PROTE

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UNIDADES 20 - 23 GENÉTICA MOLECULAR
2
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

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GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

4
BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Griffith (1928)
• Hershey y Chase (1952)
• Watson y Crick (1953)

5
BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Griffith (1928)

6
BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Griffith (1928)

• La información genética está contenida en un
  componente celular (MOLÉCULA).
• El material genético constituye un portador
  activo de la información genética aunque la
  célula no esté viva.

7
BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Hershey y Chase (1952)

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BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Hershey y Chase (1952)

• El material genético se trata de ADN y no de
  proteínas.

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BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Watson y Crick (1953)

10
BASE MOLECULAR
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Watson y Crick (1953)

• Se refiere a la secuencia de nucleótidos unidos
  mediante enlace fosfodiéster con los extremos 5
  (grupo fosfato) Y 3 (pentosa) con grupos OH
  libres.
• Las dos cadenas están enrolladas en espiral en
  sentido de las agujas del reloj (dextrógira)
  formando una doble hélice alrededor de un eje
  imaginario, dejando las bases nitrogenadas en el
  interior y los esqueletos de pentosa-fosfato en
  el exterior.

11
BASE MOLECULAR
COMPARATIVA DEL MATERIAL GENÉTICO
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Material genético libre en el citoplasma no asociado a ninguna otra molécula (ADN desnudo). Material genético en el núcleo asociado proteínas (histonas) y en orgánulos (mitocondrias y cloroplastos).
No tiene apenas ADN no codificante. El 905 es ADN no codificante. Sólo el 10 tiene información útil.
Los genes están formados por secuencias continuas de nucleótidos que sirven todos para la síntesis de proteínas. Los genes poseen secuencias sin sentido (intrones) que separan las secuencias con sentido (exones).
12
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

13
REPLICACIÓN ADN
EL ADN ES EL PORTADOR DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
Y DEBE TRANSMITIRSE FIELMENTE A CADA UNAD DE LAS
CÉLULAS HIJAS OBTENIDAS TRAS LA DIVISIÓN
CELULAR. ANTES DE LA DIVISIÓN CELULAR SE PRODUCE
UNA COPIA DEL ADN LO CUAL PRODUCE RÉPLICAS EXACTA
DE SÍ MISMO.
14
REPLICACIÓN ADN
DEFINICIÓN
Mecanismo que permite al ADN duplicarse, es
decir, sintetizar una copia idéntica. De esta
manera de una molécula de ADN única, se obtienen
dos o más "clones" de la primera.
15
REPLICACIÓN ADN
HIPÓTESIS
16
REPLICACIÓN ADN
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Meselson y Stahl (1958)

17
REPLICACIÓN ADN
EXPERIMENTOS CLÁSICOS

• Meselson y Stahl (1958)

18
REPLICACIÓN ADN
19
REPLICACIÓN ADN
20
REPLICACIÓN ADN
Se lleva a cabo durante la fase S del ciclo
celular. Ocurre en procariotas y eucariotas,
aunque los procesos son distintos en ambos tipos
celulares
21
REPLICACIÓN ADN
ETAPAS

• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES

22
REPLICACIÓN ADN
ETAPAS

• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES

23
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN

• Ocurre en determinadas zonas del ADN marcadas
  con secuencias específicas de nucleótidos.
• Es llevada a cabo por enzimas muy específicas.
• La HELICASA se encarga de romper los puentes de
  hidrógeno entre bases nitrogenadas y separar
  ambas hebras.
• Las TOPOISOMERASAS se encargan de eliminar las
  torsiones entre hebras. La TOPOISOMERASA I rompe
  una hebra y la GIRASA (topoisomerasa II) las dos.
• Las proteínas estabilizadoras (SSB) mantiene las
  hebras separadas.

24
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN

• A medida que la enzima HELICASA abre la doble
  hélice, dos enzimas complementarias la
  TOPOISOMERASA I y la GIRASA, van disminuyendo la
  tensión torsional acumulada por el
  superenrollamiento en el sector no replicado de
  la doble hélice.
• La TOPOISOMERASA I primero corta una de las
  cadenas del ADN, luego la cadena cortada gira una
  vuelta en torno a su propio eje y finalmente
  vuelve a unir los extremos cortados.
• La TOPOISOMERASA II corta las dos cadenas, las
  cuales luego de girar una vuelta alrededor del
  eje de la doble hélice, restablecen sus uniones.
• Ambas enzimas utilizan energía del ATP y se
  comportan como NUCLEASAS (cortando las cadenas de
  ADN) y luego como LIGASAS (restableciendo las
  uniones fosfodiéster).
• Las TOPOISOMERASAS I y II se diferencian no sólo
  porque la primera corta una de las cadenas y la
  segunda corta las dos, sino también porque la
  TOPOISOMERASA I realiza desenrollamientos de
  corto alcance y la GIRASA abarca una extensión de
  ADN bastante mayor.

25
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN
26
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN
HORQUILLA DE REPLICACIÓN
27
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS
28
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN - PROCARIOTAS
29
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS
30
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN - EUCARIOTAS
31
REPLICACIÓN ADN
ETAPAS

• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES

32
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
SE LLEVA A CABO POR LA ACCIÓN DE TRES ENZIMAS

• PRIMASA (ARN polimerasa ADN dependiente)
• ADN POLIMERASA III
• ADN POLIMERASA I

33
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
A) Acción de la PRIMASA (ARN polimerasa ADN
dependiente)

• Inicia su acción en la llamada horquilla de
  replicación.
• Requiere de una hebra molde de ADN que recorre
  (lee) en sentido 3? 5
• Construye una cadena de ARN complementaria al
  ADN en sentido 5? 3. Esta cadena de ARN se
  llama cebador.
• El cebador se elimina en la etapa final de la
  replicación.

34
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
Los cebadores son pequeñas secuencias de ADN o
ARN (olignucleótidos) que se utilizan para
iniciar la síntesis de ADN. Un cebador contiene
una secuencia de al menos 17 nucleótidos de
longitud. La primasa es una ARN polimerasa que
sintetiza los cebadores que empiezan las
secuencias de Okazaki en la replicación.
35
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III

• Requiere de la presencia de un cebador o
  primer (una cadena corta de ARN en la horquilla
  de replicación).
• Requiere de una hebra molde de ADN que recorre
  (lee) en sentido 3? 5
• Construye la cadena complementaria en sentido
  5? 3
• Utiliza nucleótidos trifosfato como fuente de
  energía (ATP, GTP, CTP y TTP).
• Actúa de manera bidireccional formando la
  llamada burbuja de replicación.

36
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
B) Acción de la enzima ADN POLIMERASA III

• Sintetiza una hebra de manera continua, llamada
  hebra conductora, ya que a medida que lee 3? 5
  va avanzando y uniendo nucleótidos 5? 3.
• Sintetiza la otra hebra de manera discontinua,
  llamada hebra retardada, ya que no puede leer de
  forma continua 3? 5. Va añadiendo pequeños
  fragmentos (unos 1000 o 2000 nucleótidos) a
  medida que se va avanzando la burbuja de
  replicación. Estos trozos se denominan fragmentos
  de Okazaki y también van en sentido 5? 3.

37
REPLICACIÓN ADN
INICIO DE REPLICACIÓN
HEBRA RETARDADA
HEBRA CONDUCTORA
38
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
39
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
40
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
41
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
42
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
43
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
Al abrirse la doble hélice se forma una burbuja
de replicación, cuyo tamaño aumenta a medida que
avanza la separación de las dos cadenas del ADN,
fenómeno que se produce en ambos extremos de la
burbuja en forma simultánea. Se establece de
este modo, en cada uno de los extremos, una
estructura en forma de Y, a la que llamamos
horquilla de replicación, cuyos brazos
representan a las cadenas ya separadas de ADN y
el tronco la doble hélice en vías de separación.
Así cada burbuja tiene dos horquillas de
replicación que a partir de un punto de origen
común avanzan en direcciones opuestas. Las
horquillas desaparecen cuando se van integrando a
las burbujas contiguas. Las horquillas que
recorren los telómeros desaparecen cuando se
separa el último par de nucleótidos.
44
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
45
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
46
REPLICACIÓN ADN
REPLICACIÓN BIDIRECCIONAL
47
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
C) Acción de la enzima ADN POLIMERASA I (LIGASA)

• Retira los fragmentos de ARN cebadores mediante
  una acción exonucleasa (rotura del enlace
  fosfodiéster entre nucleótidos a partir de un
  nucleótido con extremo OH libre).
• Une entre sí de los fragmentos de Okazaki
  mediante acción polimerasa que rellena los huecos
  dejados por los ARN cebadores retirados.

48
REPLICACIÓN ADN
FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
La ADN polimerasa son proteínas que además de las
actividades polimerasas que poseen, tienen
también actividades exonucleasas. Los ADN pol de
tipo I terminán la replicación, eliminando los
cebadores ARN en los secuencias de Okazaki y
corrigiéndo los errores producidos por la
polimerasa de tipo 3.
49
REPLICACIÓN ADN
ETAPAS

• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES

50
REPLICACIÓN ADN
FINALIZACIÓN
Al acabar el proceso, cada hebra recién
sintetizada y la que ha servido de patrón
aparecen enrolladas en forma de doble hélice.
51
REPLICACIÓN ADN
ETAPAS

• INICIO DE LA REPLICACIÓN
• FORMACIÓN DE NUEVAS HEBRAS
• FINALIZACIÓN
• CORRECCIÓN DE ERRORES

52
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES

• La replicación no concluye hasta que no se
  comprueba que la copia es correcta.
• El ADN es la única molécula capaz de efectuar
  una reparación de sí misma.
• El número de errores es de 1/1010 bases
  emparejadas.
• Los errores se pueden corregir al distinguirse
  la hebra original de la copia por metilación de
  las adeninas viejas.
• Si los errores no son letales para el organismo
  y son transmisibles, pueden resultar beneficiosos
  para la especie al ser fuente de variabilidad
  genética.

53
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES
Acción de las NUCLEASAS

• Se encargan de eliminar los nucleótidos mal
  emparejados.
• Las endonucleasas (rotura del enlace
  fosfodiéster entre nucleótidos sin extremos OH
  libres) detectan errores y cortan la cadena
  anómala.
• Las exonucleasas (atacan a nucleótidos con
  extremos libres) se encargan de eliminar el
  fragmento incorrecto.

54
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES
Acción de las ADN POLIMERASAS

• Sintetizan el segmento correspondiente al
  fragmento eliminado.
• Actúan siempre leyendo en sentido 3? 5
  construyendo las cadenas en sentido 5? 3.

55
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES
Acción de las ADN LIGASAS

• Se encargan de unir los extremos de dos
  fragmentos de ADN.

56
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES
57
REPLICACIÓN ADN
CORRECCIÓN DE ERRORES (otros métodos)
58
REPLICACIÓN ADN
SUMARIO

• La iniciación comienza con una secuencia
  específica de nucleótidos conocida como origen
  de la replicación. Es necesaria la intervención
  de unas enzimas, llamadas helicasas, que rompen
  los p de H entre las bases complementarias,
  abriendo la doble hélice.
• Al separase las dos cadenas, se producen
  superenrollamientos, por lo que otras enzimas
  llamadas topoisomerasas o girasas rebajan esa
  tensión, cortando las dos fibras, eliminando las
  tensiones y empalmándolas de nuevo.
• Una vez separadas las dos cadenas unas proteínas
  de unión, proteínas estabilizadoras (proteínas
  ssb) se unen a las hebras manteniéndolas
  separadas y evitando que se retuerzan. Se forma
  así la horquilla de replicación
• La replicación es bidireccional, es decir hay dos
  helicasas trabajando cada una en un sentido. Las
  dos horquillas de replicación forman las burbujas
  u ojos de replicación.

59
REPLICACIÓN ADN
SUMARIO

• Para que se forme una nueva cadena, necesitamos
  la cadena vieja que sirve de molde, pero además
  necesitamos un inicio de la nueva cadena, este
  inicio es un fragmento de ARN que se llama ARN
  cebador. Empezaría la ADN-polimerasa pero como
  necesita un cebador, lo inicia primero la
  ARN-polimerasa que si lo puede hacer sin cebador.
• La ARN-polimerasa que inicia el proceso se llama
  primasa y sintetiza un fragmento pequeño de ARN,
  de unos 10 nucleótidos, primer, que actúa como
  cebador.
• El ARN cebador es reconocido por unas enzimas
  llamadas ADN polimerasas, y la ADN polimerasa III
  empieza a sintetizar la nueva cadena de ADN
  añadiendo los nucleótidos uno a uno en sentido
  5? 3 . La energía necesaria para el proceso se
  obtiene a partir de los propios nucleótidos al
  perder dos de sus grupos fosfato. Si observamos
  al microscopio la zona donde ocurre la
  replicación, veremos una burbuja de replicación
  en cuyos extremos aparecen unas estructuras en
  forma de Y llamadas horquillas de replicación.

60
REPLICACIÓN ADN
SUMARIO

• La replicación tiene lugar en una hebra
  conductora y una hebra retardada formada por
  fragmentos de okazaki.
• La ADN-polimerasa I se encarga de retirar los
  cebadores y unir los fragmentos de Okazaki.
• Las hebras recién formadas quedan enrolladas con
  la hebra original.
• La corrección de errores es llevada a cabo por la
  acción de cuatro enzimas que recorren el ADN en
  busca de nucleótidos no complementarios.
• Las nucleasas detectan y cortan la cadena
  anómala.
• La ADN-polimerasas sintetizan los fragmentos
  eliminados y las ADN-ligasas unen los nuevos
  segmentos.

61
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

62
TRANSCRIPCIÓN ADN
63
TRANSCRIPCIÓN ADN
64
TRANSCRIPCIÓN ADN
Sigma inicio
Rho finalización
65
TRANSCRIPCIÓN ADN
66
TRANSCRIPCIÓN ADN
67
TRANSCRIPCIÓN ADN
EUCARIOTAS
68
TRANSCRIPCIÓN ADN
EUCARIOTAS
69
TRANSCRIPCIÓN ADN
EUCARIOTAS
70
TRANSCRIPCIÓN ADN
EUCARIOTAS
71
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

72
TRADUCCIÓN ADN
73
TRADUCCIÓN ADN
CÓDIGO GENÉTICO
74
TRADUCCIÓN ADN
CÓDIGO GENÉTICO
75
TRADUCCIÓN ADN
CÓDIGO GENÉTICO
76
TRADUCCIÓN ADN
77
TRADUCCIÓN ADN
78
TRADUCCIÓN ADN
79
TRADUCCIÓN ADN
80
TRADUCCIÓN ADN
81
TRADUCCIÓN ADN
82
TRADUCCIÓN ADN
INICIACIÓN
83
TRADUCCIÓN ADN
ELONGACIÓN
84
TRADUCCIÓN ADN
TERMINACIÓN
85
TRADUCCIÓN ADN
86
TRADUCCIÓN ADN
87
TRADUCCIÓN ADN
88
TRADUCCIÓN ADN
89
TRADUCCIÓN ADN
90
TRADUCCIÓN ADN
Resumen de la síntesis de proteínas en una
bacteria
91
TRADUCCIÓN ADN
92
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

93
DIFERENCIA DEL PROCESO EUCARIOTAS - PROCARIOTAS
REGULACIÓN

• Procariotas traducción simultánea con
  transcripción.
• Eucariotas separación espacial y temporal.

94
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

95
MUTACIONES
Son los cambios que se producen en la secuencia o
número de nucleótidos del ADN
96
MUTACIONES
CLASIFICACIÓN
Las mutaciones se pueden clasificar según
distintos criterios
1-
2-
3-
4-
5-
97
MUTACIONES
1- SEGÚN LAS CÉLULAS AFECTADAS

• Somáticas (no heredables)
• - A células del cuerpo (soma).
• - Producidas por mitosis. No heredables.
• Germinales (heredables)
• - Afectan a los gametos.
• - Se transmiten a la descendencia (S. natural)

98
MUTACIONES

• Mutaciones naturales o espontáneas
• - En el propio proceso puede haber cambios.
• - Pueden darse cambios por otras causas.
• - Baja en virus y bacterias.
• - Hombre 10-5 10-6 . Uno por cada cien mil o
  millón de gametos.
• Mutaciones inducidas
• - Producidas por el hombre
• - Agentes mutagénicos

2- SEGÚN LA CAUSA QUE LAS PROVOCA
99
MUTACIONES
3- SEGÚN LOS EFECTOS QUE PRODUCEN
100
MUTACIONES
4- SEGÚN EL TIPO DE EXPRESIÓN GENÉTICA
MUTACIONES
DOMINANTES
RECESIVAS
RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO
RESPECTO AL ALELO NORMAL NO MUTADO
101
MUTACIONES

• Génicas
• - Mutaciones en sentido estricto.
• - Cambios de secuencia en un gen.
• Cromosómicas
• - Afecta a la estructura de los cromosomas
• - Afectan a la disposición o números de genes en
  un cromosoma.
• - No afecta a la secuencia de nucleótidos.
• Genómicas
• - aumento o disminución del número de cromosomas
  correcto de la especie.

5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA
102
MUTACIONES
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA

• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS

103
MUTACIONES GÉNICAS
EN LAS MUTACIONES GÉNICAS SE ALTERA LA SECUENCIA
DE NUCLEÓTIDOS DE UN ÚNICO GEN
Sustitución de bases
Corrimiento de la pauta de lectura
Una base
Una secuencia
Transiciones cambio mismo tipo base
Transversiones cambio base distinto tipo
Adición
Transposición
Deleción
104
MUTACIONES GÉNICAS
105
MUTACIONES GÉNICAS
EFECTOS QUE PRODUCEN
Ámbos tripletes van a dar prolina
106
MUTACIONES GÉNICAS
EFECTOS QUE PRODUCEN
107
MUTACIONES GÉNICAS
EFECTOS QUE PRODUCEN
108
MUTACIONES GÉNICAS
EFECTOS QUE PRODUCEN
Traducción
silvestre
Traducción
PROTEÍNA NUEVA
mutante
109
MUTACIONES
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA

• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS

110
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
EN LAS MUTACIONES CROMOSÓMICAS SE ALTERA LA
ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS
Alteración en el orden de los genes
Alteración en el número de genes
Pérdida
Repetición
Inversiones en el mismo o en otro cromosoma
Translocaciones en el mismo o en otro cromosoma
Deficiencia
Duplicación
(EXTREMO)
Deleción (INTERNA)
111
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
112
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
INVERSIÓN
En cromosomas distintos
En el mismo cromosoma
PARACÉNTRICA (no afecta al centrómero)
PERICÉNTRICA (afecta al centrómero)
113
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
INVERSIÓN
Forman asas
114
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
TRANSLOCACIÓN
115
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
TRANSLOCACIÓN
116
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
TRANSLOCACIÓN
Dan lugar a formas de cruz
117
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DEFICIENCIA
118
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DEFICIENCIA
119
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DELECIÓN
Formación de bucles
120
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DELECIÓN
Formación de bucles
121
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
DUPLICACIÓN
122
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
CONSECUENCIAS
Wolff-Hirschhorn
Cri-du-chat
Deleción brazo Corto cromosoma 4
Deleción brazo corto cromosoma 5
123
MUTACIONES
5- SEGÚN LA ALTERACIÓN GENÉTICA PROVOCADA

• GÉNICAS
• CROMOSÓMICAS
• GENÓMICAS

124
MUTACIONES GENÓMICAS
SON VARIACIONES EN EL NÚMERO NORMAL DE CROMOSOMAS
DE UNA ESPECIE
EUPLOIDÍAS
ANEUPLOIDÍAS
Alteraciones en las que se presenta un cromosoma
de más o de menos
Alteraciones en el número normal de dotaciones
cromosómicas
Nulisomías (2n - 2)
Monoploidías (n)
Monosomía (2n 1)
Poliploidías (gt2n)
Trisomía (2n 1)

• Triploidía (3n)
• Tetraploidía (4n)
• Pentaploidía (5n)

Tetrasomía (2n 2)
125
MUTACIONES GENÓMICAS
126
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)
CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS
Síndrome de Patau

• Trisomía 13
• Deficiencia mental profunda
• Malformaciones severas
• Letales en los primeros meses de vida

127
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)
CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS
Síndrome de Edwards

• Trisomía 18
• Retraso mental
• Retraso en el desarrollo
• Hipertensión

128
TRISOMÍAS (aneuploidías)
MUTACIONES GENÓMICAS
CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS
Síndrome de Down

• Trisomía 21
• Minusvalía física
• Rasgos faciales
• Dos líneas en la mano
• Lesiones cardiovasculares
• Tendencia a la leucemia

129
MUTACIONES GENÓMICAS
MOSOMÍAS (aneuploidías)
CROMOSOMAS SEXUALES
Síndrome de Turner

• 2n 1
• XO

130
MUTACIONES GENÓMICAS
TRISOMÍAS (aneuploidías)
CROMOSOMAS SEXUALES

• Síndrome de Klinefelter XXY
• Cariotipo XYY
• Síndrome triplo X

131
MUTACIONES GENÓMICAS
Síndrome de Klinefelter XXY
Síndrome de duplo Y (XYY)
132
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

133
AGENTES MUTAGÉNICOS

• Son aquellos agentes físicos o químicos que
  aumentan la tasa de mutación de una especie.
  Dañan al ADN.

• FÍSICOS
• QUÍMICOS
• BIOLÓGICOS

134
AGENTES MUTAGÉNICOS

• FÍSICOS
• Radiaciones ionizantes (rayos X y ?, partículas a
  y ß)
• Efectos fisiológicos cambios enzimáticos
• Efectos citogenéticos alteraciones cromosómicas
• Efectos genéticos mutaciones génicas
• Radiaciones no ionizantes (radiaciones uv)

135
AGENTES MUTAGÉNICOS
QUÍMICOS
Sustancias químicas que al reaccionar con el ADN
provocan alteraciones (hidrocarburos, pesticidas,
aditivos). Efectos - Modificación de las bases
como las producidas por el gas mostaza (Sulfuro
de Diclorodietilo) o el ácido nitroso. -
Sustitución de una base por otra análoga. -
Intercalación de moléculas que son parecidas a un
par de bases unidas que al intercalarse entre los
pares de bases y leerse el ADN produce un
corrimiento en el orden de lectura.
136
AGENTES MUTAGÉNICOS
BIOLÓGICOS
Agentes biológicos que aumentan la frecuencia de
la mutación génica (virus y transposones de
bacterias, hongos, plantas o animales).
Efectos Alteraciones graves del funcionamiento
celular
137
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN

• Evolución biológica proceso de transformación
  de unas especies en otras, mediante variaciones
  que han ido surgiendo, generación tras
  generación, a lo largo de millones de años.

138
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN

• La variabilidad de la descendencia a partir de
  los mismos padres, por reproducción sexual,
  obtenemos descendientes muy diferentes entre sí.

139
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN

• Como nacen más individuos de los que pueden
  sobrevivir, se establece una lucha entre los
  individuos de la misma especie y con otros de
  distintas especies (selección natural)
• Si el ambiente es hostil, sobrevivirán los mejor
  adaptados y éstos transmitirán sus
  características a las siguientes generaciones.
  Por tanto definimos la selección natural como la
  supervivencia del más apto.

140
MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN

• En los organismos con reproducción asexual la
  variabilidad genética es debida a la mutación.
• En los organismos con reproducción sexual la
  variabilidad genética es debida a la mutación y
  la recombinación genética.
• La mutación desde un punto de vista cualitativo,
  es mucho más importante que la recombinación (la
  recombinación solo provoca nuevas agrupaciones de
  genes y la mutación origina nuevos genes y sin
  ella, los organismos actuales tendrían los mismos
  genes que los organismos primitivos (si en un
  locus siempre hay homocigosis, AA, la selección
  no podría variar su frecuencia y por tanto en
  dicho locus no habría evolución posible.)
• Por tanto, la mutación es la base de la
  variabilidad y sin ella no habría evolución.

141
MUTACIÓN Y CÁNCER
142
MUTACIÓN Y CÁNCER
143
MUTACIÓN Y CÁNCER
144
GENÉTICA MOLECULAR
ÍNDICE DE CONTENIDOS

• BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
• REPLICACIÓN DEL ADN
• TRANSCRIPCIÓN
• CÓDIGO GENÉTICO
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
• MUTACIONES Y AGENTES MUTÁGENOS
• INGENIERÍA GENÉTICA

145
INGENIERÍA GENÉTICA

• Es una técnica que consiste en introducir en el
  genoma de un individuo genes que no posee.
• Para ello se corta el ADN en puntos concretos
  mediante las enzimas de restricción y se
  introduce el ADN extraño en el ADN receptor
  obteniendo un ADN recombinante.

146
INGENIERÍA GENÉTICA

• TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN DE ADN
• CLONACIÓN
• BIOTECNOLOGÍA

147
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA

• SECUENCIACIÓN DEL ADN
• FORMACIÓN ADN RECOMBINANTE (ADNr)
• Corte de fragmentos de ADN
• Separación de los fragmentos
• Unión al vector
• SÍNTESIS DE ADN COMPLEMENTARIO (ADNc)
• SÍNTESIS DE ADN DE NOVO (ADN SINTÉTICO)
• HIBRIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
• GENOTECAS DE ADN
• REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)

148
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
VECTORES

• En bacterias existen lo que se llama plásmidos,
  es decir varios ejemplares de ADN circular de
  doble cadena que se duplican de forma autónoma y
  que no se integran con el cromosoma bacteriano.
• Si una bacteria se rompe, lisis bacteriana, los
  plásmidos son liberados y pueden penetrar en
  otras bacterias (transformación), adquiriendo
  estas bacterias receptoras las propiedades de los
  genes contenidos en los plásmidos.

149
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
VECTORES
150
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
VECTORES

• Los plásmidos bacterianos no se integran en el
  cromosoma bacteriano, pero los plásmidos de
  levaduras si se integran en los cromosomas. Por
  ello se utilizan como vectores de genes, que
  previamente se les han introducido, tanto en
  animales como en plantas.

151
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
VECTORES

• En ingeniería genética también se pueden utilizar
  los virus como vectores, ya que cuando un virus
  infecta a una bacteria, se forman nuevos virus,
  pero por error en alguno de ellos, puede haber
  ADN bacteriano.
• Este virus puede infectar a otra bacteria y por
  un proceso llamado transducción introducir este
  ADN.
• Éste puede recombinar con el material genético de
  la bacteria que infecta y así adquirir los genes
  de la otra bacteria.

152
INGENIERÍA GENÉTICA
TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN GENÉTICA
VECTORES
153
INGENIERÍA GENÉTICA
BIOTECNOLOGÍA

• Los organismos eucariotas que se desarrollan a
  partir de una célula en la que se han introducido
  genes extraños se llaman organismos transgénicos.
  
• Es más difícil introducir genes en células
  eucariotas por la permeabilidad de la membrana y
  porque hay que disolver la pared celular. Por
  ello se utilizan técnicas como la microinyección
  y en plantas se usan plásmidos de bacterias.

154
INGENIERÍA GENÉTICA
BIOTECNOLOGÍA

• En plantas variedades de maíz, trigo, tomate y
  tabaco transgénico.
• En animales en peces, sobre todo carpas y
  salmones, al poseer fecundación externa, se
  utilizan técnicas para introducir genes en los
  gametos antes de la fecundación. En mamíferos se
  realizan experimentos con la hormona del
  crecimiento para obtener individuos con mayor
  crecimiento.