VARIACIÓN INTER-INDIVIDUAL

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Tomás Casado Gil
hace 6 años
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1 Facultad de Medicina Genética 1 er Curso TEMA 2 LA GEOGRAFÍA DEL GENOMA HUMANO 2.1 Estructura del genoma humano y variación inter-individual. 2.2 El ADN repetitivo. 2.1 ESTRUCTURA DEL GENOMA HUMANO Y VARIACIÓN INTER-INDIVIDUAL 1

2 Historia y desarrollo del Proyecto Genoma Humano: 1986 Iniciativa del Genoma Humano, el mayor proyecto biomédico de la historia con vistas a terminar en 2005: secuencia completa del genoma humano Inicio. Desarrollo herramientas: mapas genéticos, mapas físicos. vídeo marcadores Mapas genéticos de ligamiento: Marcadores de ADN RFLP Polimorfismos de Longitud de Fragmentos de Restricción VNTR - Número Variable de Repeticiones en Tándem SNP Polimorfismos de un solo nucleótido homozigoto c heterozigoto c/t homozigoto t RFLP Producto PCR Digestión Con AluI (reconoce ) Fragmentos (pb) Electroforesis Y visualización

Minisatélites-VNTR 1 Secuencia única CACACACA Secuencia única Microsatélites-STR 2 3 4 CACACACACACACACA

3 Minisatélites-VNTR 1 Secuencia única CACACACA Secuencia única Microsatélites-STR CACACACACACACACA CACACACACACACACACACACACA CACACACACACACACACACACACACACACACA Primer 1 Primer 2 PCR ADN amplificado 3

4 SNPs SNPs: Single Nucleotide Polymorphisms, polimorfismos de un único nucleótido. Consisten en la sustitución de una base por otra. La mayoría ocurre en las regiones intergénicas y no tienen ningún efecto. Otras ocurren en regiones codificantes, pudiendo ser: silenciosa, cambio de sentido, sin sentido. Al comparar un fragmento de ADN en un grupo de animales suele encontrarse un SNP cada pb. Los SNPs definen distintos alelos que se localizan en locus. Algunos consisten en RFLP, es decir, crean o destruyen el sitio de reconocimiento para una enzima. En humanos se han identificado más de 4 millones de SNPs. Un SNP de frecuencia ~5% ocurre cada 1kb a lo largo del genoma. Gran interés en descubrir SNPs en animales domésticos: 1- son ubicuos, localizados a lo largo del genoma 2- acontecen con rasgos de interés 3- se detectan más fácilmente. Métodos a gran escala. Principales características de estos tipos de marcadores MARCADOR ABUNDANCIA EN EL GENOMA HUMANO CARACTERÍSTICAS RFLP >10 5 Detección por Southern ó PCR Dos alelos Permite localización física Minisatélites Microsatélites >10 4 Multialélicos Detección por Southern Se acumulan en subtelómeros >10 5 Multialélicos Detección por PCR Distribución homogénea SNP >10 6 Máximo 4 alelos (habitualmente 2) Automatizables 4

5 Mapas físicos: STS y EST STS Sequence-Tagged Site (Sitio Etiquetado por su Secuencia) Pequeño fragmento de ADN (unos pocos cientos de pares de bases) de secuencia y localización genómica conocidas, fácilmente amplificable mediante PCR. vídeo STS vídeo proyecto_genoma EST Expresssed Sequence Tags (Etiquetas de Secuencia Expresada) Fragmentos de ADNc de bibliotecas obtenidas a partir de diversos tejidos. Cada EST representa un fragmento de un ARNm. TAMAÑO GENOMA HUMANO Genoma Humano nuclear pares de bases eucromatina heterocromatina video genoma_general CLASIFICACIÓN GENOMA HUMANO 70% ADN extragénico, no codifica ninguna proteína ni contiene ningún elemento funcional. 30% genes y secuencias relacionadas con genes. 1,5-2% del total del genoma es ADN codificante. 5

6 VALORES PROMEDIO GENOMA HUMANO genes 50% es ADN repetitivo Densidad media 1 gen cada 100 kb. Extremos cromosoma 19 e Y Tamaño promedio gen kb De 1 a 100 exones, promedio 7-8 exones por gen Tamaño promedio exon 150 nt Tamaño promedio ARNm 1,8-2,2 kb. Región codificante 1,4 kb Hay genes que se asemejan a otros pero al examinarlos se observan errores en su secuencia, de modo que no contienen información biológica útil: pseudogenes. Son genes que han adquirido errores o mutaciones en su secuencia de ADN durante la evolución, invalidando su información y no pudiendo codificar proteínas. Un ejemplo, son varios pseudogenes de la globina que están incluidos en los grupos de genes globina. 6

7 2.2 EL ADN REPETITIVO Genoma humano millones pb Genes y secuencias relacionadas con genes 20-30% ADN no Génico 70-80% Secuencia No codificante >90% Secuencia codificante <10% Moderado/ Altamente repetitivo 20-30% Único/bajo Número de copias 70-80% Intrones,Comienzos/ finales promotores Pseudogenes Fragmentos de genes Repeticiones Dispersas 40% Repeticiones Agrupadas 60% SINEs LINEs ADN satélite ADN minisatélite ADN microsatélite 7

8 ADN REPETITIVO Codificante: ADN ribosomal, en los brazos cortos de los cromosomas acrocéntricos 13, 14, 15, 21 y 22. Se repiten 50 veces separados por un espaciador intergénico de 30 kb. No-codificante: secuencias de ADN que se repiten en el genoma cientos o miles de veces. Estas repeticiones pueden encontrarse en tándem o dispersas. TÁNDEM: ADN satélite 1 (42 nt), 2 (ATTCCATTCG), 3 (ATTCC), alfa (171 nt, centrómeros), beta (68 nt), gamma (220 nt, centrómeros). Minisatélite i (6-25 nt en tándem hasta 100 nt-20 kb, telómeros). Microsatélites (2-4 nt repetidos hasta >150 nt. CA y CAG son muy buenos marcadores porque varían entre individuos). DISPERSO: SINE (elementos nucleares dispersos cortos), Alu. LINE (elementos nucleares dispersos largos), L1. 8

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