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Principios básicos de genética humana
ADN y cromosomas: Estructura y organización del genoma.
ADN no codificante; la materia oscura de la Genética
Variación genética y mutación.
La transmisión de la información hereditaria. Mitosis y meiosis
Determinación del sexo e inactivación cromosoma X
Juan López SilesSonia González
GENÉTICA PARA MÉDICOS
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Descubrimiento del ADN siglo XIXJohan Friedrich Miescher (Suiza, 1844-1895) Biólogo y médico suizo
Cuando era estudiante, a partir de glóbulos blancos de pacientes, tratados consolución salina acidificada obtenía precipitado gelatinoso rico en P y N, a la cualllamó nucleína (= el DNA que llamamos hoy).
No se le atribuyó ninguna función biológica en esa época
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Morgan. Premio Nobel de Medicina en 1933Genetista estadounidense (1866-1945)
• A principios del siglo XX, en la Universidad de Columbia, Thomas Morgan y susalumnos comprobaron que los “genes” son “entes” que se encuentranalineados a lo largo de los cromosomas, que veían al microscopio,consistentes con los resultados de Mendel.
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Niels Bohr, Premio Nobel de Física en 1922. Físicodanés (1885-1962)Realizó contribuciones fundamentales para lacomprensión de la estructura del átomo y lamecánica cuántica.
Introdujo la idea de que los conceptos físicos tradicionales noson suficientes para entender los fenómenos biológicos.
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Max Delbrück. Premio Nobel de Medicina 1969
Físico alemán (1906-1981)
Promotor de las ideas de Bohr, creció en el mismo barrio en que vivía el también físicoMax Planck.
Delbrück comenzó a interesarse en la biología gracias a las ideas de Bohr .
Un pequeño grupo de físicos y biólogos empezaron a reunirse en la casa de Delbrückdesde 1934. Surgió su corto artículo en el que proponía una explicación a las mutacionesinducidas por rayos X con base en la mecánica cuántica, primera teoría de conceptosgenéticos en base a principios físicos, fuente de inspiración a Schrödinger: libro What islife? en 1944.
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Erwin Schrödinger. Premio nobel de física 1933Físico austríaco (1887-1961)
En 1944 publicó un pequeño libro titulado ¿Qué es la vida? (What is life?)
La vida no es ajena a las leyes de la termodinámica.
La química de la herencia debe basarse en un «cristal aperiódico», compatible conuna secuencia informativa.
Ejerció una enorme influencia en James Watson
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Estructura 3-D del ADN. 1953Inspirados por el libro de Schrödinger, las reglas (1950) de Erwin Chargaff y las radiografías de Rosalind Franklin
La Biología como una ciencia en la cual “se miden” propiedades
Modelo consistente con una supuesta fiel replicación del DNA tomando como templado a sí mismo (A-T y C-G)
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DOGMA CENTRAL
Propuesta inicial Francis Crick (1970)
Replicación
Modificaciones posteriores
Replicación
Replicación
Traducción
Traducción
Transcripción
Transcripción
Transcripciónreversa
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CROMOSOMAS Y CROMOSOPATÍAS
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ADN ADN
Cromátida
Telómero Centrómero
Cromátidas hermanas
Constricción
secundaria
p
Telómero
Cinetocoro
Constricción
Primaria
q
NOR: Organizador nucleolar
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Genética Médica News Vol 5, 15.,2018 Biocyclopedia.com
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Cromosoma Acrocéntrico
Cromosoma Metacéntrico
Cromosoma SubmetacéntricoCromosoma telocéntrico DOI: 10.1371/journal.pbio.0030157
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Telómero
Brazo p
Centrómero
Brazo q
Telómero
Célula
Núcleo
Nucleosomas
Proteínas Histonas
Doble hebraGen
ADN
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Centrómero
Telómeros
Brazo p Brazo q
Eucromatina
Heterocromatina Nucleolo
Núcleo
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100 Billones de células
200 tipos de células
5000 Billones de reacciones por minuto
Anomalías cromosómicas
• Triploidía. Rara al nacimiento, letal
Anomalías cromosómicas
• Triploidía. Rara al nacimiento, letal
• Trisomía 16. Mas frecuente en abortos espontáneos. Letal
Anomalías cromosómicas
• Triploidía. Rara al nacimiento, letal
• Trisomía 16. Mas frecuente en abortos espontáneos. Letal
• Trisomía 13 y 18. Patau y Edwards
Anomalías cromosómicas
• Triploidía. Rara al nacimiento, letal
• Trisomía 16. Mas frecuente en abortos espontáneos. Letal
• Trisomía 13 y 18. Patau y Edwards
• Trisomía 21
• Klinefelter. XXY
Anomalías cromosómicas
• Triploidía. Rara al nacimiento, letal
• Trisomía 16. Mas frecuente en abortos espontáneos. Letal
• Trisomía 13 y 18. Patau y Edwards
• Trisomía 21
• Klinefelter. XXY
• Turner. X0
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• DELECION TERMINAL
• Cri du chat, 5p15
• Wolf-Hirschhorn, 4p36
Anomalías cromosómicas
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• DELECION INTERSTICIAL
Williams, 7q11,2
• Prader Willi, 15q11,2
Anomalías cromosómicas
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• DELECION INTERSTICIAL
• Angelman, 15q11,2
• DiGeorge, 22q11.2
Anomalías cromosómicas
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• DELECION INTERSTICIAL
DiGeorge, 22q11.2: DiGeorge syndrome(DGS) , velocardiofacial syndrome (VCFS),
conotruncal anomaly face syndrome (CTAF), Opitz G/BBB síndrome, Cayler cardiofacial syndrome
Genereviews: McDonald-McGinn & Zackai [2008]
Anomalías cromosómicas
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S. X frágil
¿¿¿Anomalía cromosómica???
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Componentes del genoma humano
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Organización del genoma humano
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Junk DNA ADN BASURA
Efecto Protector: Regiones no codificantes
ENCODE, GENCODE y FANTOM
TelómerosMicrosatélites y MinisatélitesTransposones y RetrotransposonesMicro ARNsPseudogenes e Intrones
Imágenes de https://en.wikipedia.org
La Materia Oscura
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ADN telomérico
Telómeros
Secuencia de ADN telomérico:
ADN repetitivo: 5´TTAGGG3´ConservadoProporciona estabilidad
Secuencia de ADN asociado a telómeros:
ADN repetitivo en telómeros y adyacentesNO ConservadoFunción no conocida
ADN telomérico
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Shelterina
TERC: Componente RNA de la telomerasa
Factor de restricción
Protectores de telómeros
Proteínas de Interacción
Proteínas de activación y de represión
Telómeros
https://es.wikipedia.org/
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Microsatélites y Minisatélites
ADN moderadamente repetitivo, en Tandem
POLIMORFISMOHETEROCIGOSIDAD
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Microsatélites y Minisatélites
Fingerprinting
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Transposones. ADN moderadamente repetitivo Disperso
Son secuencias móviles
Transposición conservadora: “cortar y pegar”
Se parecen a retrovirusPueden contener gag y pol
Contienen gen transposasaNo se transponen
Gen CENPB (prot unión a centrómero)
Retrovirus-like(LTR transposón)
ADN Transposón
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Retrotransposones. ADN moderadamente repetitivo Disperso
Son secuencias móviles con RT
Transposición replicativa: “retrovírica”
No génica pero puede ocurrir dentro de intrones
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Retrotransposones. ADN moderadamente repetitivo Disperso
Imágenes procedentes de Wikipedia.org
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Retrotransposones. ADN moderadamente repetitivo Disperso
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2010:Dinámica transcription
start site (TSS)
1995: Asignar anotación
functional de cDNAs
2000: mouse fully-length cDNAs
2005: Regulacióntranscriptoma
2017:Genes usados en tipos
celulares
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Función de los miRNAs
https://doi.org/10.3389/fnins.2012.00196
Enfermedades heredadasFunción en cáncerFunción durante el desarrolloHomeostasis colesterol y triglicéridosEnfermedad cardiovascularEnfermedad renalAlcoholismoObesidad
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De genes a proteínas
La mayor parte son secuencias únicas
Entre 20 y 25 K en humanos
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Codificante repetidas moderadamente
Gen Pre ARNr 45S :
Precursor de ARN 5S, 18S y 28S
Copias en Tandem
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De genes a proteínas
Unidad transcripcional
Exones Intrones
Regiones UTR
Zonas reguladoras
Elemento regulador de la transcripción
Se une proteína reguladora
Promotor
RNA pol se une Ribosoma se une A ARNm
5´UTR Intrón Exón3`LTR
ARNt se unen a codones
CodonesCodones Codones
Splicesoma se une a transcrito
La proteína de terminación se une al ARNm
La poli(A) se une al ARN primario
Inicio de traducción Corte y Empalme Fin de la traducción
Fuente: Wikipedia.org.
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Fuente: Wikipedia.org.
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FORMACIÓN DE PSEUDOGENES
By Boghog - https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=55894356
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FORMACIÓN DE PSEUDOGENES
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FORMACIÓN DE PSEUDOGENES
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siRNAs: Short Interfering RNAs:
Miméticos de miRNAs:
Derivados de pseudogenes.
ceRNA.
Competencia por Elementos reguladores.
PSEUDOGENES: Funciones
47© 2019 IMEGEN – Información confidencial. Todos los derechos reservados. Pandolfi et al. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 Apr 4;13(5):283-96.
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FUENTE DE VARIABILIDAD
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Instituto de Medicina Genómica, S.L.
Agustín Escardino 9,
Parc Científic de la Universitat de València
46980 Paterna (Valencia, España)
+34 963 212 340
imegen.es
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