362021 1 LA GENTICA ES LA CIENCIA QUE

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LA GENÉTICA ES LA CIENCIA QUE ESTUDIA LA TRANSMISIÓN DE RASGOS ENTRE LAS GENERACIONES Y SU VARIACIÓN 3/6/2021 2

Que estudia la genética? • Las leyes de la herencia • Base física de los rasgos • Variación y evolución de los rasgos 3/6/2021 3

CAMPO DE ESTUDIO LEYES DE LA HERENCIA GENÉTICA CLÁSICA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Y SU COMPORTAMIENTO DURANTE LAS DIVISIONES CELULARES GENÉTICA MOLECULAR ESTRUCTURA DEL ADN NUCLEAR Y DE ORGANELOS REPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA MUTACIÓN Y REPARACIÓN DEL ADN TÉCNICAS DE ADN RECOMBINANTE GENÉTICA EVOLUTIVA LEY DE HARDY-WEINBERG GENÉTICA DE POBLACIONES EVOLUCIÓN ESPECIACIÓN 3/6/2021 4

UN POCO DE HISTORIA. . 3/6/2021 5

CRONOLOGÍA Genética AM 3/6/2021 Mendel 1866 y DM 6

Diminutas partículas de cada parte del cuerpo entran en la sustancia seminal de los padres y al fusionarse crean un nuevo individuo que exhiben rasgos de ambos. Hipócrates de cos A través del torrente sanguíneo se transportan hasta los órganos sexuales una copia exacta aunque invisible, de todos los componentes del cuerpo que se reúnen en el interior de los gametos. Con la fecundación se unen las “gémulas”, que se separan durante el desarrollo y van a diferentes partes del cuerpo para formar una mexcla de órganos y tejidos maternos y paternos. 3/6/2021 Darwin 7

GENÉTICA AM v Las partículas de la herencia se mezclaban v Un parental aporta mas que el otro v Herencia de caracteres adquiridos 3/6/2021 8

GENÉTICA DM LA GENÉTICA Y LOS GENES. . . 3/6/2021 9

QUE SON LOS GENES ? o Algo que determina un rasgo particular o Un segmento de ADN que codifica para una proteina o Una unidad de herencia 3/6/2021 10

MENDEL Y LOS “FACTORES” DE LA HERENCIA 3/6/2021 11

Ley de la segregación v v Cada rasgo hereditario está controlado por independientes por factores genes independientes v transmiten cambios v Los factores genes sese transmiten sinsin cambios entre las generaciones v que determinan v Los factores genes que determinan loslos caracteres se se hallan de de aa pares (alelos) v segregan (separan) v Los factores genes sese segregan (separan) enen los 3/6/2021 los gametos y vuelven a unirse concon la la formación del cigoto 12

La forma de la semilla de la arveja (Pisum sativum) X RR RR R R Las semillas de Mendel RR 3/6/2021 13

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES DE QUE ESTABAN HECHOS COMO FUNCIONABAN 3/6/2021 14

Theodore Boveri and William Sutton-1902 • LOS GENES ESTABAN EN LOS CROMOSOMAS !!! 3/6/2021 15

CROMATINA Y CROMOSOMAS Célula en interfase 3/6/2021 Profase temprana Profase Metafase 16

CARIOTIPOS 3/6/2021 17

1865 1915 - T. H. Morgan Los genes se disponian linealmente en el cromosoma 3/6/2021 18

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES COMO FUNCIONABAN DE QUE ESTABAN HECHOS 3/6/2021 19

No tenemos la menor idea del proceso por el cual la similitud de los padres se transmite a la descendencia. Este proceso es tan misterioso para nosotros como un destello de luz lo es para un salvaje. No sabemos cual es el agente esencial en la transmisión de las caracterisiticas parentales, ni siquiera si es un agente material o no. No solo nuestra ignorancia es completa, sino que no tenemos la menor idea de cómo comenzar a trabajar en el problema. Bateson 3/6/2021 20

1865 Beadle & Tatum - 1941 La hipótesis un gen – una enzima Neurospora crassa Ascospores en medio completo X-rays Todos crecen medio mínimo Minimo + amino ácidos No crecen los mutantes Mutantes deficientes en la síntesis de arginina. 21 3/6/2021 Cys Glu Arg Lys His

+ Arginine + Ornithine Minimal Medium Tipo normal + Citruline Beadle & Tatum - 1941 1865 Gene A Precursor Enz A Gene B Ornithine Enz B Gene C Citruline Enz C Arginine BLOQUEO Mutantes clase I Precursor Ornithine Enz B Citruline Enz C Arginine Mutantes clase II Precursor Enz A Ornithine Citruline Enz C Arginine Mutantes clase III Precursor Enz A Ornithine Enz B Citruline Arginine 3/6/2021 22

DONDE SE LOCALIZABAN LOS GENES COMO FUNCIONABAN DE QUE ESTABAN HECHOS 3/6/2021 23

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ADN o PROTEÍNAS? en busca del material hereditario Que características debería presentar el material hereditario? v Perpetuarse (replicarse) v Manifestarse (expresarse) v Cambiar (mutar) v Combinarse (recombinarse) 3/6/2021 25

1928 - Frederick Griffith 1865 Colonias “Rugosas” Colonias “Lisas” Transformación de Streptococcus pneumoniae Células L vivas bacteria Células R vivas cápsula Células L muertas por calor junto a celular R vivas Inyección Resultados 3/6/2021 Células L vivas en muestras de sangre de los ratones muertos 26

1865 1944 - Avery, Mac. Leod & Mc. Carty El DNA purificado como un factor de transformación El ADN de las células lisas transformaba a las rugosas 3/6/2021 Oswald Avery Colin Mac. Leod Maclyn Mc. Carty 27

1865 1952 - Hershey & Chase El DNA viral (no las proteínas) programa las células bacteriofagos 3/6/2021 Martha Chase & Alfred Hershey 28

1865 1952 - Hershey & Chase Proteínas radioactivas (35 S) Se centrifuga y se mide la radioactividad en el pellet y el supernadante fago T 2 Bacteria La radioactividad está en el supernadante pero no en el pellet. El fago radioactivo infecta las células bacteriales 3/6/2021 Se separan las cubiertas proteicas de la superficie bacterial 29

1865 1952 - Hershey & Chase DNA radioactivo (32 P) Radioactividad en el pellet, pero no en el supernadante Por lo tanto, es el DNA viral, y no las proteínas, lo que programa a la célula para que haga copias del virus 3/6/2021 30

LA ESTRUCTURA DEL ADN 3/6/2021 31

1865 1947 - Erwin Chargoff Las bases de DNA siguen ciertas reglas • La composición es especie específica • A = T, C = G en todas las especies 3/6/2021 32

1865 1953 - Franklin & Wilkins La naturaleza helicoidal del DNA Rosalind Franklin Film fotográfico Fuente de rayos X DNA cristalizado 3/6/2021 Maurice Wilkins 33

1953 - Watson & Crick 1865 Descripción de la estructura tridimensional del DNA Francis Crick & James Watson 3/6/2021 34

1865 1953 - Watson & Crick Que dedujeron de: Datos de R. Franklin • hélice doble • ancho uniforme de 2 nm • bases separadas por 0. 34 nm Chargoff • la adenina se aparea con la timina • la citocina se aparea con la guanina 3/6/2021 35

1865 1953 - Watson & Crick Que dedujeron ellos mismos? • Las bases están hacia adentro, y los fosfatos y las azucares hacia afuera • Enlaces de hidrogeno • Hebras antiparalelas • Sugirieron un modo semiconservativo de replicación 3/6/2021 36

La replicación del DNA es semiconservativa 3/6/2021 37

1865 1957 - Francis Crick Propuso el dogma central ADN ARN 3/6/2021 PROTEINAS 38

1961 Nirenberg y Ochoa Polinucleótido fosforilasa Sistema libre de células UUUU AAAA CCCC GGGGGGG 3/6/2021 fenilalanina lisina prolina glicina 39

1964 Nirenberg y Leder Prueba de unión UAC 3/6/2021 FILTRO 40

EL CÓDIGO GENÉTICO 3/6/2021 41

QUE SON LOS GENES ? o Algo que determina un rasgo particular o Un segmento de ADN que codifica para una proteina o Una unidad de herencia 3/6/2021 42

Un segmento de ADN que contribuye a un fenotipo/función. En ausencia de una función demostrable, un gen puede ser caracterizado por secuencia, transcripción u homología. Human Gene Nomenclature Committee 3/6/2021 43

Un gen es la unidad física y funcional de la herencia, que lleva la información de una generación a la próxima. En términos moleculares, es la sequencia de DNA - incluyendo exones, intrones y regiones reguladoras no codificantesnecesaria para la producción de una proteina funcional o ARN. 3/6/2021 44

LA DECADA DE LOS 70 3/6/2021 45

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1865 1970 - Smith & Nathans Descubrimiento de las enzimas de restricción Hamilton Smith • Descubrió Hind. II en Haemophilus influenzae Daniel Nathans • Utilizó Hind. II para hacer el primer mapa de restricción del SV 40 3/6/2021 47

1865 1972 - Paul Berg El primer DNA recombinante utilizando Eco. RI Sitios de reconocimiento. Eco. RI DNA plasmidico Eco. RI corta el DNA en fragmentos Extremos pegajosos DNA 3/6/2021 recombinante SV 40 DNA ligasa 48

1865 1973 - Boyer, Cohen & Chang Transformación de E. coli con plásmidos Gen resistente a la canamicina recombinantes Plasmid p. SC 101 Gen resistente a la tetraciclina Stanley Cohen & Annie Chan Medio con canamicina y tetraciclina E. coli transformada con plásmidos recombinantes 3/6/2021 Sólo crecen colonias recombiantes Herbert Boyer 49

1865 1977 - Genentech, Inc. La primera proteína humana producida por una bacteria transgénica (somatostatin) • Compañía fundada por Herbert Boyer y Robert Swanson en 1976 • Considerada el advenimiento de la edad de la biotecnología 3/6/2021 50

LA DECADA DE LOS 80 3/6/2021 51

1865 1980 • La suprema corte de U. S. permite patentar formas de vida 1985 • Se prueban plantas modificadas genéticamente En 1988 el National Center for Biotechnology Information (NCBI) y el Gen. Bank 3/6/2021 Margaret Dayhoff 52

LA DECADA DE LOS 90 3/6/2021 53

1865 LOS 90: GENOMAS Y CLONES 1995 • primer genoma: Hemophilus influenzae. 1996 • Genoma de Saccharomyces cerevisiae • 1997 • Se clona Dolly 1998 • Genoma de C. elegans 3/6/2021 54

COMO FUNCIONA UN GENOMA? GENÓMICA Y PROTEÓMICA 3/6/2021 55

EL FUTURO. . . 3/6/2021 56

Genómica y sociedad Genómica y salud Genómica biológica 3/6/2021 57

Genomica biológica v Desarrollar un catálogo completo y comprensible de los componentes genómicos v Establecer como funcionan en forma coordinada para controlar las funciones de las células y los organismos v Entender como los genomas varían y adquieren nuevos roles funcionales 3/6/2021 58

Genomica y salud Establecer los genes que tienen un rol en la salud y en la enfermedad y determinar como interactuan con los factores ambientales Metodos de diagnóstico para la predicción de la suceptibilidad y la respuesta a drogas Existen productos dirigidos hacía sólo 500 productos génicos humanos 3/6/2021 59

Genomica y sociedad Analizar el impacto de la genética en conceptos de raza, identidad de grupo, salud, enfermedad y normalidad de rasgos y comportamientos. Establecer políticas para el uso de la información genética y los límites éticos de su investigación. 3/6/2021 60