GENETICA MEDICA UNIDAD III BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN 2018 (español)

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BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
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GENÉTICA MÉDICA
UNIDAD DIDÁCTICA III
BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
. Un gen es una unidad de información​ en un locus de ADN que codifica un producto funcional como son las proteínas.
Es la unidad molecular de la herencia genética, pues almacena la información genética y permite transmitirla a la descendencia.
Los genes se encuentran en los cromosomas, y cada uno ocupa en ellos una posición determinada llamada locus.
El conjunto de genes de una especie es el genoma.
BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
Molecularmente, un gen es una secuencia de nucleótidos que almacena la información que se requiere para sintetizar la macromolécula, esa macromolécula poseerá un rol celular específico.
BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
Para remachar el concepto:
Un gen es una unidad de información en un locus de ADN, que codifica un producto funcional como las proteínas.
Es la unidad molecular de la herencia genética,​ pues almacena información genética y permite transmitirla a la descendencia. 
BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
Para remachar el concepto:
Los genes se encuentran en los cromosomas, y cada uno ocupa en ellos una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie se denomina genoma.
BIOLOGIA MOLECULAR DEL GEN
Como ya lo dijimos, molecularmente el gen es una secuencia de nucleótidos contiguos en la molécula de ADN (ARN en los virus) que contiene la información necesaria para la síntesis proteica.
Los nucleótidos de ADN son los que se muestran en la diapositiva.
GENOMA
El conjunto de genes pertenecientes a una misma especie se define como genoma, mientras que la ciencia que lo analiza recibe el nombre de genética.
GEN DOMINANTE
Si sabemos que fenotipo, es la apariencia física, morfológica, de un individuo, decimos que 
gen dominante es aquel gen que tiene expresión en el fenotipo y que aparece en dosis doble si es homocigoto o en dosis simple si es heterocigoto.
GEN RECESIVO
El gen recesivo es aquel gen que en un par de alelos, no puede expresarse porque hay un gen dominante.
 
Para que este gen se observe en el fenotipo, el organismo tiene que recibir dos copias recesivas, es decir, una recibida del padre y la otra recibida de la madre
LOCALIZACIÓN DE LOS GENES
Los genes se localizan en el ácido desoxirribonucleico, que forma los cromosomas en el núcleo celular.
Se llama locus al espacio físico que ocupan los genes.
Aunque no es una cavidad, en realidad es un conjunto de pares de bases (adenina, guanina, citosina y timina). 
Al conjunto de locus se denomina loci.
TIPOS DE GENES – GENES ESTRUCTURALES 
Son los genes que codifican para formar proteínas.
Reciben también el nombre de OPERON.
Muchos genes estructurales, se encuentran constituidos por regiones codificantes (exones) interrumpidas por regiones no codificantes (intrones) que son eliminadas cuando se forma el ARN.
También se emplea el término de gen doméstico.
 
TIPOS DE GENES – GENES REGULADORES 
Son aquellos genes encargados de controlar la velocidad de síntesis de los productos de uno o de varios genes.
Junto con los genes selectores controlan el desarrollo de los compartimientos. 
TIPOS DE GENES – GENES SELECTORES
SON GENES QUE DETERMINAN LA IDENTIDAD DE LAS PARTES INDIVIDUALES DEL EMBRIÓN EN SUS ETAPAS INICIALES.
SE DENOMINAN TAMBIÉN GENES HOMEÓTICOS.
CONFIEREN A LA CÉLULA IDENTIDAD ESPACIAL O POSICIONAL INEQUÍVOCA A LO LARGO DEL EJE ANTEROPOSTERIOR DEL CUERPO.
INDICAN A LA CÉLULA SI FORMA PARTE POR EJEMPLO DE LA CABEZA, DEL TÓRAX O DEL ABDOMEN DEL INDIVIDUO.
TIPOS DE GENES – GENES POSICIONALES
 
SON LOS GENES QUE DETERMINAN LOS EJES A LO LARGO DE LOS CUALES SE VA A LLEVAR A CABO LA SECUENCIA DE LOS PROCESOS DE DIFERENCIACIÓN EMBRIONARIA EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO. 
TIPOS DE GENES – GENES HOMEOTICOS
SON GENES QUE DETERMINAN LA IDENTIDAD DE LOS SEGMENTOS O PARTES INDIVIDUALES DEL EMBRIÓN EN SUS ETAPAS INICIALES. SE DENOMINAN TAMBIÉN GENES SELECTORES
CONFIERE A LA CÉLULA IDENTIDAD ESPACIAL O POSICIONAL INEQUÍVOCA EN DIFERENTES REGIONES A LO LARGO DEL EJE ANTEROPOSTERIOR DEL CUERPO.
INDICAN A LA CÉLULA SI FORMA PARTE DE LA CABEZA, DEL TÓRAX O DEL ABDOMEN DEL INDIVIDUO.
OTROS GENES
GEN PROMOTOR
Lugar donde la ARN polimerasa inicia la transcripción.
GEN OPERADOR
Actúa como Interruptor. Regula el acceso de la ARN Polimerasa a los genes estructurales.
GENES ESTRUCTURALES
Ya los vimos, son los que sintetizan la proteína resultante.
TÉCNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
TÉCNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
Son todas las técnicas de laboratorio que se usan para:
aislar ADN o extraerlo en alta pureza. 
visualizarlo para ver su estado.
cortarlo y pegarlo (nacimiento de la Ingeniería genética)
amplificar una región en una enorme cantidad de moléculas (clonación de fragmentos en bacterias u otros vectores como virus y PCR) 
TÉCNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
También se realiza el corte de una determinada región con enzimas de restricción para ver si por una mutación se gana o se pierde un sitio de restricción (análisis de mutaciones por RFLP o Restriction fragment lengt polymorphism), que significa: diferencias en los tamaños de los fragmentos de restricción debido a polimorfismos en el ADN entre otras.
PARA QUE SIRVEN ESTAS DIFERENTES TÉCNICAS
SIRVEN PARA:
diagnóstico de enfermedades hereditarias. 
búsqueda de alelos mas o menos frecuentes asociados a una característica que nos interesa seleccionar.
diagnóstico de contaminación bacteriana en alimentos. 
diagnóstico viral o de infección viral (HIV, Hpatitis C, PIF, otros). 
selección de marcadores moleculares para asistir en el mejoramiento genético de una especie.
test de paternidad. 
diagnóstico de identidad forense, etc.
TÉCNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
LA EXTRACCIÓN DEL ADN
Para extraerlo, es necesario purificar al ADN desde cualquier tejido, aunque usualmente se hace a partir de la sangre.
La técnica se basa en una serie de lavados de la muestra y agregado de proteinasas que eliminan las proteínas del medio, detergentes para eliminar las membranas plasmáticas y luego ir aislando el ADN de esa mezcla de ARN, histonas, proteínas y restos celulares.
TÉCNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
Como visualizamos el ADN?
Debemos recurrir a los geles de Agarosa. Una vez extraído el ADN o hecha una reacción de PCR debemos verificar que el ADN esté allí.
Para eso se prepara un gel de agarosa, en una serie de pocillos donde colocamos las muestras sumergidas en el gel y el gel en un buffer conductor. Como el ADN tiene carga negativa migrará hacia el polo positivo, pasando una corriente eléctrica.
TECNICA DE LA PCR
PCR O REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA.
Se utiliza una enzima termoestable, la Taq Polimerasa, llamada así porque se la obtiene de la bacteria Thermus aquaticus (T-aq) A menudo suele abreviarse como "Taq Pol" o simplemente "Taq.
Es una técnica de biología molecular, cuyo objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN. Se realiza en un termociclador.
ORIGENES DE LA GENÉTICA MOLECULAR 
La Genética molecular aparece con el descubrimiento de la doble hélice de ADN por Watson y Crick en 1954.
Crick en los 60, descubre que las bases del ADN se leen de a 3, y esas tres combinaciones de letras significan un aminoácido que formará parte de una proteína. (código genético).
Allí comienza a comprenderse como es la molécula de ADN y como lleva la información que contiene a la célula que la contiene. A esto se lo denominó “Dogma central de la biología molecular”.
ORIGENES DE LA GENÉTICA MOLECULAR 
Luego se descubre las enzimas de restricción que permiten cortar el ADN y analizarlo. 
Nace allí la ingeniería genética. Eso permitió cortar y pegar a la molécula de ADN para estudiarla, analizar patologías en ciertos genes, etc.
A fines de los 80’s, Karl Mullis descubre la técnica de PCR que revolucionó a la genética por su practicidad y rapidez para amplificar una región de ADN en cantidad suficiente para luego hacer todo tipo de análisis.
ORIGENES DE LA GENÉTICA MOLECULAR 
La secuenciación fue descubiertapor Sanger.
Por este descubrimiento, fueron posibles el uso de muchas técnicas para realizar la secuenciación completa del genoma humano. 
Una de las aplicaciones de los secuenciadores es el fingerprinting o huellas de ADN que permite tanto la realización de test de paternidad como identificación de criminales.
La primera técnica utilizada para la identificación de fragmentos de ADN fue el Southern blot. Se transfiere al ADN de un gel de agarosa a una membrana donde se hibridiza con una sonda marcada radioactivamente. Luego llegaron el northten y el western para detectar fragmentos de ARN proteínas respectivamente. Hoy en día se realiza por PCR. 
APLICACIONES DE LAS TÉCNICAS
La técnica más usada hoy en dia, es la PCR seguida de una restricción con enzimas y detección de los fragmentos en un gel o seguidas de un gel de poliacrilamida que tiene más definición para la separación de fragmentos de pocas bases de diferencias.
Cuando se usa PCR y enzimas de restricción se denominan PCR/RFLP (derivado de variación en la longitud de los fragmentos de restricción en ingles).