Genètica Mendeliana (2)

2,919 views

Published on

Published in: Education, Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Genètica Mendeliana (2)

  1. 1. 1<br />Tema 5 (2): L’herència i elscromosomes. Les mutacions<br />
  2. 2. 2<br />La teoriacromosòmica de l’herència<br />Punnet a 1905 va observar que la gran majoria d’encreuaments entre dihíbrids no complia la tercera llei de Mendel:<br /><ul><li> Més proporció d’individus parentals (A-B- i aabb)
  3. 3. Pocs individus recombinants (A-bb o aaB-)</li></li></ul><li>3<br />La teoriacromosòmica de l’herència<br />Va formular la TEORIA CROMOSÒMICA DE L’HERÈNCIA:<br />“Els gens es localitzen al llarg dels cromosomes i, per tant, els gens que pertanyen a un mateix cromosoma tenen tendència a heretar-se junts”<br />Per al seus estudis va utilitzar la mosca del vinagre o Drosophila melanogaster. Raons<br /><ul><li> Fàcil de criar
  4. 4. Reproducció molt ràpida (uns 15 dies en condicions òptimes)
  5. 5. Només presenta 4 parells de cromosomes</li></ul>Thomas Hunt Morgan<br />
  6. 6. 4<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br />Coneixementsprevis:<br />Cada cromosoma conté 2 cromàtidesidèntiques<br />Cada individu conté dos cromosomeshomòlegsamb gens igualsperòal·lels que poden ser diferents<br />Durant la meiosihi ha una separació de les cromàtidesrecombinades<br />Aquest esquema d’un llibre de Biologia conté una errada important, quina?<br />
  7. 7. 5<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br />Aquests altres esquemes són correctes?<br />
  8. 8. 6<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br />Quan es parla de dihibridisme (dos parells de gens consideratsalhora) poden haver-hiduespossibilitats:<br />Els dos caràcters es local·litzen en dos cromosomeshomòlegsdiferents.<br /> En aquest cas parlem de caràctersmendelians (si hi ha dominància completa i només dos al·lels) o, mésnormalment, de caràctersindependents<br />Un individudihíbriddónalloc a 4 gàmetesdiferents en les mateixesproporcions de 1/4<br />
  9. 9. 7<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br />2. Els dos caràcters es local·litzen en el mateixparell de cromosomeshomòlegsperò en diferents locus, en aquest cas, es diu que sóncaràcterslligats.<br />En aquest cas, durant la meiosi, hihauràrecombinació; tant o més elevada serà la possibilitatd’aquesta, entre els dos al·lels, commés gran sigui la separació entre elscaràcters.<br />Aixípodrem parlar de dos tipus de lligament:<br />Lligamentabsolut<br />Lligamentrelatiu<br />
  10. 10. 8<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br />En aquest cas tenim en compte un tetrahibridisme en Cisonhi ha una recombinació entre elscaràcters B i C. Apareixen 4 gàmetesdiferents:<br />Gàmetesparentals: abcd i ABCD<br />GàmetesrecombinantsabCD i ABcd<br />Quanels dos caràcterslligatssóndominats i recessius es diu que estan en forma Cis o en fase d’acoblament; si en cada cromosoma hi ha un dominant i un recessiu es diu que estan en fase de repulsió o Trans<br />
  11. 11. 9<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br /> 1. El lligament absolut entre gens<br />Aquest es dónaquanels dos caràcters en estudiestan tan a prop entre ells que la probabilitat de que hihagi una recombinacióésnul·la o moltbaixa (cal recordar que en cada parell de cromosomeshomòlegs en profase I hi ha, al menys, una recombinació)<br />En aquest cas els dos caràcterss’heretenjunts:<br />Si aquest individu s’encreua amb un doble recessiu (fem un encreuament proba)<br />A<br />A<br /> B<br /> B<br />A a<br />B b<br /> ab<br />AB AaBb<br />ab aabb<br />100% de la descendència parental<br />a<br />a<br />b<br />b<br />Lloc de recombinació<br />
  12. 12. 10<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br /> 2. El lligament relatiu o recombinació genètica<br />En aquest cas sí apareixenindividusrecombinants en la segonageneració, peròsónmenysfreqüents i com a màxim el 50% si semprehi ha recombinació, és a dir, estantotalment un a cada costat del cromosoma<br />A<br />Freqüència de recombinació: percentatge d’individus amb genotip recombinant que apareixen en la segona generació filial<br />Lleis de la recombinació:<br />Dos gens lligats presenten una freqüència de recombinació quasi constant<br />La freqüència de recombinació és directament proporcional a la distància entre els parells de gens<br /> A<br />A a<br /> B<br />b<br /> B b<br />a<br />a<br />B<br />b<br />
  13. 13. 11<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br /> 3. Els mapes cromosòmics<br />Fan referència a la identificació dels diferents gens d’un mateix cromosoma homòleg.<br />Es fan experimentalment molts encreuaments, només tenint en compte dues característiques diferents, i s’observen el % d’ndividus recombinants. S’estableix com a distància entre dos gens el CENTIMORGAN que correspon a % d’individus recombinats.<br />
  14. 14. 12<br />La teoria cromosòmica de l’herència<br /> 3. Els mapes cromosòmics<br />Exemple: Donar l’ordre i distància gènica<br />S’estudia els descendents de la F2 entre 3 caràcters A, B i C i s’obtenen les següents dades:<br />AABB x aabb F2 = 462 individus<br /> Aabb = 23<br /> aaBb = 28<br />AACC x aacc F2 = 527 individus<br /> A-C- = 461<br /> aacc = 44<br />BBCC x bbcc F2 = 158 individus<br /> bbCc = 7<br /> Bbcc = 4<br />
  15. 15. 13<br />2. La determinació del sexe<br />El sexed’unindividu ve donatpeltipus de gàmeta<br />que desenvolupa<br />Sexe masculí: gàmetes petits i mòbils<br />Sexe femení: gàmetes grans e inmòbils<br />
  16. 16. 14<br />2. La determinació del sexe<br />En el cas dels mamífers, en que el mascle és l’heterogamètic, serà aquest el que determinarà el sexe dels descendents, perquè és el que té diversitat gamètica sexual.<br />La presència del cromosoma Y amb el gen TDF (Testicle Development Factor) serà el que provocarà el canvi en les gònades masculinitzant-les i provocant que produeixi testosterona (hormona masculinitzant) que té com a cèl·lules diana a moltes de l’organisme, produint caràcters sexuals primaris i secundaris<br />
  17. 17. 15<br />2. La determinació del sexe<br />
  18. 18. 16<br />2. La determinació del sexe<br />1. Factorsambientals en la determinació del sexe<br />A més poden haver-hi, en altres organismes, altres factors que determinin el sexe:<br />Secreció de determinades hormones: cas de plantes i cucs<br />2. Temperatura: que actuarà en el moment de la formació de les gònades i per tant determinarà el sexe final de l’individu. Cas de rèptils com les tortugues<br />3. Comportament:<br /> * Canvi de sexe en alguns peixos i anfibis mascles a femelles quan desapareix la femella dominant.<br /> * Canvi de femella a mascle quan aquest desapareix <br /> * Alguns cucs si quedan solitaris; són femelles si romanen junts són mascles<br />
  19. 19. 17<br />2. La determinació del sexe<br />2. Factors cromosòmics en la determinació del sexe<br />En molts organismes el què determinarà el sexe serà un gens localitzats en un cromosoma diferent (sexual o heterocromosoma).<br /> N’hi ha 3 sistemes bastant comuns:<br />1. Sistema XX-XY:<br /> Propi de vertebrats i alguns invertebrats en el que la femella és XX (homogamètiques) i el mascle és XY (heterogamètic).<br /> Els aparells sexuals tenen dos estructures que cal desenvolupar:<br /> a) Gònades: si està el cromosoma Y fa que es desenvolupi el còrtex donant lloc als testicles; la seva absència produeix que es desenvolupi la medul·la formant els ovaris.<br /> b) Conductes sexuals: la presència del cromosoma Y fa desenvolupar els conductes de Wolff que donaran lloc als conductes masculins (deferents, epidídim, eferents, ejaculador), el penis i les glàndules (seminals, pròstata i bulbouretral o de Cowper). La seva absència provocarà el desenvolupament dels conductes de Müller que donaran lloc a les trompes, úter i vagina.<br />
  20. 20. 18<br />2. La determinació del sexe<br />2. Factors cromosòmics en la determinació del sexe<br />2. Sistema XX-X0:<br /> Propi de molts insectes i nematodes. Les femelles són homogamètiques XX i els mascles heterogamètics X0.<br />3. Sistema haplodiploïdia:<br /> Propi d’insectes socials com abelles, vespes i formigues. Les freqüències entre mascles i femelles no són iguals com en els altres dos sistemes que són del 50%.<br />
  21. 21. 19<br />2. La determinació del sexe<br />2. Factors genètics en la determinació del sexe<br />A vegades el sexe ve determinat per un grapat de gens en un mateix locus com un al·lelomorfisme múltiple amb dominància diferent i no pas per una parella de cromosomes. Es dóna en alguna planta:<br /> aD &gt; a+ &gt; ad<br /> aD-: mascle<br /> a+a+ o a+ad: hermafrodita<br /> adad: femella<br />
  22. 22. 20<br />3. L’herència lligada al sexe<br />Els cromosomes que determinen el sexe són molt diferents entre si. El cromosoma X és gros i conté molts gens mentre que el Y és petit i conté pocs gens. Hi ha dues parts una que és homòloga i una altre diferencial.<br />Els mascles únicament tenen uns pocs gens o gens holàndrics, en la zona heteròloga (part relativament petita). Això fa que els gens que es localitzen en la zona diferencial de la X (més de 120 anomenats ginàndrics) s’heretin d’una manera especial: herència lligada al sexe. <br />
  23. 23. 21<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Portadora: aquella femella que conté un gen lligat a X anòmal però que no el manifesta.<br />Genotips i fenotips possibles:<br />XX: dona normal, sana<br />XaX: dona portadora, no malalta<br />XaXa: dona que manifesta anomalia<br />XY: home normal sa<br />XaY: home afectat<br />
  24. 24. 22<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Cas 1: Daltonisme<br />No distingir entre els colors verd i vermell. Gen recessiu Xd .<br />Probabilitat de tenirdescendènciaambdaltonisme:<br />Exemple 1: XXd x XY<br />Exemple 2: XdY x XX<br />Exemple 3: XdXd x XY<br />
  25. 25. 23<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Cas 2: Hemofilia<br />Absència d’un factor de coagulació (VIII, IX o XI), cosa que causa fortes hemorràgies amb petits traumatismes. És un gen recessiu Xh; letal en homozigosi, per la qual cosa, no hi ha femelles hemofíliques doncs el zigot no és viable.<br />Exemple 1: XXh x XhY<br />Exemple 2: XhY x XX<br />Exemple 3: XXh x XY<br />
  26. 26. 24<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Drosophila:<br />+ : salvatge<br />Cur: mutació autosòmica dominant<br />Xw: mutació lligada a X recessiva<br />XBar: mutació lligada a X dominant<br />se+: per la mutació sèpia és normal<br />X+: pel caràcter lligat al sexe és normal<br />
  27. 27. 25<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Cas 3: Color Blanc (White) dels ulls en Drosophila<br />
  28. 28. 26<br />3. L’herència lligada al sexe<br />1. L’herència lligada al cromosoma X<br />Cas 3: Color Blanc (White) dels ulls en Drosophila<br />Exemple 1: st+ st X+ Xw x st+ st X Y<br />Exemple 2: br br XwY x br+ br X X<br />Exemple 3: Cur+ Cur+XwXw x Cur Cur+ X Y<br />
  29. 29. 27<br />3. L’herència lligada al sexe<br />2. L’herència lligada al cromosoma Y<br />Es coneixen pocs gens i únicament els presenten els mascles. S’anomenen gens holàndrics:<br />* Alguns d’histocompatibilitat<br />* Hipertricosis auricular<br />* TDF (testicle development factor)<br />
  30. 30. 28<br />3. L’herència lligada al sexe<br />3. L’herència lligada als cromosomes XY<br />Aquests són els caràcters determinats pels gens que se situen en la zona homòloga, com la ceguesa als colors i la ceguesa nocturna.<br />A més hi ha altres caràcters que són influïts pel sexe:<br />* calvície en humans<br />* presència o absència e cornamenta en algunes races ovines.<br />
  31. 31. 29<br />4. Les mutacions<br />Són canvis bruscos en algun caràcter deguts a un canvi genètic, el qual determina l’aparició d’un caràcter nou, la desaparició d’un caràcter existent o la variació de la tendència primitiva d’un caràcter.<br />a)Mutació directa: canvi en un caràcter salvatge<br />b)Mutació inversa: quan retorna un mutant al seu primitiu.<br />La freqüència de mutació sol ser molt baixa 1/106 gens en un gàmeta.<br />Els canvis poden aportar una avantatge sobre als altres caràcters presents en un medi determinat, provocant una evolució. Aquests canvis poden ser en varies formes:<br /> * canvis en la morfologia: talla, pes<br /> * aparició de caràcters anòmals: polidactília<br /> * canvis fisiològics: hemofília<br /> * bloqueig de reaccions bioquímiques<br />
  32. 32. 30<br />4. Les mutacions<br />Depenent del lloc i el tipus de cèl·lula on es produeix n’hi ha dos tipus:<br />Mutacions somàtiques: aquestes les pateix el mateix individu i no es transmeten a la descendència, afectant a més zones del cos com més d’hora del seu desenvolupament embrionari es doni.<br />2.Mutacions germinals o genètiques: les pateixen les cèl·lules sexuals (gàmetes –només afectaria a un zigot- o cèl·lules precursores –poden afectar a gran part de la descendència-) afectant no al individu sinó a la descendència<br /> Depenent del tipus d’alteració es poden classificar en:<br />1. Mutacions gèniques: petit fragment d’ADN<br />2. Mutacions cromosòmiques: afecten a gran part del cromosoma o a tot.<br />
  33. 33. 31<br />4. Les mutacions<br />1. Les mutacions gèniques<br />No són observables al microscopi.<br />Mutació puntual: <br /><ul><li> se substitueix una base nitrogenada per una altra, afecta o no a l’estructura d’una proteïna.</li></ul>* s’afegeix o es perd un parell de bases, provocant un canvi de lectura i afectant a més proteïnes per mutació per inserció o desplaçament estructural.<br />
  34. 34. 32<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions cromosòmiques<br />N’hi ha dos tipus que poden ser observats en el microscopi:<br />1. Mutacions que afecten a la distribució dels gens (estructura dels cromosomes)<br />2. Mutacions cromosòmiques que afecten el nombre de cromosomes.<br />1. Les mutacions cromosòmiques que afecten a l’estructura dels cromosomes.<br />N’hi ha que:<br />a) modifiquen el nombre de gens:<br />* Delecció: Consisteix en la pèrdua d’un fragment de cromosoma terminal o intercalat.<br />* Duplicació: un fragment del cromosoma es repeteix.<br />
  35. 35. 33<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions cromosòmiques<br />b) Modifiquen la situació dels gens:<br />* Inversió: un fragment de cromosoma fa un gir de 180o. Els gàmetes amb aquesta mutació no poden ser fecundats o fecundar.<br /><ul><li>Translocació: un fragment de cromosoma canvia de lloc.</li></ul>ALTRES: - intercanvi simple: s’adhereix a un altre cromosoma<br /> - intercanvi recíproc: fragments de cromosomes no homòlegs<br />* Fusió: quan dos s’uneixen i en formen un de nou. Es perd una parella de cromosomes.<br />
  36. 36. 34<br />4. Les mutacions<br />1. Les mutacions genètiques<br />Les mutacions genètiques poden ser silencioses:<br />a) No provoquen cap canvi en l’aminoàcid corresponent<br />b) Sí provoquen un canvi d’aminoàcid, però aquest no està en la part o centre actiu de la proteïna<br />Poden provocar un canvi proteic i alterar la funcionalitat de la proteïna codificada. Aixó provocarà un canvi morfològic o fisiològic en l’individu mutant.<br />
  37. 37. 35<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions o aberracions cromosòmiques<br /> Afecten el nombre dels cromosomes<br />Hi ha dues varietats:<br />1. Euploïdia: variació de la dotació cromosòmica completa:<br />* Monoploïdia: dóna lloc a un individu haploide<br />* Poliploïdia (individus 3n, 4n, 5n, etc.) els tetraploides en vegetals solen ser més resistents i amb fruits més grans. En animals dóna lloc a individus estèrils o no viables.<br />
  38. 38. 36<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions o aberracions cromosòmiques<br /> Afecten el nombre dels cromosomes<br />Individu 3n (2 espermatozoides van fecundar un òvul)<br />
  39. 39. 37<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions o aberracions cromosòmiques<br /> Afecten el nombre dels cromosomes<br />2. Aneuploïdia: és la variació en el nombre de cromosomes que només afecta a una parella homòloga del total de la dotació cromosòmica:<br />a) Mutació monosòmica: falta un cromosoma de la parella, donant lloc a un individu monosòmic (2n-1). Les somàtiques no són viables i la sexual 45X0 dóna lloc al síndrome de Turner.<br />És la única monosomia viable, encara que ambproblemesgreus<br />
  40. 40. 38<br />4. Les mutacions<br />2. Les mutacions o aberracions cromosòmiques<br /> Afecten el nombre dels cromosomes<br />b) Mutació trisòmica: hi ha un cromosoma de més, donant lloc a un individu trisòmic (2n+1). Es dóna per problemes en el repartiment dels cromosomes durant la meiosi per no disjunció.<br /><ul><li>sexual: com el síndrome de klinefelter XXY o duplo Y
  41. 41. somàtica: síndrome de Down o trisomia 21.</li></li></ul><li>39<br />5. Anomalies genètiques en l’ésser humà<br />Una malaltia és genètica quan es localitza en els gens i es pot transmetre a generacions successives (unes 4.000 conegudes).<br /> N’hi ha 3 tipus:<br />1. Autosòmiques dominants:<br /> * Polidactília i sindactília (dos units o fusionats)<br /> * Corea de Huntington: més de 40 anys, provoca moviments irregulars i involuntaris.<br />A Mauro se li diagnosticà als 12 anys. Als 19 va morir<br />
  42. 42. 40<br />5. Anomalies genètiques en l’ésser humà<br />2. Autosòmic recessiu:<br /> * Albinisme: mancança de producció de melanina.<br /> * Fibrosi cística: producció d’un mucus respiratori i digestiu espès<br /> * Fenilcetonúria: augment de fenilalanina en sang; provoca retard mental.<br />3. Lligat al sexe recessiu: Hemofília i daltonisme<br /> * Distròfia muscular de Duchenne: debilitat dels músculs de les cames fins invalidesa.<br />
  43. 43. 41<br />6. Anomaliescromosòmiques en l’ésserhumà<br />1. Les anomalies en elsautosomes<br />Les anomalies en els autosomes<br />* Síndrome de Down. Trisomia 21. Propi de fills de dones d’edat avançada. <br />* Síndrome d’Edwards: trisomia 18. Dèficit mental, anomalies cardíaques i musculars.<br />* Síndrome de Patau: trisomia 13. Molts són deficients mentals, diferents deformitats.<br />
  44. 44. 42<br />6. Anomalies cromosòmiques en l’ésser humà<br />1. Les anomalies en els autosomes<br />Delecció en el cromosoma 4<br />
  45. 45. 43<br />6. Anomalies cromosòmiques en l’ésser humà<br />2. Les anomalies en els cromosomes sexuals<br />Les anomalies en els cromosomes sexuals<br />* Síndrome de klinefelter XXY, XXXY, XXXXY. Esterilitat, testicles petits, retard mental<br />
  46. 46. 44<br />6. Anomaliescromosòmiques en l’ésserhumà<br />2. Les anomalies en elscromosomessexuals<br />Les anomalies en els cromosomes sexuals<br />* Síndrome duplo Y: deficients mentals i molt violents<br />* Síndrome de Turner X0: femelles petites, sense menstruació i no desenvolupament de les mames.<br />* Síndrome Triple X: dèficit mental, infertilitat.<br />
  47. 47. 45<br />7. Diagnòstic i prevenció de les anomaliesgenètiques<br />Ambun diagnòstic prenatal es poden detectar algunes anomalies.<br />S’utilitzen 3 tipus de tècniques: <br />a) Ecografia: aparell que emet ultrasons i tradueix els ecos en imatges. Dóna una bona resolució de l’anatomia i morfologia del fetus. Tècnica innòcua.<br />Eco 3D<br />Té altres utilitats com mirar teixits tous<br />
  48. 48. 46<br />7. Diagnòstic i prevenció de les anomaliesgenètiques<br />b) Amniocentesi: s’extrau líquid amniòtic durant la 14ena setmana. Serveix per fer estudis cromosòmics. Comporta certs riscos, únicament es realitza en casos recomanats.<br />Pot haver-hi pèrdua de líquid amniòtic i provocar un abort <br />
  49. 49. 47<br />7. Diagnòstic i prevenció de les anomaliesgenètiques<br />c) Biòpsia de vellositats coriòniques: obtenir mostres de la placenta amb un catèter flexible per la vagina. En 3 dies les cèl·lules en cultiu poden ser estudiades i es podrien recollir 6 setmanes abans, però sembla que genera més avortaments. Actualment es fa un screening (cribratge) o anàlisi de sang al nadó per detectar anomalies metabòliques d’origen genètic.<br />
  50. 50. 48<br />7. Diagnòstic i prevenció de les anomaliesgenètiques<br />1. Tractament de les malaltiesgenètiques i consellgenètic<br />Tècnica de descobrir el cariotip i fer un idiograma<br />Idiograma d’un home<br />
  51. 51. 49<br />7. Diagnòstic i prevenció de les anomaliesgenètiques<br />1. Tractament de les malaltiesgenètiques i consellgenètic<br />No està suficientment desenvolupada la teràpia gènica (inserir un gen normal que substitueixi a un anòmal).<br />1. Si és produïda per la mancança d’una substància cal aportar-li aquesta.<br />2. Si està lligada recessivament a un cromosoma sexual X amb la reproducció assistida s’escull el sexe.<br />3. El consell genètic informa a les parelles de probabilitats de malalties hereditàries.<br />
  52. 52. 50<br />8. L’herència no cromosòmica<br />Hi ha malalties que es transmeten únicament per via materna, això vol dir que hi ha una herència no cromosòmica.<br />Herència relacionada : com el zigot aporta el citoplasma en aquest pot haver-hi alguna característica particular.<br />2.Herència lligada als cloroplasts: repartimentdesigual dels cloroplasts i clorofila.<br />3.Herència lligada als mitocondris: alguna anomalia pot provocar deficiències metabòliques.<br />

×