que produce los pigmentos en la retinadel ojo.
• La vitamina A promueve la buena visión.
• Su falta produce el desarrollo anormal de los huesos del sistema reproductivo, ceguera nocturna, xeroftalmia (unaafección de resequedad de la córnea del ojo)…..
Mediante cruzamientos genéticos tradicionales
Mediante tratamientosmutagénicos
Mediante ingeniería genética
Limitaciones:
. Caro
. Mucho tiempo
. Limitado a especies y genes
Limitaciones:
. Aleatorio
. impredecible
Limitaciones:
. Muy específico
Animales transgénicos
Oveja adulta A Oveja adulta donante de óvulos
Oveja adulta receptora
Oveja transgénica
Desarrollo del embrión in vitro
Implante del embrión en el útero de una oveja receptora
Inyección del transgén deseado en uno de los núcleos del cigoto
DNA
fertilización in vitro
Cómo se hace un animal transgénico
Cómo se clona un animal
Oveja adulta Adonante de células
Oveja adulta donante de óvulos
Oveja adulta receptora
Dolly(clon de A)
Gen de laantitrombina
Óvulo reciénfertilizado
El DNArecombinantese inyecta enel pronúcleo
Implantar en madre “adoptiva”
Identificar losdescendientestransgénicos
El gen de la antitrombinase ha manipulado
para que sólo se expreseen el tejido mamario
y se secrete en la leche
Se obtiene la lechede los animales
transgénicos
Se extraen las proteínas de
la leche
Se purifica la antirombina
Obtención de proteínas de interés a partirde leche de animales transgénicos
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