MUTACIONES

MUTACIONES

El término mutación fue dado por De Vries en 1901 y se refiere a cualquier cambio del material genético detectable y heredable, transmitiéndose a las generaciones posteriores y originando células o individuos mutantes.

Las mutaciones pueden ser espontáneas, pero también inducidas por diversos agentes, conocidos como mutágenos, ya sean físicos, como las radiaciones ionizantes o la luz ultravioleta o químicos, entre los que se conocen multitud de sustancias.

La mayoría de las mutaciones son regresivas, provocan un perjuicio en el individuo. Estas mutaciones debido a la selección natural acaban desapareciendo, aunque en algunos casos pueden mantenerse en la población como alelos recesivos. Pueden existir mutaciones indiferentes si el nuevo carácter que ha aparecido no afecta a la capacidad reproductora, ya que ésta actúa como motor de la selección natural.

Las mutaciones positivas (progresivas) mejoran la adaptación al ambiente o confieren resistencia al individuo, por lo que se transmitirán con facilidad y se expandirán por la población influyendo en la evolución.

Podemos distinguir dos tipos de mutaciones:

Mutación cromosómica, cariotípica, genómica o numérica. Cambio en el número de cromosomas o en la estructura de éstos (afectando a más de un gen)

Mutación génica (mutación en sentido estricto). La variación afecta a genes simples.


1 Mutación cromosómica


Su presencia se puede detectar observando el cariotipo. El cariotipo es la representación gráfica de las características externas del conjunto de cromosomas, éstos se ordenan por parejas y por orden decrecientes de tamaños.

Mediante el cariotipo pueden detectarse anomalías ya sea en el número de cromosomas o en la estructura de los mismos. Para diferenciar con nitidez cromosomas que podrían resultar muy parecidos se utilizan en la actualidad una técnica de tinción denominadas de bandeo, que permite observar posibles alteraciones con mucha más nitidez, ya que en el caso de los cromosomas normales, el bandeado es exactamente igual en los dos cromosomas homólogos. Estas técnicas se utilizan hoy para el diagnóstico prenatal, tras haber obtenido material celular del feto.


Las mutaciones cromosómicas se pueden originar por la presencia de un cromosoma adicional (triploidía 2n+1), o bien por la pérdida de un cromosoma (monosomía, 2n-1). En la especie humana destaca por su frecuencia la trisomía del cromosoma 21, denominada síndrome de Down, que supone el 17% del total de casos de retraso mental. Otras trisomías menos frecuentes pero aún más graves son la E (cromosomas 16,17,18) cuya vida media es de 8 meses y la D (cromosomas 13,14,15) cuya vida media no llega a 5 meses.


2 Mutación génica

Las mutaciones en sentido estricto son las que producen cambios en los genes por alteraciones de la secuencia de nucleótidos del ADN. Un cambio en la secuencia de nucleótidos conlleva un cambio de la proteína que codifica y, por tanto, del carácter que regula.

hErEnCiA POsTmEnDeLiAnA

HERENCIA POSTMENDELIANA

1 Alelismo múltiple. Herencia de los grupos sanguíneos.

Hasta ahora en los ejemplo expuesto hemos considerado para cada carácter dos alelos diferentes: Liso-rugoso, Amarillo-verde, etc.. No obstante, un mismo carácter puede estar regulado por más de dos alelos diferentes (alelismo múltiple), aunque en un individuo, como máximo, sólo pueden presentarse dos de ellos. Este es el caso de la herencia del grupo sanguíneo del ser humano.

El grupo sanguíneo está regido por tres alelos que se denominan I^A,I^B y i, de los cuales, los dos primeros son dominantes y el último recesivo. Los posibles genotipos y fenotipos asociados son:

Fenotipo	Genotipo
Grupo A	IA IA o IA i
Grupo B	IB IB o IB i
Grupo AB	IA IB
Grupo 0	ii

De gran importancia es también el conocimiento de la herencia del factor Rh, regido por dos alelos: R (dominante) y r (recesivo). De tal forma que los genotipos RR y Rr indican un factor Rh + y el genotipo rr un factor Rh -.

Por ejemplo, un individuo que presente el genotipo A0-Rr tendrá de grupo sanguíneo A+.

2 Herencia del sexo. Herencia ligada al sexo.

El sexo de un organismo está regulado por su genotipo. No obstante, en ocasiones, el sexo puede estar influenciado por el ambiente, así, existen especies en las que el individuo puede cambiar de sexo a lo largo de su desarrollo

. Un ejemplo de inversión sexual es el de las gallinas que han sufrido una destrucción en sus ovarios por alguna enfermedad, al faltarles la hormona sexual femenina desarrollan testículos y adquieren características masculinas, sin que ello, obviamente, varié su genotipo.

El sexo suele venir definido por todo una pareja de cromosomas (cromosomas sexuales).

En la mayoría de especies existen dos tipos de cromosomas: los autosomas, que son idénticos en hembras y machos, y los heterocromosomas, que aparecen en número diferente según se trate de hembra o macho.

Se distinguen dos tipos de heterocromosomas: el X y el Y. La pareja XX determina el llamado sexo homogamético, y la XY el sexo heterogamético. Según que el sexo heterogamético corresponda al macho o la hembra, se distinguen dos mecanismos de herencia del sexo:

Machos heterogaméticos. Hay especies, como la humana, en que el macho es XY y la hembra XX. En otros casos, como en los saltamontes, el macho sólo tiene un heterocromosoma X (XO) y la hembra dos (XX).

Machos homogaméticos. Hay especies, como las aves, en las que el macho es XX y la hem

bra XY. Para no confundir esta situación con la anterior, se simbolizan con ZZ al macho y ZW a la hembra.

Herencia ligada al sexo. Hay caracteres que, sin ser caracteres típicamente sexuales (caracteres sexuales primarios o secundarios), sólo aparecen en uno de los dos sexos o, si aparecen en los dos, en uno de ellos es mucho más frecuente. A estos caracteres los denominamos caracteres ligados al sexo.

En los organismos cuyo sexo está determinado

por los cromosomas sexuales (caso del ser humano), la explicación de esta circunstancia estriba en que el cromosoma X y el Y son muy diferentes. En ellos se distinguen un segmento homólogo, es decir, con dos genes para un mismo carácter (en este caso la herencia es igual que si se encontrase en cualquier otro cromosoma), y un segmento diferencial. Los genes que se encuentran en este último segmento no pr

esentan gen homólogo y, por tanto, ellos solos regulan un carácter.

Este segmento diferencial se puede encontrar en el cromosoma X (los caracteres que regulan se denominan ginándricos), o en el cromosoma Y (caracteres holándricos).

En los hombre como sólo hay un cromosoma X y uno Y los genes situados en estos segmentos diferenciales se manifiestan siempre, aunque sean recesivos, ya que no tienen compañero que los condicione. En las mujeres, como son XX, los alelos recesivos sólo se pueden manifestar si se encuentran en los dos

cromosomas X, es decir, si hay homocigosis.

El cromosoma Y es mucho más pequeño que el X, de hecho sólo presenta 4 caracteres holándricos, uno de los cuales es el responsable de la formación de los testículos. El cromosoma X, por el contrario , presenta 120 caracteres ginándricos. Entre ellos cabe destacar la hemofilia y el daltonismo.

La hemofilia se caracteriza por la no coagulación de la sangre. Viene regida por un gen recesivo; puesto que sólo se encuentra en el cromosoma X, a este gen recesivo le llamaremos X*, siendo X el gen normal no causante de hemofilia.

Para que una mujer sea hemofílica es necesario que su genotipo sea X*X*, en caso de heterocigosis XX*, no present

ará hemofilia, aunque si puede transmitirla a su descendencia, en este caso se dice que el individuo es portador. En el caso del hombre basta con un gen X* para que se manifieste la enfermedad (X*Y). Así pues, la hemofilia es mucho más frecuente en hombres que en mujeres (carácter ligado al sexo).

El daltonismo es la incapacidad de distinguir el color verde del rojo. Al igual que la hemofilia el gen responsable es rec

esivo X*. Obviamente, también es una enfermedad que afecta a una proporción mayor de hombres que de mujeres.

Existen también caracteres que son propios de un sexo aunque no están regulados por los cromosomas X o Y. Para diferenciarlos de los anteriores se les denomina caracteres influidos por el sexo. Un ejemplo es el caso d

e la calvice hereditaria, ésta depende de un gen C´ que se presenta como dominante o recesivo dependiendo de la presencia o ausencia de hormonas masculinas. De tal forma que en el hombre es dominante y en la mujer recesivo. Así, un hombre CC´ será calvo, mientras que una mujer con el mismo genotipo será normal.

LeYes de MenDeL !!!

HERENCIA MENDELIANA

Mendel nació en 1822 en Austria. Interesado en la Genética, estudió los resultados de los cruzamientos entre dos variedades de guisantes. Mediante miles de cruzamientos recogió una gran cantidad de datos sobre las frecuencias con que se transmitía cada una de las características de la planta. A partir de estos datos postuló una serie de leyes sobre la herencia de los caracteres biológicos.

1 Primera Ley de Mendel. Mendel trabajó fijándose en siete caracteres, cada uno de los cuales podía tener dos manifestaciones o características diferentes. Por ejemplo, para el carácter forma de la semilla había dos posibilidades: rugosa o lisa. Escogió plantas de semilla lisa y plantas de semilla rugosa y se aseguró que se trataban de razas puras. Para ello, comprobó que siempre que se fecundaban plantas de semillas rugosas daban semillas rugosas, e igual para el caso de las lisas. El primer experimento consistió en cruzar ambas variedades. En este caso siempre encontró que la descendencia presentaba el mismo carácter: semillas lisas. De este hecho surge la primera ley de Mendel llamada ley de la uniformidad, que se puede expresar así: Todos los descendientes del cruce entre dos razas puras son iguales entre sí.


2 Segunda Ley de Mendel. Mendel denominó generación P (generación de los progenitores) a los dos primeros individuos de razas puras. A la primera generación resultante (todos ellos con el mismo fenotipo) los denominó F1 (primera generación filial). Mendel quiso probar si la generación F1 se trataba de una raza pura (al igual que el progenitor de semilla lisa). Para ello cruzó individuos del F1 entre sí, obteniendo una segunda generación filial F2. El resultado fue la aparición de dos clases de semillas: unas lisas y otras rugosas. La proporción era 3:1 a favor del carácter liso, que es el que había aparecido en todos los individuos de la primera generación. El hecho de que al fecundar semillas lisas se obtuvieran frutos con semillas rugosas implicaba que estas plantas podrían tener la información hereditaria para la característica rugosa. Si en las primeras (F1) no se manifestaba debería de ser porque la información lisa dominaba sobre la rugosa. Así pues, la información hereditaria debía encontrarse por duplicado. A la característica que se manifiesta Mendel la denominó carácter dominante, y a la que no se manifiesta carácter recesivo. A las partículas o sustancias responsables de transmitir dichas características las denominó factores hereditarios (lo que hoy llamamos genes). A partir de estos resultados se deduce la segunda ley de Mendel, llamada ley de la segregación, que se resume así: Los dos factores hereditarios que informan para un mismo carácter, no se fusionan o mezclan, sino que permanecen diferenciados durante toda la vida del individuo y se segregan, es decir, se separan y se reparten, en el momento de la formación de los gametos. Así pues, Mendel consideró que no todas las semillas lisas en F2 eran iguales. Tendría que haber el doble de semillas lisas portadoras del carácter rugoso (heterocigóticas) que de semillas lisas de raza pura (homocigóticas dominante). Para comprobar si un individuo es homocigótico o heterocigótico para un carácter se realizan cruzamientos prueba. Para comprobar sin una planta de semillas lisas es homocigótica o heterocigótica, se realiza un cruzamiento prueba (retrocruzamiento) con una planta rugosa de raza pura (en nuestro caso todas las plantas de semilla rugosa han de ser de raza pura: homocigóticas recesivas). Si en la descendencia existen plantas con semillas rugosas el individuo problema es heterocigótico, en caso contrario homocigótico.


3 Tercera Ley de Mendel. Los experimentos consideras hasta aquí atienden al comportamiento de los factores hereditarios observando un solo carácter. Los mismos resultados se obtienen si observamos el carácter color de la semilla, el cual puede ser amarillo o verde, siendo el primero dominante sobre el segundo. Con el tercer experimento, Mendel quiso comprobar si existían interrelaciones entre caracteres, por ejemplo, entre el tipo de piel y el color de la semilla. Para ello realizó un cruce entre plantas de guisantes que daban siempre semillas amarillas y lisas (individuos doble homocigóticos dominantes) y plantas, también de raza pura, que daban semillas verdes y rugosas (individuos doble homocigóticos recesivos). De este cruce obtuvo una descendencia F1 homogénea amarilla y lisa. Presumiblemente eran dihíbridos (heterocigóticos para ambos caracteres). Mediante el cruzamiento de la F1 se obtuvo una F2 heterogénea: De 566 semillas que recogió, 315 eran semillas amarillas y lisas, 108 eran verdes y lisas, 101 amarillas y rugosas, y 32 verdes y rugosas. La proporción obtenida era 9:3:3:1. De todo ello se deduce que en la herencia los caracteres amarillo-liso no permanecen siempre unidos, y los mismo ocurre con los caracteres rugoso-verde, los cual demuestra que existe una independencia entre ellos, ya que pueden formar combinaciones liso-verde y rugoso-amarillo. A partir de estos resultados se enuncia la tercera ley de Mendel o ley de la herencia independiente de los caracteres: Cada uno de los caracteres hereditarios se transmite a la descendencia con absoluta independencia de los demás.


4 Formulación actual de las leyes de Mendel: Utilizando los términos actuales empleados en genética, las tres leyes de Mendel pueden expresarse así:

Primera ley: El cruce de dos razas puras da una descendencia híbrida uniforme tanto fenotípica como genotípicamente.
Segunda ley: Al cruzar entre sí los híbridos obtenidos en la primera generación los caracteres se separan y se reparten entre los distintos gametos, apareciendo así varios fenotipos en la descendencia.
Tercera ley: Los distintos caracteres se hereden independientemente unos de otros, combinándose al azar en la descendencia.

cOnCePtOs báSiCoS DE gEnéTiCa

1 Gen: En 1909 Johansen dio el nombre de genes a los factores que controlan la herencia de los caracteres. En 1920 Morgan demostró que la herencia biológica es transmitida por los cromosomas, los cuales son los portadores de los genes.

El gen se puede definir como un fragmento de cromosoma responsable de la aparición de un carácter hereditario.

La genética molecular define a un gen como un fragmento de ADN (secuencia de nucleótidos) responsable de la síntesis de una proteína.

2 Locus. La zona del cromosoma donde se sitúa el gen se le denomina locus (en plural loci).

3 Genes homólogos. Los cromosomas homólogos presentan loci equivalentes. Es decir, ambos tienen en la misma posición un gen con información sobre un mismo carácter. En las células diploides, por tanto, cada carácter está regulado por dos genes.

4 Alelos. Dos genes homólogos pueden tener la misma información o no. Se denomina alelos a cada uno de los diferentes genes que se pueden encontrar en un locus determinado.

5 Homocigótico y heterocigótico

Individuo homocigótico (para un carácter). Es el caso en que dos genes homólogos contienen la misma información, es decir, presentan el mismo alelo. Se dice entonces que el individuo es homocigótico (o de raza pura) para dicho carácter.

Individuo heterocigótico (para un carácter). Es el caso en que dos genes homólogos contienen distinta información, es decir, presentan dos alelos distintos. Se dice entonces que el individuo es heterocigótico (o híbrido) para dicho carácter.

6 Tipos de herencia. En el caso de que un individuo sea homocigótico para un carácter, es la información del alelo (repetido) la que se manifiesta.

Por ejemplo, si los dos genes indican color rojo (AA; A=rojo) el individuo (en nuestro ejemplo una flor) presentará dicho color.

En el caso de que el individuo sea heterocigótico (dos alelos distintos) pueden ocurrir dos casos:

Herencia dominante. Sólo uno de los dos alelos se manifiesta no dejando "expresarse" al otro. En este caso el primer alelo se denomina dominante y el segundo recesivo. El primero se suele expresar con letra mayúscula (A) y el segundo con la misma letra pero en minúscula (a).

Por ejemplo, si un gen indica color rojo y otro blanco (Aa), siendo el primero dominante sobre el segundo, el individuo presentará color rojo.

En el caso de la herencia dominante si un individuo es homocigótico respecto al alelo dominante (AA) se denominará homocigótico dominante, si lo es respecto al alelo recesivo (aa) se denominará homocigótico recesivo.

Herencia codominante o intermedia. El carácter observado es intermedio respecto al que se observa en los individuos homocigóticos.

Por ejemplo, el individuo heterocigótico (I^A I ^B) presentará color mezcla de rojo y blanco (rosa).

7 Genotipo y fenotipo. El fenotipo de un individuo es el conjunto de caracteres que manifiesta. El genotipo es el conjunto de genes que presenta.

El fenotipo está determinado por el genotipo. En nuestro ejemplo la flor es roja o blanca (fenotipo) dependiendo de los genes que presente (genotipo). No obstante el fenotipo también está condicionado por factores externos o ambientales. Por ejemplo, el color de la piel (fenotipo) no sólo depende de los genes (genotipo) sino también del grado de exposición al sol (factor ambiental).

OtRaS deFiNIcIONes

impoRtAnTEs....

ADN complementario (ADNc): ADN sintetizado a partir de un molde de ARN; esta cadena no apareada suele utilizarse como sonda (probe ) en mapeos físicos.

Albinismo (del latín albus = blanco): El pigmento melanina no puede ser sintetizado por los albinos. Diferentes mutaciones pueden causar albinismo: 1) la falta de una u otra enzima lo largo de la vía sintetizadora de melanina; o 2) la incapacidad de la enzima para entrar en las células pigmentarias y transformar el amin oácido tirosina en melanina.

Alelo ( del griego allelon = el uno al otro, recíproca mente): Formas alternativas de un gen, se hereda se paradamente de cada padre (p.ej. en el locus para el color de ojos puede haber un alelo para ojos azules o uno para ojos negros. Uno o más de los estados alternativos de un gen.

Amish (o menonitas): comunidad religiosa no muy grande, cuyos miembros se casan entre sí y, que por lo tanto tienen una creciente incidencia de enfermedades genéticas. En Argentina existen colonias menonitas en La Pampa y el Ch aco. Los hombres casados se dejan la barba pero no el bigote y las mujeres lleva vestidos largos y cofias. Entre sus características apreciadas se encuentran su contracción al trabajo y otra, que si fuera hereditaria habría que pensar como trasmitirla: pagan sus cuentas al c ontado....

Amplificación: Un aumento del número de copias de un fragmento específico de ADN. Puede producirse in vivo o in vitro. Ver clonación, reacción en cadena de la polimerasa.

Amniocentésis: procedimiento invasivo por el cual mediante una fina aguja que se inserta en el fluido amniótico (bajo monitoreo ecográfico) que rodea al feto (término aplicado al bebé antes del primer trimestre) se obtienen células que se desprendieron del mismo. Estas células pueden cultivarse y utilizarse, entre otras, para d eterminar el cariotipo el cual puede mostrar las anomalías del Síndrome de Down o el sexo del bebé.

ARN mensajero: "Molde" para la síntesis proteica que es copiado de una de las hebras de ADN y que se traduce en los ribosomas en una secuencia proteica. Se abrevia ARNm

Autorradiografía (auto- forma prefijada del griego autos = uno mismo): Impresión fotográfica que deja una sustancia radioactiva cuando actúa sobre una película fotográfica sensible. Técnica que utiliza film sensible a los Ra yo s X para visualizar moléculas marcadas o fragmentos de moléculas marcadas; se utiliza para analizar el largo y el número de fragmentos de ADN luego de su separación por electroforésis en gel.

Autosoma (auto- forma prefijada del griego autos = uno mismo; soma = cuerpo): Cromosoma que no interviene en la determinación del sexo. El genoma humano diploide consiste en 46 cromosomas compuesto de 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales (cromosomas X eY)

Bases apareadas (en inglés base pair, bp) Dos bases nitrogenadas (adenina y timina o guanina y citosina) mantenidas juntas por enlaces débiles (puente hidrógeno). Las dos hebras del ADN se mantienen juntas formando una doble hélice por los enlaces de sus bases apareadas.

Biotecnología: Aplicación práctica de los avanc es de las técnicas utilizadas en la investigación básica de la bioquímica del ADN, hoy utilizados en el desarrollo de productos por la industria del ADN recombinante, fusión celular, manipulación genética de vegetales y otras.

Braquidactilia (del griego brakhys = corto; dactylos = dedos): Característica producida por un alelo de tipo dominante cuya presencia determina que la segunda y tercera falange de los dedos sean más cortas y por consiguiente los dedos son anormalmente cortos.

Cariotipo (del griego karion = núcleo; typos = estampar, imprimir): Microfotografía de los cromosomas individuales ordenados en un fo rmato normatizado que muestra el número, tamaño y forma de cada tipo de cromosoma. Se usa para correlacionar anormalidades de cromosomas (observables a este orden de resolució n) con determinadas enfermedades.

Cariotipo de flujo: uso de la citometría de flujo para analizar y/o separar cromosomas en base a su contenido en ADN.

Citometría de flujo: Análisis de material biológico por medio de la detección de las propiedades de absorción de luz o de fluorescencia de las células o fracciones subcelulares (p. ej. cromosomas) al pasar por una estrecha abertura frente a una rayo láser. Se produce así un perfil de absorbancia o fluorescencia de la muestra. A paratos de fraccionamiento automático de muestras, distribuyen las sucesivas gotas de la muestra analizada de acuerdo a la fluorescencia emitida por cada gota.

Cebador (en inglés primer): Cadena polinucleotídica corta a la cual se agregan nuevos desoxirribonucleótidos por acción de la ADN polimerasa.

Centimorgan (cM, en honor de Morgan por sus trabajos sobre genética): Unidad de medida de la frecuencia de recombinación. Un centimorgan es igual al 1% de probabilidad que un marcador ubicado en un locus se separe de otro marca dor que se encuentra en un segundo locus por crossing-over en una generación. En seres humanos un centimorgan equivale en promedio a un millón de pares de bases.

Centrómero (del griego kentron = centro; meros = parte): región cromosómica (recubierta por el cinetocoro) donde se conectan las fibras del huso durante la división celular.

CEO (del inglés Chief Executive Officer): El "jefe" ejecut ivo de un proyecto

Clon (del griego klon = retoño): Grupo de células o individuos originados de un solo progenitor, por reproducción asexual o por manipulación biotecnológica. Uno de los miembros de dicho origen.

Clonación: En la tecnología de ADN recombinante, los procedimientos para la manipulación del ADN que permiten la producción de múltiples co pias de un gen o segmento de ADN se conocen como "clonación del ADN". El proce so de producción asexual de un grupo de células u organismos (clones), genéticamente idénticos.

Código genético: Las secuencias de nucleótidos (tripletes) que representan a los aminoácidos a introducir en una molécula durante la síntesis proteica. La secuencia de nucleótidos del ADN puede utilizarse para predecir la secuencia del mARN y por ende la secuencia de aminoácidos.

Codominante: caso en que, en los heterocigoto s, se expresan ambos genotipos presentes

Colchicina: Alcaloide extraído de la semil la del cólchico (Colchicum autumnale). Interfiere con las microfibrillas del huso mitótico.

Corea: movimientos involuntarios incoordinados

Cósmido: Vector de clonación construido artificialmente que está flanqueado por las regiones cohesivas (regiones COS) del bacteriófago lambda. Los cósmidos pueden empaquetarse en el fago lambda e infectar Escherichia coli, esto permite clonar fragmentos mas grandes de ADN (hasta 45 kb) que los que se consiguen introducir con plásmidos.

Cromosomas(del griego chroma = color; soma = cuerpo): Estructuras del núcleo de la célula eucariota que consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y proteínas (principalmente histonas).

Crossing-over (del inglés entrecruzamiento): Proce so que ocurre en la meiosis e incluye la ruptura de un cromosoma materno y uno paterno(homologos), el intercambio de las correspondientes secciones de ADN y su unión al otro cromosoma. Este proceso puede resultar en un intercambio de alelos entre cromosomas.

Deleción: la pérdida de un segmento cromosómico sin que se altere el número de los mismos.

Desórdenes poligénicos: resultantes de la acción com binada de los alelos de más de un gen (p. ej. enfermedades cardíacas, diabetes, ciertos tipos de cáncer). Si bien estos desórdenes son heredables, dependen de la presencia simultanea de muchos alelos, por lo tanto las pautas hereditarias son mucho mas difíciles que las relacionadas a un solo gen.

DOE: Department of Energy, Departamento de energía de los Estados Unidos

Dominio: Porción de una proteína con una función p ropia. La combinación de las funciones de los dominios de una proteína determina su función global.

Doble hélice: La forma que toman las dos hebras de ADN cuando se encuentran unidas.

Escherichia coli: Bacteria común, habitante del intestino humano, estudiada intensivamente por los genetistas en razón de su facilidad para crecer en el laboratorio, lo pequeño de su genoma y su falta de patogenicidad (generalmente..)

Electroforésis: Un método que permite separar grandes moléculas (como proteínas o fragmentos de ADN) en una mezcla de moléculas similares. Se pasa una corriente eléctrica por el medio de suspensión y cada molécula. "viaja" p or el medio a velocidades diferentes que dependen de su tamaño y carga eléctrica.. La separación se basa en estas diferencias. La agarosa y los geles de acrilamida se usan comúnmente para separar ácidos nucleicos y proteínas.

Endonucleasa (del griego endon = dentro; asa = sufijo que indica actividad enzimática): Enzima que corta una molécula de ADN en un sitio interno de la secuencia de nucleotídica.

Endonucleasa de restricción: Enzima que reconoce es pecíficamente determinadas secuencias y corta a la molécula de ADN en ese sitio. De las bacterias se obtuvieron más de 400 enzimas que reconocen mas de 150 diferentes secuencias de ADN (sitios de corte por enzimas de restricción).

Eucariotas (del griego eu = bueno, verdadero; karyon = núcleo, nuez): organismos caracterizados por poseer células con un núcleo verdadero rodeado por una membrana. El registro arqueológico muestra su presencia en rocas de aproximadamente 1.200 a 1500 millones de años de antigüedad

Exón (del griego exo = por fuera): La porción del ADN de un gen que codifica para una proteína, los exones son característicos de los eucariotas.

Exonucleasa (xel griego exo = por fuera; asa = sufijo que indica actividad enzimática): Enzima que corta secuencialmente nucleótidos de los extremos libres de un ácido nucleico

Expresión génica: El proceso por el cual la informaci ón codificada en los genes se convierte en las estructuras operacionales presentes en las células. Los genes expresados incluyen a aquellos que han sido transcriptos a ARNm y luego traducidos a proteínas y aquellos que han sido transcriptos a ARN pero no traducidos a proteínas (p.ej. ARNt y ARNr)

Expresividad y penetrancia: El grado de expresión de un gen puede variar como resultado de su interacción con el ambiente o con otros genes. Esta EXPRESION VARIABLE se ve en la polidactilia (presencia de dedos supernumerarios en manos o pié), causada por una alelo dominante. Existe una gran variabilidad en la expresión entre los integrantes de la familia algunos tienen dedos supernumerarios en pies y manos y otros, solo en el pié Por otra parte se sabe que individuos que portan el gen dominante de la polidactilia tienen manos y pies normales, es decir que el genotipo mu estra una penetración incompleta..

Familia de Genes: Grupo de genes muy relacionados que fabrican productos similares.

Fitohemoaglutinina: producto de origen vegetal (lectina) que aglutina eritrocitos, e induce a la mitosis.

Gameto (del griego gamos = "unión de los sexos", esposa): Célula reproductora haploide (n) que cuando su núcleo se fusiona con otro gameto (n) del sexo opuesto origina un cigoto (2n), que por mitosis desarrolla un individuo con células somáticas diploides (2n), en algunos hongos y protistas puede, por meiosis, producir cél ulas somáticas haploides (n).

Genes (del griego genos = nacimiento, raza; del latín genus = raza, origen): segmentos específicos de ADN que controlan las estructuras y funciones celulares; la unidad funcional de la herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican para una secuencia polipeptídica de aminoácidos. Tema ampliado.

Genoma: Todo el material genético de los cromosomas de un organismo en particular, su tamaño se da generalmente como el numero total de pares de bases.

Genética: el estudio de la herencia de los caracteres.

Haploide (del griego haploos = simple, ploion = nave): Célula que contiene solo un miembro de cada cromosoma homólogo (número haploide = n). En la fecundación, dos gametos haploides se fusionan para formar una sola célula con un número diploide (por oposición, 2n) de cromosomas.

Hemofilia (del griego haima, haimatos = sangre; philos = amigo): desorden genético humano recesivo, ligado al sexo , resultante de la ausencia de determinados factores que intervienen en la coagulación de la sangre, generalmente Factor VIII. Los hemofílicos tienen dificultades en la coagulación de su sangre.

Hibridación (del latín ibrida = "producto de la cruza de dos animales diferentes"): El proceso de "juntar" dos hebras complementarias de ADN o una de ADN y otra de ARN para formar una molécula bicatenaria.

Hibridación "in situ" (del latín "en el lugar"): El uso de sondas de ADN o ARN para detectar la presencia de secuencias de ADN complementarias a ellas, en bacterias clonadas o células eucariotas cultivadas.

Heterocigoto (del griego heteros = diferente) La presencia de alelos diferentes en el mismo locus de cromosomas homólogos. Cuando los dos alelos son diferentes, el alelo dominante es el que se expresa.

Hipotónico (del hypo = debajo; tonos = tensión: De dos soluciones, la de menor concentración de solutos. Si se encuentran separadas por una membrana que no deje pasar el soluto (semipermeable) el agua se mueve desde la de menor concentración hacia la de mayor concentración.

"Homebox" genes: Corta secuencia de nucleótidos virtualmente idéntica en todos los genes de los organismos que la contienen. Se la ha encontrado en numeroso organismos, desde la mosca de la fruta a los seres humanos. En la mosca de la fruta parecen determinar los grupos particulares de genes que se expresan durante el desarrollo.

Homocigoto (del griego homos = mismo o similar, zygon = par): Cuando los dos alelos son iguales.

Homología ( del griego homologia = acuerdo): similitudes entre las secuencias de ADN o proteínas entre individuos de la misma especie o entre especies diferentes.

Human Genome Sciences: companía especializada en encontrar genes que codifican proteínas solo en base a ADNc. HGS pretende utilizar como fármacos los genes y las proteínas que éstos producen y ya ha conseguido aprobación de la FDA para ensayar cuatro fármacos de origen genético entre ellos el estimulador del linfocito B.

Informática: El estudio de la aplicación de la computado ra y técnicas estadísticas al manejo de la información. En el proyecto genoma la informática desarrolla métodos para la búsqueda rápida en bases de datos, analizar la información proveniente de las secuencias de ADN y para predecir la secuencia de las proteínas a partir de la secuencia de ADN.

Intrón: La secuencia de bases de ADN que interrumpe la secuencia de un gen que codifica para una proteína, esta secuencia se transcribe al mARN pero en un proceso de "corte y empalme" se separa del mismo antes que el mARN sea traducido a proteína.

"in vitro": del latín literalmente "en vidrio", se usa para indicar experimentos realizados fuera de un organismo vivo

Kilobase (kb): Unidad de longitud del ADN equivalent e a 1000 (1k) nucleótidos.

Librería: una colección desordenada de clones (por ejemplo ADN clonado de un organismo particular) cuyas interrelaciones pueden establecerse por mapeo físico

Ligamiento (del inglés linkage): La proximidad de dos o más (genes) marcadores en un cromosoma; cuanto mas próximos se encuentran los marcadores menor es la posibilidad que se separen durante los procesos de división celular y por lo tanto mayor la posibilidad de que se hereden juntos.

Locus (pl. loci, del latín lugar): Posición de un gen en un cromosoma.

Mapeo genético: Determinación de la posición relativa d e los genes en la molécula de ADN (plásmido o cromosoma) y las distancias (unidades de "unión") entre ellos

Mapa comosómico: Diagrama que muestra las posiciones relativas en un cromosoma de los loci de los genes, basado en la frecuencia en que heredan conjuntamente. Las distancias se miden en centimorgans (cM).

Marcador (del inglés marker; pob. del italiano marcare = " señalar una cosa para que se distinga de otra"): Una posición física identificable en un cromosoma cuya herencia puede seguirse (p.ej. un gen o un sitio que corta una enzima de restricción). Los marcadores pueden ser una región del ADN que se expresa (gen) o un segmento de de ADN que no se conoce que codifica pero que se puede seguir su manera de heredarse( ver RFLP iniciales del inglés Restriction Fragment Lenght Polymorphism)

Melanina (del griego melan= negro): pigmento que da color a la piel y protege a la capas subyacentes de la radiación ultravioleta

Megabase (Mb): Unidad de longitud del ADN equivalente a 1.000.000 de nucleótidos aproximadamente igual a 1 cM.

Meiosis (del griego meio = menor): División celular e n la cual la copia de los cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas número (número haploide) de la célula original.

Mapa Físico: mapa de la localización de marcas identificables en el ADN (p. ej. genes, sitios de corte de enzimas de restricción, bandas) que se confecciona prescindiendo de los fenómenos hereditarios. Las distancias se miden en pares de bases. En el genoma humano el mapa físico de de menor resolución lo constituye los patrones de bandeo de los 24 cromosomas diferentes (22 autosómicos, el X y el Y). El de mayor resolución lo constituirá la secuencia completa de nucleótidos de los cromosomas.

Moleculas de ADN recombinante: Combinación de moléculas de ADN de diferentes orígenes que se unen por medio de la tecnología del A DN recombinante.

NIH: (National Institute of Health) Instituto Nacional de la Salud de los Estados Unidos

Oncogén (del griego onkos = tumor): gen asociado al desarrollo del cáncer. Muchos oncogenes están directa o indirectamente relacionados con el control de la división celular.

Polimerasa (ADN o ARN): Enzimas que catalizan la síntesis de ácidos nucléicos en base a templados preexistentes, utilizando ribonucleótidos para el ARN y desoxirribonucleótidos para el ARN.

Polimorfismo: Diferencia entre las secuencia de ADN entre individuos.

Promotor: Sitio del ADN donde se pegará la ARN po limerasa para iniciar la transcripción.

Producto génico: El material bioquímico, ya sea ARN o proteína, resultante de la expresión de los genes. La cantidad de producto génico se utiliza para medir cuan activo es un gen, cantidades anormales pueden correlacionarse con alelos que causan enfermedades.

Proyecto Genoma Humano: Nombre que abarca una serie de proyectos iniciados en 1986 por la DOE y apoyados, entre otros, por la NIH para 1) crear un registro de segmentos de ADN de localizaciones cromosómicas conocidas 2) Desarrollar métodos informáticos para analizar el mapa genético y los datos de las secuencias de ADN y 3) Desarrollar nuevas técnicas e instrumentos para analizar y detectar ADN. Tema a mpliado

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR, de las iniciales en inglés Polimerase Chain Reaction): Método de amplificación de una secuencia de bases del ADN usando una polimerasa termoestable y dos cebadores ("primers") de 20 bases de largo de la secuencia a ser amplificada, uno complementario de las secuencias final de la hebra (+) y otro de la otra secuencia final de la hebra (-). En razón que las nueva s cadenas de ADN sintetizadas pueden subsecuentemente servir de moldes adicionales para la misma secuencia de cebadores, sucesivos "ciclos" de anillado de cebadores, alargamiento de la cadena y disociación del ADN bicatenario formado producen rápidamente grandes cantidades de la secuencia original (amplificación). La PCR puede utilizarse para detectar una secuencia definida en una muestra de ADN.

Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.

Recombinación: El proceso por el cual se produce en la progenie una combinación de genes diferentes a los de los padres. En los organismos superiores por el proceso de entrecruzamiento (crossing over).

Replicación del ADN ( del latín replere = rellenar): El uso de un ADN existente como molde para la síntesis de nuevas hebras de ADN. Proceso que en eucariotas ocurre en el núcleo.

RFLP: (del inglés restriction-fragment-length polymorphisms; polimorfismo de longitud de los fragmentos de restricción): Bajo esta sigla se reconoce las variaciones entre individuos de la longitud de los fragmentos de ADN cortados por enzimas de restricción. Este hecho generalmente es causado por mutaciones en el sitio de corte.

Secuenciar: Determinación del orden de los nucleótidos en el ADN o ARN o el orden de los aminoácidos en las proteínas.

Secuencia de bases: el orden de las bases de los nucleótidos en una molécula de ADN.

Secuencia complementaria: Secuencia de bases e n una molécula de ADN que puede formar una doble hebra al aparear las bases de otra. Por ejemplo la secuencia complementaria de G-T-A-C es C-A-T-G.

Secuencia conservada: Secuencia de bases en una molécula de ADN (o de aminoácidos en una proteína) que ha permanecido prácticamente intacta a lo largo de la evolución.

Síndrome de Down: Aquellos con el síndrome de Down sufren de retardo mental moderado o severo, cuerpo bajo, macizo, cuello grueso y lengua agrandada lo que dificulta la dicción. Son propensos a infecciones y enfermedades cardíacas y (en aquellos de mayor supervivencia), a desarrollar la enfermedad de Alzheimer. El 95% de los casos de Down son el resultados de la no disyunción del cromosom a 21.

Sitios de corte por enzimas de restricción: Una secuencia de bases específica en la molécula de ADN al cual corta una particular enzima de restricción. Algunos sitios se encuentran frecuentemente en el ADN (por ejemplo cada cientos de pares de bases) otro son mucho menos frecuentes por ejemplo cada 10.000 pares de bases.

Sonda (del francés sonde , abreviación del anglosajón sundline, en su acepción de elemento exploratorio): Molécula de ADN o ARN monocate nario con una secuencia de bases específica, marcada radiactivamente o inmunológicamente, que se utiliza para detectar secuencias de bases complementarias por hibridación

Terapia génica (del griego therapeuo = "yo cuido"): Inserción de ADN normal en una célula para corregir un defecto genético.

Tecnología del ADN recombinante: Procedimientos utilizados para unir segmentos de ADN en un sistema libre de células ("cell free system" es decir fuera de un organismo o célula). Bajo condiciones adecuadas, una molécula de ADN recombinante puede introducirse dentro de una célula para ser replicado, ya sea autónomamente o integrada al cromosoma celular.

Translocación: fenómeno por el cual un fragmento de un cromosoma se transfiere a un cromosoma no homólogo.

Transferencia horizontal de genes: mecanismo por el cual se transmiten genes individuales, o grupos de ellos, de una especie a otra

Tumor de Wilm: Cáncer de riñón en niños y bebés asociado a una deleción del cromosoma 11. Asociada con esa deleción existe una efermedad denominada aniridia (ausencia del iris en el ojo). Cuando hay aniridia y deleción existe gran riesgo de desarrollo del tumor.

Vector de Clonación: (del latín vehere = transportar) Molécula de ADN originada en un virus, plásmido, o en la célula de un organismo superior en el que se puede integrar otro fragmento de ADN, sin que pierda la capacidad de autoreplicación de. Los "vectores" introducen ADN extraño en una célula huésped, donde puede reproducirse en grandes cantidades. Ejemplos: plásmidos, cósmidos y los cromosomas artificiales de levadura. A menudo los vectores son moléculas de ADN recombinante que contienen sec uencias de diferentes vectores .

InTRoDuCcIóN!!!

La genética es la ciencia que se ocupa del estudio de la herencia biológica e intenta explicar los mecanismos y circunstancias que controlan la transmisión de caracteres de una generación a otra. La genética como ciencia se inicia a partir de los experimentos de Mendel (siglo XIX) que desembocarón en la formulación de tres leyes (Leyes de Mendel).

A partir de la formulación de las leyes de Mendel se observó que la herencia de algunos caracteres no parecía regirse por los principios que tales leyes habian establecido por lo que restaba universalidad a las mismas.

Sin embargo, pronto se descubrió que estas excepciones eran más aparentes que reales, ya que podían explicarse dentro de las directrices mendelianas. Se ha llegado así a la conclusión de que las citadas leyes, interpretadas de acuerdo con la teoría cromosómica de la herencia siguen constituyendo la base de toda la genética.

La teoría cromosómica de la herencia se basa en que la información de los caracteres (factores hereditarios) se encuentra en los genes, los cuales se sitúan de forma lineal en los cromosomas.

Estos pueden sufrir cambios y transformaciones alterando la información genética (mutaciones).

Antes de desarrollar las leyes de Mendel y la teoría cromosómica de la herencia definiremos brevemente los conceptos principales que se utilizan en genética.