CLASE 2: GENES Y MUTACIONES.

Texto completo

(1)

CLASE 2: GENES Y MUTACIONES.

(2)

UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA DE MEDICINA

ASIGNATURA GENÉTICA CLÍNICA.

DOCENTE: DR. HÉCTOR QUINTERO CLASE # 2

UNIDAD 1. GENERALIDADES DE GENÉTICA BÁSICA Y MÉDICA.

TITULO: Genes, mutaciones y clasificación de las enfermedades genéticas.

OBJETIVO:

1. Aplicar los conocimientos adquiridos en Biología Celular y Molecular sobre la estructura de los genes, mutaciones y la clasificación de las enfermedades genéticas.

OBJETIVO METODOLÓGICO:

- Está dirigido centralmente a motivar la presencia de la asignatura en las Ciencias Médicas y en especial en Medicina. Lograr que los estudiantes recuerden y apliquen conocimientos ya adquiridos en las asignaturas precedentes organización del genoma humano, bases moleculares de la información, conservación variaciones de los genes y de la estructura y ciclo celular, dirigiendo estos conocimientos hacia el enfoque de la Genética Médica.

MEDIOS DE ENSEÑANZA:

- Diapositivas que muestren la estructura del ADN, la autorreplicación del ADN, un panorama de la organización del ADN desde el nivel molecular al cromosoma, de igual forma sobre la expresión del ADN en el núcleo y en el citoplasma, esquema del código genético con las abreviaturas de los aminoácidos, esquemas que recuerden la incorporación de bases análogas y los cambios que ocasionan en la estructura del gen, La estructura de una célula, el ciclo celular y esquemas independientes de la mitosis y de la meiosis.

CONTENIDOS:

1.- Genes

2.- Unidad de transcripción.

3.- Aparato de transcripción.

4.- Intrones y exones.

(3)

5.- Familias de genes.

6.- Pseudogenes.

7.- Genes de ARN no codificantes.

8.- Mutaciones.

9.- Categorías de las mutaciones.

10.- Tipos de mutaciones génicas.

11.- Efecto fenotípico de las mutaciones.

12.- Mutaciones espontáneas.

13.- Mutaciones inducidas.

14.- Mecanismos de reparación del ADN.

15.- ADN mitocondrial.

16.- Clasificación de las enfermedades genéticas.

DESARROLLO.

1.- Gen.

De forma simple, un gen codificante de proteínas puede ser representado como un segmento de una molécula de ADN que contiene el código para la secuencia de aminoácidos de una cadena de polipéptidos, así como las secuencias reguladoras necesarias para su expresión.

De forma más específica se podría definir a un gen como una secuencia de ADN que especifica la elaboración de un producto funcional, sea polipéptido o una molécula de ARN funcional.

2.- La unidad de transcripción.

Una unidad de transcripción es un tramo de ADN que codifica una molécula de ARN y las secuencias necesarias para su transcripción. Dentro de la unidad de transcripción hay tres sitios críticos:

- Un promotor: Una secuencia de ADN que el aparato de transcripción reconoce y a la que se une. Indica cuál de las dos cadenas de ADN debe ser leída como molde y la dirección de la transcripción.

- Región codificante: Una secuencia de nucleótidos que se copia a una molécula de ARN.

- Región terminadora: Una secuencia de nucleótidos que señala el sitio donde debe terminar la transcripción.

3.- Aparato de transcripción.

Se forma a partir de la unión de la ARN polimerasa y los factores de transcripción.

Los factores de transcripción pueden ser generales (que se unen al promotor mínimo) y específicos (que se unen al promotor regulador).

(4)

4.- Intrones y exones.

Muchos genes eucariontes contienen regiones codificantes llamadas exones, y regiones no codificantes llamadas intrones. Después de la transcripción se los intrones se eliminan por corte y empalme y los exones se unen para dar como resultado un ARN maduro.

Hay cuatro tipos principales de intrones:

- Intrones de grupo I.

- Intrones del grupo II:

- Intrones del Pre-ARNm.

- Intrones del ARN de transferencia.

5.- Familias de genes.

Muchos genes pertenecen a familias génicas, que comparten secuencias de ADN estrechamente relacionadas y codifican polipéptidos con secuencias de aminoácidos estrechamente relacionadas. Una familia de genes muy pequeña, pero médicamente importante, es la compuesta por los genes que codifican las cadenas de proteínas de las hemoglobinas.

6.- Pseudogenes.

Las secuencias de ADN que muestran gran similitud con genes conocidos pero que carecen de función se denominan pseudogenes. Los pseudogenes pueden ser de dos tipos generales, procesados y no procesados. Se considera que los pseudogenes no procesados son productos intermedios de la evolución y representan genes muertos. A diferencia de los no procesados, los pseudogenes, los pseudogenes procesados son pseudogenes son pseudogenes que se han formado no a través de mutaciones, sino mediante un proceso conocido como retrotransposición, que conlleva la transcripción, la generación de una copia de ADN a partir del ARNm por transcripción inversa y, finalmente, la integración de estas copias de ADN en el genoma en una localización bastante distante del gen original.

7.- Genes de ADN no codificante.

Existen aproximadamente entre 20000 y 25000 genes de ARN no codificante, además de los alrededor de los 20000 genes codificantes de proteína.

8.- Mutaciones.

(5)

En genética médica por lo general se utiliza el término mutación para definir los cambios que afectan la función de los genes y alteran el fenotipo o producen enfermedades, mientras que se utiliza el término polimorfismo para hacer referencia a los cambios heredables en la secuencia de nucleótidos que no producen enfermedad y constituyen parte de la variación normal entre los individuos. Dado que los polimorfismos constituyen cambios estables en el genoma, su frecuencia debe ser de al menos el 1% en la población, esto para confirmar que es parte de la variación normal y que no se trata de una mutación de novo. Las mutaciones son protectoras de la vida como causas de gran sufrimiento. Por un lado, son fuente de la variación genética, la materia prima de la evolución. Por otro lado, muchas mutaciones poseen efectos perjudiciales y son fuente de muchas enfermedades y trastornos humanos.

9.- Categorias de mutaciones.

En los organismos humanos las mutaciones pueden ser de varios tipos:

- De acuerdo al tipo de célula afectada: Mutaciones de células somáticas y mutaciones de células germinales.

- De acuerdo a la cantidad de material genético afectado: Mutaciones génicas (afectan a un solo gen), mutaciones cromosómicas y mutaciones genómicas.

- De acuerdo a la causa: Mutaciones espontáneas y mutaciones inducidas.

Las mutaciones de células somáticas no pueden ser transmitidas de una generación a la siguiente. Las mutaciones de células germinales si pueden ser transmitidas de una generación a la siguiente.

10.- Tipos de mutaciones génicas.

- Sustitución de bases: Se sustituye una base por otra. Pueden ser a su vez de dos tipos. Transiciones (cuando se sustituye una base por otro del mismo tipo) y transversiones (cuando se sustituye una base por otra de otro tipo).

- Inserciones y deleciones: Se dan por inserción o deleción de una base nitrogenada. Pueden orinar cambios en el marco de lectura.

- Expansión por repetición de trinucleótidos: Expansiones en las cuales aumenta el número de copias de un trinucleótido.

11.- Efecto fenotípico de las mutaciones.

- Mutaciones directas: Mutaciones que afectan el fenotipo.

- Mutaciones inversas: Revierten el fenotipo mutante al fenotipo silvestre.

(6)

- Mutación de aminoácido: La sustitución de una base que da como resultado un aminoácido diferente en la proteína.

- Mutación terminadora: Cambia un codón codificante por un codón de terminación.

- Mutación silenciosa: Crea una secuencia de ADN diferente que especifica el mismo aminoácido que la secuencia del tipo silvestre, gracias a la redundancia del código genético.

- Mutación neutral: Altera la secuencia de aminoácidos de una proteína, pero no altera su función.

- Mutaciones con pérdida de función: Producen ausencia completa o parcial de la función normal de la proteína.

- Mutación con ganancia de función: Produce un rasgo totalmente nuevo o causa la aparición de un rasgo en un tejido inapropiado o en momento inapropiado durante el desarrollo.

- Mutaciones condicionales: Son aquellas que se expresan solo bajo ciertas condiciones.

- Mutaciones letales: Producen la muerte prematura.

- Mutaciones supresoras: Es un cambio genético que esconde o suprime el efecto de otra mutación. Éstas a su vez pueden ser intragénicas e intergénicas.

12.- Mutaciones espontáneas.

- Errores espontáneos de replicación.

- Cambios químicos espontáneos en el ADN.

13.- Mutaciones inducidas.

- Mutaciones inducidas químicamente (MUTÁGENOS QUÍMICOS): Análogos de base, Agentes alquilantes, desaminación, hidroxilamina, reacciones oxidativas, agentes intercalantes.

- Mutágenos físicos: Radiaciones ionizantes como los rayos X (producen radicales libres, ruptura de simple y doble cadena); radiaciones no ionizantes que producen dímeros de timina.

14.- Mecanismos de reparación del ADN.

- Errores de apareamiento.

- Reparación o reversión directa del daño.

- Reparación por escisión de bases.

(7)

- Reparación por escisión de nucleótidos.

15.- ADN mitocondrial.

Las mitocondrias presentes el citoplasma se heredan de un solo progenitor, por lo que muestran una herencia uniparental. La existencia de variedades distintas de ADN mitocondrial dentro del citoplasma de una célula se denomina heteroplasmia.

Cuando una célula heteroplásmica se divide, los organelos se distribuyen (mitocondrias) al azar entre las dos células hijas en un proceso denominado segregación replicativa. Y el azar determina el número de organelos mutantes en una célula. Aunque la mayor parte de las células de una progenie heredarán una mezcla de alelos mutantes y normales, por efecto del azar algunas células pueden recibir mitocondrias con secuencias mutantes solamente o sólo con secuencia del tipo silvestre, esta situación se conoce como homoplasmia.

El ADNm es una molécula circular que abarca 16569 pb que codifican. Las dos cadenas de nucleótidos de la molécula (cadena ligera y cadena pesada) difieren en su composición de bases. La cadena pesada tiene más nucleótidos de guanina, en tanto que la cadena liviana tiene más nucleótidos de citosina.

El ADN mitocondrial codifica para:

- Dos ARNr.

- 22 ARNt.

- 13 ARNm

16.- Clasificación de las enfermedades genéticas.

Monogénicas

ADN nuclear

Dominantes Recesivas Ligadas al X ADN mitocondrial Herencia materna Balanceadas

Cromosómicas No balanceadas multifactoriales

COMPROBANDO LO APRENDIDO.

¿Qué es el Genoma Humano?

(8)

¿Cómo está organizado?

¿Qué es el gen?

¿Qué es un ácido nucleico?

¿Qué características tiene un gen eucarionte?

¿Cómo está organizada la molécula de ADN?

¿Cómo se sintetiza el ADN?

¿Qué importancia tiene en la conservación de la información la síntesis semiconservartiva del ADN?

¿En qué consiste la expresión de la información genética?

¿Cómo se produce la síntesis de las proteínas?

¿Qué relación hay entre la secuencia de bases del ADN y la secuencia de aminoácidos de las proteínas?

¿Qué características tiene el código genético?

¿Cómo es la estructura de un gen eucariontes?

¿Cuáles son los componentes nucleares y citoplasmáticos de una célula?

¿Cómo es el ciclo de vida de una célula?

¿Cuáles son las partes del ciclo de vida celular que se relacionan con la interfase celular?

¿Cuáles son las características comunes y no comunes de la mitosis y de la meiosis?

¿Qué tipos de proteínas intervienen en las diferentes momentos del ciclo de vida celular?

¿Qué es una mutación génica?

TRABAJO Y ESTUDIO INDEPENDIENTE

- Cite los tipos de mutaciones atendiendo a su origen, a la magnitud del daño en el ADN, a los agentes mutágenos físicos y químicos, a los tipos de mutaciones génicas y sus consecuencias.

- Dibuje un esquema de la unidad de transcripción.

(9)

- Explique la importancia biológica de las mutaciones.

- Explique porqué las mutaciones de células somáticas no se transmiten a la progenie.

- Describa los cambios químicos espontáneos en el ADN.

- Explique cada uno de los mecanismos de reparación del ADN.

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :