Apuntes de polimorfismos genéticos y aplicaciones

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Polimorfismos genéticos 
Definición de polimorfismos 
Es la presencia de dos o más formas variantes de una secuencia específica 
de ADN que puede producirse entre diferentes personas o poblaciones. El 
tipo más frecuente de polimorfismo implica la variación en un nucleótido 
único (también denominado polimorfismos de nucleótido único, o SNP). 
Otros polimorfismos pueden ser mucho más grandes y abarcar segmentos 
más largos de ADN
Solo hay polimorfismos de longitud en el ADNn, mientras que en el ADNmt 
no hay de longitud, debido a que no hay secuencias repetitivas o en tándem 
Variabilidad genética 
La homología del genoma humano y el chimpancé es del 98,77%, los 
humanos y los primates partimos de un ancestro común pero no 
descendemos del mono. Las mutaciones tienen secuencias negativas y 
positivas: 
Las negativas: están en el ADN codificante y es patológico 
Las positivas: son las que están en el ADN no codificante y genera 
variabilidad
Regiones del ADN
Regiones 
altamente 
repetidas 
Regiones 
medianamente 
repetidas 
Regiones 
de copia 
única 
secuencias cortas de ADN 
repetidas muchas miles de 
veces en el genoma, y que se 
encuentran dispersas y 
dispuestas en tándem
Cromosoma 
Tiene brazo p y q, tiene heterocromatina y 
eucromatina. 
La heterocromatina cuando está compacta 
es una forma epigenética de controlar la 
transcripción y la traducción, en cariotipo es 
de bandeo oscuro. En cambio, la 
eucromatina es laxa, que si se va a 
transcribir, en cariotipo es de bandeo blanco 
Polimorfismos de ADN
De longitud De secuencia 
Estas son repeticiones varían 3, 4 o 5 
repeticiones, estas repeticiones pueden 
producir inserciones o deleciones de una 
unidad de repetición de nucleótidos 
Cambio de nucleótido en el ADN 
Polimorfismos de longitud 
VNTR’s
Número de variable de repeticiones en tándem
Se repite de 10 a 70 pb y los análisis se hacen mediante RFLP’s, que son 
polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción
Obligatorio: Requiere las endonucleasas de restricción tipo 2, que 
reconocen a las secuencias palindrómicas, que son secuencias que se leen 
igual, al derecho 3’ a 5’ y al revés 5’ a 3’. 
Se originan múltiples alelos, son multialélicos, son alelos que pueden 
tener codominancia, o pueden tener varios caracteres. 
STR’s 
Son microsatélites, repeticiones en tándem de tamaño corto
 la unidad de repetición de 1 a 7 pb (por 2 a 7 nucleótidos) y el análisis 
se realiza mediante PCR- electroforesis. 
Los que más se usan son los de 4 pares de bases, porque se considera 
que al ser tetranucleótidos o tetraméricos son los más estables, y se 
dividen de acuerdo al genoma, así que están: los STR autosómicos, STR 
de cromosoma x y cromosoma y
Se originan múltiples alelos 
¿Se puede hacer con ADN extraído de chelex? No, porque es de 
una sola cadena, así que solo se puede hacer PCR, pero los que no 
se pueden hacer son los RFLPS
D3S1358
La suma tiene un total de 1, porque tenemos 2 alelos: uno del padre y uno 
de la madre, y cada alelo vale 0,5 
Es importante observar los picos, porque si solo hay 1 es porque es 
mujer, pero si es hombre habrán 2 picos 
Análisis de STR’s por PCR- 
Electroforesis capilar 
Indel’s
Son los marcadores de inserción y deleción, se insertan o se pierden 
nucleótidos en una región del genoma
Se originan dos alelos, o sea son bialélicos, porque se tiene uno del padre y 
uno de la madre, generando dos alelos. 
SNP’s 
Polimorfismos de nucleótidos simples, este polimorfismo cambia la 
secuencia solo de un nucleótido del ADN
El análisis se realiza mediando RFLP’s y PCR electroforesis
Es bialélico (tienen dos alelos posibles) 
En esta imagen podemos observar el análisis de SNP’s por RFLP’s, en 
electroforesis,a mayor tamaño migra menos y a menor tamaño migra más, 
es decir que es inversamente proporcional el tamaño del ADN y a la 
velocidad en la que migra 
Usos de la tipificación de marcadores 
genéticos polimórficos
-Se usan para la genética de poblaciones, o sea para la 
identificación del flujo de la población 
-Para la evolución, conocer el análisis de ancestría, para identificar 
un agresor de un hecho punible, o identificar a un presunto padre 
o una madre 
-Para genética forense legal, y para la genética clínica 
Explicación de cada una 
Genética de poblaciones 
Es la rama de la genética, que estudia la dotación genética de los 
individuos y como la composición genética cambia con el tiempo. 
Estudia la evolución, describe y explica la variación genética dentro y 
entre poblaciones, y también estudia las fuerzas evolutivas para formar 
patrones y poder observar la variación 
Las poblaciones que son pequeñas, pierden la variabilidad con el paso 
del tiempo, ya sea por catástrofes o por falta de reproducción 
Estudia cómo está mezclada una población, su evolución y la variabilidad 
¿Que es una población? 
Es un grupo de individuos que comparten un componente genético 
común, en el tiempo y en el espacio
Estructura genética de una población 
Frecuencias genotípicas 
Conocer la transmisión de los genes en una población, se realiza 
haciendo una ecuación 
Número de individuos de un determinado genotipo
Número total de individuos 
Frecuencias alélicas o génicas
Representan el porcentaje de cada alelo en la población 
Equilibrio de Hardy-Weinberg
Describe el efecto de la reproducción sobre las frecuencias genotípicas 
y alelicas, dice que si hay condiciones poblaciones ideales entonces las 
frecuencias de los genes serían constante en todas generaciones 
¿Cuáles son las condiciones ideales?
1. La población debe ser panmínica com reproducción sexual, es decir 
que los individuos de la población deben aparearse al azar
2. Población grande 
3. Población sin migración ni inmigración
4. No debe haber mutaciones
5. Mismas probabilidades en los individuos de dejar descendencia 
Predicciones para un locus autosómico con dos 
alelos 
Si la población es grande y se aparea al azar y no está afectada por 
mutación, migración o selección natural, entonces las frecuencias 
alélicas no cambian. O hay otra posibilidad, y es que las frecuencias 
genotípicas se estabilizan, entonces no cambiarán después de una 
generación 
Consecuencias de la ley
Que las frecuencias genotípicas son determinadas por las frecuencias 
alélicas 
Que la frecuencia de los heterocigotos no excede de 0,5
Que si la frecuencia de un alelo es baja, entonces los individuos 
homocigotos son raros, así que la mayoría de copias estarán en 
homocigotos 
No habrá evolución 
Necesita de procesos externos para que cambien las frecuencias génicas 
¿Qué afecta al equilibrio? 
Es el cambio en el ADN que permanece, que puede presentarse dos 
tipos de mutaciones: las directas y las inversas, ambas pueden afectar 
a las frecuencias alélicas
Las mutaciones
Migración / flujo génico 
Es un proceso que provoca cambios en las frecuencias alélicas, ya que 
es el movimiento de individuos entre poblaciones haciendo que haya 
ingreso de genes de otras poblaciones 
Las migraciones tienen doble sentido porque … 
Porque previenen la diferencia genética entra las poblaciones y porque 
aumenta la variación genética dentro de las poblaciones 
Deriva génica 
Es la transmisión de gametos de los padres a los hijos, este fenómeno 
se da cuando la población es pequeña, entonces cualquier alelo 
puede experimentar fluctuaciones, porque en sí en cualquier 
momento un alelo no se llega a trasmitir entonces se pierde para 
siempre 
¿Por qué se da la deriva génica?
1. Porque la población es pequeña
2. Por el efecto fundador 
3. El cuello botella 
Ahora se explicará cada una de las razones
Efecto fundador 
Es cuando una población pequeña migra y lleva el 
acervo genético original a la otra población más 
grande, aunque la población puede volverse grande ya 
hay genes aportados por los miembros que migraron 
que son escasos, así que la población cambiará
Cuello de botella genético 
Es cuando la población se reduce de tamaño 
de forma drástica,entonces solo quedan los 
pocos genes quesobrevivieron 
Selección natural 
Es cuando hay mayor descendencia de los individuos que se adaptan, 
porque pasan a su herencia esa base genética que es un rasgo 
adaptativo. Cuando hay efecto directo puede producir un aumento o 
una disminución de las frecuencias génicas o genotípicas, como 
resultado de una fertilidad o una superviví encía diferencial de sus 
portadores
Afectado
Aplicaciones de la genética de 
poblaciones 
-reconstrucción de la evolución humana y conocer el origen
-distinguir los orígenes, los polimorfismos y los grupos de una 
comunidad 
-identificar factores que afecten a la estructura de las poblaciones
-identificar enfermedades genéticas y la interacción que tienen
-contribuye el desarrollo a la farmacogenómica 
SNP’s: polimorfismos de nucleótido único 
Algunas de las características son:
1. Es la variación más frecuente en el genoma humano, de 500 a 
1.000 bases.
2. Se encuentran tanto en el ADN nuclear como en el ADNmt
3. Presentan una tasa de mutación baja
4. Son marcadores que se pueden amplificar fácil en la pcr multiplex
5. Se analizan fácil 
Uso de los polimorfismos en la genética 
forense 
1. Identificación humana 
Sirven para las identificar hechos que incluyan agresiones sexuales, 
terrorismo, fosas comunes, desastres y para uso personal e individual 
2. Filiación
Para definir paternidad y maternidad
Parámetros forense 
Parámetro a priori:
Probabilidad de exclusión 
Son aquellos que se hacen antes de realizar la prueba, se realizan para 
saber qué potencial posee la evaluación de esos marcadores
STR del cromosoma X
Son útiles para resolver casos como los estudios de paternidad y maternidad 
en ausencia de progenitores, para la discriminación entre padres alegados 
que presentan consanguineidad entre sí, y también para los estudios de 
hermandad en ausencia de padre. 
En casos qué hay tríos (padre, madre y la hija) usan los marcadores STR del 
cromosoma X, porque son más eficientes que los autosómicos
Uso
En casos de paternidad con tríos y dúos 
En casos de paternidad que involucran presuntos padres consanguíneos, 
o sea para saber cuál de los dos parientes es el papá
En casos de maternidad 
En tríos padre-madre-hijo: se usa el autosómico pero es mejor el x
En duos padre-hija: se usa el x
Cuando está el padre y el hijo involucrado: se usa el marcador STR x, 
porque los cromosomas x son diferentes en los dos por ascendencia 
Entre hermanos: diapositivas 61
El uso en casos de paternidad
El uso en casos de maternidad 
En dúos madre-hija: el poder de los STR del x es similar al de los 
autosómicos
En dúos madre-hijo: se usa el del cromosoma x
El uso en casos complejos de paternidad
Se realiza cuando hay ausencia de padre, entonces se hace el STR del x
Si dos mujeres son hijas del mismo padre 
STR cromosoma Y
Es un genoma haploide de línea paterna, no tiene recombinación, entonces 
se hereda en bloque 
Se puede definir la línea paterna, pero no la paternidad ¿por qué?
Porque pueden haber STR de cromosoma Y: 
Tetranucleóridos (que son los más estables)
Trinucleótidos
Dinucleótidos 
ADN mitocondrial 
Contiene muy pocos genes, incluso, mucho menos que los de una 
bacteria. La mayor parte de las proteínas mitocondriales son codificadas 
por el ADN nuclear 
Es un ADN circular, de doble hebra: una de las hebras se denomina H o 
hebra + (heavy) y la otra hebra se denomina L o hebra - (light) 
Contiene información para 
13 polipéptidos 
2 ARNr
22 ARNt
Es la probabilidad de descartar como posible padre a un individuo 
al azar, de una familia madre e hijo
Parámetro a posteriori
Índice de paternidad 
Indica cuántas veces es más probable que el presunto padre tenga ese 
material genético que un individuo tomado al azar entre los de su 
misma población
Probabilidad de paternidad 
Se calcula mediante la fórmula Essen-Moller
X: probabilidad del supuesto padre en relación con el perfil paterno 
Y: es la frecuencia frénica de dicho perfil en la población 
PEPÉ
IPIÉNSALO paterno
frecuencia alelo
⑥
W =
+ Y •
③
Heteroplasmía
 Es la co existencia de dos o más poblaciones de ADNmt en una única 
mitocondria, célula o individuo
La presencia de heteroplasmía y el cuello de botella durante la oogénesis 
contribuyen al aumento de la tasa de mutación meiótica