Antecedentes de la genética

  • 114 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
114
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
1
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Antecedentes de la genética 400 años A.C. Filósofos griegos observaban y reflexionaban a) porqué los hijos heredan características de los padres(este patrón no aplica solo a humanos)dominancia. b) Características que se heredan después de generaciones, recesivos. c) Se heredan características originales. d) Accidentes post nacimiento no se heredan(dedos amputados, canas, traumatismos) Leyes de Mendel 1865 Mendel es el padre de la genética. Experimento con chicharos, son leyes por que lo supo comprobar con un modelo matemático(pero solo aplica para características mono génicas) 1.-caracteristicas dominantes y recesivas dan un fenotipo(fenotipo hay dos tipos dominante y recesivo) 2.-genotipo características maternas y paternas diploide 2n(homocigoto: dominante y recesivo , heterocigoto: dominante-recesivo 3.-las características se heredan independientemente: excepto los haplotipos mono génicas poli génicas Son relacionados con un gen Enfermedades que son heredables: hemofilia ,cirrosis cística, anemia falciforme, acondroplasia Muchos genes: puede depender del medio ambiente y moduladores, dan predisposición enfermedades como hipertensión, cáncer, 1913 sturtevant creo la primera mapa lineal genica Morgan 1920s: Fundador de la citogenética. Traba con cromosomas gigantes con moscas. Asocio fenotipo a cromosomas sexuales. Los cromosomas poseen características que los diferencian como: forma, numero y bandeo(se tiñen de blanco y negro) Se ordenan en pares por ser diploides conforme a su tamaño de mayor a menor:22 autosomas” XX” y un par sexual “Xx”(no son iguales por que el cromosoma y es como una x pequeña) Cariotipo: es el estudio de los cromosomas Si el numero, forma y bandeo no son normales se llama enfermedad cromosómica Morgan descubrió muchas enfermedades ligadas a cromosomas sexuales. Miesnchner (química de las infecciones)1869:
  • 2. Encontró leucocitos tomando muestras de materiales purulentos de niños muertos. Liso estas células y encontró un material mucoide con carga negativa, ligeramente acida, con alta concentración de fosfatos(nucleina), que después se cambio el cambio en nombre a acido nucleico. Mismas cantidades de A y T que de C y G. ADN: BASES NITROGENADAS:SE DIVIDEN EN PURICAS ( 2 ANILLOS) adenina y guanina. PIRIMIDICAS(1 anillo) timina y citosina. A Y T dos puentes de hidrogeno C Y G tres puentes de hidrogeno En ambos RNA y DNA las bases están en 1’ NUCLEOSIDO: base nitrogenada + azúcar=nucleosido NUCLEOTIDO: base nitrogenada+ azúcar+ fosfatos= nucleótido. Desoxirribosa : OH en 3’. Fosfatos : unido a 5’ son tres fosfatos alfa, beta y gama DATO: después del enlace queda nada mas alfa. DNApolimerasa: forma enlaces fosfodiester .sustratos OH y fosfato. (para iniciar la síntesis necesita OH en 3’) RNA: Ribosa :OH en 2’ y 3’ La timina cambia por uracilo en RNA GRIFFITH: Principio transformante con streptococcus pneumonia (PNEUMOCOCO) causa pneumonia tomaron muestra de pulmón o fluido de cadáver. 1. Inyectan la cepa patógena => ratón => muere Después de que se pasa de rata en rata, llega un momento en donde la cepa cambia y las ratas no mueren. 2. Cepa nueva sin cápsula => ratón => vive. 3. Intentan inmunizar, inoculan la cepa patógena con la nueva y una vez más y muere. 4. Se calienta la cepa patógena por ebullición => ratón =>vive => patógena sin calentar y muere. 5. Calientan la cepa patógena con no patógena => ratón => muere. 6. Cepa patógena con no patógena calentado => ratón => muere. 7. Sacan sangre y ven que hay un cambio en el fenotipo y la cepa tiene características de la original y nueva célula.
  • 3. AVERY 1944: terminó el utilizo los avances bioquímicos en las proteínas para comprobar el principio transformante por medio del uso de proteasas, amilasas, lipasas, DNAsas y RNAsas. Todas las ratas mueres excepto aquellas que utilizó DNAsas. WATSON Y CRICK -1953 -Estructura de la doble hélice -Encuentran la estructura con rayos X (como Avery experimentó con la proteínas). -No pudieron descubrir la forma porque estaba lleno de sales y mandaba las partículas por todas partes. -Interacción Watson y Crick= T y A con dos puentes de hidrógeno y C y G con tres puentes. ROSALIN FRANKLIN -Diluye el DNA hastahacerlo en una solución acuosa pura de sales. -Se ve un patrón en forma de X con líneas concéntricas y de grosor variable dependiendo de su distancia del centro. Tiene intervalos constantes. Por ende, dijeron que se parecía a un espiral. -Doble hélice: dos cadenas anti paralelas porque cada cadena tiene dirección 5’---- 3’ (la dirección es así por la DNA polimerasa). Funciona de 5’----3’. En el nucleótido terminal 5’ hay 3 fosfatos y en el nucleótido terminal 3’ hay un hidroxilo (OH) originado del azúcar desoxirribosa). Entre 5’ y 3’ hay enlace fosfodiester. -Estructura tipo B descubierta por R. Franklin: -hibridación= complementariedad de bases. -la distancia entre bases es de 0.34 nm. -hay 10 pb por vuelta. LIlUS PAULING -Encuentra el modelo biológico tipo A. Dato curioso: Posteriormente, se descubre el tipo Z (no por L. Pauli). DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR 1. DNA: se replica por la DNA polimerasa y sus sustratos (molécula sobre la cual funciona la enzima) -OH (primer o cadena en crecimiento) y fosfato (dNTPs N=A, T, C, G). Tiene un enlace fosfodiester. 2. Transcripción: RNA polimerasa y sus sustratos son -OH y fosfato (rRNTP). Tiene un enlace fosfodiester.
  • 4. 3. Traducción: peptidil transferasa (RNA ribosomal catalítico) y sus sustratos son -COO- (carboxilo) de la cadena en crecimiento y H3N (amino terminal es llevado por aminoacil tRNA) y hay un enlace peptídico. 4. Proteína. -En el dogma central, los procesos son altamente conservados. -La primera enzima estudiada fue la DNA polimerasa. DATOS SOBRE LA REPLICACIÓN Gen (unidad básica del material genético; como unidad no sirve para estudiar la replicación): -Bacterianos tienen 1000 pb. -Eucariontes tienen 10000 pb. -El gen más grande es la distrofina en el cromosoma X: 1 X 10 ‘6. Plásmidos: -Tienen material extra genómico (bacteria). -2,000-10,000 pb aunque la mayoría están dentro de los 5,000 pb. -Replicación autónoma (origen de replicación propio conocido como gen bla de la beta lactamasa). -DNA circular. -Resiste a la penicilina (tiene un anillo Beta lactámico) porque tiene la enzima Beta lactamasa. -Por eso debe haber un gen codificante. -Modifica el fenotipo. -Son utilizados para estudiar la replicación por su tamaño. REPLICACIÓN EN PROCARIONTES Se empezó a estudiar en organismos vivos (bacterias: E.Coli). -Se purificó al DNA polimerasa. -Se utilizó un templado de DNA para estudiar la replicación. -Las bacterias son organismos haploides de DNA circular en el cual sólo se replica cuando se va a dividir por fisión binario (mitosis). -Se descubrió que para comenzar la replicación debe haber un origen; en este caso conocido como Ori. C.
  • 5. -Se inicia gracias a la señalización por alguna fosforilación de proteínas. -El DNA A se activa cuando recibe el estímulo de una cascada de señalización y se forma un complejo (hexámero); este se une a otro hexámero conocido como DNA C (heteromultímero) e identifican el Ori. C. -Después, deja la interacción el DNA C y llega el complejo DNA B que funciona como una helicasa y separa la cadena de DNA. -El DNA G funciona como primasa y es de la familia de las RNA polimerasa. -También entra el DNA poli 3. -SSB evita a que se pegue de nuevo. - El DNA polimerasa no funciona si no le dan un OH en 3’. Esta característica es lo que diferencia del RNA polimerasa. -Es bidireccional: el leader trabaja con un solo primer (30 nucleótidos) y el lagging con varios (fragmentos de Okasaki que después son removidos por DNA polimerasa I). TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIONTES La transcripción sucede depende de la necesidad de la célula, para poder estudiarla es necesario un gen Se lleva acabo RNA polimerasa La cadena codificante es aquella cadena que contiene al gen La cadena molde es aquella que copia la RNA polimerasa GEN: es una secuencia de DNA que se transcribe
  • 6. Rio Arriba (up stream) Rio abajo(down stream) Región promotora Región codificante __________________________________________________________ 5’ -35 -10 0 + 3’ Parte que regula la transcripción de río abajo En -35’ se une proteína que regula la transcripción En -10’ se une el factor sigma; el cual es una subunidad deRNA polimerasa.El esta encargado de síntesis de genes, siendo el mas factor sigma mas común el sigma 70. En situaciones de estrés se encienden otros Factores sigma diferentes. Existen dos tipos de terminación: A)RHOindependiente; necesita de una secuencia palíndroma y depende de la secuencia del gen; secuencia de tallo y asa(loop) B)RHOdependiente: depende de una proteína para que finalice REPLICACIÓN EN EUCARIONTES -Organismos diploides. -Se dividen por mitosis y meiosis. -DNA lineal con mayor complejidad y tarda más tiempo en replicarse. Policistronico; se codifican varias proteínas en un RNAm
  • 7. -La cromatina no puede estar distinguida mucho tiempo porque es vulnerable a mutaciones y puede dañar al núcleo. -Tiene muchos orígenes de replicación. -DNA polimerasa delta es la que se encarga de todo: tiene gran fidelidad (sin mutaciones (que no necesariamente son malas) “tal cual”) y tiene procesividad (sintetiza completo sin que se disgregue (separar)). -El DNA polimerasa alfa hace el primer. -Después del primer y 100 nucleótidos, hay un switch de polimerasas que cambia de DNA polimerasa alfa a DNA polimerasa delta. -El épsilon se encarga de reparar. -La gama se encarga de la replicación de DNA mitocondrial. Transcripción en eucariontes La diferencia entre la transcripción de bacterias es que la regulación es a travez de interacción proteína proteína y en bacterias es proteína y acido nucleico Rio arriba (up stream) Rio abajo(down stream) Región promotora Región codificante ______________________________________________________________________ 5’ -2500 -100 -60 -40 0 + 3’
  • 8. Hay Terminación de la transcripción: Existen dos tipos de terminación: PENDIENTE Promotor proximal: Caja TATA en -40 (secuencia consenso) Posición -100 a -60 se encuentra la caja CAAT; se unen factores de transcripción que modulan Promotor distal: -2500 existen proteínas que se unen y hacen que doble la cadena de DNA. Se puede llamar silencer el cual es el inhibidor o enhancer es el que aumenta la transcripción TFIID: Complejo multiproteico compuesto por TBP(reconoce tata y tiene la función parecida a sigma) + 10 TAFS TFIID debido a que es la subunidad de RNA polimerasa II, la cual es la que da origen al RNAm La RNA polimerasa se activa por forforilacion de carboxilo terminal Proteínas monocistronicas organizadas con intrones y exones Los intrones son más largos que exones, hay mayor cantidad, los cuales no codifican genes Los exones; codifican genes
  • 9. Datos Guille: El DNA tiene vida media de miles de años por que es de doble cadena lo que lo hace mas estable El rna es de una cadena y es menos estable la vida media en bacterias es de minutos y en eucariontes de horas. PERO tienen forma tallos de asas para protegerse. son de transferencia y ribosomal. Degradación :enzimática las DNA asas y RNA asas rompen enlaces covalentes como exonucleasa(degradan desde afuera y va de 5’ a 3’),endonucleasa( reconoce sitios especifico de forma tridimensional y sirven como enzimas de restricción) en el DNA se necesita 4 enzimas al mismo tiempo. Desnaturalización: ruptura de enlaces débiles y se modifica estructura pero se puede re ensamblar. Con estas enzimas de restricción empezaron a cortar genes de un genoma y a hacer vectores de clonación con ellos, para después hacer un mapeo génico de estos.(mapeo: localizar un gen en toda una secuencia) Pasos: 1.- aislaban el gen con enzimas de restricción. 2.- con temperatura separaban las cadenas y a una cadena le ponían fosfato 32(p32) 3.-hibridaban esta cadena por complementaridad de nuevo al genoma pero ya marcada con fosfato 32 Después que pudieron hacer del mapeo genético, se preguntaron cual era la información que tenia el gen y así empezó la secuenciación. BAC: bacterial artificial chromosome , se hace por medio de incluir un vector de clonación(vector de clonación es una moléculas transportadora que transfieren y replica fragmentos de ADN que lleva insertado.)por ejemplo un plásmido , para insertarla en una bacteria y se amplifique. YAC: en caso de que sean los mismos pasos pero en lugar de introducirlo en una bacteria tiene que ser en levadura. Meter un BAC en una levadura no sirve para la AMPLIFICACION de este vector por que las proteínas de reconocimiento para la replicación no reconocen el origen, también meter un YAC en una bacteria no sirve.
  • 10. Esto sirvió para la amplificación de secuencias , por ejemplo un gen. Secuenciación Maxam y Gilbert: la primera secuenciación, es un método químico por que se modifica químicamente los extremos 5’ de las cadenas de DNA con fosfato32(p32) para saber donde iniciaba la secuencia y se usan productos químicos para la escisión de bases. Para las purinas se utilizaron estos químicos que rompían los enlaces éster. Para las pirimidinas se utilizaron estos químicos que rompían los enlaces éster purinas dimethyl sulfato para metilar guaninas dimethyl sulfato + ac.formico para metilar adeninas y guaninas pirimidinas hidrazina para metilar citosina y timina. hidrazina + nacl para metilar c
  • 11. Después se utiliza piperidina para aumentar el pH y separar los enlaces fosfodiester DUDA QUE HACE LA PIPERIDINA Después a estos fragmentos se le hacia una electroforesis y después un southern blot. Por ejemplo P32(p)-(p)-(p)5’ -ATCGAGGATCGACCAT-3’ si usamos Dimethyl sulfato solo se metilaran las G 5’ATCG 5’ATCGAG 5’ATCGAGG 5’ATCGAGGATCG Secuenciación Sanger: es un método enzimático, en lugar de usar productos químicos como en la secuenciación Maxam y Gilbert. Algo único de este método es que se necesitan los dideoxidos ddNTPs para ya que la polimerasa no reconoce el extremo 3’los dideoxidos por falta de un oxigeno esto hará que pare la síntesis de la cadena complementaria.Los ddNTPs pueden ser de cualquier base Al principio intento poniendo una combinación Como esta : dNTPs:A, T, C+ ddNTPs: Gdespués intento estacombinación. dNTPs: A,T, C, G + ddNTPs:G Perosalióalgoasí. 5’ATCG Y diluyo los ddNTPs para que no salieran siempre en el 5’ATCG mismo orden y en el gel de electrophoresis se vio algo 5’ATCG asi. Para este método se necesita: 1. Un templado(cadena de DNA) 2. dNTPs 3. ddNTPs 4. DNA polimerasa 5. Primer 6. Mg2+ 7. ATP 8. Buffer: el buffer se utiliza para dar un ambiente propicio para la función de las proteínas ya que ellas para su correcto funcionamiento requiere Temperatura, PH y equilibrio Iónico.
  • 12. En este metodo se alcanzaron a leer de 200 a 250 bases. Por cada gel se necesitan 4 reacciones. Despues de secuenciar genes se avanzo a plasmidos, despues se dio un gran avanze a los bacteriofagos(virus que infectan bacterias) DUDA plasmido + bacteriofago=cosmido. El primer bacteriofago secuenciado fue QX174 DE5130 bp Dato guille: despues de la secuenciacion empezaron a mutar esas secuencias ya conocidas y estudiar sus funciones. ¿Como secuenciaron el genoma de QX174? Con ayuda de el metodo BAC TO BAC
  • 13. BAC TO BAC consiste en :COMPLETAR SI FALTA ALGO 1. Divider el genoma que se quiere secuenciar con ayuda de enzimas de restriccion, utilizando 2 juegos de enzimas. 2. Los pedazos en que se dividio el genoma, supongamos fueron 3 pedazos por cada juego de enzimas, entonces tendriamos 6 pedazos por los dos juegos. 3. Cadauno de esos pedazon es insertado en un vector de clonacion, paraluego meter en una bacteria y occura una amplificacion. 4. Despues se extrae el DNA y se hace una secuenciacion de los pedazos de DNA, y por sobreempalmamamiento se unen estas secuencias. Despues de secuenciar virus siguieron con organismos vivos los cuales fueron bacterias. La primera bacterias fueron las haemophilus influnzae debido a la gran cantidad de gente que moria, tenian un genoma de 106 bp. En los noventas fue la llegada de la era genomica.1986 y 1987 empezo el proyecto del genoma humano. 1990 se inicio el proyecto. 2000 ya se tenia la secuencia borrador del genoma, asi como se cumplieron los 100 años de la genetica. Francis Collins fue el la persona que puso en marcha el proyecto del genoma humano. ELSI instituto que regula la etica y legalidad del proyecto del genoma humano. Por otra parte el dr. Venter a cargo de la empresa TIGR secuencio el genoma de haemophilus influenza, tambien de mycoplasma genitalis que en esos momento se creia que tenia 500,000bp y en 1996 el de Escherichia colli.
  • 14. Despues se mudo a silicon valley fundando Celera Genomics,esta empresa del doctor Venter compro a Applied Biosistems creador del metodo shotgun. En 1990 llega la proteina fluorescente un milagroso descubrimiento que hizo que se dejaran de usar materiales radiactivos en laboratorios, y tambien se aprovecho para el metodo de shotgun, en el cual a cada dideoxido le ponian uno de estas proteinas, en este metodo se leian con una computadora la fluorescencia y se usaba un gel capilar, en el cual se podian leer hasta 2500bp.
  • 15. Los fragmentos en este metodo se rompian por sonicacion para controlar major el tamaño. Nature y science publican el articulo en febrero de 2001 Usa = science, primer autor dr. Venter U.K.= nature, primer autor Francis collins Secuenciacion de genome’s : Primero gen plasmid pbr322 formadapor 4361 2 genes de Resistencia antibioticos gen bla, gen gfp de fluorescencia y gen AraCE virus cromosoma bacterial.