Y después de la secuencia, qué?

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1 Y después de la secuencia, qué? Nuestros genomas no son iguales Persona 1 Persona 2 = Variaciones en el ADN

2 Qué tipo de variaciones? Secuencia estándar Variaciones: Cambios de una base por otra: Polimorfismos Deleciones ó pérdidas Inserciones Hay variaciones que causan cambios inocuos Altura Color de ojos Forma de la cabeza

3 Hay variaciones que causan cambios perjudiciales No Disease Diabetes, Cáncer, Cardiopatías, Hemofilia.. Hemophilia Hay variaciones que causan cambios latentes Estas variaciones no son perjudiciales por sí mismas, pero pueden conferir un cierto riesgo, que puede acrecentarse en ciertas condiciones (ambiente, hábitos, etc..). Estas variaciones también pueden explicar porqué unas personas responden bien a ciertos tratamientos con fármacos y otras no. En el ejemplo, los dos son fumadores y bebedores, pero sólo uno de ellos desarrollará cáncer. Las variaciones que tienen en su ADN no son las que causan el cáncer, sino que confieren un riesgo, que puede manifestarse frente a ciertas situaciones ambientales, como el tabaco (o el humo) o la ingesta de alcohol

4 Hay variaciones que no causan cambios aparentes Nuestro genoma tiene tres mil millones de bases Entre dos personas cualesquiera hay más de 20 millones de nucleótidos de diferencia, que se agrupan en regiones del genoma.

5 Esas diferencias pueden ser de varios tipos. SNP: polimorfismos de un solo nucleótido = Sitios reconocidos por enzimas que cortan ADN Región VNTR/STR Número variable de repeticiones en tándem Las regiones VNTR/STR son polimórficas, esto es, tienen muchas formas. El número de repeticiones en tándem es muy variable dentro de una población. Cromosoma humano Persona 1 Persona 2 Persona 3..ATCCGTCGTCGTTC. (3)..ATCCGTCGTTC. (2)..ATCCGTCGTCGTCGTTC. (4) VNTR/STR : polimorfismos basados en el nº de veces que se repite una secuencia, en tándem.

6 Farmacogenómica Las personas responden de forma distinta a los fármacos En qué se diferencian? Pacientes con los Mismos síntomas Pacientes que responden bien Pacientes que no responden Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial

7 Las personas responden de forma distinta a los fármacos --ATTGTAC-- --ATTCTAC-- --AGTGTAC-- Pacientes con los mismos síntomas Genoma Pacientes que responden bien Pacientes que no responden Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial Las personas responden de forma distinta a los fármacos Pacientes que responden bien Pacientes que no responden Pacientes para los que el tratamiento es perjudicial FÁRMACO A FÁRMACO B FÁRMACO C

8 Un ejemplo: la warfarina Un anticoagulante Un ejemplo: la warfarina Dosis alta (65% de la población) Este porcentaje de la población necesita una dosis alta para que la warfarina tenga el efecto deseado. Una dosis intermedia, o menor, puede provocar trombos Dosis intermedia (32% de la población) Para este porcentaje de la población necesita una dosis intermedia es la adecuada Dosis baja (32% de la población) Este porcentaje de la población necesita una dosis baja. Una dosis más alta aumenta peligrosamente el riesgo de hemorragias Son varios los factores que influyen en la dosis de warfarina necesaria para impedir la formación de trombos, sin que cause efectos secundarios peligrosos. La variación genética explica aproximadamente el 40% de las diferencias entre individuos. El 60% restante de las variaciones en la respuesta a la warfarina puede explicarse por factores no genéticos, como la edad, el peso, el sexo, la dieta, la ingesta de otros medicamentos y el tabaco.

9 adn Información Genética Personal Santiago Torres-Martínez Genética forense

10 Individuo 1 Individuo 2 Versión A5 Versión A2 Versión A3 Versión A4 Versión B2 Versión B1 Versión B3 Versión B2 huella genética Individuo 1 Individuo

11 Variantes encontradas en la población Roberto Ana David La huella genética

12 Probabilidad de encontrar dos individuos con el mismo perfil: < De dónde se puede obtener ADN? Sangre Semen Saliva Orina Pelos Dientes Huesos Tejidos

13 Pruebas de identidad

14 Un caso de violación T CT V S1 S2 M E N CC T T: Control de tamaños C: Controles V: Víctima S1: Sospechoso 1 S2: Sospechoso 2 M: Células de la mujer E: ADN de esperma N: Novio Muestra Sospechosos

15 Pruebas de Paternidad Caso 1 madre hijo padre?

16 Caso 2 madre hijo? padre? INGENIERÍA GENÉTICA Conjunto de técnicas que permiten la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro.

17 Herramientas moleculares: Las enzimas de restricción Los extremos resultantes de los cortes facilitan la obtención de moléculas de ADN recombinante Moléculas recombinantes o quiméricas

18 CLONACIÓN = AMPLIFICACIÓN

19 Bacterias ADN recombinante Cromosoma bacteria ADN recombinante

20 Paso 1 Paso 2 bacteria plásmido (pieza pequeña de ADN) plásmido cortes Paso 3 Se inserta el gen de la insulina insulina Paso 5 Paso 4 Insulina recombinante ( transgénica )

21 Plantas transgénicas Cómo se hace una planta transgénica ADN con el gen deseado Célula vegetal 1 Regeneración de la planta ADN recombinante El gen deseado se ha insertado en uno de los cromosomas de la planta Planta transgénica (con el nuevo carácter)

22 Para qué plantas transgénicas Plantas con características de interés (resistencia a plagas, a herbicidas ) Producción de nuevos alimentos Posibilidad de incorporar características nutricionales distintas en los alimentos Vacunas comestibles (Tomates con la vacuna de la hepatitis B ) Tomates que no se deterioran

23 arroz dorado β-caroteno

24 Ruta bloqueada en el arroz blanco Ruta bloqueada en el arroz blanco Sintetasa de fitoeno Desaturasa de fitoeno Desaturasa de ξ-caroteno transgenes Ciclasa de licopeno β-caroteno

25 Porqué es bueno el β-caroteno? Vitamina A Vitamina A Porqué es bueno el β-caroteno? Los carotenos poseen propiedades antioxidantes. La vitamina A ayuda a la formación y al mantenimiento de dientes sanos, tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. Se conoce también como retinol, ya que produce los pigmentos en la retina del ojo. La vitamina A promueve la buena visión. Su falta produce el desarrollo anormal de los huesos del sistema reproductivo, ceguera nocturna, xeroftalmia (una afección de resequedad de la córnea del ojo)..

26 Mediante cruzamientos genéticos tradicionales Mediante tratamientos mutagénicos Mediante ingeniería genética Limitaciones:. Caro. Mucho tiempo. Limitado a especies y genes Limitaciones:. Aleatorio. impredecible Limitaciones:. Muy específico Animales transgénicos

27 Cómo se hace un animal transgénico DNA Oveja adulta A Oveja adulta donante de óvulos Inyección del transgén deseado en uno de los núcleos del cigoto Oveja adulta receptora fertilización in vitro Desarrollo del embrión in vitro Implante del embrión en el útero de una oveja receptora Oveja transgénica Cómo se clona un animal Oveja adulta A donante de células Oveja adulta donante de óvulos Oveja adulta receptora Dolly (clon de A)

28

29 Gen de la antitrombina Óvulo recién fertilizado El DNA recombinante se inyecta en el pronúcleo Implantar en madre adoptiva Se obtiene la leche de los animales transgénicos Identificar los descendientes transgénicos El gen de la antitrombina se ha manipulado para que sólo se exprese en el tejido mamario y se secrete en la leche Se extraen las proteínas de la leche Obtención de proteínas de interés a partir de leche de animales transgénicos Se purifica la antirombina

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