2. LES MUTACIONS
Són alteracions al atzar del material genètic.
Poques són viables i poques són adaptatives
MUTACIONS SOMÀTIQUES Insignificants
Letals
Carcinogèniques
Formació de clon mutant
MUTACIONS GERMINALS Afecten a tot l’organisme
Compatibles amb la vida
Incompatibles amb la vida

3. MUTACIONS NATURALS O ESPONTÀNEAS (1/50.000 gens)
MUTACIONS INDUIDES PER AGENNTS MUTÀGENS
CÀRREGA GENÈTICA D’EFECTES NEGATIUS: mutacions
acumulades al llarg de generacions per la utilització de fàrmacs
que permeten la supervivència
MUTACIONS GÈNIQUES Alteració de la seqüència
MUTACIONS CROMOSÒMIQUES alteracions del gens d’un
cromosoma
MUTACIONS GENÒMIQUES alteració en el nombre de
cromosomes
Activitats p.210

4. MUTACIONS GÈNIQUES
Errors puntuals en la seqüència de nucleòtids d’un gen
A. SUBSTITUCIÓ: Canvi d’una BN per una altra
TRANSICIONS: canvi d’una purina per una altra o
d’una pirimidina per una altra.
TRANSVERSIONS: Canvi d’una purina per una
pirimidina o a l'inrevés.
ES PRODUEIX EL CANVI
EN UN SOL TRIPLET

5. B. CORRIMENT DE LECTURA
ADDICIONS: s’introdueix una BN que no hi era.
DELECCIONS: pèrdua d’una BN.

7. CAUSES DE LES MUTACIONS GÈNIQUES
1.- ERROR DE LECTURA
CANVIS TAUTOMÈRICS CANVI DE FASE
A*=C
C*=A
G*=T
T*=G
Són lliscaments del
filament d’ADN durant
la replicació, sobre tot
en zonesd’alta repetició
o “punts calents”

8. 2.- LESIONS FORTUITES
Alteracions químiques en l’estructura de les BN
 Depurinificació : pèrdua de la BN d’un nucleòtid
Desaminació: pèrdua del grups amino de les BN
Dimers de Timina.
3.- TRANSPOSICIONS
Canvis de lloc espontanis dels Elements Genètics Transposables
( seqüències d’inserció:1gen, o transposons: grup de gens).
Aquestes transposicions poden provocar mutacions.

9. Les mutacions gèniques i els sistemes de
reparació
Correcció de proves: La DNA polimerasa abans de
col·locar un nt, comprova si l’anterior és correcte,
si no ho és la seva funció exonucleasa l’elimina.
Deixa un error cada 10 7.
Sistema de reparació amb escició d’ADN
Sistema de reparació sense escissió del DNA: meca-
nismes directes de reparació de les lesions per
enzims fotoreactius
Sistema de reparació SOS per enzims correctors del sistema SOS,
detecten la lesió, eliminen el nt erroni i col·loquen un a l’atzar per a que la
replicació no es pari.

10. MUTACIONS CROMOSÓMIQUES
Canvi en l’estructura interna dels cromosomes
DELECCIÓ : pèrdua d’un tros de cromosoma
DUPLICACIÓ: Replicació d’un segment que
pot enganxar-se al mateix
cromosoma o a un altre. Es
poden crear nous gens
Síndrom cri du
chat crom 5

11. INVERSIÓ: Canvi de direcció d’un fragment de cromosoma.
Pot donar lloc a problemes greus durant la formació de gàmetes
si es dona entrecreuament a la zona invertida
TRANSLOCACIÓ: Intercanvi recíproc entre dos cromosomes
no homòlegs, si ho fa en el mateix cromosoma rep el nom de
TRANSPOSICIÓ.

15. MUTACIONS GÈNÒMIQUES
Afecten al nombre de cromosomes.
ANEUPLOIDIES: afecta al nombre de cromosomes
NULISOMIES ho hi ha cap cromosoma d’una parella
MONOSOMIES només hi ha un cromosoma d’una parella
TRISOMIES Hi ha 3 cromosomes d’una parella
TETRASOMIES Hi ha 4 cromosomes d’una parella

17. MUTACIONS GÈNÒMIQUES
EUPLOIDIES: afecta al nombre de dotacions haploides
MONOPLOIDIA o HAPLOIDIA només hi ha un joc
cromosòmic
POLIPLOIDIA: Tenen més de dues dotacions
haploides, característi-
ques de les plantes.
AUTOPOLIPLOIDIA
AL·LOPLOIDIA

18. AGENTS MUTÀGENS
AGENTES MUTÁGENS
Un agent mutagen és tot factor capaç de augmentar la freqüència de mutació
natural. Existeixen diversos factors, tant físics com químics, capaços d’actuar
com agents mutàgens. En realitat, actuaran com agents mutàgens tots aquells
agents capaços d’alterar el material genètic i en particular, aquells que alteren
la seqüència de l ‘ADN. Els principals agents mutàgens són:
1) Agents físics:
- Les radiacions electromagnètiques como els rajos X i l els rajos gamma.
- Las radiacions corpusculars com els rajos alfa, els rajos ß i els fluxos de
protons o neutrons que generen els reactors nuclears o altres fonts de
radioactivitat natural o artificial.
- Certs factors físics com els ultrasons, els xocs tèrmics, la centrifugació, etc.
2) Agents químics:
-Els anàlegs de les bases nitrogenades.
-L’àcid nitrós (HNO2), perquè desamina certes bases nitrogenades.
-Els alcaloides com la cafeïna, la nicotina, etc.
-El gas mostassa, el agua oxigenada (H2O2), el ciclamat etc.

19. POSSIBLES LESIONS PROVOCADES PELS AGENTS MUTÀGENS
• Formació de dimers de T
• Modificació química de les BN
• Substitució d’una BN per una molècula semblant
• Intercalació entre les bases
• Generació de formes tautomèriques
• Trencament dels anells de les BN

20. L’EVOLUCIÓ DEL CONCEPTE DE GEN
Wilhelm Johansen 1909 “ un gen és un factor que
controla l’herència dels caràcters”
Thomas Hunt Morgan 1916 “ Els gens són
partícules materials situades en els cromo-
somes “ Teoria Cromosómica de l’Herència
Concepció del gen com a unitat funcional relacionada amb els
caràcters fenotípics

21. Geoge Wells Beadle 1941 Teoria Un gen Un enzim
Seymour Benzer anys 50: Els gens són
Divisibles en unitats més petites. Proposa
El terme cistró com a unitat d’expressió o
de funció.
Proposa els termes recó i mutó per designar
la par més petita d’un gen capaç de
recombinar-se.

22. Actualment, un gen és un segment
d’ADN o d’ARN ( en el cas d’alguns
virus) amb informació per la síntesi
d’una cadena polipeptídica o d’un
ARN no traduible (tRNA, rRNA).

23. El DNA dels organismes eucariotes
•L’ADN dels procariotes només conté una sola còpia
de cada gen, els gens són seguits, sense introns i
no hi ha DNA silenciós.
•En eucariotes es conté 1000 vegades més DNA i
només un 10% són gens.

24. TIPUS D’ADN EUCARIOTA
* DNA altament repetitiu o DNA satèlit: 10% del total però
pot arribar al 50%. Sequències de 5 a 10 nt que es repeteixen més de
100 vegades. Es troben als extemes ( telòmers) dels cromosomes.
Possible funció: participació en l’emparellament dels cromosomes i
segregació en la divisió cel·lular.
* DNA moderadament repetitiu: 20% del total. Diverses
seqüències de de 300 a 5.600 pb repetides de q10 a 1.000 vegades
distribuides per tot el genoma. Compren gens d’histònes, m,t, RNA i
funcions desconegudes.
* DNA no repetitiu o simple: 70% conté informació
genètica, està intercalat per DNA espaiador que no es trascriu. Hi ha
gens de còpia única, duplicats que donen lloc a una diversitat proteica
que pot tenir avantatges amb variacions ambientals i gens inservibles
o pseudogens

25. Possibles origens de les seqüències repetitives
Virus
Elements transposables, DNA egoista
En eucariotes també es dóna el cas de seqüències
diferents de DNA que donaràn un sol producte, com
els anticossos.
Es formen per la
combinació de 400
gens variables, 12
gens de diversificació
i 4 gens d’unió que
poden formar 20.000
regions variables
diferents.

26. L’ENGINYERIA GENÈTICA
Tècnica que permet modificar el genoma d’un individu ( conjunt haploid de gens
d’un organisme), addicionant, eliminant o modificant gens.
L’ADN obtingut per addició d’un segment d’ADN es diu .
, són eines moleculars per aconseguir la manipulació
genètica. Són enzims bacterians que trenquen l’ADN de manera coneguda, són
elements de defensa de les cèl·lules contra la invasió de DNA forani.
és el DNA que tallem i que volem introduir en una altra cèl·lula.
és el vehicle que s’utilitza per introduir un gen passatger en una cèl·lula
El procés d’ampliació de la cèl·lula recombinant per reproducció es denomina

27. Nova Biotecnologia: és la I.G. aplicada al guariment de
malalties i millora d’organismes destinats a l’alimentació.
Noves branques de la Biologia
GENÒMICA: estudi del conjunt total de gens i les
seves interaccions.
PROTEÒMICA: Estudi dels conjunts complets de
proteïnes codificats pels genomes.

28. INTRODUCCIÓ DE GENS A LES CÈL·LULES
Mecanismes biològics: Plasmidis i virus
Mecanismes no biològics.
PLASMIDIS: Petit fragment de DNA bacterià, circular i extracromosòmic.
Poden tenir de 20 a 50 còpies per cèl·lula. Són minicromosomes que es
dupliquen autònomament.
La lisi del bacteri els allibera al medi i poden entrar a d’altres bacterir
provocant una transformació.
La transformació és mes efectiva amb l’addició de
clorur càlcic que fa més permeables les membranes.

29. Els bacteris receptors adquireixen les propietats
dels gens rebuts organismes eucariotes

30. El DNA dels plasmidis poden contenir gens
que li donen a la cèl·lula receptora la capacitat
de resistir a l’acció d’un antibiòtic concret.
Construcció d’un vector amb plasmidis
Els plàsmids no serveixen per introduir gens en
eucariotes animals. En vegetals, existeix un
bacteri “ Agrobacterium tumefaciens” que conté
un plàsmid que s’introdueix en el genoma de la
planta i provoca tumors.
Alguns llevats també contenen
plasmidis amb sistemes d’inserció
En els cromosomes de cèl·lules
Eucariotes.

31. Els virus com a vectors.
La TRANSDUCCIÓ
bacteriana es produeix
per un error en
l’encapsulament de
l’ADN víric.
L’ADN del virus es
pot intercalar en el
genoma de la cèl·lula
hoste i replicar-se
durant moltes
generacions ( cicle
lisogènic

32. INTRODUCCIÓ DE GENS A LES CÈL·LULES
Mecanismes biològics: Plasmidis i virus
Mecanismes no biològics.
Electroporació: es sotmet la cèl·lula a alt voltatge durant
un temps breu que origina orificis temporals per l’entrada d’ADN
forani
Microinjecció: injecció directa amb microcapil·lar d’1.5
micròmetres.
Tret de microbales, s’utilitza una pistola que dispara
microbales recobertes d’ADN

33. INSERCIÓ DE GENS
• Selecció del gen
• Construcció d’un
Plàsmid vector
PARAULES CLAU
Seqüències
palindròmiques
Extrems cohesius
Enzim de restricció
Recombinació
Plàsmid quimera
ADN recombinant
1.-Selecció de fragments obtinguts amb enzims de
restricció
2.- Quan volem que un gen eucariota es transcrigui i
tradueixi en un bacteri s’utilitza sobre el transcrit
madur l’enzim víric retrotrasncriptasa i es
construeix un DNA complementari o cDNA
3.- Per síntesi artificial de DNA seguint la seqüència
d’aa d’una proteïna

34. La reacció en cadena de la
polimerasa (PCR)
La clonació és una manera ràpida
d’aconseguir moltes còpies d’un gen.
Si la quantitat d’ADN a clonar és molt petita
s’ha d’ampliar amb la tècnica PCR.
UTILITATS DE LA PCR
* Aconseguir còpies de gen per
iniciar una clonació
* Medecina forense i criminologia
* Estudis evolutius
*Estudis d’antropologia.

36. Enginyeria genètica i teràpia de
malalties humanes
Hi ha prop de 3.000 malalties genètiques
En la majoria dels casos no s’han detectat els gens responsables i en molts altres
no es té la tecnologia suficient per incorporar el gen correcte a les cèl·lules
mutades.
En molts casos, si el problema és una substància es clona el gen en bacteris
perquè sintetitzin la substància ( insulina).
TERÀPIA DE LA CÈL·LULA SOMÀTICA: S’introdueix un gen e`n cèl·lules
somàtiques. No afecta a les cèl·lules germinals i per tant la modificació no
s’hereta.
TERÀPIA DE LA CÈL·LULA GERMINAL: El gen es fa arribar a un òvul o
espermatozoide. Tot l’organisme resultant de la F. tindrà el gen.

37. Substàncies humanes
produides per bacteris.
Gen de l’insulina
Hormona del creixement.
Interferó ( per tractar
malalties víriques i
alguns tipus de càncer
Factor VIII de coagulació.

38. Introducció de gens en cèl·lules
humanes.
Per introduir gens en cèl·lules humanes, s’utilitzen retrovirus

39. Obtenció de vacunes recombinants.
S’obtenen proteines víriques que actuen d’AG però que no produeixen
cap risc de patir la malaltia de la qual ens protegeix la vacuna

40. E.G en la producció agrícola i
animal
 Varietats transgèniques de blat de moro que
incorporen un gen de peix resistent a les gelades.
Altres incorporen un gen de blat o bacterià per
fer-les resistents a ls herbicides o a determinades
plagues.
Varietats de blat més nutritives i resistents a
les plagues amb incorporació de gens de bacteris
i insectes
Varietats de tomàquet que retarda la seva
maduració o capaç de créixer en terrenys salins.

41. E.G en la producció agrícola i
animal
Bàsicament aplicada en peixos per tenir
fecundació externa.
 Carpes de creixement més ràpid
 Salmons que resisteixen millor les
baixes temperatures
Intenció d’aconseguir mamífers més
rendibles
I.G. aplicada
als aliments
La revolución
invisible

42. El càncer: una malaltia genètica
Càncer: malaltia que consisteix en el creixement incontrolat
i accelerat de les cèl·lules
Tumor Benigne
METÀSTASI
Tumor Maligne
Cèl·lules cancerígenes
*Es divideixen a gran velocitat
*Tenen proteïnes de membrana
diferents de la resta
*Presenten alteracions
morfològiques.
*Tendència a invair altres teixits
Transformació d’una cèl·lula en cancerígena------> NEOPLÀSIA

43. El càncer: una malaltia genètica
Gens implicats en el càncer
PROTOONCOGENS són gens reprimits que amb
determinades alteracións s’activen
ONCOGENS i produeixen agents
cancerígens.
ANTIONCOGENS O GENS SUPRESSORS inhibeixen la
divisió cel·lular.
Càncer produït per virus: produeixen transducció genètica i activen
protooncogens induint una neoplàsia.
VIRUS DE PAPIL·LOMA HUMÀ

44. El càncer: una malaltia genètica
INDUCCIÓ PER SUBSTÀNCIES QUÍMIQUES
Són agents cancerígens presents en l’ambient o els aliments
i estan relacionats també amb l’estil de vida.
INDUCCIÓ PER RADIACIONS

45. El càncer: una malaltia genètica
Càncer i resposta immunològica:
Les cèl·lules transformades exposen proteïnes diferents
a la membrana que poden actuar d’antígens
Investigacions actuals:
Elaboració de vacunes contra
determinats càncers que exposen
antígens concrets en la seva
superfície.
Investigacions sobre substàncies
anticancerígenes que actuen sobre el
sistema reparador de l’ADN, etc. Que es
troben de forma natural en molts aliments.

46. PROJECTE GENOMA HUMÀ (HUGO)
Iniciat a finals dels 80 com un objectiu internacional
Seqüènciació dels 25000 gens departits en 23 cromosomes
L’any 2003 es finalitza la seqüènciació perquè es parteix únicament de
l’ADN transcrit a RNAm
L’any 2004 ja s’havien seqüenciat diversos virus i unes 150 espècies
d’organismes, entre els que hi ha bacteris, llevats, invertebrats i plantes
TERÀPIA GÈNICA PREVENCIÓ

47. RISCOS ÈTICS DE L’ENGINYERIA
GENÈTICA
50 científics de 35 països fundat per Frederic Mayor
Zaragoza al 1993
 Límits per motius ecològics i de salut (aparició de virus
nocius, destrucció d’espècies naturals per competència amb les
transgèniques)
 Límits per motius ètics i morals
Límits per motius socials (intimitat genètica)
Límits per motius polítics (generalització de les tècniques pel
benefici de la humanitat)

48. PRÀCTICA DE SEQÜÈNCIACIÓ DE L’ADN
Llegeix les instruccions del full
que se t’ha facilitat i redacta un
informe on s’expliqui el procès i
les conclusions

49. GEN
DNA
mRNA
DNA
polimerasa
TERÀPIA GÈNICA
TRANSGÈNIC
MANIPULACIÓ
GENÈTICA
ENGINYERIA
ONCOGEN
VECTOR
RESTRICTASA
PLÀSMID