NUESTRO MATERIAL GENETICO

Transcripción

1 NUESTRO MATERIAL GENETICO Curso de Biología humana, salud y hábitos saludables Molina de Segura, Noviembre 2010 Rafael Peñafiel García

2 Las células de nuestro organismo portan en su núcleo un manual de instrucciones donde se especifican sus distintas funciones Aunque ese manual es el mismo para todas, cada estirpe celular hepáticas, epidérmicas y otras- echa mano de un capítulo diferente para cumplir su propia misión El manual contiene asimismo la información en virtud de la cual un embrión unicelular, el óvulo fecundado, se convierte primero en feto y luego en bebé Y además sigue suministrando información mientras el niño madura física e intelectualmente Cada uno de nosotros es irrepetible; en efecto el manual difiere ligeramente de un sujeto a otro, de suerte que en él están especificadas casi todas las características físicas y muchas claves del comportamiento que nos individualizan Manual tan extraordinario se llama genoma Mario R Capecchi Premio Nobel de Medicina 2007

3 Espermatozoide Óvulo o o o o Genoma : 10 PICOGRAMOS o o o o o billones de células 16 Feto Neonato

4 Proyecto Genoma Humano ( ) Proyecto 1000 Genomas

5 Variedad biológica, unidad bioquímica Fenotipo y genotipo (D) (E) (F)

6 Estructura celular Biomoléculas Proteínas Miles de proteínas diferentes (Hemoglobina Colágeno Insulina Transaminasas ) PROTEOMA Acidos nucleicos Hidratos de carbono Lípidos Estructura y función de la célula

7 Estructura de proteínas Hemoglobina 20 aminoácidos proteicos VHLTPEEKSAV secuencia Glu Ala Anemia falciforme

8 Existen MILES de proteínas diferentes ( ) Información necesaria para la síntesis de PROTEÍNAS almacenada en los GENES Un gen codifica una proteína Los GENES están formados por ácido desoxirribonucleico (ADN) ADN: polinucleótidos Mononucleótidos

9 1 GGCTGCTGGGCTGGCGGGGCGCAGGCCGCGGGACCCGAGCCCGGGGAAGCGAGAGAGCGG 61 AGGCGCCGAGGATCCGATTCACTCCCTGGGGAGACCTATGGGCCGAAGCCGTGTAAATGC 121 GTTTTAAGAGGCCTCGGCTCCGCAACTGCCACTCCTCCTCGGGGTGTTGCACAAGTTTCG 181 AGGTCACCGGCGACCCCCCCTAGCAGCGCGCCTGGCTCTGGCCCCCGCGAAGGAGGACGG 241 AGTTTGTGTGTTGCATACTTTCTAAGGCGGCGGCTGCAGCAGCGGCTCCATCCAGCCCGT

10 Correlación entre secuencia de proteína y secuencia de ADN A,T,C,G A,U,C,G 20 aminoácidos ADN ARN Proteína ARN mensajero TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN

11 ADN 4 letras PROTEINA 20 letras Código genético ARNt ( traductores )

12 Estructura del ADN: doble hélice Watson y Crick

13 ADN: dos cadenas polinucleotídicas de secuencias complementarias A G T C

14 ADN Transcripción ADN ARNm ARN Traducción PROTEÍNAS Proteína ARNm Ribosoma ARNt

15 2-5 x10 6 pares de bases proteínas diferentes Helicobacter pylori Multiplicación de bacterias Fenómeno de la herencia

16 Replicación del ADN: proceso de copia del ADN ATTCGATACGGTATGC TAAGCTATGCCATACG ATTCGATACGGTATGC T ATTCGATACGGTATGC TA ATTCGATACGGTATGC TAA C TAAGCTATGCCATACG GC TAAGCTATGCCATACG TGC TAAGCTATGCCATACG ATTCGATACGGTATGC TAAGCTATGCCATACG ATTCGATACGGTATGC TAAGCTATGCCATACG

17 Dimensiones genoma humano 5 pico gramos ADN Espermatozoide núcleo mitocondrias Óvulo pares de bases 3 Gb 2 x pares de bases ADN de una célula =2 metros ADN mitocondrial (herencia materna) 91 m Paris Japonica Km 1000 libros 1000 pg ADN 200 M de Km

18 Cromosomas y cariotipo Mujer Hombre Cromosoma Cromatina Epigenética HISTONAS Nucleosoma 24 moléculas diferentes ADN

19 El ADN se puede aislar, fragmentar y analizar Palindromos Endonucleasas de restricción RADAR DABALE ARROZ A LA ZORRA EL ABAD Obtención de ADN recombinante Secuenciación de los fragmentos de ADN

20 Análisis de genes: arquitectura génica GENES BACTERIANOS GENES HUMANOS exones intrones Globina beta Albúmina

21 Proyecto Genoma Humano ( ) CONSORCIO INTERNACIONAL CELERA GENOMICS (Craig Venter) Bancos de Genes (wwwensemblorg) ADN nuclear pares de bases ~30000 genes ADN mitocondrial pb 37 genes (Función desconocida de muchos de ellos) ADN codificante ~ 2% ADN regulador ADN separador ADN repetitivo Telómeros Huella de ADN Microsatélites

22 Proyecto 1000 Genomas Se pretende analizar el genoma de 2500 personas Octubre de 2010: análisis de ~900 personas de diferentes grupos étnicos Genoma completo de 179 personas de cuatro grupos Genoma completo de dos trios: padre-madre-hijo Genoma codificante de 697 personas de 7 grupos étnicos 15 millones de polimorfismo de un nucleótido (SNP) (la mitad no descritos antes) Cada niño tiene 60 mutaciones que no existían en sus padres Genes que son importantes en el desarrollo neuronal Conocer aspectos de la evolución de la especie humana Conocer mejor la causas de diferentes enfermedades

23 Genoma personalizado Farmacogenética: medicamentos más efectivos

24 PROTEINAS ADN ADN Traducción ARN Replicación Recombinación Modif epigenéticas Transcripción ADN ADN* (ácido desoxirribonucleico) Reparación ADN ** Lesiones Agentes endógenos Agentes exógenos Evolución Mutaciones Enfermedades

25 Enfermedades genéticas Hereditarias ADN ALTERACIONES Enfermedades cromosómicas Enfermedades monogénicas Enfermedades poligénicas ENFERMEDADES GENÉTICAS Cáncer Oncogenes Genes supresores de tumores

26 Aplicaciones del estudio del ADN a la Medicina Medicina legal y forense Investigación de paternidad Identificación Criminalística Diagnóstico y pronóstico Biotecnología: obtención de proteínas de interés médico Terapia génica Farmacogenética

27 Animales transgénicos

28 Ratones transgénicos del gen de la hormona del crecimiento T N

29 Ratones transgénicos Proteínas fluorescentes

30 Transgénesis Eliminación, abatimiento o noqueo de genes (KO) Ap LHX2 Introducción de genes

31 Genómica sintética Síntesis genoma de 'Mycoplasma mycoides' 'Mycoplasma capricolum' C Venter, 2010 Eliminación genoma Introducción genoma sintético

32 Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos (UNESCO) Art 1 El genoma humano es la base de la unidad fundamental de todos los miembros de la familia humana y del reconocimiento de su dignidad intrínseca y su diversidad En sentido simbólico, el genoma humano es el patrimonio de la humanidad Art 2 (a) Cada individuo tiene derecho al respeto de su dignidad y derechos, cualesquiera que sean sus características genéticas (b) Esta dignidad impone que no se reduzca a los individuos a sus características genéticas y que se respete el carácter único de cada uno y su diversidad 25 artículos