Semana 15 Práctica Mutaciones 2021-10

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BIOLOGIA CELULAR 
 
 
1 Práctica 14: Genética. 
 
 
 
 
 
 
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PARA DESARROLLAR LA PRÁCTICA 
Fase de apertura. Tiempo: 10 min 
1. Toma la asistencia en aula virtual. 
2. El docente declara las capacidades a desarrollar: 
a. Clasifica los tipos de mutaciones según su origen, su efecto células afectadas y extensión del material 
genético afectado. 
3. Explicación de la práctica por parte del docente. 
Fase de Desarrollo. Tiempo: 65 min 
Realización de la práctica. 
I. INTRODUCCIÓN. 
La biología molecular, entendida hoy en día como el área de estudio de las moléculas de ácido 
desoxirribonucleico (ADN) y de ácido ribonucleico (ARN), es un campo que vincula diferentes 
aproximaciones en el funcionamiento de cualquier organismo vivo. A nivel molecular, el ADN y el ARN 
están encargados de preservar y traducir a proteína la información necesaria para el funcionamiento 
celular, acompañado de los lípidos y carbohidratos, que en conjunto con las proteínas estructuran, 
mantienen y dinamizan el complejo molecular conocido como célula. La molécula de ADN, es un 
polímero cuyas subunidades son los nucleótidos adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), 
puede replicarse y de esta manera permitir la conservación de la información desde la célula madre a 
sus células hijas. Pero la replicación no es el único proceso que sufre el ADN, también ocurren una serie 
de procesos que, tomando el ADN como molde, participan en la síntesis de proteínas – moléculas de 
extraordinaria versatilidad e importancia para la composición y funcionamiento de los organismos. Los 
procesos a los que se hace referencia son la transcripción y la traducción. El primero de ellos está 
implicado en la síntesis de otro polímero, el ácido ribonucleico o ARN, a partir del ADN, mientras que 
el segundo toma al ARN como molde para la síntesis de proteínas. A esta serie de procesos se le conoce 
como el flujo de la información genética. 
Es por tanto comprensible que si se produce un cambio en un nucleótido del ADN o falta un 
nucleótido en un gen, esto se refleje finalmente en la proteína. La mayor diferencia entre los genes de 
algunos organismos, como el ser humano, y los genes de otros organismos es que, en los primeros, las 
secuencias de los genes combinan unas secuencias que dan lugar a proteínas (exones) con otras que no 
lo hacen (intrones). La colocación inusual de los intrones, interrumpiendo las regiones codificadoras de 
los genes, y el hecho de que se requiere energía extra para mantener y procesar estas estructuras que 
aparentemente no tienen ninguna función, han hecho de los intrones uno de los temas de investigación 
más intrigantes en la biología. 
El término mutación suele aludir a cambios en la secuencia de bases del ADN que pueden ocurrir 
tanto en las regiones codificadas como en las no codificadas (principalmente en zonas próximas al sitio 
de corte y empalme que permite eliminar los intrones –splicing– y en zonas reguladoras que podrían 
afectar a la tasa de producción de proteínas). Las mutaciones pueden ser silenciosas y no tener efecto 
alguno en la proteína resultante o dar lugar a enormes cambios. 
Las mutaciones pueden ser: 
MUTACIONES GÉNICAS Y GENÓMICAS 
 
Semana 15 
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2 Práctica 14: Genética. 
 
1) Mutación puntual.- 
✓ Si el nuevo triplete (codón) codifica el mismo aminoácido que el original esta mutación es 
neutra o “silenciosa”. Por ejemplo, el codón CUA que podría por una mutación convertirse en 
CUG, en ambos casos este codón codifica el aminoácido leucina (Leu). 
✓ Si el nuevo triplete codifica un aminoácido diferente del original, tenemos varias posibilidades: 
▪ Mutaciones de sentido erróneo o alterado (mutación “missense”): 
- El nuevo aminoácido es de un tipo químico similar. Por ejemplo, el triplete GAC (codi-
fica ácido aspártico) que pasa a GAA (codifica ácido glutámico). 
- El nuevo aminoácido es de un tipo químico muy distinto y/o afecta a un sitio especial 
en la proteína, llevando a cabo o inestabilidad estructural o alteración en la estructura 
secundaria o inactivación. 
▪ Mutaciones “sin sentido” (mutación “nonsense”): 
- La mutación cambia el triplete por uno de “señal de parada” de la traducción: UAG, 
UAA, UGA con la terminación prematura de la proteína. 
2) Mutaciones de desplazamiento del marco de lectura (“frameshifts”) 
 Se pueden originar por pérdida o ganancia de un pequeño número de nucleótidos (que no sea 3 o 
múltiplo de 3), de este modo se produce un cambio total en el sentido del mensaje genético, a partir 
del sitio de la mutación se sintetiza una proteína distinta, inactiva y a menudo truncada. 
 
II. MATERIAL. 
 Papel bond A-4, código genético, lapiceros, borrador 
 
III. INSTRUCCIONES. 
Desarrolle los siguientes ejercicios. 
1. Carlitos, de 7 años, concurre al consultorio acompañado de su madre. Ella relata al odontólogo que 
el niño padece una enfermedad hereditaria llamada Fibrosis quística (FQ), debido a la cual presenta 
problemas respiratorios crónicos y se encuentra bajo tratamientos destinados a paliar los efectos 
de la afección. Esta patología se debe a la presencia de una proteína defectuosa que interviene en 
el paso del cloruro a través de las membranas celulares (canal iónico de cloruro). 
 En todas las proteínas de los organismos vivientes, como también en cualquier patología genética, 
existe una correspondencia entre la secuencia del ADN y la estructura primaria de la proteína en la 
que participa el código genético, a través de una secuencia de pasos específicos. Escribe las 
secuencias de ADN, ARNm y proteína de la secuencia normal y mutada. Utilice el código genético. 
 
Secuencia Normal: 5´- ACCATTAAAGAAAATATCATCTTTGGTGTTTCCTATGAT - 3 
ADN 
5´- A C C A T T A A A G A A A A T A T C A T C T T T G G T G T T T C C T A T G A T - 3´ 
3´- - 5´ 
ARN 
Proteína 
 
Secuencia Mutada: 5´- ACCATTAAAGAAAATATCATCGGTGTTTCCTATGAT - 3 
ADN 
5´- A C C A T T A A A G A A A A T A T C A T C G G T G T T T C C T A T G A T - 3´ 
3´- - 5´ 
ARN 
Proteína 
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3 Práctica 14: Genética. 
 
2. La dentinogénesis imperfecta es una distrofia de origen genético que afecta la estructura del diente 
temporal y permanente. Presenta una herencia autosómica dominante. Existen 3 tipos de esta 
enfermedad pero sólo en las II y III se han encontrado mutaciones en el gen DSPP. El gen DSPP está 
formado por cinco exones y cuatro intrones y codifica para la síntesis de dos proteínas: 
dentinsialoproteína (DSP) y dentinfosfoproteína (DPP). Se cree ambas que son esenciales para el 
desarrollo normal del diente. Estas proteínas se expresan en los odontoblastos y están involucradas en 
la formación normal y mineralización de la dentina. DPP se une al Calcio por lo que se cree que juega un 
rol clave en la nucleación de la hidroxiapatita durante la calcificación de la dentina. Dadas las secuencias 
de nucleótidos del gen DSPP; represente el fragmento de ARNm y la secuencia de aminoácidos 
correspondientes y describa el tipo de mutación que se produce en la secuencia. 
 
Secuencia Normal: 3´TACGATCAAACCTCGAAC 5´ 
ADN 
5´ - 3´ 
3´- T A C G A T C A A A C C T C G A A C - 5´ 
ARN 
Proteína 
 
Secuencia Mutada: 3´TACGATCAAACATCGAAC5´ 
ADN5´ - 3´ 
3´- T A C G A T C A A A C C T C G A A C - 5´ 
ARN 
Proteína 
Tipo de mutación 
 
 
3. Tomás, paciente de 15 años, presenta oligodoncia. Se le ha realizado un estudio genético en el cual se 
ha amplificado la región del ADN del exón 1 del gen MSX1. Al analizar la secuencia de este exón, se ha 
encontrado una mutación puntual (resaltado en gris). En la parte inferior se muestra la secuencia de 
ADN en el sentido 5´ → 3´ del exón 1 normal (1º secuencia) y del exón 1 con la mutación encontrada (2º 
secuencia). 
a. Indica cuál será la secuencia de la otra cadena de ADN, el ARNm y aminoácidos en la proteína 
normal en la región del exón (comprendida entre los codones – en rojo). 
 
Secuencia normal del exón 1 del gen MSX1 obtenida de la base de datos Genebank (NG_008121- 
Homo sapiens). Las letras mayúsculas constituyen la secuencia del exón 1. En letras minúsculas se 
representan las secuencias correspondientes a la región promotora (a 5´) y al intrón 1 (a 3´). El 
triplete ATG, resaltado en negrita, codifica el aminoácido metionina, que es el 1º aminoácido de 
todas las proteínas eucarióticas. 
aagttctctggggagccgcggtagggcccggagccgGCGAGTGCTCCCGGGAACTCTGCCTGCGCGGCGGCAGCGACC
GGAGGCCAGGCCCAGCACGCCGGAGCTGGCCTGCTGGGGAGGGGCGGGAGGCGCGCGCGGGAGGGTCC
GCCCGGCCAGGGCCCCGGGCGCTCGCAGAGGCCGGCCGCGCTCCCAGCCCGCCCGGAGCCCATGCCCGG
CGGCTGGCCAGTGCTGCGGCAGAAGGGGGGGCCCGGCTCTGCATGGCCCCGGCTGCTGAC ATGACTTCT 
TTGCCACTCGGTGTCAAAGTGGAGGACTCCGCCTTCGGCAAGCCGCCTGGGAGATCAGCGGGCCAGGCC 
CCCAGCGCCGCCGCGGCCACGGCAGCCGCCATGGGCGCGGACGAGGAGGGGGCCAAGCCCAAAGTGTCC
CCTTCGCTCCTGCCCTTCAGCGTGGAGGCGCTCATGGCCGACCACAGGAAGCCGGGGGCCAAGGAGAGCG
CCCTGGCGCCCTCCGAGGGCGTGCAGGCGGCGGGTGGCTCGGCGCAGCCACTGGGCGTCCCGCCGGGGT
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4 Práctica 14: Genética. 
 
CGCTGGGAGCCCCGGACGCGCCCTCTTCGCCGCGGCCGCTCGGCCATTTCTCGGTGGGGGGACTCCTCAA
GCTGCCAGAAGATGCGCTCGTCAAAGCCGAGAGCCCCGAGAAGCCCGAGAGGACCCCGTGGATGCAGAG
CCCCCGCTTCTCCCCGCCGCCGGCCAgtgagtagccagaacccaggcgcagagggagggggccgggtgggggccgggtggggt
gtg 
 
ADN 
5´- GAC TCC GCC TTC GGC AAG CCG CCT GGG AGA TCA GCG GGC CAG GCC – 3’ 
 
ARN 
Proteína 
 
b. Indica cómo se verá modificada la secuencia del ARNm y aminoácidos en la proteína mutada en la 
región del exón (comprendida entre los codones – en rojo). 
 
 Secuencia mutada del exón 1 del gen MSX1. 
aagttctctggggagccgcggtagggcccggagccgGCGAGTGCTCCCGGGAACTCTGCCTGCGCGGCGGCAGCGACC
GGAGGCCAGGCCCAGCACGCCGGAGCTGGCCTGCTGGGGAGGGGCGGGAGGCGCGCGCGGGAGGGTCC
GCCCGGCCAGGGCCCCGGGCGCTCGCAGAGGCCGGCCGCGCTCCCAGCCCGCCCGGAGCCCATGCCCGG
CGGCTGGCCAGTGCTGCGGCAGAAGGGGGGGCCCGGCTCTGCATGGCCCCGGCTGCTGAC ATGACTTCT 
TTGCCACTCGGTGTCAAAGTGGAGGACTCCGCCGTCGGCAAGCCGCCTGGGAGATCAGCGGGCCAGGCC 
CCCAGCGCCGCCGCGGCCACGGCAGCCGCCATGGGCGCGGACGAGGAGGGGGCCAAGCCCAAAGTGTCC 
CCTTCGCTCCTGCCCTTCAGCGTGGAGGCGCTCATGGCCGACCACAGGAAGCCGGGGGCCAAGGAGAGCG
CCCTGGCGCCCTCCGAGGGCGTGCAGGCGGCGGGTGGCTCGGCGCAGCCACTGGGCGTCCCGCCGGGGT
CGCTGGGAGCCCCGGACGCGCCCTCTTCGCCGCGGCCGCTCGGCCATTTCTCGGTGGGGGGACTCCTCAA
GCTGCCAGAAGATGCGCTCGTCAAAGCCGAGAGCCCCGAGAAGCCCGAGAGGACCCCGTGGATGCAGAG
CCCCCGCTTCTCCCCGCCGCCGGCCAgtgagtagccagaacccaggcgcagagggagggggccgggtgggggccgggtggggt
gtg 
 
ADN 
5´- GAC TCC GCC GTC GGC AAG CCG CCT GGG AGA TCA GCG GGC CAG GCC - 3’ 
 
ARN 
Proteína 
Tipo de mutación 
 
c. Considere que en el fragmento destacado del exón 1 normal del gen MSX1 (resaltado en gris) se 
produce el siguiente cambio en el ADN, una mutación sin sentido -nonsense. Establece cómo 
quedaría constituida, la secuencia de ADN, el ARNm y a proteína. ¿Cómo crees que afecte este 
cambio a la función de la proteína MSX1? 
 
ADN 
5´… GCC TTC GGC AAG CCG CCT GGG AGA TGC GCG …3´ 
 
ARN 
Proteína 
 
d. Considere que en el fragmento destacado del exón 1 normal del gen MSX1 se produce el siguiente 
cambio en el ADN, mutación: inserción de 3 bases. Establece cómo quedaría constituida, la 
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5 Práctica 14: Genética. 
 
secuencia de ADN, el ARNm y a proteína. ¿Cómo crees que afecta este cambio a la función de la 
proteína MSX1? 
 
ADN 
5´… GCC TTC AGT GGC AAG CCG CCT GGG AGA TCA GCG …3´ 
 
ARN 
Proteína 
 
e. Considere que en el fragmento destacado del exón 1 normal del gen MSX1 se produce el siguiente 
cambio en el ADN, mutación: inserción de 1 base. Establece cómo quedaría constituida, la 
secuencia de ADN, el ARNm y a proteína. ¿Cómo crees que afecta este cambio a la función de la 
proteína MSX1? 
 
ADN 
5´… GCC TTC GGC AAG ACC GCC TGG GAG ATC AGC G …3´ 
 
ARN 
Proteína 
 
4. El gen de la tropomiosina humana, una proteína estructural, por splicing alternativo produce cinco 
versiones distintas de esta molécula, que se expresan en cinco tejidos diferentes del cuerpo: el músculo 
esquelético, el músculo liso, los fibroblastos, el hígado y el cerebro. Las células, en cada tipo de tejido, 
ensamblan de forma diferente los 11 exones que conforman el gen, produciendo las distintas formas de 
la proteína. Tomando hipotéticamente la secuencia del gen mostrada abajo, realiza el splicing 
alternativo y verifica la síntesis de dos diferentes proteínas que podrían formarse a partir de una misma 
secuencia en el ADN. En la secuencia hipotética se resaltan en gris las secuencias correspondientes a 
los exones 1, 2, 3 y 4, intercalados por la secuencia de los intrones 1, 2 y 3. En ese caso, la proteína 
resultante correspondería a los exones 1, 2, 3 y 4. 
5´… TTTCCACGTACG AGCGCCTGG GAGATC AGCGGCAACCTG CAGGCA CCGAT AGTCTTGCC …3´ 
3´… AAAGGTGCATGC TCGCGGACC CTCTAG TCGCCGTTGGAC GTCCGT GGCTA TCAGAACGG…5´ 
 exón 1 intrón 1 exón 2 intrón 2 exón 3 intrón 3 exón 4 
 
a. Considere que la proteína resultante corresponde a la secuencia hipotética los exones 1, 3 y 4. 
 
ADN 
 
 
ARN 
Proteína 
 
b. Considere que la proteína resultante corresponde a la secuencia hipotética los exones 2 y 4. 
 
ADN 
 
 
ARN 
Proteína 
 
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6 Práctica 14: Genética. 
 
5. Jaimito es un niño de 11 años, que padece Síndrome de Down. Asiste junto a su madre al consultorio 
externo de la posta de su barrio para realizarse un control. La forma más frecuente de Síndrome de 
Down ocurre por una no disyunción o disyunción incompleta del material genético de uno de los 
progenitores, que ocurre durante la gametogénesis. Realiza un gráfico con referencias del par 21, que 
te permita analizar los diferentes gametos que se formarán si ocurre una no disyunción durante la 
primera o la segunda división meiótica (anafase I versus anafase II). 
 
 
 
 
 
 
6. Utilizando los dos cromosomas. Represente lo siguiente. 
 a. Una deleción intersticial del crom. 1 (mayor tamaño) 
 b. Una duplicación en el cromosoma 2 (menor tamaño) 
 c. Una inversión pericéntrica en cromosoma 1 
 d. Una translocación recíproca entre cro. 1 y cro. 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fase de cierre. Tiempo: 25 min 
✓ Se concluye la práctica con una retroalimentación docente-alumno y el docente refuerza cualquier duda 
de los estudiantes. 
✓ El docente señala que la siguiente clase será el examen parcial, recomienda a los estudiantes estudiar 
para dicho examen. 
Evidencia. 
- Informe de la práctica. 
Instrumento de evaluación. 
- Rúbrica para evaluar el informe. 
Fuentes de Consulta 
Páginas WEB de apoyo. 
 BECKER W. HARDIN J. KLEINSMITH L. El Mundo de la Célula. 6ª ed. Editorial Pearson Prentice Hall. 
 COOPER G. La Célula. 6° ed. Cápitulo 13: Membrana Plasmática. Editorial Marbán. 2014:794p. 
 LODISH H., et. al. Biología Celulary Molecular. 5ª. ed. Madrid: Editorial Médica Panamericana S.A.. 
 Biología Celular en Odontología. 
https://rdu.unc.edu.ar/bitstream/handle/11086/15915/Biolog%C3%ADa%20celular%20e
n%20odontolog%C3%ADa.pdf?sequence=3&isAllowed=y 
 
 
 
https://rdu.unc.edu.ar/bitstream/handle/11086/15915/Biolog%C3%ADa%20celular%20en%20odontolog%C3%ADa.pdf?sequence=3&isAllowed=y
https://rdu.unc.edu.ar/bitstream/handle/11086/15915/Biolog%C3%ADa%20celular%20en%20odontolog%C3%ADa.pdf?sequence=3&isAllowed=y