Genetica

1. Carrera de Medicina Cátedra de Genética –
Guía de prácticas de laboratorio
Datos de información básica
Nombres completos ANDRADE RUIZ SANTIAGO JAVIER
Número de práctica 02
Fecha 20-05-2016
Tema EXPRESIÓN DEL ADN
Paralelo P1
Grupo 01
Tutor DR. CARLOS TORRES
Calificación
TÍTULO DE LA PRÁCTICA
EXPRESIÓN DEL ADN
1. Objetivo general / propósito
Comprender la expresión del ADN como mecanismo de estructura y función
celular y de la herencia
2. Resultados del aprendizaje
 Comprende y describe con responsabilidad y criticismo los procesos de
estructuración y expresión genética y las mutaciones.
 Resultados de aprendizaje 2
 Describe con responsabilidad y criticismo los procesos de expresión del
genoma humano y de la genómica
3. Material
 Material que provee la cátedra
o Microfotografías de Intercambio de cromatides Hermanas (ICH)
o Hojas de resultado PCR en tiempo real
 Material que trae el alumno
o Lápiz Hb
o Borrador
o Mandil

2. 4. Procedimiento
1. Revise el código genético
2. En una hoja de papel realice las anotaciones
3. Utilizar código Genético para realizar la Proteína a partir de la siguiente
secuencia de ADN
3´- TACCGACGAAGCGTAGCTTCGCATCGA-5´
Revise los conceptos de mutación como expresión anormal del ADN
4. Identificar en el ICH el número de mutaciones encontradas Revisar la
microfotografía
Reconocer los intercambios de cromatide Hermana
Contar los intercambios de cromatide.
5. MARCO TEÓRICO
El material genético de cualquier organismo (procarionte o eucarionte) está
sometido a una serie de procesos cíclicos que aseguran la realización de sus dos
funciones esenciales: la transmisión entre generaciones de la información genética
con fidelidad y la expresión de ésa información genética con precisión para que
pueda cumplir la misión para la que ha sido seleccionada. Por consiguiente, el
ciclo del material genético comprende tres procesos: replicación del material
genético para su transmisión en copias idénticas a la descendencia, transcripción
del material genético que se transmite entre generaciones para sintetizar el
material genético que asegura la expresión de la información en la célula y
traducción de la información genética de la forma de ácido nucleico a la forma de
proteínas. Estos tres procesos ocurren independientemente de cuál sea la
molécula transmisora principal de la información genética entre generaciones
(ADN en la mayoría de los casos y ARN en el caso de los virus de ARN) y son
esencialmente iguales en procariontes y en eucariontes.
Replicación: La replicación del material genético es un proceso complejo en el que
participa un gran número de proteínas que reconocen la molécula de material
genético y llevan a cabo la polimerización de otras moléculas complementarias
cada una de sus hebras de forma que, al final, se logra disponer de dos moléculas
idénticas (salvo errores denominados mutaciones) a la inicial. El proceso presenta
ciertas diferencias según el material genético que se transmite entre generaciones
sea ADN o A RN y, en el primer caso, si el organismo es eucarionte o procarionte.
Replicación del ADN. En este proceso interviene un grupo de enzimas conocido
genéricamente como ADN polimerasa. Este complejo multienzimático va
incorporando nucleótidos a la cadena que se va sintetizando utilizando como
molde una de las hebras de la cadena antigua. Esta polimerización se produce
añadiendo nuevos nucleótidos al extremo 3' de una hebra de ADN en crecimiento.

3. Por ello se dice que la síntesis del ADN se produce en dirección 5'<3' mientras la
ADN polimerasa va leyendo la hebra molde en dirección 3'o5'.
Por consiguiente, para que se produzca la síntesis de ADN por la ADN polimerasa,
además de la enzima que realiza la polimerización en sí, es necesario otro juego
de proteínas que van desenrollando la doble hélice de ADN delante de la ADN
polimerasa para permitir que ésta funcione. Estas enzimas se denominan
genéticamente topoisomerasas y girasas. La acción de las topoisomerasas y
girasas permite abrir unas burbujas en la doble hélice de ADN en las que entra el
complejo de la ADN polimerasa y realiza la polimerización.
Sin embargo, la ADN polimerasa no es capaz de iniciar la polimerización del ADN
sino que solamente es capaz de continuarla. Para que la ADN polimerasa funcione
es necesario que exista un extremo 3' libre al que añadir un nuevo nucleótido.
¿Quién pone ese extremo 3' libre?. En todos los casos (salvo algunas excepciones
de ciertos virus) ése extremo 3' viene de una pequeña cadena de ARN que se ha
sintetizado como paso inicial de la replicación del ADN. Por consiguiente, la
replicación del ADN comienza con la síntesis de una pequeña molécula de ARN
que luego continúa como molécula de ADN. Esta pequeña olécul de ARN se deno
in ceb dor o pri er„ y es sintetiz d por otro co plejo multienzimático denominado
ARN polimerasa.
La síntesis de ADN (replicación) va procediendo detrás de la horquilla que se
forma en el punto en que se van abriendo las dos hebras de ADN molde por
acción del complejo de girasas y topoisomerasas. De esta forma, la hebra que se
va sintetizando es continua. Sin embargo, la hebra que se sintetiza usando como
molde la complementaria de la anterior no puede ser continúa porque la acción de
las topoisomerasas y girasas se produce detrás del punto de origen de la
transcripción. Por esto, de las dos hebras hijas, una será continua y l a otra
discontinua. Los fragmentos de ésta última se unirán entre sí mediante la acción
de otra enzima denominada ADN ligasa que une los fragmentos anteriores.
En las bacterias, cuyo material genético es cerrado, no tiene extremos, sólo existe
un origen de replicación del ADN en cada molécula de ADN. Esto es válido para
los plásmidos y para los cromosomas bacterianos. Asimismo, esto se cumple
también en el ADN de los orgánulos celulares procarióticos presentes en las
células eucarióticas.
Replicación del ADN eucariótico. La replicación del ADN eucariótico es
esencialmente igual a la del procariótico aunque presenta ciertas diferencias los
cromosomas eucarióticos son abiertos, en lugar de cerrados, y el número de
orígenes de transcripción es múltiple en cada cromosoma en lugar de tener uno
solo por cromosoma.
Replicación del material genético de los virus de ARN. Los virus de ARN tienen
esta molécula como transmisora de la in formación genética entre generaciones.
Para la transmisión de las copias de información genética entre los descendientes
es necesario que el ARN del virus que infecta una célula se transcriba, en primer

4. lugar, en una molécula de ADN que servirá como molde para la copia de muchas
moléculas de ARN.
Transcripción: es el proceso por el que se transmite la in formación contenida en el
ADN al ARN. Este proceso se lleva a cabo por la ARN polimerasa que utiliza como
molde una de las dos hebras del ADN, la denominada hebra codificante. Durante
el proceso de transcripción se reconoce un sitio específico de la molécula de ADN
en el que se van a unir las enzimas del complejo de ARN polimerasa. Este sitio
específico se denomina promotor del gen y permite que se produzca la
transcripción. Genes sin promotores no pueden ser transcritos aunque un
promotor puede servir para transcribir varios genes seguidos que forman lo que se
denomina un operón.
Traducción: Es el proceso por el que la información genética con tenida en el ADN
y transcrita en una ARN mensajero va a ser útil izada para sintetizar una proteína.
El proceso de lleva a cabo en los ribosomas.
Modificaciones del ARN mensajero: Tiene que producirse una serie de
modificaciones en el ARN mensajero para que pueda ser traducido correctamente.
En las células eucarióticas las moléculas de ARN deben ser trasladadas del
núcleo, donde ocurre la transcripción, al citoplasma, donde ocurre la traducción.
Por otra parte, los genes de organismos eucarióticos suelen tener fragmentos que
no se traducen pero si se transcriben, son los denominados intrones por
contraposición a los exones o secuencias del ARN que van a ser traducidas.
Cuando se transcribe un ARN eucariótico éste es una secuencia de intrones y
exones que debe ser procesada para eliminar los intrones y dejar sólo los exones
colocados ordenadamente. Esta eliminación selectiva de intrones se denomina
técnicamente procesamiento o splicing, y ocurre en el núcleo. En los genes
procarióticos no existen (salvo alguna excepción muy rara en un grupo especial de
arqueobacterias) intrones y, por lo tanto, no hay procesamiento.
¿Cómo se regula de la expresión génica?. Entre el promotor del operón y el inicio
del primer gen estructural del fragmento policistrónico existe una secuencia de
ADN denominada Operador. A esta secuencia se puede unir una proteína
denominada Regulador de forma que cuando se encuentra unido el regulador a la
secuencia del operador impide el paso de la ARN polimerasa en su trayecto de
transcripción del ADN para sintetizar el ARN policistrónico. Por con siguiente, la
regulación de la expresión se logra mediante un impedimento físico de la actividad
de la ARN polimerasa causado por la unión de una proteína al ADN.
El ADN está constituido por una doble cadena helicoidal que está formada por
parejas de nucleótidos (T-A, C-G) los cuales llevarían inscrito el código genético.
Así pues, el bloque genético de un ser vivo (genoma) constaría de un conjunto de
cromosomas, formados a su vez por eslabones o genes, todos ellos formados por
parejas de nucleótidos que contendrían los datos genéticos según su distribución
en la cadena.
El código genético es justamente eso, un código. Según define la Real Academia
Española RAE, un código es una combinación de signos que tiene un determinado

5. valor dentro de un sistema establecido‖, o también, un cifrado para formular y
comprender mensajes secretos".
En resumen: de los 64 codones, 61 codifican aminoácidos y los tres restantes no
son codificantes sino que son utilizados como señales de terminación.
Esta información es llevada de un ser vivo a otro el código genético tiene una serie
de características:
 Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos. Solo
existen algunas excepciones en unos pocos tripletes en bacterias.
 No es ambigüo, pues cada triplete tiene su propio significado
 Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o bien
indican terminación de lectura.
 Está degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo aminoácido, es
decir hay codones sinónimos.
 Carece de solapamiento, es decir los tripletes no comparten bases
nitrogenadas.
 Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´

6. Las mutaciones
Una mutación es un cambio permanente en el ADN, el material hereditario de los
seres vivos. El ADN de un organismo influye en su aspecto físico, en su
comportamiento y en su fisiología — en todos los aspectos de su vida. Por lo
tanto, un cambio en el ADN de un organismo puede producir cambios en todos los
aspectos de su vida.
Tipos:
 Mutación por sustitución de bases: Se producen al cambiar en una posición
un par de bases por otro (son las bases nitrogenadas las que distinguen los
nucleótidos de una cadena). Distinguimos dos tipos que se producen por
diferentes mecanismos bioquímicos:
 Mutaciones transicionales o simplemente transiciones, cuando un par de
bases es sustituido por su alternativa del mismo tipo. Las dos bases púricas
son adenina (A) y guanina (G), y las dos pirimídicas son citosina (C) y
timina (T). La sustitución de un par AT, por ejemplo, por un par GC, sería
una transición.
 Mutaciones transversionales o transversiones, cuando un par de bases es
sustituida por otra del otro tipo. Por ejemplo, la sustitución del par AT por
TA o por CG.
 Mutaciones de corrimiento, cuando se añaden o se quitan pares de
nucleótidos alterándose la longitud de la cadena. Si se añaden o quitan
pares en un número que no sea múltiplo de tres (es decir si no se trata de
un número exacto de codones), las consecuencias son especialmente
graves, porque a partir de ese punto, y no sólo en él, toda la información
queda alterada. Hay dos casos:
 Mutación por pérdida o deleción de nucleótidos: En la secuencia de
nucleótidos se pierde uno y la cadena se acorta en una unidad.
 Mutación por inserción de nuevos nucleótidos: Dentro de la secuencia del
ADN se introducen nucleótidos adicionales, interpuestos entre los que ya
había, alargándose correspondientemente la cadena.
INTERCAMBIO DE CROMÁTIDAS HERMANAS
Distribución recíproca de cromatina por rotura y unión recombinada de las
cromátidas de un mismo cromosoma (entrecruzamiento). La inducción de aumento
de ocurrencia de este fenómeno durante la mitosis se interpreta como
mutagenicidad.

8. 1) PONGA LA PROTEÍNA RESULTANTE DE USO DEL CÓDIGO GENÉTICO
LAS PROTEÍNAS RESULTANTES EN LA PRÁCTICA
3’ 5’
CTG TGT GAA ATT GTT ATC CGC TCA GAA TTC CAC ACA ACA TAC GAG CCG GAA GCA TAA
GAC ACA CUU UAA CAA UAG GCG AGU CUU AAG GUG UGU UGU AUG CUC GGC CUU CGU AUU
GAC ASPARTANO
ACA TREONINA
CUU LEUCINA
UAA STOP
CAA GLUTAMINA
UAG STOP
GCG ALANINA
AGU SERINA
CUU LEUCINA
AAG LISINA
GUG VALINA
UGU CISTEINA
UGU CISTEINA
AUG METIONINA/ CODIFICA AMBOS SEXOS PARA LA METIONINA Y SIRVE PARA LOS SITIOS DE INICIACION
CUC LEUCINA
GGC GLICINA
CUU LEUCINA
CGU ARGININA
AUU ISOLEUCINA

9. PONGA LA PROTEÍNA RESULTANTE DE USO DEL CÓDIGO GENÉTICO
3’ 5’
AUG METIONINA
GCU ALANINA
GCU ALANINA
UCG SERINA
CAU HISTIDINA
CGA ARGININA
AGC SERINA
GUA VALINA
GCU ALANINA
2) CUAL ES NÚMERO DE INTERCAMBIO DE CROMATIDES HERMANAS
ENCONTRADO
TOTAL DE CROMATIDES
HERMANAS ENCONTRADO
INTERCALARES=
TERMINALES=
TAC CGA CGA AGC GTA GCT TCG CAT CGA
AUG GCU GCU UCG CAU CGA AGC GUA GCU

10. 1) HAGA UN ANÁLISIS DEL ESTUDIO DE PREVALENCIA DE
INTERCAMBIO DE CROMATIDES HERMANAS EN UNA POBLACIÓN
LIBRE DE EXPOSICIÓN A AGENTES CLASTOGÉNICOS. NORMA
PÉREZ-HERRERA REV BIOMED 1999; 10:71-76.

16. ANALISIS DEL ARTÍCULO
Debido a que la observación de que en poblaciones normales puede existir
diferencias en la prevalencia de ICH, resulta importante que en cada laboratorio en
que se realiza estos análisis, se determinen condiciones uniformes en el proceso
técnico, y criterios definidos para su interpretación y aplicación adecuada, con el
fin de evitar diferencias artificiales, ocasionadas por procesos de laboratorio. Los
resultados presentados en este trabajo se obtuvieron de individuos ajenos a
exposiciones ambientales identificables como capaces de incrementar la
frecuencia basal de ICH. Así mismo, la interpretación de los ICH tuvo definiciones
precisas. Por lo tanto, al excluirse de la variación los factores de exposición
ambiental, quedan como principales posibilidades de las variaciones encontradas
el proceso técnico, la edad y el género. El rango obtenido de ICH por metafase
corresponde al obtenido en trabajos previos. En el proceso técnico, la diferencia
principal fue la variación en el tiempo de adición de BrdU. Debido a que este
análogo de la timina es en sí un mutágeno, el tiempo de contacto con las células
en división puede modificar el crecimiento celular. Así mismo, concentraciones
elevadas de BrdU pueden ocasionar incremento en la frecuencia de ICH, y a
ciertas dosis puede ser tóxico e inhibir el crecimiento celular. En los dos cultivos
realizados para este estudio se obtuvo buen crecimiento celular, y a pesar de que
el número de mitosis en segunda división fue mayor en el cultivo de 0 h, la
diferencia con el cultivo de 24 h no fue significativa. Podemos concluir que es
aceptable utilizar la adición de BrdU en cualquiera de estos dos tiempos, siempre
y cuando exista uniformidad del que se utiliza en una población determinada. Con
respecto a la edad, se encontró que la década con mayor número de ICH fue de
20-29 años. Esto difiere de los resultados obtenidos por otros investigadores, que
encontraron el pico máximo de ICH en la década de 30-39 años. Las diferencias
encontradas entre grupos de edad apoyan tener grupos controles pareados por
edad en los estudios que así lo requieren. Del mismo modo, el género no parece
haber influido sobre la prevalencia de los ICH sin embargo, debe tenerse en
cuenta cuando se trata de estudios en los que existe un grupo control. La utilidad
que se ha demostrado del análisis de ICH en el monitoreo biológico requiere que
existan condiciones que eviten variaciones ocasionadas por razones ajenas al
elemento de exposición que está en estudio. Las variaciones determinadas por
discrepancias en el proceso técnico de las muestras, y por la interpretación de la
observación de las metafases al microscopio, son factores importantes que
pueden controlarse para evitar diferencias artificiales en los resultados que se
obtienes de ICH. Este trabajo resulta de utilidad para establecer los criterios
definidos para la realización de ICH en este laboratorio, y tener resultados
confiables en el estudio de exposiciones ambientales.