es un curso de mejoramiento genitico de la universidad nacional de Educacion Enrique Gusman y Valle

1. M.V. Eduardo Alex Barrón Guardia
MEJORAMIENTO
GENÉTICO
INTRODUCCIÓN

2. Genética

3. Introducción
• La Genética es una de las ramas más
modernas de las ciencias biológicas, con
apenas un siglo de existencia.
• Con un desarrollo vertiginoso que la
ubica como la ciencia más destacada del
siglo XX.
• Su objeto de estudio es la herencia y la
variación (la forma en que se trasmiten
las características de una generación a
otra y los aspectos que intervienen en
este proceso).
• Debe su nombre al vocablo “gen”,
proveniente éste de la palabra griega
γένος cuyo significado es "raza,
generación".

7. El fenotipo o apariencia física de todos
los organismos es producto de la conjunción
entre su información genética y los factores
ambientales, lo que pone de manifiesto la
importancia del estudio de esta ciencia, para lo
cual es corriente dividirla en tres períodos:
• La época clásica (primer tercio del siglo XX),
• La época de los descubrimientos
moleculares (1940-1970) y
• La época contemporánea, denominada era
de la genómica.

8. Ramas de la Genética
• Genética Clásica (también denominada
mendeliana) que se dedica al estudio general de
los genes y la herencia.
• Genética Molecular, cuyo campo es el ácido
desoxirribonucleico (ADN) y la función de los
genes desde el punto de vista molecular.
• Genética Cuantitativa, que evalúa el impacto a
pequeña escala de los genes sobre el fenotipo.
• Genética de Poblaciones, que como su nombre lo
indica, se encarga del comportamiento de los
genes a nivel de grupos y poblaciones, aspectos
claves en el proceso evolutivo de los organismos.
• Ingeniería Genética, dedicada a la manipulación
de los genes mediante la aplicación de la
tecnología

9. Se denomina variabilidad
genética a los cambios que se
registran en los genes de una especie o
de una población. Esta variabilidad es
una consecuencia del proceso
de selección natural, que se
desarrolla cuando la naturaleza
selecciona diferentes alelos que se
modifican para que la especie pueda
evolucionar.
De esta manera, a mayor variabilidad
genética, más velocidad en el desarrollo
de los cambios evolutivos. Es
importante destacar que la variabilidad
genética puede producirse por
la combinación de los genes o por la
mutación en una secuencia de ácido
desoxirribonucleico (ADN).
variabilidad genética

11. Desarrollo
• En la Grecia Clásica, Hipócrates (460?-
377? a.C.) especuló que las "semillas" se
producían en diferentes partes del
cuerpo y se transmitían a los hijos al
momento de la concepción.
• Aristóteles pensaba que el semen
masculino y el flujo menstrual femenino
se mezclaban en la concepción y se
diferenciaban después de forma
progresiva en los distintos órganos, lo
que se conoce como teoría epigenética.

12. • Sin embargo, la mayoría suponía que los organismos
simples nacían por generación espontánea

13. • Durante el siglo XVIII, gracias a la
invención del microscopio, el holandés
Anton van Leeuwenhoek (1632-1723),
descubre los espermatozoides
(denominados entonces "animálculos")
en el esperma humano y de otros
animales, lo que provocó el auge de la
teoría preformacionista, según la cual el
desarrollo de un embrión no es más que
el crecimiento de un organismo que
estaba ya preformado (homúnculo).

15. Mendel y el nacimiento de la
Genética Clásica
• En el año 1865, un monje austríaco, Gregorio
Mendel, publica el artículo “Experimentos en la
hibridación de plantas”, donde desarrolla los
principios fundamentales de la genética y expone
los resultados de sus estudios con guisantes.
Mendel demostró que las características
hereditarias están contenidas en unidades que se
heredan por separado en cada generación (él las
denominaría factores o elementos, hoy conocidos
como genes) lo que constituye la Primera Ley de
Mendel o Principio de Segregación.

16. • En 1900 los estudios de Mendel fueron retomados
por los botánicos Hugo de Vries, Carl Correns y Eric
Von Tschermak.
• Tres años después Walter Sutton descubre la
implicación de los cromosomas en la herencia.
• En 1906 el biólogo británico William Bateson
propone el término "Genética" para denominar a la
nueva ciencia que nacía.
• Al final de esa década Thomas Hunt Morgan
demuestra que los genes residen en los cromosomas.
• En 1923, se descubre la disposición lineal de los
mismos gracias a los mapas genéticos.
• La década del 30 del siglo pasado comienza con la
identificación del entrecruzamiento como la causa de
la recombinación génica.
• En 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells
Beadle demuestran que los genes codifican las
proteínas

18. La era del ADN
• El año 1944 que se logra aislar el ADN
como material genético por los
científicos Oswald Theodore Avery,
Colin McLeod y Maclyn McCarty, los
que lo denominaron entonces “principio
transformante”.
• En 1952 el experimento de Hershey y
Chase demuestra que la información
genética de los fagos (y de todos los
organismos) reside en el ADN.
• Un año después, James D. Watson y
Francis Crack sorprenden al mundo con
uno de los descubrimientos más
trascendentales en el plano científico: la
estructura en doble hélice del ADN.

19. • En la molécula de ADN hay cuatro bases
nitrogenadas: la adenina (A), guanina
(G),timina (T) y citosina (C).
• La molécula de ADN es una doble cadena de
nucleótidos que se enrollan en espiral
configurando una especie de escalera en
caracol.
• Cada peldaño de la hélice está compuesto por
dos bases que siempre serán los pares
Adenina Timina (A-T) y Guanina-Citosina (G-
C).
• La unión de los peldaños a lado y lado de la
molécula está constituida por fosfatos y
azúcares desoxirribosa de manera intercalada.
• Los pares están formados por una base con
anillo sencillo y otra con anillo doble que
encajan dentro del espacio entre las dos
cadenas de fosfatos y azúcares.

20. • Más tarde, en
1958, el
experimento
Meselson-Stahl
demuestra que el
ADN se replica
de un modo
semiconservador.

21. • En 1961, se descubre su
ordenamiento en tripletas
denominadas codones.
• En esta época, Gross, Jacob y
Monod explican el funcionamiento
del ARN mensajero, lo que
permitió formular el “dogma
central de la Biología”, que no es
más que el mecanismo que permite
la biosíntesis de proteínas a partir
del ADN.

23. • Finalmente, en 1970 se descubren las
enzimas de transcripción, lo que
posibilitó a los científicos manipular
el ADN.

26. La era de la Genómica
• En 1972 Walter Fiers (Laboratorio de
biología molecular de la Universidad de
Ghent) en Bélgica, determinaron por primera
vez la secuencia de un gen: el que codifica la
proteína del pelo del bacteriógrafo MS2 y
años después la secuencia completa del ARN
de este virus.
• La primera secuenciación del ADN fue
realizada por Fred Sanger, Walter Gilbert, y
Allan Maxam en 1977.
• Un descubrimiento significativo que permitió
amplificar el ADN fue el de la reacción en
cadena de la polimerasa, realizado por Kary
Banks Mullis en 1983.

27. • Los procesos de secuenciación genómica
continuaron durante los años 80 y 90.
• En 1989 Francis Collins y Lap-Chee Tsui
secuencian por primera vez un gen humano,
el que codifica la proteína CFTR.
• En 1995 se secuencia el genoma completo de
un organismo vivo (Haemophilus
influenzae).
• En 1996 se realiza la secuenciación del
genoma de un eucariota (la levadura
Saccharomyces cerevisiae).
• En 1998 la de un multicelular (el gusano
Caenorhabditis elegans).
• Culmina con la primera secuenciación
completa del genoma humano con un
99.99% de fidelidad realizada por el
Proyecto Genoma Humano en el año 2003.

28. • Por otra parte, es en este período que se dan
los primeros pasos en la clonación, hasta
lograrse la del primer organismo superior, la
oveja Dolly, en 1996, a partir de la cual se
inician las investigaciones con Células
Madres.
Breve resumen de la clonación de la oveja
• De la madre Dolly, los científicos sacaron
una célula de la Ubre que contiene el
ADN de la oveja (núcleo).
• A la segunda oveja le extrajeron un óvulo
receptor.
• Le sacaron el núcleo para que perdiera el
material genético.
• Mediante impulsos eléctricos, se fusionó
al óvulo sin núcleo de la oveja donante.
• Al sexto día, se formó un embrión, el
cual se implantó en el útero de una
tercera oveja, la madre sustituta, que
tras un periodo normal de gestación, dio
a luz a Dolly: una oveja exactamente
igual a su madre genética.

44. En la actualidad ya es posible conocer el
genoma de varios organismos y combinar
en el laboratorio genes de células que
pertenecen a especies diferentes. Esto
permite diseñar organismos de acuerdo a
las necesidades específicas de los seres
humanos. Sin duda, la posibilidad de
estudiar y manipular los genes representa
una revolución en la ciencia que cambiará
nuestra forma de ver el mundo y vivir en los
próximos años, ya que su aplicación en la
medicina, la industria y la alimentación
traerá beneficios hasta ahora impensables.

45. En 1988 inició en diversos laboratorios de
investigación científica ubicados en diferentes paises
del mundo, la aventura biológica mas grande: el
Proyecto del Genoma Humano.
Este proyecto representa un esfuerzo de colaboración
a nivel internacional y tiene como objetivo la
secuenciación completa de la información genética
humana y la de organismos de relevancia en los
campos de la salud y la alimentación. Los
investigadores participantes en el Proyecto del
Genoma Humano aceptan el compromiso de examinar
las implicaciones éticas, legales y sociales que
conlleva la investigación genética.

46. EL PRINCIPIO DEL FIN: EL PROYECTO GENOMA
HUMANO A SIETE A�OS DE SU INICIO.
A siete años del iniciar el Proyecto del Genoma Humano,
los científicos han desarrollado con éxito la primera etapa
del mismo: consiguieron la secuenciación completa del
genoma de algunos animales, como el gusano
Caenorhabditis elegans.
Ahora inicia lo que se considera como la etapa más
complicada: la identificación de todos los genes que
forman el ADN humano. A siete años del inicio del
proyecto, se han localizado cerca de 11,000 genes y
aproximadamente 500,000,000 pares de bases. Con
estos resultados se han elaborado m�s de 30,000
marcadores gen�ticos, se ha obtenido el 15% del total
del genoma y se tiene informaci�n acerca de m�s de 60
enfermedades de origen gen�tico.

47. La informaci�n gen�tica de los seres vivos se
encuentra en el ADN. La totalidad del ADN de una
especie, constituye el genoma de un organismo. La
invenci�n de t�cnicas para la secuenciaci�n del
ADN, es decir, para el conocimiento del orden que
tienen los nucle�tidos A, T, C y G que forman el ADN,
ha permitido conocer la definici�n qu�mica
completa de un ser vivo.
As� como el ADN es la mol�cula que almacena la
informaci�n de los sistemas vivos, las computadoras
son los sistemas de informaci�n artificiales
desarrollados por los humanos. No es sorprendente
que nuestros sistemas digitales de informaci�n sean
necesarios para el estudio de los sistemas de
informaci�n de los seres vivos. Representan una
herramienta que favorece y hace m�s r�pido el
trabajo de los cient�ficos. Por este motivo, en los
a�os recientes se ha desarrollado el campo de la
bioinform�tica. En la bioinform�tica se combina la
informaci�n de la secuencia de los nucle�tidos A, T,
C, G de cualquier genoma con las herramientas de
informaci�n que se requieren para la adquisici�n, el
almacenamiento y el an�lisis de los datos.

48. El Secuenciador Autom�tico de la UNAM.
En el Centro de Investigaci�n sobre Fijaci�n de
Nitr�geno ( www.cifn.unam.mx ) y el Instituto de
Biotecnolog�a ( www.ibt.unam.mx ) de la UNAM,
as� como diversos investigadores de varias
instituciones, desarrollan el �nico proyecto en
M�xico para obtener la secuenciaci�n completa
del genoma de la bacteria fijadora de
nitr�geno, Rhizobium etli. Esta bacteria se
encuentra en las ra�ces de la planta de frijol; lugar
donde se generan ciertas estructuras conocidas
como "n�dulos fijadores de nitr�geno". En estos
n�dulos, las bacterias del tipo Rhizobium
etli atrapan el nitr�geno del ambiente y lo
transmiten a la planta.
El genoma de la bacteria est� formado por cerca de
390 000 pares de bases y se sabe que en ellas se
ubican los genes necesarios para la fijaci�n del
nitr�geno. La secuencia completa del genoma de la
bacteria Rhizobium etli se obtendr� utilizando
solamente un secuenciador autom�tico.

49. Producción de
alimentos: Antes,
grandes cantidades de
frutas se echaban a
perder y no tenían el
sabor adecuado.
Producción de
medicinas: Antes, las
personas enfermas de
diabetes sufrían por la
escasez de insulina.
Mejoramiento del
ambiente. Los
derrames de petróleo
dañaban grandes
extensiones de zonas
marinas y costeras.
En la actualidad, se ha
utilizado un gen artificial
para crear un nuevo
tipo de jitomate que
tiene buen sabor, se
conserva en buen
estado más tiempo y
retrasa el proceso de
putrefacción.
Hoy, ya es posible la
producción de insulina
en grandes
cantidades. El
paciente que la
necesita, la puede
comprar en la
farmacia.
Se han obtenido
bacterias que se
alimentan de
petróleo. Son útiles
para limpiar el
petróleo y disminuir
los daños a los
ecosistemas marino y
costero.
En medicina, la industria y la
alimentación
La aplicación de las técnicas
utilizadas por la Ingeniería
Genética ha permitido elevar
la calidad de vida del ser
humano. Algunos de los
beneficios son los siguientes: