El documento presenta un resumen de los conceptos básicos de genética. Explica las leyes de Mendel sobre la herencia de caracteres dominantes y recesivos observadas en experimentos de cruzamiento de guisantes. También describe la estructura del ADN y cromosomas, así como diferentes síndromes genéticos causados por mutaciones y anomalías cromosómicas.

1. INTRODUCCIÓN A LA GENETICA Prof Christian Collazos

2. GREGOR MENDEL 1822-1884 AUSTRIA

3. Leyes de Mendel En un experimento cruzó plantas de chícharo de razas puras. Unas eran plantas con semillas amarillas y otras con semillas verdes. La primera generación que se obtuvo del cruce de ambas razas puras fue nombrada por Mendel generación híbrida o F1, porque presentaba las características mezcladas de ambos progenitores. Él observó que en esta generación siempre nacían chícharos de cotiledón amarillo, carácter dominante; mientras que al color que no aparecía lo llamó recesivo; con ello enunció su primera ley, denominada Ley de la uniformidad de los caracteres.

4. Primera ley de Mendel . Si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación (F1), serán todos iguales entre sí, y a su vez, iguales a uno de los progenitores.

6. Después cruzó los chícharos obtenidos en la generación F1 y observó que entre los descendientes del segundo cruce había tres cuartas partes de chícharos amarillos, carácter dominante, y una cuarta parte de chícharos de color verde, carácter recesivo. A todas las plantas obtenidas durante este cruzamiento las denominó generación F2.

7. Además, vio que una tercera parte de los chícharos amarillos se comportaban como los de raza pura, mientras que las otras dos terceras partes eran híbridos, es decir, presentaban las características de ambos progenitores (variedades). Con estos resultados, Mendel enunció su segunda ley. Segunda ley de Mendel Los caracteres recesivos que, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación reaparecen en la segunda, en una proporción de 1 a 3 respecto a los caracteres dominantes.

9. ( síntesis de Proteínas) (respiración)

10. NUCLEO CROMOSOMA Y ADN

11. Estructura del Cromosoma

12. El ADN es una molécula formada por dos cadenas laterales unidas, que podríamos compararla con una escalera caracol. Las moléculas que forman cada cadena se llaman nucleótidos, cada uno de estos está formado por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Los azúcares y el grupo fosfato forman los parantes de la escalera, mientras que las bases nitrogenadas constituyen los peldaños. Existen dos tipos de bases nitrogenadas, purinas y pirimídinas. Ambas se ensamblan en la molécula de ADN, elaborando peldaños de la misma longitud. Existen cuatro nucleótidos que se diferencian entre sí por la base nitrogenada que poseen. Estas bases se llaman Adenina, Guanina, Citosina y Timina.

13. ESQUEMA DEL ADN

15. La información genética se almacena en el ADN, en una secuencia lineal de dos tipos de nucleótidos: Purinas : adenina (A) guanina (G) - Pirimidinas: citosina (C) timina (T) uracilo (U) Unidas a través de un esqueleto hidrocarbonado de azúcar-fosfato. En la doble hélice de ADN siempre se unen: Adenina con Timina y Citosina con Guanina.

16. LOS ACIDOS NUCLEICOS SON DE DOS TIPOS: ADN PURINA: ADENINA GUANINA PIRIMIDINA: CITOSINA TIMINA (exclusivo) ARN PURINA: ADENINA GUANINA PIRIMIDINA: CITOSINA URACILO (exclusivo)

17. W A T S O N Y C R I C K 1 9 5 3

18. W A T S O N Y C R I C K 2003 50º ANIVERSARIO

20. Definiciones Mutación: cambios en el ADN que codifican para un gen y que pueden hacer que un gen cuyo funcionamiento es normal se transforme en un gen no funcionante. Mutagénesis: inducción o aparición de una mutación genética. Heterogeneidad: el hecho de haber más de una causa para lo que parece ser una entidad única.

21. Mutaciones

22. La mutación del ADN Los genes pueden mutar (transformarse) de diferentes formas. La forma más sencilla de mutación implica un cambio en una base individual a lo largo de la secuencia de bases ordenada de un gen en particular—muy parecido a un error tipográfico en una palabra que ha sido mal escrita. En otros casos, se pueden agregar o eliminar una o más bases. Algunas veces, grandes segmentos de una molécula de ADN se repiten, se eliminan o se traslocan accidentalmente.

23. Anomalías de los Cromosomas Numéricas : Trisomia 21 ( Down) 1:800 Trisomía 18 (Edwards) 1:6000 Trisomía 13 (Patau) 1:10000 Cariotipo 45,XO (Turner) 1:5000 Cariotipo 47,XXY (Klinefelter) 1: 1000 Cariotipo 47,XYY (Y supernumerario) Cariotipo 47,XXX (mujer multi - X)

24. Síndrome de Down

27. SINDROME DE EDWARDS

30. SINDROME DE PATAU

33. SINDROME DE TURNER

36. SINDROME DE KLINEFELTER Hombres Hipogonadismo Piernas largas Infertilidad Inteligencia normal Asociado a edad materna avanzada

38. Síndrome 47, xyy Incidencia 1:1000 nacidos masculinos vivos. Asociado a problemas de aprendizaje y lectura. Talla alta. Desarrollo sexual normal. Pueden concebir hijos. Alteraciones de la conducta. Niveles de testosterona son normales. No guarda relación con la edad materna.

40. Mujer multi X, 47, xxx Incidencia 1:1000 nacidos femeninos vivos. Talla más alta que el promedio. Órganos genitales atrofiados. Frecuente la infertilidad. Problemas de aprendizaje. Resultado de la edad materna avanzada.

42. Alteraciones Estructurales

43. Síndrome de maullido de gato Incidencia 1: 50000 Supresión o deleción parcial del 5p- Llanto infantil que recuerda a un gato por la inmadurez de los tejidos. Crecimiento deficiente. Bajas tonicidad muscular y peso al nacer. Microcefalia. Apariencia facial peculiar. Retraso mental profundo. La deleción 5q- está asociada a síndrome mielodisplasico y leucemia mieloide aguda.

46. Síndrome de Angelman Incidencia de 1: 12000 a 20000 Ocasionado por la deleción de una región del cromosoma 15 (q11-q13) que contiene al gen UBE3A. Convulsiones Retardo mental Ataxia (problema en el movimiento y equilibrio) Microcefalia Fascie feliz, sonrisa o risa apropiadas Albinismo oculo - cutáneo tipo 2 (pelo, piel y ojos claros)

47. LOCALIZACION DEL GEN UBE3A

49. Síndrome de Prader- Willi Incidencia 1: 10000 a 25000 Ocasionado por la deleción de una región del cromosoma 15 (q11-qq13) que contiene al gen OCA2 Este gen ordena la producción de la proteína P que se localiza en los melanocitos y producir melanina. Albinismo oculo - cutáneo tipo 2 (pelo, piel y ojos claros) Hipotonía severa Pobre desarrollo y crecimiento Hiperfagia y obesidad Retardo mental Problemas de conducta Genitales poco desarrollados Infertilidad

52. Síndrome del X frágil Incidencia 1: 4000 en varones y 1: 8000 en mujeres La mutación del gen FMR1 en el brazo largo del cromosoma X, en la posición 27.3 Varón fascie característica (cara alargada, orejas grandes, estrabismo, maxilar prominente) Macrorquidia Hiperelasticidad articular Prolapso de válvula mitral Retraso mental y autismo En mujeres fascie característica y retardo mental

55. SINDROME DE X FRAGIL

56. Herencia Multifactorial Tendencia a desarrollar un aspecto físico, enfermedad o trastorno condicionado por muchos factores genéticos y ambientales, como la estatura o la tensión arterial. Características como la talla, el peso, el color de la piel y de los ojos, la inteligencia, etc. constituye la herencia poligénica a los que se suman los factores ambientales, dando por resultado la herencia multifactorial.

57. Enfermedades con Herencia Multifactorial Entre los padecimientos que se heredan en forma multifactorial se encuentran la mayoría de los defectos del nacimiento (labio y paladar hendido, defectos del tubo neural, luxación congénita de cadera, estenosis pilórica, cardiopatías, etc.) y muchos padecimientos sistémicos (diabetes mellitus I y II, esquizofrenia, epilepsia, hipertensión arterial, psicosis maniaco depresiva, etc.)

58. Trastornos Multifactoriales Labio leporino y/o paladar hendido Cardiopatías congénitas Cardiopatía isquémica Hipertensión Gota Diabetes mellitus Estenosis pilórica

59. Herencia Autosómica Dominante Se deben manifestar en el estado heterocigótico. Donde al menos uno de los padres del caso estudiado, suele estar afectado. Afecta tanto a varones como a mujeres. Ambos pueden transmitirlo. Si un afectado se casa con un no afectado el 50% de los hijos tiene la posibilidad de padecer la enfermedad.

60. Trastornos Autosómicos Dominantes Nervioso: Enfermedad de Huntington Neurofibromatosis Distrofia miotónica Esclerosis tuberosa Urinario: Poliquistosis renal Gastrointestinal: Poliposis coli familiar Hematopoyético: Esferocitosis hereditaria Enf. de Willebrand Esquelético: Síndrome de Marfan Síndrome de Ehlers- Danlos Osteogénesis imperfecta Acondroplasia Metabólico: Hipercolesterolemia familiar Porfiria aguda intermitente

61. Herencia Autosómica Recesiva Produce el mayor número de procesos mendelianos. El rasgo no suele afectar a los padres, pero los hermanos pueden padecer la enfermedad. Los hermanos tienen una posibilidad entre cuatro (25%) de ser afectados. Si el gen mutante es poco frecuente en la población, hay muchas posibilidades que el caso en estudio sea producto de un matrimonio consanguíneo.

62. Trastornos Autosómicos Recesivos Metabólico: Fibrosis quística Fenilcetonuria Galactosemia Homocistinuria Enfermedad por depósito lisosómico Déficit de alfa-1- antitrpsina Enfermedad de Wilson Hemocromatosis Enfermedad por depósito de glucógeno . . .

63. ...... Hematopoyético: Anemia de células falciformes Talasemias Endocrinas: Hiperplasia suprarrenal congénita Esquelético: Síndrome de Ehlers – Danlos Alcaptonuria Nervioso: Atrofias musculares congénitas Ataxia de Friedreich Atrofia muscular espinal

64. Herencia Ligada a X Todos los trastornos ligados al sexo están ligados al cromosoma X, siendo recesivos casi todos ellos. El único gen asignado al cromosoma Y , es el determinante de los testículos. Los varones con mutaciones ligadas a Y, son estériles, y por tanto, no existe herencia ligada al cromosoma Y. En varón afectado no trasmite la enfermedad a sus hijos, pero todas sus hijas son portadoras.

65. Hay algunos procesos dominantes ligados a X. Una mujer heterocigota afectada trasmite este proceso a la mitad de sus hijos y a la mitad de sus hijas. Un padre afectado lo trasmite a todas sus hijas, pero ninguno de sus hijos, siempre que la medre no este afectada. El raquitismo resistente a la vitamina D es un ejemplo de esta herencia.

66. Trastornos recesivos ligados a X Músculo esquelético: Distrofia muscular de Duchenne Sanguíneo: Hemofilia A y B Enfermedad granulomatosa crónica Déficit de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa Inmunitario: Agammaglobulinemia Síndrome de Wiskott - Aldrich Metabólico: Diabetes insípida Síndrome de Lesch - Nyhan Nervioso: Síndrome de X frágil

67. Herencia Mitocondrial Cuando un gen de la mitocondria se transmite por medio de un familiar (siempre la madre) y da origen a un rasgo o una enfermedad. Se heredan siempre de la madre, puesto que los óvulos contienen mitocondrias, mientras que los espermatozoides no. Las mitocondrias del cigoto provienen siempre del óvulo, por lo que los genes mitocondriales son siempre de origen materno. Se presentan un grupo de enfermedades neuromusculares: - neuropatía óptica de Leber - epilepsia mioclónica con acidosis láctica - enfermedad de fibras rojas rasgadas.

70. HERENCIA MITOCONDRIAL