BIOLOGÍA MOLECULAR
BIOLOGÍA MOLECULAR Todos aquellos procesos celulares que contribuyen a la información genética se transmita eficientemente de unos seres vivos a otros y exprese en los nuevos individuos. Ingeniería genética Secuenciación de ácidos nucleicos Diagnóstico molecular Terapia génica Organismos recombinantes
TRASTORNOS GENÉTICOS Clásicos Cáncer y enfermedades cardiovasculares (aterosclerosis e hipertensión) Combinación de genes y el ambiente. 50% de los abortos durante los primeros tres meses del embarazo: anomalías cromosómicas. Arquitectura genética. Aislar el gen normal y clonarlo “gen candidato” “ Genes marcadores” cerca del locus de la enfermedad.
GENÉTICA MOLECULAR 1866 Mendel: principios de segregación y clasificación independiente de los genes
BIOLOGÍA MOLECULAR 1869 Frederick Miescher: Nucleína 1920 Robert Feulgen: Tinción para DNA contenido en los cromosomas. 1944 Avery, McCleod y McCarty: DNA contiene la información genética. 1953 Watson y Crick: DNA doble hélice complementaria. Tecnología del DNA recombinante.
ANTROPOLOGÍA MOLECULAR Luigi Luca Cavalli-Sforza Human Genome Diversity Proyect Polimorfismo en nucleótido único (SNPs) ejem: alelos de los grupos sanguíneos. Formas alélicas Intrones   predisposición a ciertas enfermedades y susceptibilidad a drogas. Haplotipo: combinaciones de polimorfismos en un cromosoma. Carácter adaptativo (Seleccionistas) Deriva genética (Neutralistas).
DNA Regula el número y naturaleza de cada tipo de estructura y composición celular Información hereditaria Estructura de proteínas  enzimas   funciones celulares. RNA   Nucleolo y el citoplasma celular.
ACIDOS NUCLEICOS DE AZÚCAR Ribosa RNA Desoxirribosa  DNA BASE ORGÁNICA NITROGENADA DNA PÚRICAS :A,G PIRIMÍDICAS: C y T RNA PÚRICAS: A,G PIRIMÍDICAS: C y U GRUPO FOSFATO MOLÉCULA
DNA Orden de la secuencia ESTRUCTURA SECUNDARIA Número de Adeninas igual a timinas y el de citocinas igual a guaninas. 1953 James Watson y Francis Crick: núcleo tridimensional del DNA. Dos cadenas de doble hélice en sentidos opuestos: ANTIPARALELA ESTRUCTURA TERCIARIA Y CUATERNARIA: empaquetamiento uqe forma los cromosomas Eucariotas: varios cromosomas Procariotas: pseudocromosoma.
DNA PROPIEDADES Desnaturalización Renaturalización Efecto hipercrómico Temperatura de fusión. DNA: información. Transmisión RNA: Conversión de la información RNAm, RNAt, RNAr. Nucleosoma (6 a 7) Octámero de proteínas básicas   Histonas, donde se enrolla el DNA.
REPLICACIÓN DEL DNA 1. Separación de las dos cadenas que forman la doble hélice. 2.Unión de cebadores “primers” o iniciadores 3. Unión de la polimerasa. 4. Replicación semiconservativa del DNA DNA polimerasa (PRIMASA) inicie cadenas de novo. HELICASA (rep) PRIMERS
DNA MITOCONDRIAL Membrana nuclear rodeando a material genético Doble membrana con capa lipídica, crestas y matriz. Genoma propio Metabolismo respiratorio ATP Hipótesis quimiosmótica. Segregación replicativa: todas las mitocondrias provienen del óvulo.
DNA mitocondrial Cromosoma Y. Satélites. El hombre actual salió de África hace 100,000 años. Racismo científico
DNA TRANSCRIPCIÓN: DNA   RNAm  RIBOSOMAS TRADUCCIÓN: RNAm    RIBOSOMAS   RNAt
GEN Secuencia de ácido nucleico. MUTACIÓN: cambio en secuencia. MUTACIONES CROMOSÓMICAS:  Traslocaciones Inversiones Deleciones No disyunción. MUTACIONES PUNTUALES - Sin sentido - Sentido perdido - Silente
BIOLOGÍA MOLECULAR PCR. SIDA VPH Hepatitis C Tuberculosis Chlamydia Herpes Enfermedades genéticas Oncología Medicina legal Determinar paternidad Líquidos. Mutaciones asociadas a procesos trombóticos Hemopatías malignas Tejidos para transplante Filogenia bacteriana
PCR Kary Mullis a mediados de los años 80.
 
PCR Sensibilidad alta No es una técnica cuantitativa Falsos positivos por contaminación Expresión de oncogenes Clonalidad de linfomas Agentes infecciosos y virus oncogénicos Mutaciones. Exones e intrones
PCR REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA Amplificación del DNA Millones de copias Locus del gen Mapeo genético
GENES Cualquier segmento de una secuencia que se expresa. Unidad transcripcional “ Todo aquello que pueda suceder en el genoma sucederá”. La suma de la información heredable contenida en los cromosomas que gobierna el desarrollo de un organismo. Dogma central de la biología: “Encendido y apagado de genes”. Partes del DNA:  Genes que codifican proteínas Genes de solo RNA.- sRNA Información epigenética. Exones Trasposones Huecos “gaps”
CARIOTIPO 46 cromosomas (44 autosomas y 2 cromosmas sexuales) Fotografías o representaciones gráficas Sangre periférica  leucocitos  fitohemaglutinina   colchicina   medio hipotónico   fijar, colorear y fotografiar.
CARIOTIPO Autosomas Secuenciación No disyunción Traslocación Cromosomas sexuales No disyunción TRASTORNOS MENDELIANOS Autosómico dominante Autosómico recesivo Ligado a X.
TRASTORNOS MENDELIANOS Se calculan de 5 a 8 genes nocivos por persona. Pleiotropismo: un gen mutante puede provocar múltiples efectos finales. Heterogeneidad genética: varios genes producen un solo efecto.
TRASTORNOS AUTOSÓMICOS DOMINANTES Se manifiestan en estado heterocigoto Varones y mujeres Ambos padres pueden transmitirlo En ocasiones los padres no están afectados Penetrancia disminuída y expresividad variable. Se retraza la edad del comienzo.
TRASTORNOS AUTOSÓMICOS RECESIVOS Mayor número de procesos mendelianos El rasgo no suele afectar a los padres pero los hermanos pueden estar afectados. Matrimonios consanguíneos. Expresión más uniforme Penetrancia completa Inicio precoz
LIGADOS A CROMOSOMA X Recesivos: Varón hemicigótico El varón no transmite la enfermedad a sus hijos pero las mujeres son portadoras. Dominantes: Una mujer afectada lo transmite a la mitad de sus hijos y a la mitad de sus hijas. El padre afectado lo transmite a todas sus hijas y a ninguno de sus hijos.
TRASTORNOS ALÉLICOS RECESIVOS Braquidactilia (1905) Albinismo Fenilcetonuria Tay-Sachs Hemocromatosis hereditaria Anemia Drepanocítica Fibrosis quística
GENES DESORDENES ALÉLICOS RECESIVOS EN SOLO GENES A ARN sRNA : Hipoplasia de cartílago piloso DESÓRDENES ALÉLICOS DOMINANTES: Enanismo acrondroplásico Polidactilia CARACTERES LIGADO AL SEXO: Daltonismo Hemofilia Distrofia muscular de Duchenne Retinosis pigmentaria
HERENCIA GENÉTICA EN CARDIOPATÍAS
HERENCIA EN CARDIOPATÍAS Hipercolesterolemia ALTERACIONES CROMOSÓMICAS: TRISOMÍAS 21 Sd. De Down Alteraciones cromosómicas de tipo canal aurículoventricular completo Comunicación interatrial: Ostium primum  Trisomía 13: Sd. de Patau Trisomía 18: Sd de Edwards Maullido de gato 5p Sd de Catch (DiGeorge)
CARDIOPATÍAS CONGÉNITAS ALTERACIONES MONOGENÉTICAS DOMINANTE: Corea de Huntington Síndrome de Marfán: Insuficiencia valvular aórtica, alteraciones del cristalino. Prognatismo RECESIVA Sordera Fibrosis quística Albinismo Fenilcetonuria RECESIVA LIGADA AL SEXO Daltonismo Hemofilia A
POLIGENIA Hipertensión esencial Gota Úlcera péptica Diabetes Esquizofrenia Paladar hendido Labio leporino Apolipoproteína E
FISH
HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR Gen que codifica los receptores de la LDL, transporte y metabolismo del colesterol. Aterosclerosis prematura Heterocigotos (1/500) Homocigotos (afectación más grave): Infartos antes de los 30 años. TRASTORNOS QUE AFECTAN A ENZIMAS: Enfermedad por depósito lisosómico: Tay-Sachs, Niemann Pick, Gaucher, Mucopolisacaridosis, Alcaptonuria,  TRASTORNOS ASOCIADOS A PROTEÍNAS QUE AFECTAN EL CICLO CELULAR: Neurofibromatosis tipo I y II.
FENÓMENOS TROMBÓTICOS Déficit de Antitrombina III Proteína C Proteína S Factor V de Leiden   mutación puntual de Arginina por glutamina en la posición 506 (R506Q). HTA esencial: gen que codifica para la proteína G del receptor de cinina tipo4 Miocardiopatía Hipertrófica: Gen de la troponina cardiaca  (1q3), así como en el locus 11 p13-q13.
Trisomía 3q,   Deleción 4p  Deleción 5p (S. del maullido del gato  Deleción 18p
ciclopia en la trisomía 13  trisomías 18 (cara y cuerpo entero).   fisura facial en trisomía 13
 
 
Síndrome de Down Cariotipo de un Down Femenino Cariotipo de un Down Masculino
  Síndrome de Down producida por Trisomía en Fertilización Síndrome de Down producida por Translocación en Fertilización
 
Deleciones  duplicaciones cromosómicas  inversiones cromosómicas  reordenamiento cromosómico
 

Biología molecular

  • 1.
  • 2.
    BIOLOGÍA MOLECULAR Todosaquellos procesos celulares que contribuyen a la información genética se transmita eficientemente de unos seres vivos a otros y exprese en los nuevos individuos. Ingeniería genética Secuenciación de ácidos nucleicos Diagnóstico molecular Terapia génica Organismos recombinantes
  • 3.
    TRASTORNOS GENÉTICOS ClásicosCáncer y enfermedades cardiovasculares (aterosclerosis e hipertensión) Combinación de genes y el ambiente. 50% de los abortos durante los primeros tres meses del embarazo: anomalías cromosómicas. Arquitectura genética. Aislar el gen normal y clonarlo “gen candidato” “ Genes marcadores” cerca del locus de la enfermedad.
  • 4.
    GENÉTICA MOLECULAR 1866Mendel: principios de segregación y clasificación independiente de los genes
  • 5.
    BIOLOGÍA MOLECULAR 1869Frederick Miescher: Nucleína 1920 Robert Feulgen: Tinción para DNA contenido en los cromosomas. 1944 Avery, McCleod y McCarty: DNA contiene la información genética. 1953 Watson y Crick: DNA doble hélice complementaria. Tecnología del DNA recombinante.
  • 6.
    ANTROPOLOGÍA MOLECULAR LuigiLuca Cavalli-Sforza Human Genome Diversity Proyect Polimorfismo en nucleótido único (SNPs) ejem: alelos de los grupos sanguíneos. Formas alélicas Intrones  predisposición a ciertas enfermedades y susceptibilidad a drogas. Haplotipo: combinaciones de polimorfismos en un cromosoma. Carácter adaptativo (Seleccionistas) Deriva genética (Neutralistas).
  • 7.
    DNA Regula elnúmero y naturaleza de cada tipo de estructura y composición celular Información hereditaria Estructura de proteínas  enzimas  funciones celulares. RNA  Nucleolo y el citoplasma celular.
  • 8.
    ACIDOS NUCLEICOS DEAZÚCAR Ribosa RNA Desoxirribosa DNA BASE ORGÁNICA NITROGENADA DNA PÚRICAS :A,G PIRIMÍDICAS: C y T RNA PÚRICAS: A,G PIRIMÍDICAS: C y U GRUPO FOSFATO MOLÉCULA
  • 9.
    DNA Orden dela secuencia ESTRUCTURA SECUNDARIA Número de Adeninas igual a timinas y el de citocinas igual a guaninas. 1953 James Watson y Francis Crick: núcleo tridimensional del DNA. Dos cadenas de doble hélice en sentidos opuestos: ANTIPARALELA ESTRUCTURA TERCIARIA Y CUATERNARIA: empaquetamiento uqe forma los cromosomas Eucariotas: varios cromosomas Procariotas: pseudocromosoma.
  • 10.
    DNA PROPIEDADES DesnaturalizaciónRenaturalización Efecto hipercrómico Temperatura de fusión. DNA: información. Transmisión RNA: Conversión de la información RNAm, RNAt, RNAr. Nucleosoma (6 a 7) Octámero de proteínas básicas  Histonas, donde se enrolla el DNA.
  • 11.
    REPLICACIÓN DEL DNA1. Separación de las dos cadenas que forman la doble hélice. 2.Unión de cebadores “primers” o iniciadores 3. Unión de la polimerasa. 4. Replicación semiconservativa del DNA DNA polimerasa (PRIMASA) inicie cadenas de novo. HELICASA (rep) PRIMERS
  • 12.
    DNA MITOCONDRIAL Membrananuclear rodeando a material genético Doble membrana con capa lipídica, crestas y matriz. Genoma propio Metabolismo respiratorio ATP Hipótesis quimiosmótica. Segregación replicativa: todas las mitocondrias provienen del óvulo.
  • 13.
    DNA mitocondrial CromosomaY. Satélites. El hombre actual salió de África hace 100,000 años. Racismo científico
  • 14.
    DNA TRANSCRIPCIÓN: DNA RNAm  RIBOSOMAS TRADUCCIÓN: RNAm  RIBOSOMAS  RNAt
  • 15.
    GEN Secuencia deácido nucleico. MUTACIÓN: cambio en secuencia. MUTACIONES CROMOSÓMICAS: Traslocaciones Inversiones Deleciones No disyunción. MUTACIONES PUNTUALES - Sin sentido - Sentido perdido - Silente
  • 16.
    BIOLOGÍA MOLECULAR PCR.SIDA VPH Hepatitis C Tuberculosis Chlamydia Herpes Enfermedades genéticas Oncología Medicina legal Determinar paternidad Líquidos. Mutaciones asociadas a procesos trombóticos Hemopatías malignas Tejidos para transplante Filogenia bacteriana
  • 17.
    PCR Kary Mullisa mediados de los años 80.
  • 18.
  • 19.
    PCR Sensibilidad altaNo es una técnica cuantitativa Falsos positivos por contaminación Expresión de oncogenes Clonalidad de linfomas Agentes infecciosos y virus oncogénicos Mutaciones. Exones e intrones
  • 20.
    PCR REACCIÓN ENCADENA DE LA POLIMERASA Amplificación del DNA Millones de copias Locus del gen Mapeo genético
  • 21.
    GENES Cualquier segmentode una secuencia que se expresa. Unidad transcripcional “ Todo aquello que pueda suceder en el genoma sucederá”. La suma de la información heredable contenida en los cromosomas que gobierna el desarrollo de un organismo. Dogma central de la biología: “Encendido y apagado de genes”. Partes del DNA: Genes que codifican proteínas Genes de solo RNA.- sRNA Información epigenética. Exones Trasposones Huecos “gaps”
  • 22.
    CARIOTIPO 46 cromosomas(44 autosomas y 2 cromosmas sexuales) Fotografías o representaciones gráficas Sangre periférica  leucocitos  fitohemaglutinina  colchicina  medio hipotónico  fijar, colorear y fotografiar.
  • 23.
    CARIOTIPO Autosomas SecuenciaciónNo disyunción Traslocación Cromosomas sexuales No disyunción TRASTORNOS MENDELIANOS Autosómico dominante Autosómico recesivo Ligado a X.
  • 24.
    TRASTORNOS MENDELIANOS Secalculan de 5 a 8 genes nocivos por persona. Pleiotropismo: un gen mutante puede provocar múltiples efectos finales. Heterogeneidad genética: varios genes producen un solo efecto.
  • 25.
    TRASTORNOS AUTOSÓMICOS DOMINANTESSe manifiestan en estado heterocigoto Varones y mujeres Ambos padres pueden transmitirlo En ocasiones los padres no están afectados Penetrancia disminuída y expresividad variable. Se retraza la edad del comienzo.
  • 26.
    TRASTORNOS AUTOSÓMICOS RECESIVOSMayor número de procesos mendelianos El rasgo no suele afectar a los padres pero los hermanos pueden estar afectados. Matrimonios consanguíneos. Expresión más uniforme Penetrancia completa Inicio precoz
  • 27.
    LIGADOS A CROMOSOMAX Recesivos: Varón hemicigótico El varón no transmite la enfermedad a sus hijos pero las mujeres son portadoras. Dominantes: Una mujer afectada lo transmite a la mitad de sus hijos y a la mitad de sus hijas. El padre afectado lo transmite a todas sus hijas y a ninguno de sus hijos.
  • 28.
    TRASTORNOS ALÉLICOS RECESIVOSBraquidactilia (1905) Albinismo Fenilcetonuria Tay-Sachs Hemocromatosis hereditaria Anemia Drepanocítica Fibrosis quística
  • 29.
    GENES DESORDENES ALÉLICOSRECESIVOS EN SOLO GENES A ARN sRNA : Hipoplasia de cartílago piloso DESÓRDENES ALÉLICOS DOMINANTES: Enanismo acrondroplásico Polidactilia CARACTERES LIGADO AL SEXO: Daltonismo Hemofilia Distrofia muscular de Duchenne Retinosis pigmentaria
  • 30.
    HERENCIA GENÉTICA ENCARDIOPATÍAS
  • 31.
    HERENCIA EN CARDIOPATÍASHipercolesterolemia ALTERACIONES CROMOSÓMICAS: TRISOMÍAS 21 Sd. De Down Alteraciones cromosómicas de tipo canal aurículoventricular completo Comunicación interatrial: Ostium primum Trisomía 13: Sd. de Patau Trisomía 18: Sd de Edwards Maullido de gato 5p Sd de Catch (DiGeorge)
  • 32.
    CARDIOPATÍAS CONGÉNITAS ALTERACIONESMONOGENÉTICAS DOMINANTE: Corea de Huntington Síndrome de Marfán: Insuficiencia valvular aórtica, alteraciones del cristalino. Prognatismo RECESIVA Sordera Fibrosis quística Albinismo Fenilcetonuria RECESIVA LIGADA AL SEXO Daltonismo Hemofilia A
  • 33.
    POLIGENIA Hipertensión esencialGota Úlcera péptica Diabetes Esquizofrenia Paladar hendido Labio leporino Apolipoproteína E
  • 34.
  • 35.
    HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR Genque codifica los receptores de la LDL, transporte y metabolismo del colesterol. Aterosclerosis prematura Heterocigotos (1/500) Homocigotos (afectación más grave): Infartos antes de los 30 años. TRASTORNOS QUE AFECTAN A ENZIMAS: Enfermedad por depósito lisosómico: Tay-Sachs, Niemann Pick, Gaucher, Mucopolisacaridosis, Alcaptonuria, TRASTORNOS ASOCIADOS A PROTEÍNAS QUE AFECTAN EL CICLO CELULAR: Neurofibromatosis tipo I y II.
  • 36.
    FENÓMENOS TROMBÓTICOS Déficitde Antitrombina III Proteína C Proteína S Factor V de Leiden  mutación puntual de Arginina por glutamina en la posición 506 (R506Q). HTA esencial: gen que codifica para la proteína G del receptor de cinina tipo4 Miocardiopatía Hipertrófica: Gen de la troponina cardiaca (1q3), así como en el locus 11 p13-q13.
  • 37.
    Trisomía 3q, Deleción 4p Deleción 5p (S. del maullido del gato Deleción 18p
  • 38.
    ciclopia en latrisomía 13 trisomías 18 (cara y cuerpo entero). fisura facial en trisomía 13
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    Síndrome de DownCariotipo de un Down Femenino Cariotipo de un Down Masculino
  • 42.
      Síndrome deDown producida por Trisomía en Fertilización Síndrome de Down producida por Translocación en Fertilización
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    Deleciones duplicacionescromosómicas inversiones cromosómicas reordenamiento cromosómico
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