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GENÉTICA ⇒ Ciencia que estudia los genes, su compartimiento y herencia. Tiene diferentes especialidades. En Perú: genética vegetal es muy buena, animal en progreso, humana aún menor. RAMAS DE LA GENÉTICA HUMANA CITOGENÉTICA: Estudio de los genes en la célula GENÉTICA MOLECULAR: Estudiar genes como molécula (ARN, ADN) GENÉTICA BIOQUÍMICA: Estudio de enfermedades metabólicas GENÉTICA POBLACIONAL: Distribución de genes en el mundo INMUNOGENÉTICA: Reacción antígeno-anticuerpo. Hasta que punto nuestro cuerpo recibe y actúa contra los agentes que ingresan a nuestro organismo FARMACOGENÉTICA: Reacción de nuestro cuerpo ante los quimioterápicos/medicina INGENIERÍA GENÉTICA: Boom de la actualidad. Se usa al máximo en la vegetal- animal y humana GENÉTICA DEL COMPORTAMIENTO: Cómo nuestra manera de ser influye en la acción de los genes GENÉTICA DEL DESARROLLO: A lo largo de nuestro desarrollo se ve la acción de los genes EPIGENÉTICA: En relación con los genes, pero sin alterar su constitución molecular GENÉTICA, LEY Y BIOÉTICA: Respetar los genes de la humanidad y su trato en ellos ALELOS: Gen que tiene alternativa en otro par de cromosomas. Es decir, tiene su par un homólogo DOMINANCIA Y RECESIVIDAD: Es dominante cuando solo necesita un alelo del gen; es recesivo cuando necesita dos alelos el gen. GENOTIPO Y FENOTIPO: Genotipo es la representación del carácter en el gen, en los cromosomas, en las células; y el fenotipo, la expresión del gen en nuestra persona a través de los sentidos. CONGÉNITO Y HEREDITARIO: Congénito con los que nacemos, se adquieren durante la gestación; hereditario, carácter que va de generación en generación. HERENCIA Y AMBIENTE: Herencia es lo que recibimos de antepasados y lo transmitimos a descendientes; ambiente es el factor que influye en la manifestación del gen. MOSAICISMO: Conjunto de células que pueden dar vida y/o enfermedad. Un individuo es mosaico cuando tiene dos o más complementos celulares. AMNIOCENTESIS: Acto de sacar líquido amniótico para análisis genéticos. Punción de líquido debe ser precisa y con un ecógrafo al frente. Desventajas: Infección del bebe cuando se introduce la aguja, escape del líquido amniótico Alternativa: BIOPSIA DE MÉDULA➔No se presentan tantos casos de sangrado e infección, pero es más riesgoso que la amniocentesis RADIOGRAFÍAS , ULTRASONOGRAFÍA: Importante en clínica. Depende su uso FETOSCOPÍA: Observación de feto intraútero MANIPULACIÓN DE CÉLULAS GERMINALES: Se utiliza actualmente por personas que no pueden tener hijos EMBRIONES IN VITRO: Embriones criados en un tubo de prueba, trasplantados para el útero materno INGENIERÍA GENÉTICA: Todos los avances se lo debemos a esta. PREDICCIÓN DEL SEXO: Actualmente se puede elegir el sexo del bebe PRODUCCIÓN DE CLONES: Importante en ingeniería genética vegetal PROCREACIÓN SELECTIVA: En plantas, para su multiplicación y variedad Heredograma o pedigrí (más usado en animales o plantas) Heredograma o genealogía (en humanos): Método abreviado para representar esquemáticamente mediante símbolos la historia de una familia indicando personas afectadas y el parentesco que guarda con el propósitus, probando o caso índice GENÉTICA HUMANA Homocigotos Heterocigotos Hemicigotos Dos genes iguales Dos genes diferentes Gen que tiene su alelo en el par cromosómico Árbol genealógico hecho por primera vez en la universidad de Harvard en 1905 sobre la herencia autosómica dominante BRAQUIDACTILIA. En todas las generaciones hay sujetos afectados (50% al menos) sin distinción de sexo, los descendientes de los no afectados, son no afectados; los descendientes de los afectados sí están afectados. Posterior a la elaboración de árbol genealógico, al sujeto afectado se le deben tomar pruebas: ESTUDIOS CITOGENÉTICOS Los métodos de laboratorio indican el estudio de las muestras que necesitamos para identificar la patología CULTIVO DE LINFOCITOS: Para obtener cromosomas in vitro. Es de los más fáciles e indispensables en sangre periférica. Todos se basan en la extracción de la muestra 1. TOMA DE LA MUESTRA: con una jeringa heparinizada para evitar la coagulación de la sangre 2. SEDIMENTACIÓN: Sangre debe ser separada en el suero y la parte líquida y la sólida. a. De la líquida se tomará 1cm3 y se manda a un medio de cultivo ya preparado 3. SIEMBRA: del líquido en un medio enriquecido con fitohemaglutinina (a fin de que los cromosomas como proteínas aprovechen de este sustrato) 4. INCUBACIÓN: Tarda 72 horas a 37°C a un pH de 6 a 7 5. BLOQUEO DE METAFASES: con un antimitótico: COLCHICINA por 20-30 minutos a 37°C, dependiendo este tiempo con la forma como queremos obtener los cromosomas para el análisis 6. CENTRIFUGACIÓN: A 100 revoluciones por 10 minutos 7. HIPOTONIZACIÓN: Se hinchan las células para separar las cromátides a 37°C durante 10-15 minutos 8. CENTRIFUGACIÓN: 1000 revoluciones por 10 minutos 9. FIJACIÓN: Se fija con metanol (3/4) y ácido acético (1/4) por 15-20 minutos. Luego se hacen lavados sucesivos hasta que la muestra quede completamente limpia. El color medio rojizo debe pasar a ser blanco, y una vez blanco se añade fijador 10. PREPARACIÓN DE LÁMINAS: Con una pipeta Pasteur, se toma unas cuantas gotas y se siembra en una lámina previamente congelada y preparada 11. COLORACIÓN Y BANDEO: Después de secar, se selecciona la coloración para el tipo de bandeo que se desee 12. EXAMEN MICROSCÓPICO: Se analizan las metafases 13. FOTOGRAFÍAS: Se recortan y ordenan los cromosomas DETERMINA: • La prevalencia de anomalías y de variantes cromosómicas • La presencia de alteraciones estructurales (traslocaciones, deleciones, microdeleciones, inversiones, duplicaciones) • Presencia de variantes cromosómicas (sitios frágiles, variaciones satélites, heterocromatina centromérica aumentada, etc.) Son las que más se usan: Bandas G, Q, C, R, NOR Citogenética molecular usan: FISH Clásico, M-FISH, SKY, CGH TÉCNICAS DE COLORACIÓN: Las bandas claras y oscuras han servido para ayudar a diferenciar el bandeo con la coloración homogénea o convencional TÉCNICAS DE BANDEO CROMOSÓMICO: ❖ BANDAS Q: Utiliza la Mostaza de Quinacrina o dihidroclorado de quinacirna. Fue usada por Casperson desde 1971 o Se utiliza el microscopio de fluorescencia o Ellison y Barr, 1972: Fluorese en presencia de ADN rico en Adenina- Timina o Commings, 1975-1978: Bases de Guanina-Citosina rompen la fluorescencia o Pachman y Riegler, 1972: Proteínas NO HISTONAS limitan el acesso a la zona G-C ❖ BANDAS G: Utiliza Giemsa derivado de Tiazinas (moléculas planas de carga + que interactúa con grupos fosfatos de ADN). Estudiada por Summer en 1971 o BANDAS G (+): Corresponde a CROMATINA LIBRE para unirse al colorante. Son ricas en A-T que replican tardíamente con genes de tejido específicos (ej. Gen de la Beta-globina). Sin embargo, replican temprano en el tejido que expresa el gen. Dan lugar a bandas G oscuras o BANDAS G (-): Son ADN no disponible y en parte extraído. Ricas en G-C de replicación temprana, se relacionan con genes estructurales. Dan lugar a bandas G claras o Utiliza la TRIPSINA que se encarga de desnaturalizar las proteínas ❖ BANDAS C: Usada para marcar la heterocromatina constitutiva por Pardue y Gall en 1970 o La extracción del ADN no pericentromérica (heterocromatina de la región centromérica). Lo constituye el 20% del genoma humano o Se trata con solución de hipoclorito de sodio a temperatura ambiente y se lava con solución salina (cloruro de Ba) o RESULTADO: La heterocromatina constitutiva de distribución pericéntrica en todos los cromosomas a excepción del Y que se encuentra en el brazo largo o Tiñe las constricciones secundarias de los cromosomas 1, 9, 16 ❖ BANDAS R: Llamadas también bandas REVERSA, por colorear al revés de las bandas G. Usadaspor Dutrillaux y Lejuene en 1971 o Se obtiene con tratamiento de temperatura y colorante Giemsa o También bandas R fluorescentes con ACRIDINA ORANGE o Detecta ADN rico en G-C o Denatura ADN rico en A-T o Se usa cuando se sospecha que los telómeros participan en alguna anormalidad ❖ BANDAS NOR: Emplea la plata amoniacal para teñir regiones de los organizadores nucleares que contienen ARNr. Usada por Fergunson-Smith en 1961 o Para ver polimorfismo de los satélites o Las regiones NOR se ubican en el tallo del satélite de los cromosomas acrocéntricos, corresponden a proteínas NO HISTONAS que aparecen con la síntesis de ARNr o Las constricciones secundarias (tallos) de los cromosomas acrocéntricos con satélites se tiñen con placa amoniacal ❖ BANDAS G-11: Se usan para la modificación de las bandas G con pH elevado para demostrar variantes normales comunes (polimorfismos) o Los resultados se tiñen ▪ Constricciones secundarias del cromosoma 9 ▪ Segmento distal largo del cromosoma Y ▪ Área pericéntrica del cromosoma 20 ❖ ICH (Intercambio de cromátides hermanas): Mediante una autoradiografía usando Bromo-desoxiuridina que sustituye a la timidina o Se observa el intercambio entre los segmentos de las cromátides hermanas o Se realiza normalmente de 6-9 intercambios por metafase, y aumentan cuando se exponen a mutágenos o en algunas enfermedades donde se observan los GAPS sitios frágiles como brechas que no se tiñen bien ❖ FISH (Hibridación fluorecente in situ): Es actualmente más usada y tiene múltiples aplicaciones, economizan otras alternativas. Se emplean sondas PROBES específicas para la coloración de determinados cromosomas, y diagnostican anomalías cromosómicas o A partir del ADNc o ADN genómico la sonda se marca y se añade por hibridación, y la señal se identifica por autoradiografía o fluorescencia. Se observan gránulos en la zona con hibridación o FUNDAMENTO: Las comátides de un cromosoma normal se separan. La porción de la cromátide se desnaturalizan mediante calor y se vuelve un ADN bicatenario a monocatenario, la zona de hibridación lo reconocerá y colocará una sonda que identificará el gen. Estudia la fusión entre la citogenética clásica y la biología molecular. Permite la detección de alteraciones cromosómicas numérica y/o estructurales submicroscópicas responsables de diferentes patologías de origen genético imposibles de diagnóstico con las Técnicas de Citogenética Convencional ❖ FISH (Hibridación fluorescente in situ): En la técnica de citogenética molecular utilizando moléculas fluorescentes para localizar genes o fragmentos de ADN, para identificar aberraciones estructurales en células cancerígenas u otras patologías cuando el baneo GIEMSA u otras técnicas no son suficientemente específicas. La coloración de FISH es bastante específica y se pueden hacer análisis en una célula ya procesada para ver la independización de cada uno de los cromátides o en una célula en interfase o metafase (más específica, generalmente usada). o VENTAJAS: Requiere poco ADN. Permite análisis de neoplasias con un bajo índice de proliferación (inicios de la neoplasia) o DESVENTAJAS: No detectan translocaciones recíprocas ni Robertsonianas. No detecta inversiones. No detecta mutaciones puntuales. El mosaicismo afecta la detección de cambios ➔ Su aplicación no es completa. ❖ DEL ARRAY: Se basa en la hibridación con fluorescencia de doble color marcando ADN con fluorocromos distintos. Normalmente se marca con rojo al ADN DE REFERENCIA o CONTROL y con verde al ADN QUE SE ESTUDIA. ▪ Luego se realiza una hibridación competitiva entre los ADN de CONTROL y ESTUDIO sobre metafases normales en presencia de ADN. EJEM: Cromsoma 1 humano cuya función es suprimir las secuencias repetitivas de ADN ▪ Se realiza un análisis mediante un microscopio de fluorescencia cuantificando las proporciones de colores verde y rojo en los cromosomas ❖ HIBRIDACIÓN GENÓMICA COMPARADA (CGH): Es posible identificar y analizar alteraciones genéticas del tipo de ganancia o pérdida de material genético en una muestra de ADN en comparación con una muestra de referencia. o CONVENCIONAL: Se pueden distinguir pequeñas variaciones cromosómicas. ADN de muestra (verde), ADN control (rojo), Fluorescencia amarilla (cromosomas con lugar en proporción nomal). ▪ RESULTADOS: DELECCIÓN (rojo), DUPLICACIÓN (verde). ▪ Se utiliza principalmente en el cáncer por la acumulación de cromosomas, en su fase terminal o EN ARRAYS: Detecta variaciones de menor número de Kilobases. No es necesario obtener las muestras en metafase de mayor resolución que el convencional ▪ Se pueden distinguir los puntos de cortes de las alteraciones cromosómicas. ▪ MÉTODO: • Si hay IGUAL CANTIDAD de ADN en el control y en la muestra, el color del pocillo será AMARILLO. • Si hay MÁS CANTIDAD de ADN del control (microdeleción del ADN de la muestra), el pocillo tendrá el color del que hemos marcado la muestra • Si ha MÁS CANTIDAD de ADN de muestra (micro amplificación del ADN de la muestra), el pocillo se teñirá del color que hayamos marcado. TIPOS DE SONDAS ➔CENTROMÉRICAS: Formadas por una secuencia repetitiva de ADN que hibrida con el ADN de la región centromérica del cromosoma. Estas permiten detectar alteraciones cromosómicas numéricas (monosomías o trisomías). ➔DE PINTADO CROMOSÓMICO: Formadas por una batería de sondas que en su conjunto hibridan con todo el cromosoma. Dichas sondas permiten visualizar alteraciones citogenéticas numéricas y estructurales. ➔DE SECUENCIA ÚNICA O LOCUS ESPECÍFICO: Hibridan con el ADN de una región genómica concreta, correspondiente a un gen o a una banda cromosómica. Con ellas es posible detectar alteraciones numéricas y estructurales. ❖ CARIOTIPO ESPECTRAL (SKY): Permite estudiar y visualizar los 23 pares de cromosomas en forma simultánea con Sondas Fluorescentes específicas para cada cromosoma al marcar el ADN con diferentes fluorocromos (específicos para cada par cromosómico) mapeando genes y determinando anomalías específicas. Se basan en la cohibridación de 24 sondas de pintado cromosómico con fluorescencia sobre metafases. La hibridación visualiza cada par cromosómico de diferente color M-HIS CON SONDAS SUBTELOMÉRICAS FISH: BANDEO MULTICOLOR CICLO CELULAR: Cumple su ciclo de vida en 24 horas. M MITOSIS: Solo dura 1 hora. INTERFASE: Ocupa las 23 horas restantes. FASE G1: Cromosomas tienen una sola constitución, tienen composición diferente y toma tiempo considerable FASE G2: Células tienen 2 cromátides FASE S: Síntesis de ADN, tiene mayor cantidad de tiempo Existe una fase donde las células cesan de dividirse PROCESO: 1. FASE DE SÍNTESIS: La célula se agranda y produce nuevas proteínas 2. FASE G0-G1: La célula se detiene. Fue crucial para el éxito de la clonación 3. PUNTO DE RESTRICCIÓN: La célula decide si se replica o no 4. RÉPLICA DEL ADN 5. FASE G2: Célula se prepara para dividirse. Tiene 2 cromátides 6. METAFASE: Se observa la división celular FORMA DE LOS CROMOSOMAS: METACENTRICA: Forma de V SUBMETACENTRICA: Forma de J ACROCENTRICOS: Contención más al extremo MORFOLOGÍA DE LOS CROMOSOMAS DURANTE EL CICLO CELULAR: CROMOSOMAS PROFÁSICOS: Forma de hilo, no homogéneos, tienen nudillos a lo largo. Tiene cromómeras, se aparean los cromosomas y siguen su morfología diferente durante la metafase. En resultado final de la división meiótica se verá que: VARONES (4 divisiones), MUJERES (1 división) ACONTECIMIENTOS INESPERADOS: El ovocito/espermatocito primario después de la duplicación del ADN 46 cromosomas de estructura doble ➔ EN UNA DIVISIÓN NORMAL: Cada uno de los cromosomas se divide normalmente una cada célula, pero puede suceder que haya una NO DISYUNCIÓN: Par cromosómico no se divide uno cada célula, si no que los dosse van a una misma célula (puede suceder en la primera o segunda división meiótica) En una división MEIOTICA normal: Se tendrá 4 células cada uno con su cromosoma En una división ANORMAL: 24 cromosomas en 2 de ellas, 22 en las otras dos➔ PATOLOGÍA En una NO DISYUNCIÓN SECUNDARIA: Las 2 células están ausentes y las otras 2 si tienen cromosomas ➔ PATOLOGÍA ESQUEMA DE UN CROMOSOMA: BAJA RESOLUCIÓN: Los segmentos de cada cromátide son amplios, tienen regiones y dentro de ellas bandas. ALTA RESOLUCIÓN: Además de bandas se pueden ver sub-bandas (más específica) donde pueden ubicarse a las patologías con mayor precisión EL CROMOSOMA Y SUS PARTES: SE LEE: 1. REGIÓN, 2. BANDAS, 3. SUB-BANDAS UBICACIÓN DEL CROMOSOMA: El cromosoma X se ubica normalmente en el extremo de la membrana nuclear, siendo así una célula de mucosa (endotelial) Su inactivación es muy importante para la identificación de los cromosomas sexuales en una técnica de coloración simple como la cromatina sexual, para el diagnóstico presuntivo del sexo, para luego identificarlo mediante el CARIOTPO Técnica de coloración de núcleos con tinción de carbon-fucsina en una célula interfase. Observando el Corpúsculo de Barr adherida a la membrana nuclear. Esto identifica la presencia del cromosoma sexual X Normalmente tiene un tamaño de 0.7 a 1.2 micras, y el número de ellas por núcleo es de 0 a 3-4. La inactivación de esta cromatina sexual es importante para ver el número de cromosomas X que hay en un núcleo ➔ PATOLOGÍA NUMÉRICA No hay Corpúsculo de Barr en el varón, solo en la mujer. Varón tiene 1 cromosoma X sexual, mujer tiene 2. El varón no tiene cromosoma X donde se inactiva el cromosoma sexual. La mujer sí, por tanto es un mosaico respecto al comportamiento del cromosoma X. La que se inactiva es la que se manifiesta como corpúsculo de Barr. La fórmula de cromosoma es: N# de cromatina sexual = n° de cromosomas X – 1 Además de esa patología numérica, hay una estructural: Cuando excede su tamaño hay Cromatina grande, cuando es más pequeña es Cromatina pequeña LYONOZACIÓN O INACTIVACIÓN DEL CROMOSOMA X – HIPÓTESIS DE LYON LYONIZACIÓN: Proceso por el que cada uno de los cromosomas X en la mujer se inactiva al azar en cada uno de las células somáticas. Proceso de desarrollo que afecta al cromosoma X en etapas sucesivas aún incompletamente conocidas GEN XIST: Responsable de la inactivación característica de 1 de los 2 cromosomas X de la mujer y se manifiesta citológicamente como corpúsculo de Barr. En embriones humano, el 14vo día se envidencia la presencia de cromosoma sexual: Es mosaico para el cromosoma X materno y paterno ASPECTOS MOLECULARES DE LA HIPÓTESIS DE LYON: El gen “XIST” está ubicado en el Xq13, estrechamente ligado al gen RP4X y al PHKA1, se extiende por cerca de 80 kb. Consta de 8 exones y su producto de transcripción es >15 kb Algunos genes que se encuentran en el X inactivo son resisten a la lyonización y mantienen su actividad transcripcional. ASPECTO MOLECULAR DE LA CROMATINA SEXUAL La cromatina sexual es un complejo de ADN más histonas (Arg – Lis). Estas proteínas son de dos grupos: ➢ Histonas proteínas pequeñas con alto contenido de aa básicos, se distribuyen en paquetes de 8 moléculas: H2A, H2B, H3 y H4.. H1, se encuentra en el ADN espaciador y en la parte externa de los nucleosomas. ➢ No histonas grupo heterogéneo, forma la estructura de los cromosomas, otros se relacionan con la transcripción y la replicación. ASPECTO MOLECULAR DEL CORPÚSCULO DE BARR La cromatina en el núcleo se puede encontrar de 2 formas: HETEROCROMATINA: Forma inactiva condensada. Localizada en la periferia del núcleo. Se tiñe fuertemente, y es de replicación tardía: ➔H. CONSTITUTIVA: Carece de información genética ➔H. FACULTATIVA: Contiene información de los genes que no se expresan EUCROMATINA: Forma inactiva condensada. Se tiñe débilmente y contiene la heterocromatina MAPA GENÉTICO: Se identifica el lugar que ocupan los genes (LOCUS) CROMOSOMA 1: Metacéntrico, estudiado con MARCADORES GENÉTICOS: Variedades moleculares obtenidos por técnicas de ADN recombinante. Cada una de ellas es específica para la mujer (450 DIVISIONES: PORCIONES MARCADAS) y para el varón (300 DIVISIONES). Un cromosoma es distinto a otro en cuánto a la ubicación de sus genes MAPA FÍSICO: El gen que ocupa el Locus ➔ Diferentes genes ocuparán el Locus. En cada uno de ellos se puede ver una PATOLOGÍA diferente. Estudia las diferencias interindividuales en el contenido de ADN de los cromosomas se han precisado mediante la CITOMETRIA DE FLUJO o MICRODENSITOMETRIA Existen 4 grupos principales: 1. TAMAÑO DEL BRAZO q DE CROMOSOMA Y: a. FRECUENCIA: 10% de los hombres tienen el cromosoma Y más largo o corto que lo usual b. COLORACIÓN: Bandas Q y C 2. TAMAÑO DE HETEROCROMATINA CONSTITUTIVA: a. Variaciones en los cromosomas 1, 9, 16 b. TINCIÓN: Bandas C 3. POLIMORFISMOS DE LOS SATÉLITES: a. Variaciones en los cromosomas 13, 14, 15, 21, 22 b. TINCIÓN: Bandas Q y NOR 4. SITIOS FRÁGILES a. Rasgos estructurales de los cromosomas que se hacen visibles en ciertas condiciones en el cultivo de tejidos. Se heredan en forma codominante. Existen al menos 20 sitios frágiles comunes y 18 sitios raros. CONGRESO DE DENVER, COLORADO EEUU 1960: Se acordó agrupar a los cromosomas en base a la longitud relativa cuociente de los brazos, índice centromérico y propuso un sistema estándar de nomenclatura de los grupos CONFERENCIA DE LONGRES 1963: Modificaciones al Sistema Anterior y se añadió letras a los grupos (A, B, C, D, E, F, G) más los cromosomas sexuales REUNIÓN EN CHICAGO 1966: Se convino añadir una serie de símbolos que designan determinados caracteres. Así se adoptó un sistema taquigráfico (abreviaturas) para describir las anormalidades cromosómicas (delecciones, inversiones, etc.) DEFNICIONES MÁS USADAS EN CITOGENÉTICA HUMANA: CARIOTIPO: Resultado del estudio de los cromosomas de una persona. Se da en la fórmula cromosómica y se expresa mediante el cariograma CARIOGRAMA: Representación de los cromosomas de acuerdo a morfología y tamaño HIDIOGRAMA: Estudio de un cromosoma o un conjunto de cromosoma específicos que se representan mediante un dibujo o una fotografía. EN CROMOSOMAS NORMALES: Varón normal (46,XY) ; Mujer normal (46,XX) EN ANOMALÍAS NUMÉRICAS: S de Down (47,XY,+21) ; S de Klinefelter: 47, XXY EN ANOMALÍAS ESTRUCTURALES: S. Cri-duchat (46,XY,del(5)(p15) ; S. de Down (46,XX, der (14;21) (q10;q10),+21 ANOMALÍA EN CROMOSOMA SEXUAL X: 46,X, r(X)(p13 q 26) SÍNDROME DE TURNER CARIOTIPO: 45,X0 FENOTIPO: FEMENINO FRECUENCIA: 1/2500 RN VIVOS de sexo femenino Talla depende de su providencia. En MÉXICO: Talla promedio de mujeres 45,X0 es 1.376 +o- 0.58 cm DIAGNÓSTICO EN RECIÉN NACIDOS: Pterygium coli, edema en el dorso de manos y pies. Implantación baja de cabello y orejas, un fascis específico como si fuera un varón en niñas. Según las edades se observan las características: En el crecimiento de las niñas se va absorbiendo su pterygium coli, disminuye el edema en el dorso de manos y pies. Las pacientes pierden esas características conforme su crecimiento, volviéndose casi normales; sin embargo, aún poseen las características genéticas específicas Se puede someter a tratamientos que también ayudan a verse normales ➔ disminución del pterygium coli y el cubitus valgus. El desarrollo mamario es evidente después del tratamiento con estrógenos y progesterona. Seguirán siendo estériles, sin embargo pueden haber mosaicos en el que puede haber alteración de esos caracteres severos. ABORTO CON S. DE TURNER: Placenta con fibrosis severa. 90% de embriones con cariotipo 45,X0 son abortados en forma espontánea durante el 1er trimestre. TRISOMÍA X CARIOTIPO: 47, XXXX FENOTIPO: FEMENINO INCIDENCIA:1/1000 – 1 /2000 R.N. VIVAS FENOTIPO: ❖ Amenorrea secundaria, hipoplasia de labios menores ❖ Más alta que el resto de las niñas de su familia ❖ 75% fértiles. Retardo mental en 25% de ellas ❖ Primera infancia con alteraciones de carácter y posterior esquizofrenia y psicosis ❖ Problemas mentales de aprendizaje y comportamiento ❖ Trastornos neuropilépticos, similar a XXY ❖ Eefecto de edad materna avanzada SÍNDROME TRIPLE X CARIOTIPO: 47, XXX FENOTIPO: FEMENINO INCIDENCIA: 1/1000 NIÑAS VIVAS ANTECENDENTES: Jacobs 1959 ETIOLOGÍA: No disyunción en cualquiera de las dos meiosis maternas, o e la 2da DMP El RR no aumenta en parejas que ya han tenido una hija afectada SISTEMA GENITAL: ❖ 75% fértiles. Amenorrea 2daria. Hipoplasia de labios menores ❖ Hipoplasia de mamas y genitales externos ❖ Infantilismo y escasa menstruación ❖ La mayoría de hijos son cromosómicamente normales SÍNDROME PENTA X CARIOTIPO: 49, XXXXX FENOTIPO: FEMENINO. Muy específico ❖ Hendidura palpebral mongoloide ❖ Hipertelorismo, coloboma del iris ❖ Conducto arterioso permeable ❖ Oídos de asentamiento bajo ❖ Cuello corto, surco simiesco ❖ Pie quinovaro ❖ Manos pequeñas con clinodactilia en los meñiques FEMINIZACIÓN TESTICULAR/PSEUDOHERMAFRODITISMO MASCULINO CARIOTIPO: 46,XY ➔ genéticamente varón FENOTIPO: FEMENINO. El externo es como el de una mujer normal ➔ Vagina termina en fondo de saco, no existe útero ni trompas de Falopio; testículos de ubicación abdominal o inguinal causada por falta de receptores de andrógenos. Es importante que estos testículos sean extirpados con prontitud porque pueden hacerse neoplásicos. La constitución de esos testículos es normal porque elaboran testosterona, pero no cumplen su función por la falta de receptores de andrógenos. SÍNDROME DE KLINEFELTER CARIOTIPO: 47,XXY FENOTIPO: MASCULINO HALLAZGOS CLÍNICOS: ❖ Hipoplasia testicular con azoospermia u oligosomía ❖ Caracteres sexuales deficinetes por niveles disminuidos de testosterona. ❖ Ginecomastia uni o bilateral en 40%. ❖ Escaso vello púbico. Hábito eunucoide. ❖ Retardo metal moderado nunca profundo (CI = 10-15 ptos menor a los normales). ❖ 15% de casos son mosaicos y algunos son fértiles. Otros mosaicos con 3 o más líneas celulares se observan ocasionalmente. FENOTIPO: En R.N. es difícil de observar. Se evidencian a medida que van creciendo FRECUENCIA: 1 en 1000 nacidos vivos de sexo masculino 100 de 1000 en varones infestados 10 de 1000 en varones en instituciones para retardados mentales SÍNDROME DE XXXXY CARIOTIPO: 49, XXXXY FENOTIPO: MASCULINO ❖ Cuello corto, esternón grueso ❖ Hipogenitalismo, pronación limitada de los codos ❖ Recuento bajo de crestas dérmicas en los pulpejos digital ❖ Deficiencia mental, C.I. medio 34 ❖ Peso y estatura baja al nacimiento ❖ Hipertelorismo, estrabismo, epicantos internos ❖ Prognatismo mandibular EN EL RECIÉN NACIDO: Facies parecida al S. Down. Parece no influir la edad materna avanzada Cromatina sexual es positiva con 3 corpúsculos de Barr puesto que hay 4 cromosomas X. Con el bandeo GTG se puede observar y definir el porcentaje de patologías. No se pueden ver mosaicismos, cada caso es diferente las manifestaciones clínicas SÍNDROME DE XYY / HOMBRES XYY CARIOTIPO: 47,XYY Es bastante específico FRECUENCIA: Se ven 1 de 1000 casos de recién nacidos ➔ En varones subnormales mentales es 20 de 1000, entre hombres adultos deficientes mentales es 3 de 1000 ❖ Presentan un tamaño mayor de diente de los incisivos ❖ Más alto que sus hermanos ❖ Testículos de tamaño normal ❖ Algunos tienen problemas educaciones debido a retraso en el lenguaje y dificultades en la lectura y de comportamiento social ❖ Se reproducen normalmente ❖ La mayoría de sus hijos son cromosómicamente normal, ya sea 46,XX o 46,XY ❖ Función endocrina es conservada VARONES: XX CARIOTPO: 46, XX FRECUENCIA: Se ven 1 de 20 mil casos de recién nacidos ETIOLOGÍA: En el 80% de los casos el cariotipo demuestra transferencia de material genético: Cromosoma Yp11.2 al Xp ➔ Cromosoma Y recibe una porción del cromosoma X El 20% de los casos se identifica por análisis de ADN o por hibridación in situ y en Xp FENOTIPO: MASCULINO. Infértiles con manifestaciones exocrinas semejantes al Síndrome de Klinefelter: ❖ Testículos pequeños ❖ Inteligencia normal ❖ Desproporción esquelética entre el segmento superior e inferior SÍNDROME DE NOONAN/TURNER MASCULINO CARIOTPO: 46, XY ➔ genéticamente varón FENOTIPO: MASCULINO. Similar al Síndrome de Turner: ❖ Pabellones auriculares de asentamiento bajo y/o anormales ❖ Implantación baja de cabello ❖ Pterigion coli ❖ Estatura baja, tórax en escudo, pectus escavatum ❖ Cardiopatía congénita: estenosis de la pulmonar, defectos septales ❖ Pene y testículos pequeños. Criptorquidia ❖ Niño de 9 años: La edad estatural a los 10 ½ años era la de 5 años y 8 meses (defecto cardiaco) Cada cromosoma está formado por cromatina, que está formada por nucleosomas (cuentas de collar) que son octámeros de histonas que tienen en su plano ecuatorial rodeado por la molécula de ADN Cada célula contiene 30 mil genes. 1 gen está formado por una secuencia de bases, en la célula hay 3 mil millones de pares de bases. CROMOSOMAS: Estructuras formadas por dos cromátides (enredamiento de cromatina). Si se desenrolla las cromátides se verán estructuras en forma de bucles con proteínas, nucleosomas (octámeros de histonas rodeados por ADN) ADN presenta funciones como: • TRANSCRIPCIÓN: Llevada a cabo por el ARN polimerasa • TRADUCCIÓN: Ejecutada por los ribosomas • REPLICACIÓN: Llevada por el ADN polimerasa • TRANSCRIPTASA REVERSA: Copia del ARN en ADN ADN se puede obtener por REPLICACIÓN y TRANSCRIPCIÓN DEL ARN (ADN complementario, generalmente en muestras comunes • WATSON Y CRICK (1953): Estudiaron la molécula de ADN y ganaron el premio nobel. Vieron las propiedades de ADN mitocondrial: doble cadena en espiral. • MAURICE WIKINS: Descubrió la cadena en espiral y sometió a la acción de los rayos X, y demostró que la molécula del ADN es asimétrica en curvaturas: La curvatura menor tiene una hendidura menor, y una curvatura profunda. Una vuelta de ADN comprende una curvatura mayor y una menor. • Ted Clodd: Ideó su diseño con plásticos de colores (rojos, azules, amarillos, verdes) de manera que representaba la unión de las bases, cada una con un color específico, formando la cadena de ADN. 1. Las hélices que se encuentran con sus escalones codificados están listas para dividirse. 2. Al abrirse la cadena de ADN las nuevas unidades del código convergen hacia ella: Timina se une con Adenina, Guanina con Citosina. 3. Las nuevas unidades se juntan a las resultantes de la división según el código genético ➔ Escalera se va dividiendo por partes 4. Se abre la molécula de ADN por acción de la ADN polimerasa y de la hélice original empiezan a formarse 2 hélices independientes 5. Terminado el proceso resultan dos hélices exactamente iguales a la original. Componentes: Barra codificadora creada por la hélice. Las unidades de transferencia de 3 púas, y las piezas proteínicas (corresponden a una barra formada por 3 púas, cada una constituye un codo): 1. La barra codificadora se acerca a las unidades de transferencia y a las partes proteínicas: Cada parte proteínica va a ir a las 3 púas que corresponden, según su codo. 2. Las unidades de transferencia encuentran a las partes proteínicas esperadas por la barra codificadora. 3. Las unidades llevan las partes proteínicas con dirección a la barra codificadora 4. Las unidades se aferran a la barra, uniendo las partes proteínicas en el orden prescrito por el código 5. La proteína terminada se separa del Sistema de código con la que fue fabricadaLos elementos del núcleo (ADN) son llevados por los elementos del ARN, que viaja del núcleo al citoplasma para realizar la síntesis. Luego se realiza la traducción, mediante ARN, la proteína se sintetiza, se activa y hace su función. TRADUCCIÓN: Cada uno de los codones formados por las 3 bases van a complementar en los ribosomas con sus respectivas bases. Entonces el ARN maduro viaja al citoplasma y sintetiza las proteínas uniéndose mediante el ARN de transferencia: En forma de hoja de trébol por su emparejamiento interno de sus bases, y luego se enrolla en forma de L. El ARNt se diferencia de los demás que contienen aparte G, C, A y U, una serie de bases que se modifican mediante metilación. La enzima ARN polimerasa III transcribe la molécula de ARNt. Existe +/- 40 subfamilias de ARNt COMPONENTES BASES: • Bases PÚRICAS: Conformada por dos anillos bencénicos ➔ ADENINA (6- aminopurina) y GUANINA (2-amino-6-oxipurina) • Bases PIRIMIDICAS: Conformadas por 1 anillo bencénico➔ TIMINA (5-metio- 2,4-dioxipiridina), CITOCINA (2-oxi-aminopirimidina) y URACILO (2,4- dioxipirimidina) En el ADN, se relacionan: ADENINA-TIMINA (mediante 2 H), GUANINA-CITOCINA (mediante 3 H) En el ARN, se relacionan: ADENINA-URACILO, GUANINA-CITOCINA BASES MOLECULARES DE LA TRANSMISIÓN HEREDITARIA AZUCARES: • ADN contiene DESOXIRRIBOSA ➔ Formado por 1 pentosa: numerada por el carbono 1’-5’, donde el carbono 5 va a constituir la unión con el fosfato, y el 1 con la base. Oxidrilo en el carbono 3. • ARN contiene RIBOSA ➔ Oxidrilo en el carbono 2 FOSFATOS: Fosfato pentavalente + oxígeno divalente + otros monovalentes ESTRUCTURA DE UN NUCLEÓTIDO 1 base + 1 pentosa + 1 fosfato adenina + desoxirribosa + fosfato Adenina debe saturar con el carbono 1 de la desoxirribosa, el carbono 5 satura su valencia con el fosfato, entonces la pentosa: su carbono 1 satura con bases y la 5 con fosfato ➔ así se forma la cadena el nucleótido Pentosa se une a la base mediante unión glucosídica y al fosfato por unión éster MEDIDAS DEL ADN Tamaño de una curva completa: Del extremo de la curva pequeña a la amplia ➔ 3-4 nm o 30 Armstrong Ancho ➔ 2.3 nm o 23 Armstrong Espacio entre peldaño y peldaño: 0.34 nm ADN: Bicatenario. Unidad de transcripción: Cadena peptídica de la Globina Humana ➔ Hay 3 exones y 3 intrones. Al iniciarse la transcripción se ve una molécula tiene en un lado de 5’ y son los genes promotores que conforman el extremo de la contracorriente. Se necesita para la transición un codón AUG Por el otro extremo de la molécula está el 3’: extremo a favor de la corriente (presente en todos los mamíferos para el procesamiento del ARNm) Hay 3 regiones: PROMOTORES, UNIDAD EXACTA DE TRANSCRIPCIÓN (3 exones y 3 intrones), NUCLEIFICANTE ARN: Monocatenario. Hay diferentes tipos de ARN en las eucariotas: ARN mensajero (mARN o ARNm) y su precursor ARN heterogéneo (ARNhn o hnRNA transportan información genética nuclear al citoplasma El ARN de transferencia (tRNA o ARNt) y el ARN ribosomal (ARNr o rRNA) se clasifican como ARN no codificante (ARNnc o cnRNA) y participan en la traducción de polipéptidos de los datos codificados de ARNm Hay tantas especies distintas de hnRNA como genes funcionales codifican polipéptidos de los datos codificados de ARNm Hay tantas especies distintas de hnRNA como genes funcionales codifican polipéptidos El hnRNA es el tránsito directo de las secuencias codificantes del genoma. Se transcribe a partir del ADN por acción del ARN polimerasa o Poli II, y se convierte en ARNm a través del Splicing, y es más corto, solo contiene información codificada de la especie correspondiente de cada hnRNA SPLICING DE ARN: Acortamiento de la cadena mediante la supresión de los intrones (corte y empalme) ➔ Los 3 exones e intrones van a convertirse en ADN prima (inmaduro), luego el ARN precursor, luego el ARN maduro donde los intrones están anulados. 1960: Se realizó una adaptación formando dos columnas de bases de codón. Uniendo cada una de estas 3 bases da a un CODON (estructura de 3 bases). La repetición de las bases forma cada uno de los aminoácidos. En total deberían 64 diferentes aminoácidos, pero en realidad solo hay 23. PROPIEDADES: Es universal (los mismos aminoácidos para todos los mamíferos/seres vivientes), degenerado (diferentes bases forman un codón y diferentes codones sintetizan un mismo aminoácido) y lineal (sus bases se constituyen unas a continuación de otras, no hay sobreposición) La unión de bases es específica, cada base complementa con otra base específica. Es un código de tripletes: cada codón tiene 3 bases, y un codón es 1 aminoácido. Cada codón que inicia es un gen AUG (metionina), es decir tiene doble función Los codones de terminación de un gen son: UUA, UAG, UGA ➔ Si no estuvieran, no se sintetiza la proteína Es variable: Son específicos para cada individuo, cada uno tiene uno personal Es estable: Son los mismos desde que se nace hasta morir Es una estructura totalmente descifrada basada en la síntesis de cadenas de polinucleótidos desiguales. Ejemplo: UUU ➔ Fenilalanina AMINOÁCIDOS ESENCIALES: PROPIEDADES: Capacidad de dirigir la formación de una réplica exacta de sí mismos Capacidad de mutar: Sufrir alteraciones sin perder la capacidad de reproducirse Capacidad de dirigir la formación de enzimas u otras proteínas MODELO DEL OPERÓN: En cada operón se diferencia dos clases de genes: REGULADORES: Codifica una proteína represora (PR) que puede encontrarse en la forma activa (PRA) o inactiva PRI). Es un agente que controla el proceso de cómo los genes dan paso a los estructurales. Además de otras regiones: PROMOTOR (P): Zona donde se une la ARN polimerasa OPERADOR (O): Zona reconocida por la proteína represora activa. Cuando la PR se une al O, bloquea el avance de la ARN polimerasa ESTRUCTURALES: Codifican enzimas (E1, E2, E3, …) VARIACIÓN EN SU EXPRESIÓN: ✓ PENETRANCIA: Capacidad del gen para alcanzar una expresión. ➔PENETRANCIA REDUCIDA: Algunos individuos que poseen el genotipo apropiado no expresan este carácter. Ejem: RETINOBLASTOMA que es una enfermedad autosómica dominante (HAD). Se dice que es reducida porque se produce en un 10% cuando se debería ver en el 50%. RETINOBLASTOMA: El gen afecta en diferente grado. Afección en el brazo largo del cromosoma 13, en la región 1 y banda 14. ✓ EXPRESIVIDAD: Gama de fenotipos que proceden de un determinado genotipo ➔EXPRESIVIDAD VARIABLE: Ejem: Neurofibromatosis tipo I, fibrosis quística, osteogénesis I, camptodactilia CAMPODACTILIA: Corta edad de todos los dedos de la mano. Es autosómica dominante. En su árbol genealógico se puede ver que los genes se expresan de distintas formas en distintas generaciones. ALBINISMO: Afección de herencia autosómica recesiva. Los afectados exhiben ciertos mismos caracteres: cabello blanco, deficiencia en la visión sobre todo en el sol, ausencia de melanina en todo su cuerpo. ✓ PLEITROPÍA: Producida por un gen dando diferentes patologías ➔GENES PLEITRÓPICOS: Efectos fenotípicos múltiples causados por un solo gen mutante o por un par de genes: SÍNDROME DE MARFÁN: Mutación de un solo gen que produce patología en ojos, esqueleto y sistema cardiovascular. Ubicado en el brazo largo del cromosoma 15 (15q). Este gen es codificador de la fibrilina: sustancia que interviene en el aparato cardiovascular. Hay 3 afecciones producidas por 1 solo gen: defectos en los ojos: luxación del cristalino, músculo braquidactilia y aranodactilia, dedos delgados, brazos y miembros largos FIBROSIS QUÍSTICA: Puede afectar glándulas sudoríparas, pulmones y páncreas. Un solo gen ubicado en el brazo largo del cromosoma 7 en la región 3 y banda 1 (7q31) ANEMIA DE CÉLULAS FALCIFORMES: Afecta los eritrocitos, huesos y bazo ✓ HETEROGENEIDAD GENÉTICA: Variosgenes tienen un solo efecto. Lo contrario de la pleitropía. Conjunto de varios tipos de herencia provocan una misma enfermedad. OSTEOGÉNSIS IMPERFECTA: Puede ser Autosómica dominante o recesiva. La mutación de genes causa estructura anormal de la tripe hélice del procolágeno que compone el músculo esquelético. Codificado por 2 genes: en el cromosoma 7 y otro en el 17. Tienen fractura intrautero, causando que su cuerpo no crezca y formándose nudillos en una radiografía. SÍDROME DE WAARDENBURG: Causa sordera profunda infantil con alteración pigmentaria causado por diferentes genes recesivos en diferentes loci. (Padres recesivos pueden tener 3 tipos de hijos: todos sordos, todos oyentes y otros sordos y oyentes). Tienen un mechón blanco característico del síndrome, hipertelorismo, afección de los ojos, una nariz recta y boca grande con labios delgados. HETEROGENEIDAD EN DIFERENTES DISFTROFIAS MUSCULARES: Se manifiestan en diferentes grados, algunos pueden pararse o andar en sillas de ruedas, todo depende de cómo está el gen. Ejemplo: Duchenne y tipo Becker ligados a X, distrofia muscular risomélica AR, distrofia muscular facioescápulo humeral AD (con formas frustradas, unas más severas que otras) ✓ CARACTERES LIMITADOS POR EL SEXO (pubertad precoz): Varones son los afectados SIEMPRE. Suelen ser más altos que los de su edad, pero luego se interrumpe su crecimiento y son más bajos. Difícil de diferenciar de la HR ligada a X SÍNDROME DE FEMINIZACIÓN TESTICULAR: Personas con fenotipo femenino (proporción en la parte de busto y caderas es bastante pronunciadas, pero sin presencia de aparato reproductor femenino, en vez de eso presenta testículos que producen testosterona, pero sus receptores no funcionan) y genotipo masculino. Cariotipo: 46, XY. Tipo de herencia: AR ligado a X. Los testículos deben ser extirpados a temprana edad o podrían volverse patologías. Es ideal diagnóstico a temprana edad. SU EDAD Y EXPRESIÓN: Muchos genes actúan antes del nacimiento o en las primeras fases del desarrollo. Cuando el niño comienza su vida independiente puede ser afectado: fenilcetonuria, galactosemia (enfermedades metabólicas) En la edad adulta: corea de Huntington: HAD, locus 4p 16.3, Gen: CAG 30- 35 (premutantes). Repeticiones de 35 a 40 (mutantes ➔ patología) IDENTIFICACIÓN: MÉTODOS Y TÉCNICAS DEL ADN TÉCNICA DE SOUTHERN: Procesamiento de la muestra hasta llegar a la identificación. 1. Se encuentran genes en cadenas sumamente largas ➔ Se colocan en un tubo estéril, se procesa y se trata con endonucleasas de restricción. Al ser el ADN muy largo, hay que cortarlos con enzimas de restricción (adenonucleasas) 2. Estos fragmentos se someten a electroforesis en un gel de agarosa. Se estiran los fragmentos uno a continuación de otros. 3. DESNATURALIZACIÓN: Separación de fragmentos por tamaño. 4. FILTRO: Se pone la transferencia de fragmentos en un recipiente con nitrato de celulosa. 5. INCUVACIÓN: con el ADN complementario (sonda que va a identificar el gen en problema 6. AUTORADIOGRAFÍA: Identificación del gen por la sonda 7. HIBRIDACIÓN: De fragmentos de ADN se hibridan con el ADN complementario radioactivo. Una vez identificado el gen, se hace el diagnóstico ELECTROFORESIS DEL ADN: Se observa que los fragmentos colocados se orientan de un lado positivo a uno negativo. Los fragmentos grandes se mueven lentos, y los pequeños más rápido. El número de pares de base de cada fragmento es muy importante: los más pesados van en la parte superior (350 pares de bases) y los más ligeros abajo (30 pares de base) REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA “PCR”: Técnica muy usada. Se secuencia por amplificación (calor) para poder ampliar la muestra ➔ la muestra bicatenaria se separará y dará una monocatenaria, luego tendremos los fragmentos de 5’-3’ y el otro de 3’-5’. En las cadenas separadas se añade primers (cebadores) al 3’ del 5’-3’; mientras que en la otra cadena, se añade al revés, para formar una cadena doble. Luego, el mismo proceso en la otra hasta tener la cantidad suficiente de ADN necesario. Es una molécula de doble cadena: una pesada rica en guanina de 28 genes y otra ligera por 9 genes (total 38 genes ➔ 16579 pares de bases) que resulta de la fecundación del óvulo y el espermatozoide. El ADN mitocondrial materno es el que se hereda. En estas cadenas se encuentran genes que responden a varias patologías. PROPIEDADES: Doble hélice pequeña de 16579 pares de base Forma circular, contiene 37 genes para 22 ARNt Sus codones de terminación no están codificados por el propio ADNmt. Parece que codifica solo algunas proteínas mitocondriales (insuficiente para sí mismo) Las enzimas implicadas en su replicación, transcripción y traducción son codificados por genes nucleares Tiene distribución asimétrica de G y C generando: una cadena pesada H rica en G y otra ligera L rica en C MAPA LINEAL: En una barra de 5’-3’ se encuentra diferentes partes conformada por citocromos: oxidasa, b, coenzimas y replicación de las cadenas H y L. Se pueden apreciar patologías en algunos segmentos, pueden haber 1 o + afecciones en los segmentos. HERENCIA MITOCONDRIAL: Las enfermedades mitocondriales se deben a fallas para la transformación eficaz de la energía, afectando especialmente al SN, musculatura esquelética, miocardio, hígado y riñones. Se le considera un tipo de herencia NO MENDELIANA En cada mitocondria hay varias copias de ADNm, 2 especies de ARNr, 22 ARNt y 13 polipéptidos implicados mitocondriales que se codifican en el núcleo y siguen reglas de herencia mendeliana Se conocen más de 50 mutaciones ADNmt y 100 deleciones, multiplicaciones y una elevada tasa de mutaciones espontáneas. GENEALOGÍA DE LA HERENCIA MITOCONDRIAL: Los afectados se encuentran en todas las generaciones. Las mamás transmiten su defecto a todos sus hijos, sin distinción de sexo; pero solo las mujeres serán capaces de heredar el defecto a sus hijos. ENFERMEDADES MITOCONDRIALES: DIFERENCIAS CON EL ADN NUCLEAR: En el ADN mitocondrial: UGA codifica para triptófano y para terminación AUA codifica para metionina en vez de isleucina AGA Y AGG actúan como condones de terminación en vez de codificar arginina AUA y AUU actúan como codones de inicio junto a AUG Conclusión: Tiene 3 codones de inicio y 2 codones de terminación,. La técnica del ADN recombinante usa métodos que permite cartografiar los genes humanos sin necesidad de conocer la naturaleza del gen ni el producto de este. Consiste en la reunión artificial de moléculas de ADN o parte de esas moléculas que no se encuentran juntas en la naturaleza y proviene de diferentes organismos Se agrupan en dos áreas principales: TÉCNICAS DEL CLONADO DEL ADN y MÉTODOS DE ANÁLISIS DEL ADN TÉCNICAS DEL ADN RECOMBINANTE: Deben intervenir diferentes elementos: ADN extraño que va a ingresar a otro ser para modificar su estructura. Este elemento debe ingresar a la otra célula mediante un TRANSPORTADOR (lleva el ADN insertado en su molécula): plásmido, fágico (artificial) ➔ Todo dependiendo del tamaño del ADN extraño que se va a incluir. Proceso: • Se debe someter a la misma reacción del ADN insertado al vector (plásmido) • Plásmido recibe ADN del elemento extraño y lo conduce a otra célula. Este vector lleva inserto en sí el elemento extraño y lo ingresa a la célula, que también tiene características especiales. El elemento que ingresa debe tener características de replicación para que pueda insertarse con el ADN genómico del individuo que va a recibir este gen. REQUISITOS BÁSICOS PARA CLONAR “ADN”: 1. Método que permita colocar juntos a porciones de ADN procedentes de distintos organismos 2. El empleo de una forma de autorreplicación del ADN conocido como vector de clonación que se une a un trozo de ADN que se va a clonar 3. El traslado de unvector que lleva una porción de ADN al interior de una célula donde tiene lugar la replicación 4. Un método para identificar las células que contiene cualquier porción deseada del ADN Verdaderas tijeras moleculares que cortan el ADN en las porciones reconocidas. Son bacterias de donde se obtienen y secuencias de ADN que reconocen, incluye el sitio donde se rompe. FORMAS COMO SE CORTA EL ADN: Algunas veces puede cortar de FORMA RECTA proporcionando secuencias de bases específicas. Algunas veces puede cortar en DIAGONAL originando bordes pegajosos de los aminoácidos, que facilitará la unión a sus bases respectivas de manera diagonal VECTORES DE CLONACIÓN / AGENTES TRANSPORTADORES: Son pequeñas moléculas de ADN con capacidad de autorreplicación que se usan para transferir segmentos de ADN extraños entre células huésped PRINCIPALES VECTORES DE CLONACIÓN: Fágicos, cósmidos, plásmidos, cromosomas artificales (YACS) Organismos muy sencillos que se encuentran en el citoplasma de las células bacterianas. Son moléculas de ADN circular de tamaño menor que un cromosoma. Frecuentemente contienen 1 o 2 genes que codifican resistencia a los antibióticos. Fueron los primeros vectores de donación fáciles de aislar y purificar, pueden ser reintroducidos en una bacteria por transformación. El plásmido más usado es el pBR322, contiene genes que codifican a la ampicilina y a la tetraciclina y muchos sitios de restricción. MECANISMO DE TRANSPORTE: 1. El ADN extraño debe ser procesado con el plásmido con la misma enzima de restricción para que los extremos se ablanden y la unión del ADN extraño ligue con el plásmido 2. Una vez ligado el ADN extraño en el plásmido, es transportado a las células 3. En el proceso ocurre que se ha tratado con las enzimas de restricción (el mismo para ambos) 4. Plásmido acepta el ADN extraño y conduce hacia la célula bacteriana 5. El plásmido que llevó el ADN extraño replica con el ADN de la bacteria, se unen y modifican la estructura del elemento. BASES MOLECULARES II Son elementos clon, endonucleasas de restricción de Escherichia coli. Si tenemos ADN extraño para llevar mediante el cósmido, este luego de ser ablandado por la enzima de restricción entre el ADN extraño y el cósmido, ingresa mediante una empaquetadura de un fago, que se inyecta en la bacteria dejando su ADN para la modificación de la bacteria del 2do elemento. MÉTODOS DE INTRODUCCIÓN DEL VECTOR: Como ingresa el ADN extraño al vector 1. TRANSFORMACIÓN: La célula capta moléculas de ADN que se encuentra en el medio externo, las introduce en su interior y las incorpora a su genoma. Ocurre espontáneamente en ciertos tipos de bacterias y se consigue artificialmente sometiendo a la célula bacteriana a tratamientos físicos y químicos. 2. TRANSDUCCIÓN: Consiste en introducir el ADN en una célula hospedadora mediante un virus. Se observa: a. Virus se aproxima a la bacteria llevando un genoma con el gen que le interesa donar b. El virus se pone en contacto con la bacteria donde se forma un poro (un huequito donde será inyectado el ADN extraño) c. El virus inyecta su ADN al interior de la célula bacteriana 3. MEDIANTE UNA PIPETA PASTEUR: Introducir el vector de clonación que contiene el gen que se quiere clonar en la célula hospedadora. Existen varios métodos que dependerán del tipo de células fundamentalmente. a. En bacterias se realiza mediante estos procesos: El gen es insertado con una fina aguja fabricada por los científicos (Pipeta Pasteur) Transportan grandes cantidades de material genético. Por esto son muy útiles en la secuencia del genoma. CROMOSOMA ARTIFICIAL DE LEVADURA: YACS (yeast artifitial chromom) ➔ de los más utilizados: Los segmentos de ADN contienen todos los elementos necesarios para propagar un cromosoma en levaduras. Contienen fragmentos de ADN de 100 a 2000 kb de trama que pueden introducirse en células de S. cereviciae y serán replicados juntos con los cromosomas verdaderos. Es uno de los más grandes conductores de ADN: tiene gran capacidad. CROMOSOMA ARTIFICIAL BACTERIANO (BAC): Es un vector de donación alternativo, basados en plásmidos de fertilidad de E. Coli Fácil de reproducir y manipular, no sufre recombinación con la misma facilidad de los YACS Se insertan un fragmento de ADN foráneo hasta de 30 kb de longitud mediante electroporación Tienen capacidad para gran cantidad de ADN REFLP ➔ POLIMORFISMOS DE LONGITUD DE LOS FRAGMENTOS DE RESTRICCIÓN: Es específico en cada una de las personas y sus características se aprovechan para identificar patologías: • Son variedades de la longitud de los fragmentos de ADN generados por una endonucleasa de restricción • Se heredan en forma codominante • Se usan como marcadores de genes o cromosomas específicos • El fenotipo depende de la obtención de los fragmentos de ADN que son de diferentes tamaños • Los fragmentos de RFLP se usan para cartografiar un determinado cromosoma empleando híbridos de cromosomas humanos en distintas combinaciones ➔ útiles para identificar determinadas enfermedades • Los RFLP son de diferentes longitudes en diferentes personas que pueden reconocerse por la movilidad alterada de los fragmentos en la electroforesis APLICACIONES EN LA AGRICULTURA: Son amplias y se usan con frecuencia: 1. El ADN extraño ingresa al vector y tiene el mismo mecanismo: ingresa a las plantas, se fortifican los vegetales y se puede modificar mejorando la agricultura CARTOGRAFÍA DE LOS PROCESOS HEREDITARIOS: Para asignar un gen en determinado cromosoma, es necesario: Una gran familia a cuyo través se haya transmitido un proceso hereditario ➔ Para ver como se transmite la herencia y cómo va de generación en generación esta enfermedad. Una colección de RFLP ➔ al menos 1 de cada cromosoma humano PROCEDIMIENTO: 1. Análisis del árbol genealógico para averiguar el tipo de herencia del defecto genético y para identificar a los afectados. 2. Pruebas a cada miembro de la familia para averiguar el modelo de herencia de los marcadores de RFLP específicos de cada cromosoma Así se diagnosticaron: a. Distrofia muscular de Duchenne en el cromosoma sexual: En el brazo corto del cromosoma X (Xp) b. Enfermedad de Huntington: Cromosoma 4 del brazo corto (4p) c. Fibrosis quística: Cromosoma 7 brazo largo (7q) d. Neurosis fibromatosis I: Cromosoma 17, en el brazo largo, en la región 1, banda 1 y sub-banda 2 (17q11.2) e. Neurosis fibromatosis 2: Cromosoma 22. PROYECTO GENOMA HUMANO OBJETIVOS: • Identificar los genes en el ADN humano • Determinar la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen el ADN humano • Mantener a resguardo la información obtenida, construyendo y administrando bases de datos de acceso público • Proveer de herramientas multimediales para el análisis de datos • Transferir tecnología relacionada con el tema, al sector privado • Supervisar los temas éticos legales y sociales que pueden derivar del proyecto (ELSI) TÉCNICAS USADAS: ➔PROYECTO PÚBLICO: • TÉCNICA DEL “CLON-POR-CLON”: Porción por porción del ADN: o Se fragmenta el genoma de una posición conocida en pedazos grandes llamados clones de 150 mil pares de bases, luego en fragmentos más pequeños de 500 pares de bases, los que se superponen para ser secuenciados. o Finalmente se secuencian todos los fragmentos para reconstruir la secuencia de todo el clon o Es confiable pero lento. La localización global de cada secuencia individual es conocida con certeza, pero requiere ir construyendo un mapa de fragmentos grandes hasta ir cubriendo el genoma. o PROCEDIMIENTO: ▪ Los 23 pares de cromosomas humanos se dividen y estudian uno a uno para poder ser analizados ▪ Se dividen los cromosomas en regiones para ir afinando mapas de una escala cada vez más precisa ▪ El sistema de estudio es más lento, pero más ordenado: La secuenciaciónes el último paso • OTRAS TÉCNICAS: o La secuenciación del GH ha involucionado una combinación de ambas técnicas. Se usa la electroforesis para separar los fragmentos o Hasta 1980 eran leídas por personas, luego por máquinas eléctricas y se guarda la información en una computadora y se procesan por secuenciadores automáticos ➔PROYECTO CELERA: (T. WHOLE – GENOME SHOTGUN) particular • FRAGMENTACIÓN: Involucra el deshilachado de todo el genoma en pequeños pedazos. Se secuencian estos pedazos y se reconstruye todo el genoma o Este método es rápido, pero es difícil reconstruir los pequeños pedazos de toda la secuencia. o A juicio de muchos científicos, se trata de una secuenciación que puede tener muchos errores y requiere una revisión más exhaustiva que la técnica convencional empleada por el consorcio de centros públicos. MAPA DEL GENOMA HUMANO: Es el resultado del estudio conjunto de la investigación pública y privada con los 30mil genes en los 23 pares de cromosomas 14 DE ABRIL DEL 2003: Se da el anuncio de la culminación de este proyecto. Se concluye con el mapa genético en el cromosoma 7 que colaboró con el ensamblado de los cromosomas 14, 20, 21, 23, Y y con las enfermedades ligadas a este cromosoma. Ej: Fibrosis quística, Síndrome de Gilles de la Tourette, cánceres, el tumor de Wilms, etc. DIAGNÓSTICO DE LOS PROCESOS HEREDITARIOS TERAPIA GÉNICA ASPECTOS ÉTICOS DE PROYECTO DEL GENOMA HUMANO: El 11/11/97, la UNESCO aprobó la DECLARACIÓN UNIVERSAL SOBRE GENOMA HUMANO y LOS DERECHOS DEL HOMBRE, fijando 3 principios: ➔Dignidad del individuo cualesquiera sean sus características ➔Rechazo al determinismo genético ➔Genoma humano es PATRIMONIO DE LA HUMANIDAD RECOMENDACIONES PRÁCTICAS: Conservación del medio ambiente. Acuerdo internacional para uso racional de la biotecnología. Enseñar BIOÉTICA en todos los niveles educativos. INDUSTRIA AGRICULTURA INVESTIGACIONES BÁSICAS MEDICINA: 1. PRODUCCIÓN DE PROTEÍNAS DE UTILIDAD MÉDICA: Somatostatina, hormona del crecimiento, insulina, interferones 2. PRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS MONOCLONALES: Anticuerpo producido por un solo clon del linfocito B. Son anticuerpos idénticos porque son producto de un solo tipo de célula del sistema inmune. Todos los clones proceden de una misma célula madre. Existen 17 anticuerpos monoclonales aprobados por la FDA 3. USO DE SONDAS PARA EL DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES INFECCIOSAS Y GENES MUTANTES 4. INTRODUCCIÓN A LA CIRUGÍA GENÉTICA 5. UTILIZACIÓN DE TOXICAS DE FUSIÓN 6. EMPLEO DE MAMÍFEROS TRANSGÉNICOS QUE SINTETIZAN HEMOGLOBINA HUMANA } Proteínas inactivadas ➔Vacunas vivas deleccionadas ➔Vacunas recombinadas genéticamente 7. VACUNAS a. ORALES usando plantas desarrolladas con la técnica de ADN recombinante b. SINTETICAS: contra el paludismo y la rabia c. RECOMBINANTE: contra hepatitis B d. Para animales infectados e. DE NUEVA GENERACIÓN: Mucho más sintetizadas, estudiadas: i. De subunidades ii. Proteína sintética iii. Delecionadas iv. Recombinantes v. De ADN PÉPTIDOS Y PROTEÍNAS HUMANAS SINTETIZADOS MEDIANTE IG. GENÉTICA 1. Probable diseminación de infecciones por microorganismos portadores de genes peligrosos. 2. Cuestionamiento ético y moral acerca del empleo de la tecnología recombinante en seres humanos para modificarlos y/o conocer su estructura genética. 3. Preocupación ecológica sobre el uso de la tecnología recombinante en agricultura como agente modificador del ecosistema. Todo cambio en el material genético que se debe a la variación genética de los seres humanos y de otros organismos TIPOS: 1. MICROSCÓPICA 2. SUBMICROSCÓPICA (mutaciones de punto): Sustitución de una base por otra en el ADN DETECCIÓN: 1. En organismos inferiores se pueden diseñar experimentos 2. En el genoma humano son indirectos y deducibles por inferencia (basándose en el árbol genealógico) TASAS DE MUTACIÓN: Números de veces que se producen alelos mutantes en cada locus y en cada generación FRECUENCIA: En humanos es de 10-5 a 10-6 gametos por generación. Se debe diferenciar: 1. MUTACIONES RECIENTES 2. MUTACIONES PRE-EXISTENTES que se producen en el pasado y permite un fenotipo normal porque: a. Existen genes mutantes al fenotipo normal heredado por uno de los padres b. Las mutaciones dominantes no siempre tienen el 100% de penetrancia, por tanto, algunas veces no se expresan c. Las mutaciones dominantes se detectan fácilmente porque se expresan en estado heterocigoto d. Las mutaciones que el propio individuo acumula durante su existencia: POR MUTACIÓN ESPONTÁNEA (por mecanismos normales en la duplicación o reparación del ADN) y POR MUTÁGENOS (físicos, químicos y biológicos. Ejem: radiaciones que producen transiciones o transversiones, desaminación y metilación) Estudios realizados demuestran que las mutaciones son fenómenos raros en el GH observados en 1/1 millón de copias que genera 6-7 millones de genes mutantes en cada generación FACTORES QUE LO DISMINUYEN: Naturaleza redundante del código genético Carácter recesivo de la mayoría de las mutaciones Tasa de muerte temprana que se asocia a muchas enfermedades hereditarias MUTACIÓN A NIVEL MOLECULAR: Las mutaciones en la molécula del ADN han aportado pruebas que existe una unión directa entre el gen, la proteína y el fenotipo Pueden aparecer espontáneamente como consecuencia de un error en la replicación de ADN o como resultado de cambio de los átomos en la base de los nucleótidos La mutación por cambio de lectura produce una modificación en la lectura de los codones que suelen acarrear alteraciones espectaculares en la estructura y función de los péptidos elaborados. FACTORES QUE AFECTAN LA FRECUENCIA DE MUTACIONES EN LOS GENES: Valoraciones se deben a: 1. TAMAÑO DEL GEN: Distrofia muscular de Duchenne: 2 millones de pares de bases / Neurosis fibromatosis 1: 2 mil aa 3 mil pares de base 2. SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS: Xfragil➔ el codon CGG se repiten de 6-50 veces en no afectados; y en afectados más de 50. 3. MODIFICACIONES QUÍMICAS ESPONTÁNEAS: Hemoglobina A y Hemoglobina S (HbA y HbS) Como ejemplo de MUTACIÓN MOLECULAR: Cambio HbA y HbS: La secuencia de los ochos primeros aminoácidos de la cadena Beta de la HbA y HbS. En posición 6 la HbS tiene VALINA en lugar de GLUTAMINA (por cambio de un nucleótido del codón GGA en HbA por GUA en HbS) FRECUENCIA DE MUTACIÓN EN EL SER HUMANO: CLASIFICACIÓN DE LAS MUTACIONES: MUTÁGENOS: 1. FÍSICOS: Luz ultravioleta ; Radiaciones ➔ ionizantes (rayos X, rayos alfa, beta, etc.) 2. QUÍMICOS: tabaco, alcohol, alquitrán, etc. 3. BIOLÓGICOS: Virus (retrovirus) CROMOSOMA: es un metacéntrico con una impresión amarilla que indica el tamaño del gen. GEN: unidad mínima de la herencia biológica (segmento de ADN). Sus características dependen de la “ficción”. Algunas patologías pueden tener muchas bases nucleotídicas y otras menos. EXPRESIONES DEL GEN Fenotipo: expresión del gen (caracteres externos que podemos percibir) Genotipo: localización del gen dentro del cromosoma. Gen constituido por proteínas, que dentro de las células forman los tejidos y luego los sistemas (histogénesis, morfogénesis y crecimiento). TRASTORNOS GENÉTICOS MONOGÉNICOS: expresadas por un gen (patrones de herencia mendeliana). • Autosómicas dominantes • Autosómicas recesivas • Ligadas al cromosoma sexual CROMOSÓMICOS: variación en número o estructura. • Aneuploidías, triploidias, monosomías, deleciones duplicaciones, translocaciones, etc. HERENCIA ESPECIAL: mitocondrial, impronta génica, disomías uniparentales, amplificación de tripletes y mosaicismo. MULTIFACTORIAL: varios genes de efecto simultáneo + ambiente. Alteración de un gen en uno o en ambos padres Frecuencia: 1 de 1000 Enfermedades: 1) Ubicación cromosómica del gen: • Autosómicas: 22 pares de cromosomas• Ligadas al sexo: 1 par de cromosomas 2) Expresión de los alelos: • Dominantes (AA) • Recesivos (aa) • Codominantes/heterocigotos/portadores (Aa) FUNDAMENTOS BIOLOGICOS DE LAS LEYES DE MENDEL Se publicaron en 1866 pero los ignoraron hasta 1900, donde fueron redescubiertos por la coincidencia que los genes pertenecen a los cromosomas. Postuló 4 principios: • Uniformidad: los caracteres están determinados por genes, en eso se puede admitir que un alelo es una de las versiones del gen. • Dominancia: cada individuo posee dos alelos de un gen, pero los efectos de un alelo pueden estar enmascarados por otro alelo homólogo dominante • Segregación: durante la formación de los gametos los miembros de cada par de alelo se separan, de modo que cada gameto posee uno de ellos y el # de diploides se restablece durante la fecundación. • Combinación independiente: cada gen controla distintos rasgos fenotípicos y los alelos de estos genes diferentes se distribuyen independientemente. Excepciones de las leyes: HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE (HAD) PRIMER CASO: un solo progenitor afectado. • Individuo afectado: heterocigoto (Aa) • Influencia del sexo • Herencia mitocondrial • Ligamento genético • Enfermedades poligénicas • Sobredominancia, codominancia, expresividad, variable y penetrancia incompleta • Mutación dinámica • Impronta genómica • Impulso meiótico • Riesgo de herencia: 50% afectados y 50% sanos • Ambos sexos están afectados en = % • Mutación de novo: adultez • Penetrancia y expresividad: variable • Herencia: vertical (+ de una generación) • Producto defectuoso del gen es una proteína estructural. No hay portadores SEGUNDO CASO: los dos progenitores afectados • Hijos afectados en un 25% • El 50% afectados severamente/portadores (heterocigotos) • 25% no afectados Genealogía de la HAD (Univ. De Harvard, 1905) Es la genealogía de la braquidactilia. Primera prueba de herencia mendeliana dominante en el hombre. Da a conocer: • Caracteres presentados en todas las generaciones en un 50% aprox. • Afecta a varón y mujer en la misma proporción • Herencia vertical Manifestaciones de los diferentes caracteres que no significan mortalidad: • Enroscamiento de la lengua • Hoyuelo en las mejillas o barbilla • Cabello oscuro • Dedos entrelazados (anormal: pulgar izq. sobre el derecho) • Frente en pico de viuda • Anular más corto que el índice PATOLOGÍAS a) ACONDROPLASIA • Riesgo de transmisión entre 2 individuos afectados • Descendientes en proporción de 1 o 25% (mortal: antes o poco dsps de nacer), 2 o 50% (afectados) y 1 o 25% (no afectado) • Riesgo para los recién nacidos vivos: 2/3 = 67% • Locus: 4p16.3 • Gen mutado: R3FCF (Receptor 3 del factor de crecimiento fibroblástico) • Incidencia: 1 en 10000 – 20000 • Penetrancia: 100% • Letal en homocigotos dominantes • Etiología: 98% mutación por sustitución de Glicina 380 por Arginina, producida por un cambio de Citosina por Adenina en el nucleótido 1138. 85% mutaciones nuevas Características: • Displasia esquelética generalizada • Macrocefalia • Extremidades cortas • Piernas combadas o en curva • Mano en tridente • Puente nasal deprimido • Lordosis lumbar • Frente prominente • Defectos en dentadura • Implantación baja de oreja a la altura del mentón. b) NEUROFIBROMATOSIS-E O SINDROME DE VONRECKLINHAUSEN • Frecuencia: 1 en 3000 • Etiología: 50% mutaciones de novo o nuevas • Citogenéticamente: Penetrancia completa a los 5 años Expresión variable Locus: 17q11.2 • Molecularmente: Gen mutado: NF1 (proteína neurofibromina) 100 mutaciones diferentes en el gen (deleciones, inserciones, duplicaciones, sustituciones puntuales) Características: • Manchas de café con leche. • Tumores que afectan a los nervios, músculos, tejidos y en la mama. • Neurofibromas flexiformes. c) SÍNDROME DE EHELERS – DANLOS • Locus: 2q14 • Gen mutado: COL5A2 (cadena pro α-2 del colágeno tipo V) • Fenotipo dependerá de: % de mitocondrias normales vs. Anormales Genes implicados Tipo de mutación y tejido implicado Características: • Hiperextensibilidad de articulaciones y piel • Defectuosa curación de las heridas (cicatrices delgadas) • Maxilar estrecho, pabellones auriculares hipermóviles, orejas gachas. • Piel aterciopelada, facilidad para magulladuras • Propensos a luxarse cadera, hombro, codo, rodilla y clavícula • Estatura baja, pie plano, pie zambo (torcido) • Dedos de pies imbricados (fusión de 2 o + dedos entre sí) d) SINDROME DE MARFAN • Se observa el Pleitropismo: un solo gen produce varios efectos • Desorden hereditario del tejido conectivo • Locus: 15q21.1 • Gen mutado: FBN1 (proteína alterada: fibrilina) • Presencia de + de 15 mutaciones • 30 % mutaciones de novo • Frecuencia: 1 de 5000 • Expresión variable Características: • Esquelético: Talla alta y escoliosis Paladar ojival (estrecho y curvado en el centro) Tórax en embudo Aracnodactilia (dedos largos) • Corazón: Aneurisma aórtico Prolapso de válvula mitral • Ocular: Desplazamiento del cristalino (ectopia lentis) HERENCIA AUTOSOMICA RECESIVA (HAR) PRIMER CASO: ambos progenitores son portadores • Individuo afectado: homocigoto (aa) • 25% hijos afectados • 50% portadores • 25% sanos • Frecuencia: igual % en ambos sexos • Expresión: uniforme • Penetrancia: completa • Herencia: horizontal (afecta a 1 generación) • Se producen por mutaciones de novo • Mutaciones afectan a proteínas enzimáticas • Progenitores pueden ser consanguíneos • Se asocia con grupos étnicos o regiones geográficas SEGUNDO CASO: solo un progenitor es portador • 50% sanos • 50% portadores no afectados Hay portadores NO afectados PATOLOGÍAS a) FIBROSIS QUISTICA: • Defecto de transporte de cloro en membranas celulares y presencia de secreciones viscosas: tapones de moco • Frecuencia: 1 de 2000 - 4000 en europeos 1 de 15000 en afroamericanos 1 de 30000 asiáticos 1 de 2000 - 4000 chilenos • Citogenéticamente: Locus: 7q21 Proteína que codifica: CFTR = RTFQ (regulador transmembranoso de la fibrosis quística) • Molecularmente: Gen mutado: CFTR (regula composición de electrolitos en secreciones exocrinas) 70 a 100 mil afectados en el mundo Características: • Sodio y cloruro elevados en el sudor • Afecta a pulmones, bronquios y páncreas • Infecciones con compromiso hepático • 90% varones afectados (infértiles) • Obstrucción intestinal en neonatos • 1500 mutaciones del gen (variedad de síntoma) • Esperanza de vida: 15 - 40 años Grupos raciales con alto grado de Endogamia (estado parentesco entre las parejas) • Raza negra: anemia de células falciformes • Raza blanca: fibrosis quística • Griegos e italianos: beta-talasemia • Sud-este asiáticos: alfa-talasemia • Judíos: enfermedad de Tay-Sachs b) ALBINISMO ÓCULOCUTÁNEO: • En los afectados existen melanocitos (no tienen pigmento pq no sintetizan melanina, quien da color a la piel, cabello y capa pigmentaria de la retina) • 2 formas de albinismo: Ocular y Oculocutáneo • Frecuencia: 1 de 10000 1 de 37000 en raza blanca 1 de 15000 en raza negra 1 de 132 en indios de panamá 1 de 200 en indios Hopi y Nabajos de SO de Norteamérica. • Etiología: En el AOC1 hay un defecto bioquímico de la enzima Tirosinasa que convierte la tirosina en DOPA (dihidroxifenilalanina) y se transforma en DOPA-quinona (precursor del pigmento oscuro de la Melanina). Características: • Piel muy pálida • Cabello muy claro o rosa y pupilas rojas • Sufren fotofobia (intolerancia a la luz) c) FENILCETONURIA: • Incidencia: 1 de 20000 • Afecta hombres y mujeres en el mismo % • Locus:12 (q22q24) • Mutaciones en gen para enzima fenilalanina • Principios: La PAH (hidroxilasa) convierte Fenilalanina (Phe) en Tirosina Deficiencia de PAH aumento de Phe Metabolitos son tóxicos para el SNC • Tratamiento: Reducción de Phe en la dieta Suplementos dietéticos artificiales libres de Phe Buen pronóstico si se detecta antes de las 2 semanas de recién nacido Características: • Olor a moho (humedad) • Cabello claro • Piel clara y seca • Irritabilidad y vómitos • Eczema rebelde al tratamiento • Escleróticas azules • Convulsiones • Trastornos de conducta HERENCIA RECESIVA LIGADA AL CROMOSOMA “X” • El varón afectado transmite a la mitad de sus HIJAS y a la mitad de los hijos de ellas. • El carácter se transmite a una serie de portadoras • El carácter afecta exclusivamente a los varones PATOLOGÍAS 1) SEUDOHERMAFRODITISMO MASCULINO/ FEMINISACION TESTICULAR/ INSENSIBILIDAD CONGENITA A LOS ANDROGENOS • Solo sucede en hombres. • Mutación en el gen que codifica al receptor de andrógenos • Cariotipo: 46, XY (es un varón genotípicamente) En la 3° generación hay una mutación por caracteres de parentesco En la 3° generación, hay un hijo afectado, dos sanos y una portadora. • Paciente con fenotipo femenino con depósitos normales de grasa y amenorrea primaria. Características: • Mamas pequeñas tienden al hiperdesarrollo • Pezones tienden a hipodesarrollo • Vello púbico y axilar escasos • No hay vello facial • Ausencia de entradas temporales en el cabello • Genitales externos: Hipodesarrollo de labios menores. Clítoris normal o pequeño, vagina ciega (puede ser penetrada en las relaciones sexuales) • Genitales internos: Puede haber primordios miometriales y hasta trompa, pero NO hay útero. • Gónadas masculinas con tubos seminíferos sin espermatogonias. • Hipoplasia de células de Leydig (desarrollo incompleto) • Testículos criptórquidos (no han descendido, por ende, se encuentran en abdomen o ingle) 2) DISTROFIA MUSCULAR: • Locus: Xp21.3 • Gen mutado: distrofina 3) HEMOFILIA A: • Locus: Xq28 • Gen mutado: F8 • Deficiencia en el factor de coagulación VIII HERENCIA DOMINANTE LIGADA AL CROMOSOMA “X” • Afecta a HIJAS de varones afectados con parejas normales. • Descendientes de varones y mujeres afectados • Riesgo de herencia: 50% PATOLOGIAS 1) RAQUITISMO HIPOFOSFATÉMICO: • Locus: Xp22.12 • Gen: PHEX • No responde a la vitamina D (es resistente) • Incapacidad de túbulos renales de reabsorber fosfato filtrado (afección renal) • Menos grave en mujer heterocigota y más acentuado en el varón. Características: • Piernas arqueadas, con rarefacción metafisiaria irregular • Caída precoz de los dientes caducos • Cierre tardío de las fontanelas, con o sin craneosinostosis (cráneo cabalgado o no) • Deformidades óseas ENFERMEDADES SUJETAS A INFLUENCIA DEL SEXO HERENCIA LIGADA AL CROMOSOMA “Y” • Afecta a VARONES, quienes solo le transmiten a sus HIJOS • Las mujeres no están afectadas • PATOLOGÍA: SÍNDROME DE LA OREJA VELLUDA: Oreja con hipertricosis (exceso de vello) • FACTOR GENÉTICO + FACTOR AMBIENTAL = TRASTORNO Según la OMS existen: • Afecciones al Sistema Nervioso: Defectos del tubo neural Labio leporino Anencefalia Paladar hendido Espina bífida • Conjunto de genes que actúan para una patología • Enfermedades con TENDENCIA FAMILIAR • Factores: genéticos + ambientales • Genes con efecto aditivo. No hay genes dominantes ni recesivos • Herencia no definida MUJERES • Cáncer de mama • Luxación congénita de la cadera • Enfermedad autoinmune VARONES • Estenosis pilórica • Alopecia • Gota • hemocromatosis • Trastornos de aparición tardía: Alzheimer Diabetes mellitus Hipertensión • 2 – 4% se presentan en familiares de individuos afectados Ejemplos: • Presión arterial • Talla, color de piel • Inteligencia • Tamaño de los ojos • Obesidad ALELOS MULTIPLES Son el resultado de la mutación de un gen para producir diversos alelos/más de dos formas alélicas (uno de ellos puede ser dominante y el otro recesivo). Ejemplos: • El sistema “ABO” de grupos sanguíneos: existen al menos 4 alelos (A1, A2, B y O). Una persona puede tener cualquiera de estos, que pueden ser = o = (AO, A2, B, OO). Los alelos se transportan en cromosomas homólogos. Hipercolesterolemia familiar: análisis molecular del gen receptor de la lipoproteína de baja densidad. Han descubierto más de 1 docena de alelos en este locus. Síndrome de Bardet-Bied 1: se creía que era HAR, pero ahora se ha identificado 7 diferentes loci génicos (herencia tripletica) 1) AFECCIONES MITOCONDRIALES • Tipo de herencia: materna • La madre transmite el carácter a todos sus hijos de ambos sexos • Ejemplos: miopatías, miocardiopatías, NOHL, etc. • Se hereda a partir de un solo alelo • Variabilidad en la familia: Homoplasmia: cuando la célula hija recibe al azar mitocondrias de una población para ADN mitocondrial normal o una población para ADN mitocondrial mutante. Heteroplasmia: cuando la célula hija recibe una mezcla de mitocondriales (una con mutación y otra sin ella) MUTACIONES Y DELECIONES: El ADNmt es un anillo con doble cadena (externa: pesada) e (interna: ligera). ENFERMEDADES MITOCONDRIALES a) SINDROME DE KEARNS SAYRE (SKS): debilidad muscular, lesiones cerebelosas e insuficiencia cardiaca. b) NEUROPATIA OPTICA HEREDITARIA DE LEBER (NOHL): + de 12 mutaciones del gen ADNmt, hay signos de perdida de la visión central entre 12-30 años (especialmente en varones) c) ENCEFALOPATIA MITOCONDRIAL CON ACIDOSIS LACTICA Y ACCIDENTES CEREBRO-VASCULARES (MELAS): el 80% de pacientes tienen 1 o 2 sustituciones de ARNt mitocondrial de Leucina. d) EPILEPSIA MIOCLÓNICA CON FIBRAS ROJAS ROTAS (EMRRF): epilepsia progresiva, demencia progresiva-lenta y atrofia óptica. Hay mutación puntual en el gen para el ARNt de Lisina. e) NEUROPATIA, ATAXIA Y RETINOSIS PIGMENTARIA (NARP): ceguera nocturna, convulsiones). 2) AFECCIONES DEBIDO A IMPRONTA GENÓMICO • Fenómeno epigenético: diferentes factores que intervienen • Cuando heredamos solo de mamá o solo de papá • La metilación del ADN es el principal mecanismo por el que se modifica la expresión diferente de los alelos • Las regiones implicadas se llaman DMR (regiones difícilmente metiladas). Función y regulación importante para el correcto desarrollo neurológico, embrionario y tejidos extraembrionarios. • Se conocen 80 genes humanos con impronta. PATOLOGÍAS: a) PRADER WILLI • Deleción del cromosoma 15q11q13 • Frecuencia: 1 de 10000 - 15000 • Origen: 75.80%: paterno PIERDE 20-25%: disomía uniparental materna: cuando LOS DOS cr. 15 PROCEDEN DE LA MADRE y ninguno del padre. 1-3%: IMPRONTA: el cromosoma paterno lleva una impronta materna (la mamá no deja que el padre se exprese, por ende, lo silencia) Características: • Hipogonadismo (no se puede reproducir) • Hipotonía congénita • Hipogenitalismo • Hiperfagia con obesidad en edad preescolar • Talla baja, manos y pies pequeños • Retardo mental b) ANGELMAN • Deleción del cromosoma 15q11q13 • Diabetes • Glaucoma • Enfermedad cardiaca • epilepsia 37 GENES: • 2 ARNr • 22 ARNT • 13 polipéptidos 16, 569pb • Frecuencia: 1 de 12000 - 20000 • Origen: 70-75%: materna PIERDE 10%: mutación en la copia materna del gen UBE3A 3-7%: disomía uniparental paterna 2-4%: IMPRONTA: cromosoma materno lleva una impronta paterna (el padre silencia a la madre). Mueca de sonrisa en el rostro 3) DISOMIAS UNIPARENTALES • Ambos cromosomas provienen del mismo progenitor • NO DISYUNCION en meiosis: • Heterodisomia: cuando están presentes los dos cromosomas de un progenitor
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