IntroduccióN(2010)

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la primera presentacion de genetica

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IntroduccióN(2010)

  1. 1. GENÉTICA GENERAL DR. OSCAR MASCORRO GALLARDO Departamento de Fitotecnia Academia de Genética (tercer piso)
  2. 2. 1. INTRODUCCIÓN (3 h) OBJETIVO: Analizar la importancia de esta ciencia en la producción de alimentos en el contexto de la formación del Ingeniero Agrónomo especialista en Parasitología Agrícola
  3. 3. 2. ARREGLO Y COMPORTAMIENTO DEL MATERIAL GENÉTICO EN LA CÉLULA ( 9 h) OBJETIVO: Estudiar y comprender la estructura y el comportamiento del material hereditario a nivel cromosómico
  4. 4. 3. ESTRUCTURA QUÍMICA Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA EN LA CÉLULA (12 h) OBJETIVO: Estudiar la estructura y propiedades de la molécula de la herencia y el concepto de gen en porcariontes y eucariontes así como el concepto de mutación y los tipos de mutaciones a nivel génico y/o cromosómico
  5. 5. 4. TRANSMISIÓN Y TIPOS DE ACCIÓN DE LOS GENES (18 h) OBJETIVO: Analizar el mecanismo de la transmisión hereditaria así como los distintos tipos de interacción de los genes que muestran patrones de herencia Mendeliana y no Mendeliana.
  6. 6. 5. GENÉTICA DE POBLACIONES (3h) OBJETIVO: Estudiar la composición y estructura genética de las Poblaciones así como los factores involucrados en el cambio de Las frecuencias génicas y genotípicas de las mismas
  7. 7. 6. GENÉTICA DE LA RESISTENCIA A PATÓGENOS Y PLAGAS EN LAS PLANTAS (3 h) OBJETIVO: Utilizando los conceptos revisados en las unidades previas se hará un breve análisis de algunso mecanismos involucrados en la tolerancia o resistencia de las plantas a las enfermedades causadas por virus, bacterias y hongos.
  8. 8. EVALUACION EXAMENES (3) 90% TAREAS Y PARTICIPACIÓN 10%
  9. 9. Libros de texto 1
  10. 10. Libros de texto 2
  11. 11. Libros de texto 3
  12. 12. GENÉTICA: Ciencia que estudia las leyes y principios de la herencia y la variación en los seres vivos Herencia: Tendencia que siguen los seres vivos que los hace parecerse a sus progenitores Variación: Tendencia que siguen los seres vivos que los hace diferenciarse de sus progenitores
  13. 13. La Genética trata de responder a las siguientes cuestiones: 1. Sobre la naturaleza física del material hereditario 2. Sobre la transmisión del material hereditario 3. Sobre la expresión del material hereditario 4. Sobre la mutabilidad del material hereditario
  14. 14. ORIGEN DE LA GENÉTICA Johan Gregor Mendel (1822-1884) Considerado el fundador de la genética, publicó en 1866 el trabajo “Experimentos de hibridación en plantas” donde básicamente establece las bases para responder a la cuestión de cómo se transmiten los genes o el material hereditario en las plantas Los trabajos de Mendel permanecen ignorados hasta 1900, cuando Se re descubren por tres científicos de manera independiente: Carl Correns, Hugo de Vries y Tschemark Entonces, la Genética es una ciencia que surge en el siglo XX
  15. 15. Charles Darwin publica El Origen de las Especies en 1859 Aunque la Teoría de la Selección Natural ha sido probada y comprobada innumerables veces, en el libro Darwin incurre en errores al tratar de explicar la herencia y la variación en los seres vivos. Si tan solo hubiera puesto atención a las contribuciones de Mendel, que fue su contem- poráneo, hubiera visto que las teorías de Mendel llenaban las lagunas sobre la herencia y la variación de su teoria sobre la selección natural. .
  16. 16. GENÉTICA BÁSICA Estudia los fenómenos de la herencia y la variación con la finalidad de comprender estos procesos GENÉTICA APLICADA Utiliza los conocimientos generados por la Genética Básica para darles una aplicación práctica en el mejoramiento genético de animales y plantas y en la medicina humana
  17. 17. RAMAS DE LA GENÉTICA BÁSICA RAMA OBJETO DE ESTUDIO GENÈTICA MOLECULAR Las bases químicas de la herencia CITOGENÉTICA Las bases celulares de la herencia GENÉTICA MENDELIANA La transmisión de los factores hereditarios de una generación a la siguiente GENÉTICA CUANTITATIVA La herencia de los caracteres poligénicos GENÉTICA DE POBLACIONES Las frecuencias génicas y genotípicas en las poblaciones y su dinámica
  18. 18. GENÉTICA MOLECULAR OBJETO DE ESTUDIO: Las bases químicas de la Herencia. NIVEL DE ESTUDIO: molecular CIENCIAS RELACIONADAS: química, bioquímica TEMAS RELEVANTES: Estructura y replicación del ADN Expresión de los genes (síntesis de proteínas) Código genético Concepto molecular del gen (cistrón)
  19. 19. CITOGENÉTICA OBJETO DE ESTUDIO: Las bases celulares de la herencia. NIVEL DE ESTUDIO: celular CIENCIAS RELACIONADAS: citología, microscopía, biología celular. TEMAS RELEVANTES: Estructura de la cromatina Cariotipos Ciclo celular División celular por meiosis Ligamiento y mapas genéticos
  20. 20. GENÉTICA MENDELIANA OBJETO DE ESTUDIO: La transmisión de Los genes y los caracteres que gobiernan de una generación a la siguiente. NIVEL DE ESTUDIO: individuos y su progenie CIENCIAS RELACIONADAS: algebra, probabilidades TEMAS RELEVANTES: Concepto Mendeliano del gen Leyes de Mendel Dominancia Anomalias Mendelianas
  21. 21. CARACTERES CUALITATIVOS O MENDELIANOS ESTÁN DETERMINADOS POR UNO O DOS PARES DE GENES. Color de ojos Color del pelo Presencia o no de cuernos Forma de la semilla Color de la semilla
  22. 22. plants Carácter dominante La F1 es constante, sólo seeds se manifiesta un carácter y el otro desaparece F1 x F1 Carácter recesivo En la F2 el carácter recesivo reaparece en proporción 1/4 Análsis estadístico de las cruzas
  23. 23. GENÉTICA CUANTITATIVA OBJETO DE ESTUDIO: Los caracteres Cuantitativos NIVEL DE ESTUDIOS: Individuos y poblaciones CIENCIAS RELACIONADAS: Estadística, Distribución Normal Matemáticas TEMAS RELEVANTES: Herencia poligénica Fenotipo y medio ambiente Heredabilidad Selección artificial
  24. 24. CARACTERES CUANTITATIVOS O DE HERENCIA POLIGÉNICA, ESTÁN DETERMINADOS POR MUCHOS GENES CON EFECTOS ACUMULATIVOS Y MUY AFECTADOS POR EL AMBIENTE Color de la semilla de trigo Rendimiento Peso del cuerpo Coeficiente intelectual Producción de huevo en aves Altura de las plantas Altura de humanos Color de la piel en humanos
  25. 25. GENÉTICA DE POBLACIONES OBJETO DE ESTUDIO: Las composición genética de las poblaciones de reproducción sexual y los factores que alteran esta composición. NIVEL DE ESTUDIOS: poblaciones CIENCIAS RELACIONADAS: matemáticas TEMAS RELEVANTES: Frecuencias génicas y genotípicas Ley de Hardy-Weinberg Equilibrio genético Endogamia y sus efectos
  26. 26. RAMAS DE LA GENÉTICA APLICADA 1) FITOGENÉTICA El mejoramiento genético de las plantas cultivadas 2) ZOOGENÉTICA El mejoramiento genético de los animales domésticos 3) GENÉTICA MÉDICA El estudio de los defectos hereditarios para su diagnóstico y prevención oportuna. 4) INGENIERÍA GENÉTICA La manipulación de la información genética de los organismos mediante técnicas de ADN recombinante
  27. 27. FITOGENÉTICA O GENOTECNIA VEGETAL: Rama de la genética aplicada que utiliza los conocimientos de la genética básica para llevar a cabo el mejoramiento genético de las especies de plantas cultivadas RAMAS DE LA GENÉTICA BÁSICA RELACIONADAS: Genética Mendeliana, Genética cuantitativa y Genética de Poblaciones.
  28. 28. Tabla 1. Rendimiento récord y rendimiento promedio reportado para algunos cultivos y estimación de Las pérdidas en relación al rendimiento récord, debidas a estrés biótico o abiótico (Bray et al., 2000) Rendimiento Rendimiento Porcentaje Estrés Estrés Cultivo récord promedio del rendim. biótico abiótico kg/ha kg/ha récord % pérdidas % pérdidas Maíz 19 300 4 600 23.8 10.1 65.8 Trigo 14 500 1 880 13 5 82.1 Papa 94 100 28 300 30.1 18.9 54.1 Cebada 11 400 2 050 18 6.7 75.4 Soya 7 390 1 610 21.8 9 69.3
  29. 29. MAÍZ HÍBRIDO: Uno de los grandes logros de la fitogenética. Depresión endogámica que se produce en el maíz por efecto de la autofecundación
  30. 30. PRODUCCIÓN DE TRITICALE MEDIANTE CRUZAS INTERESPECÍFICAS
  31. 31. REVOLUCIÓN VERDE GENERACIÓN DE VARIEDADES MUY RENDIDORAS DE TRIGO POR EL DR. NORMAN BORLUAG. SE LLEVO A CABO EN MEXICO A FINALES DE LOS AÑOS 50 Y EN LOS 60s. DIO ORIGEN AL CIMMYT Y OTROS CENTROS ALREDEDOR DEL MUNDO. COMENZÓ CON TRIGO Y LUEGO SE EXTENDIÓ A MAÍZ , ARROZ, PAPA, YUCA TRIGO •PLANTAS ENANAS DE TRIGO •POR LO TANTO SOPORTAN ALTOS NIVELES DE N SIN ACAMARSE •RESISTENCIA A LA ROYA •INSENSIBLES AL FOTOPERIODO •ALTAMENTE ADAPTABLES RENDIMIENTOS (BUSHELS/ACRE) CULTIVO 1950 1964 1972 1982 1992 2002 TRIGO 18 30 35 40 45 55 MAIZ 40 60 100 120 130 140
  32. 32. ZOOGENÉTICA O GENOTECNIA ANIMAL: Rama de la Genética Aplicada que Utiliza los conocimientos de la Genética Básica para llevar a cabo la mejora de Las especies de animales domésticos. RAMAS DE LA GENÉTICA BÁSICA RELACIONADAS: Genética Mendeliana, Genética Cuantitativa y Genética de Poblaciones.
  33. 33. OBTENCIÓN DE RAZAS DE PERROS
  34. 34. Starlight Clonación de una hembra Longhorn
  35. 35. GENÉTICA MÉDICA: Utiliza los conocimientos de la Genética básica Para explicar y prevenir las enfermedades hereditarias en los humanos. RAMAS DE LA GENÉTICA BÁSICA RELACIONADAS: Citogenética, Genética Molecular, Genética Mendeliana, Genética de Poblaciones, Genética Cuantitativa.
  36. 36. CARIOTIPO DE UN NIÑO VARÓN CON SINDROME DE DOWN SINDROME DE DOWN Y SU DIAGNÓSTICO
  37. 37. Prueba de paternidad confirma que el bebe es hijo de sus padres declarados. Los tres aparecen en la foto con el certificado de Amplificación de un locus en una análsis de ADN. prueba de paternidad. Rutinariamente se prueban unos 16 loci diferentes en una prueba de paternidad, de tal forma que la probabilidad de equivocarse es ínfima. En el ejemplo, el padre putativo (AF= allegated father) de la izquierda queda descartado y el de la derecha no.
  38. 38. La genética médica molecular en la medicina forense. Detección de huellas genéticas de ADN de una víctima asesinada (V), En manchas de sangre en la ropa (pantalón y camiseta) de un sospechoso (D). La huella genética de la víctima es la misma que la de las manchas de sangre en el sospechoso
  39. 39. INGENIERÍA GENÉTICA: Busca la modificación genética de microorganismos, plantas y animales mediante técnicas de ADN recombinante, sin que se requiera de la reproducción sexual. RAMAS DE LA GENÉTICA BÁSICA RELACIONADAS: Genética Molecular.
  40. 40. Producción de maíz Bt Producción de la hormona del crecimiento
  41. 41. Transformación de plantas Agroinfección: tabaco, papa, jitomate, clavel, crisantemo. Todas las dicotiledóneas que se han tratado de transformar
  42. 42. Greenpeace’s Breakfast ¿Son algunos productos transgénicos dañinos a la salud en humanos y animales? NO, aunque algunos que Podrían serlo, deben someterse a diversas pruebas en modelos animales antes que se apruebe su consumo en humanos.
  43. 43. Propiedades de los organismos experimentales modelo de la genética Ciclo corto de vida Muchas genera- ciones en poco tiempo Generaciones numerosas Fácil de manejar Variación genética
  44. 44. Organismos experimentales en la era de la Genética Molecular Sus requerimientos, además de los enlistados antes, son: Con un genoma pequeño Poco ADN repetido Que se puedan transformar genéticamente Con mutaciones en cada gen (knock-out) Que esté secuenciado su ADN
  45. 45. ESPECIE NOMBRE CIENTIFICO TAMAÑO DEL NÚMERO DE GENOMA 106 pb GENES Arabidopsis Arabidopsis thaliana 125 26 000 Arroz Oryza sativa 420 45 000 Maíz Zea mays 2 500 59 000 Frijol Phaseolus vulgaris 600 Trigo Triticum aestivum 16 000 Humano Homo sapiens 3 000 30 000 Levadura Saccharomyces cerevisiae 12 5 800 nemátodo Caenorhabditis elegans 97 18 424 Mosca fruta Drosophila melanogaster 120 13 600 bacteria Escherichia coli 4.6 4 288
  46. 46. Arabidopsis thaliana La secuencia completa de on organismo, lo vuelve accesible al uso de herramientas genómicas, como los microarreglos, que permiten el análisis de todos los genes bajo condiciones diversas (ataque de patógenos, de insectos, frío, calor, sequía, luz, obscuridad, etc.)
  47. 47. LA GENÉTICA HA TENIDO Y TIENE UNA GRAN APLICACIÓN EN EL CAMPO DE LA PARASITOLOGÍA AGRÍCOLA: EJEMPLOS: 1) Teoría gen a gen (resistencia vertical) 2) Resistencia horizontal (¿existe o no existe?) 3) Revolución verde (Dr. Norman Borlaug, fitopatólogo y genetista. Premio Nobel de la Paz, 1970) 2) Primera generación de plantas transgénicas, resistentes a herbicidas y/o insectos.
  48. 48. Los genes R codifican proteínas señalizadoras RESISTENCIA VERTICAL (GENES R)
  49. 49. RETRASANDO LA RESISTENCIA A BT EN LOS INSECTOS MEDIANTE EL USO DE REFUGIOS: RR RR LOS INSECTOS QUE EVENTUALMENTE ADQUIEREN UN GEN DE RESISTENCIA RR RR A Bt (gen r), SE CRUZAN CON INSECTOS SUCEPTIBLES (con el gen R). LOS HOMOCIGOTOS RR Y LOS rr RR RR HETEROCIGOTOS Rr MUEREN EN UN CULTIVO Bt Y LA PROBABILIDAD QUE SE OBTENGAN INSECTOS RESISTENTES HOMOCIGOTOS rr SE REDUCEN. Rr PREGUNTAS PARA EL PARASITOLOGO DEL SIGLO XXI: ¿Qué superficie debe ser no transgénica? ¿De la misma especie o de otra especie? ¿Con que arreglo en el espacio? ¿Uso de control integrado?

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