introducción- historia a la genética médica. 2016. dr. igor pardo zapata. docente titular

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INTRODUCCIÓN A LA GENETICA

MEDICA

Dr. Igor Pardo Zapata

DOCENTE TITULAR

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Material Hereditario“Todo fluye nada es estacionario”

HERÁCLITO

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Estudia la herencia y sus variaciones.LA GENÉTICA

Su objeto de estudio son los factores

hereditarios, las leyes y mecanismos de la

herencia, así como la expresión de los

factores durante el desarrollo y la vida de

los individuos

10𝑟14

Interactuar con el medio ambiente

Modificar 02-Alimentos en ENERGIADefensa

Cada una y su lugar esta determinadoForma función de músculos huesos

Eliminación de célulasTransmitir esa información

Historia

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Un continente es cada una de las grandes extensiones en que se divide la superficie terrestre, separadas entre sí por los océanos.

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Egipto 3000 ANEDioses (SOL) ATON creador del germen de la vida.Alma entra por la placenta.Conocedores de la incubación en pájarosMédicos: Sun-UnThoth: dios de los médicos /Serapis : dios de la salud/Imhotep: dios de la medicina

EDAD ANTIGUA

India 1416 ANETratado sánscrito : Garbha Upanishad:“por medio de la conjugación de semen y sangre se origina el embrión, después del coito, período favorable se convierte en KALADA, tras siete noches se convierte en una vesícula, en una quincena se transforma en una masa esférica…”

Rig Veda – Atarwa Veda 1500 A.N.E.

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100-300 D.N.E.

Los Hindúes observan que ciertas enfermedades aparecen en las FAMILIAS.

“El hombre no puede escapar a sus orígenes”

Código de Manú.

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1000 A.N.E.

Babilonios y Egipcios producen frutos por fecundación artificial

420 A.N.E.

Sócrates hipotetiza que los padres no se parecen a los hijos:

“Los hijos de grandes hombres de estado generalmente son perezosos o buenos para nada”

400 A.N.E.

Hipócrates afirma que el hombre transmite las características hereditarias en el semen (semilla). Debe haber otro fluido en la mujer. El aporte es aproximadamente igual.

320 A.N.E.

Aristóteles propone la herencia de abuelos y bisabuelos.

El semen se forma por ingredientes imperfectamente mezclados. Las niñas son causadas por “interferencia” con la sangre de la madre

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EDAD MEDIA

Mezcla de secrecionesNufta (gota pequeña)

SIGLO VII

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RENACIMIENTO

Dibujos de disección de útero gestante

Enfoque cuantitativo en la embriología

Mediciones del crecimiento prenatal

Leonardo da Vinci 1452-1519

Siglo XV

Lucha entre “Ovistas” vs. Espermistas”

Homúnculo: Un hombre dentro de otro y así hasta contener TODAS las generaciones por venir

La idea de la herencia por mezcla, no llega hasta siglo XIX

Teoría de PreformaciónWilliam Harvey 1578-1657 De generatione animalium embriones secretados por útero. Concluye que las plantas y los animales se reproducen de forma sexual: (esperma y huevos) Fabricius de Aquependente Embriones de otras especies Regnier de Graaf Estudios en conejas, nombro a ovarios. Folículos. Marcello Malpigio Huevo contenía pollos en miniatura

POST- RENACIMIENTO

SIGLO XVII:

Generación espontánea. Jan Baptista van Helmont, médico, publicó la receta para obtener ratones a partir de una camisa sucia + granos de trigo.

POST- RENACIMIENTO

1677-microscopioAntoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

POST- RENACIMIENTO

Charles Darwin1.859, postula la teoría de la Evolución basada en la selección natural

Historia de los principios de transmisión

de los caracteres hereditarios

Monje Agustiniano austriaco Nacido de una familia de campesinos en

Moravia (hoy República Checa) Estudia Botánica y Matemáticas en la

Universidad de Viena

Fracasó en 2 ocasiones para obtener el certificado de docencia

Entro a un monasterio en Altbrünn donde llegó a ser abad

Comunicó sus experimentos en 1.865 ante la Sociedad de Historia Natural de Brünn

GREGOR JOHANN MENDEL

(1.822 – 1.884)

• Entre 1856 y 1863 cultivó y estudió al menos 28.000 plantas de guisante, analizando con detalle siete pares de características de la semilla y la planta.

• Sus experimentos tuvieron como resultado el enunciado de dos principios que más tarde serían conocidos como leyes de la herencia.

• Sus observaciones le llevaron también a acuñar dos términos que siguen empleándose en la genética de nuestros días: dominante, recesivo, alelo.

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Marzo-abril de 1865 leyó las conclusiones de sus estudios en la Sociedad de Historia Natural de Brünn.

Público en los anales de dicha sociedad.

Para explicar sus resultados supuso que cada planta tenía dos “factores” que controlaban una característica especial.

Hasta 1900 fueron olvidados

Correns en AlemaniaTschermack en AustriaDe Vries en Holanda

1911 los “factores” fueron denominados GENES (Johansen)

Historia de la identificación

de los factores hereditarios

Federico Miescher

• 1869• Estudia pus de glóbulos blancas y obtiene sustancia “nueva”• Denomina nucleina• Propiedades ácidas • 1889 ácido nucleico

William Bateson 1905

Utiliza por primera vez la palabra "genética“ para designar "la ciencia dedicada al estudio de los fenómenos de la herencia y de la variación".

Frederick Griffith

1928 Estudia la virulencia de los neumococos Identifica dos cepas : lisa(envoltura) –

rugosa

Se podía preparar variedad lisa que al agregar a rugosa la convertía en lisa.

“era como si a la rugosa le faltara un gen”

Luego la rugosa (transformada en lisa) permanecía así transmitiendo ese gen a sus descendientes hasta que una MUTACIÓN volvía al tipo rugoso.

Principio Transformante

Oswald T. Avery

En 1944 del Rockefeller Institute de Nueva York

Aporta las primeras pruebas solidas de que en el ADN están codificados los genes que determinan las cualidades de cada ser vivo.

Por lo tanto el ADN sería el portador de la herencia de las bacterias.

Beadle y Tatum

Los genes controlaban las reacciones metabólicas por medio de actividades enzimáticas.

Enzimas de naturaleza proteica, los genes determinan la secuencia de aminoácidos

James Watson – Francis Crick 1953

Modelo teórico de la estructura del ADNExplica la división celular por meiosis y mitosis

Rosalind Franklin 1951

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Estructura - ADN

.

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MATERIAL Hereditario

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¿Existe una unidad genética?

¿Existe el gen?

Son segmentos de ADN que contienen la información que determina una característica genética.

Ubicados a lo largo de los brazos de los cromosomas, en lugares específicos llamados Locus (Loci).

GENES

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Solo algunos segmentos del ADN están implicados en el proceso de herencia: GEN

Son las unidades de transmisión hereditaria.

GENES

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Síntesis de Proteínas

Función primaria de genes es dirigir la síntesis proteica

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Primero debemos aclarar que aspecto -una estructura o un proceso- estamos interesados en definir, pues el concepto de gen variará según el tipo de fenómeno que queramos describir.

Si lo importante es la transmisión la unidad puede ser el par de bases o el cromosoma.

Si es la mutación, la unidad mínima es también el par de bases.

Si es la evolución, el gen será la unidad mínima capaz de ser seleccionada (el optimón de Dawkins, 1982).

El gen mendeliano es una unidad de función, estructura, transmisión, mutación y evolución que se distribuye ordenada y linealmente en cromosomas como perlas en un collar.

¿Existe una unidad genética? ¿Existe el gen?

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“Cuanto más nos introduzcamos en los procesos moleculares de la expresión del ADN, más vamos a prescindir del concepto de gen.”

No hay una definición de gen para todo los procesos genéticos.

¿Existe una unidad genética? ¿Existe el gen?

Curso vertiginoso de la genética

RESEÑA HISTORICA

• 1961 Niremberg comenzó a descifrar el código genético• 1977 Se comenzó el estudio del genóma Humano• 1978 en Utah surge la idea de un enfoque sistemático para hacer un

mapa de uniones genéticas humanas• 1985 comienzan los planes del Departamento de Energía para un

proyecto genoma humano• 1987 comienza el proyecto genoma humano italiano Dulbecco y Paolo

Vezzoni• 1988 Watson crea el programa ELSI Ethical Legal and Social Issues

program del proyecto genoma humano• 1990 se oficializó el proyecto genoma humano.

El genoma es...

• El conjunto completo de genes de un organismo, donde se guarda toda la información genética.

Es la serie de cromosomas de base de un organismo es decir la suma y el total de sus genes

El genoma humano es el material genético total presente en una célula o en un organismo

El total de los genes de un individuo oscilan

Entre 50.000 y 100.000 y van incluido los 2 billones de células que tiene un individuo

El genoma es...

Human Genome Project (HGP)

• 1990-2003.• Identificar 80,000 genes

ADN humano.• Determinar sus

secuencias.• Hacer Bases de Datos.• Desarrollar herramientas

de análisis.• Resolver temas éticos,

legales y sociales.

RASGOS CARACTERISTICOS• No se centra en una enfermedad concreta sino que promete

investigar muchas alteraciones en forma mas rápida y menos costosa

• La idea no provenía de un grupo de presión sino de la comunidad científica

Human Genome Project (HGP)

05000

100001500020000250003000035000

1 5 9 13 17 21 25

Nº de Genes

Nº de genes mapeados entre 1972-1998.

70 80 90 98

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Mapeo del genoma completo

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Identificación y determinación de la

función de los cromosomas

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• Robert Brown, en 1831, visualizó por primera vez los núcleos celulares.

• Virchow, 1835 y Schwann, en 1838, confirmaron que los organismos están forma dos por células que derivan a vez de otras células.

• Strassburger-Butsehli 1875

ANTECEDENTES

W. Fleming

1882

Denomina a la división celular : MITOSIS

Significa : filamentos

Primer observador de los cromosomas

1905, el embriólogo Wilhelm Roux y Theodor Boveri

1906 Thomas Hunt Morgan

Los genes se ocultaban en los cromosomas y ubico la posición relativa de los genes trabajando con la mosca Drosophila melanogaster.

1923 T.H. Painter- Murray Barr

Secciones muy finas de los túbulos seminíferos de testículos humanos.En el varón existe 48 cromosomas

1946 : 46 cromosomas más el par sexual

1949: Barr describe la cromatina sexual

48 46

Etimológicamente: del griego chroma COLOR y soma CUERPO.

Estructura filamentosa situada en núcleo celular

Constituidos por genes.

Aseguran durante MITOSIS : carga DIPLOIDE

durante MEIOSIS : carga HAPLOIDE

CROMOSOMA

Vehículos que facilitan la reproducción y perpetración de la especie.

PREPARACIÓN DE CARIOTIPO

1956 – Tjio y Levan

Longitud , localización del centrómero y presencia de satélites:Grupos de la A a la G

A= 1-3

B = 4-5

C= 6-12

D= 13-15

E= 16-18

F= 19-20

G= 21-22

+ Y

1961 – SISTEMA DE DENVER

ConceptosSUSCEPTIBILIDAD GENÉTICA : predisposición hereditaria

COMPLEJA INTERACCIÓN DE EFECTOS DE MÚLTIPLES GENES(herencia poligénica)

ENFERMEDAD GENÉTICA

Modelos de umbral de susceptibilidad

Umbral de susceptibilidad

Umbral de susceptibilidad

Riesgo en población general Riesgo en familiares

Modelo poligénico multifactorial

ENFERMEDAD GENÉTICA

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GENÉTICO AMBIENTAL

Distrofia muscular de Duchene

hemofilia

Fenilcetonuria

Úlcera péptica DM

Dislocación de cadera

Espina bífidaCardiopatía isquémica

Tb

escorbuto

ENFERMEDAD GENÉTICA

Importancia de la genética

en medicina

• Estudios de población e inmigración

• Estudios familiares

• Estudios en gemelos

• Estudios de adopción

ASESORAMIENTO GENÉTICO

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ASESORAMIENTO GENÉTICO

Indicaciones del estudio cromosómico

• Diagnóstico prenatal en gestantes con riesgo• Malformaciones congénitas• Retraso mental de etiología no precisada• Ambigüedad sexual o anomalías en el desarrollo sexual• Infertilidad de etiología no precisada• Pérdida recurrente de embarazos• Muerte fetal de etiología no precisada• Algunas enfermedades malignas

ASESORAMIENTO GENÉTICO

TERAPIA GÉNICA

• Encontrar el gen “roto”.• Encontrar una copia sana del gen que falta y

transplantarlo en las células afectadas.

Algunos (de los 30.000) genes localizados

Cáncer de cólon (2)Hiperactividad (3)Alzheimer (19)

Genes ligados al sexo:SCIDEnf. de Lorenzo (ADL)Retinitis pigmentosa.

Huntington (4)Síndrome Williams (7)Anemia de Fanconi (16)Fibrosis quística (7)

Cáncer a la piel (9)Hemocromatosis (6)Epilepsia mioclonusprogresiva (21)

PROTO-ONCÓGENES GENES SUPRESIÓN TUMORAL

GENÉTICA DEL CÁNCER -oncógenes

PADRE DE LA REPRODUCCIÓN ASISTIDA

Dr. Roberts Edwards- Dr. Patrick Steptoe

• Inseminación artificial (IA, IAC, IAD)• Fecundación in vitro (FIV, FIVTE)• Inyección intracitoplásmica de espermatozoides (ICSI)• Transferencia intratubárica de gametos (GIFT)• Gametos: crioconservación y experimentación • El comienzo de la vida humana: el estatuto del embrión

TECNICAS DE REPRODUCCION ASISTIDA

terapias experimentales con células madre

Se ha logrrado el trasplante de células pluripotentes del mesencéfalo en ratas parkinsonianas, que experimentaron una recuperación transitoria.

A partir del telencéfalo de fetos se han aislado clones de células madre neuronales, que se han logrado diferenciar en los principales linajes neurales.

Se han trasplantado en zonas germinales de ratones neonatos, y allí participaron en desarrollo normal, incluyendo migración por rutas establecidas para diseminarse a regiones del SNC.

Grupo de Amon Peck (Universidad de Florida): reversión de diabetes en ratones NOD (diabéticos no obesos) por trasplante de islotes de Langerhans generados a partir de células madre del páncreas.

En junio de 2000 un grupo de la Universidad de California en San Diego anunció que había reactivado la producción de insulina en células beta crecidas a partir de líneas inmortales.

Un reciente informe en ratones logró usar con éxito trasplantes de médula ósea para corregir tirosinemia, como modelo de enfermedad hepática.

Hay ejemplos de células pancreáticas que se diferencian a hepatocitos.

La empresa Geron ha comprobado que células madre embrionarias humanas pueden originar cardiomiocitos. Pero todavía no se han encontrado células madre en el propio corazón.

En 2001 un equipo del Medical College de Nueva York comunicó en ratón la reparación del 68% del tejido cardiaco de corazones infartados, inyectando directamente células madre de la médula ósea. Se regeneró músculo estriado, y vasos (endotelio y musculatura lisa). Recuperación de parte de la función cardiaca.

Un equipo de la Universidad John Hopkins demostró que una sola célula madre hematopoyética de ratón podía desarrollarse en células epiteliales de diferentes órganos, incluyendo intestinos, pulmón y piel. A los 11 meses de los trasplantes el pulmón tenía un 20% de células diferenciadas a partir de la célula madre.

Otros ejemplos:

CONCLUSIONES

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“El Genoma no va a absolver a los seres humanos de sus decisiones individuales ni de su responsabilidad personal. Nadie podrá refugiarse detrás de sus genes”

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Referencias

1. Dawkins, R. 1982. The extended phenotype. Freeman, San Francisco.

2. Davalos F. Embriología y Genética. 4ta ed. 20093. Lewin, B. 1997. Genes VI. Oxford University Press, Oxford.4. Lewontin, R. C. 1974. The genetic basis of evolutionary change.

Columbia University Press, Nueva York.5. Lewontin, R. C. 1992. Genotype and phenotype. En: Keywords in

evolutionary biology. Editado por E. V. Keller y E. A. Lloyd. Harvard Universtiy Press, Cambridge, MA.

6. Li, W.-H. y D. Graur. 1991. Fundamentals of Molecular Evolution. Sinuaer Associates, Sunderland, MA.

7. Mayr, E. 1982. The growth of biological thought. Harvard University Press, Cambridge, MA.

8. Schmalhausen, I. I. 1949. Factors of evolution. The theory of stabilizing selection. Blakiston, Philadelphia.

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Fin