n

Fase de iniciación: El ARN-m llega hasta el ribosoma que está separado en sus dos subunidades y se une a la subunidad mayor; a continuación se une la subunidad menor. En los ribosomas existen dos lugares en los que pueden caber transferentes, el llamado LUGAR P (= peptidil) y el LUGAR A (= aminoacil). El ARN-m se une de tal forma que el primer codón se coloca en el lugar P. Este primer codón siempre es el mismo en todos los ARN-m (salvo en algunas mitocondrias), es el AUG leído desde el extremo 5', que codifica para el aminoácido Metionina, con el que se inician todos los procesos de traducción celular. A continuación llega hasta ese lugar P un ARN-t con el aminoácido Metionina, y al lugar A llega otro ARN-t con el siguiente aminoácido que corresponda, según las bases del segundo triplete. En ese momento una enzima une ambos aminoácidos mediante un enlace peptídico y todo el complejo se desplaza un lugar hacia el primer codón, de tal manera que ahora el di péptido se coloca en el lugar  P (peptidil) y queda libre el lugar A (aminoacil).

Transcripción del ADN

Cuando una parte de la información contenida en la molécula de ADN debe ser utilizada en el citoplasma de la célula para la construcción de las proteínas, ella es transcrita bajo la forma de una pequeña cadena de ácido ribonucleico: el ARN mensajero (ARNm) utilizando las mismas correspondencias de base que el ADN visto anteriormente, pero con la diferencia ya señalada de que la timina es reemplazada por el uracilo. Uno a uno se van añadiendo los ribo nucleótidos trifosfato en la dirección 5´a 3´, usando de molde sólo una de las ramas de la cadena de ADN y a la ARN polimerasa como catalizador.

La operación de trascripción no puede tener lugar salvo que dos secuencias particulares estén presentes en el ADN: la promotora al comienzo de la secuencia, que es distinta en las eucariotas y en los procariotas, y la de corte propiamente dicha -conocida como cola de poli A (compuesto de hasta 200 nucleótidos de adenina)-, que en las procariotas sólo existe al final de la secuencia. Las eucariotas presentan en esta región una señal que induce la cópula de un precursor más grande.

Puesto que los pares de bases se asocian asimétricamente (tomando como referencia el esqueleto de fosfato-azúcar), un surco entre los hilos es más ancho que el otro.

Éstos se llaman: el surco principal y el de menor importancia. Ambos proporcionan oportunidades para las interacciones de las base-específicas, pero el surco principal satisface mejor esa tarea y se observa más a menudo como el sitio obligatorio y primario para comenzar las transcripciones.

Traducción del ARN

La información genética llevada por el ARNm deberá ser traducida en el citoplasma por una fábrica de proteínas: el ribosoma (éste está compuesto por varios tipos de proteínas más una forma de ARN, denominado ARN ribosómico). En el ribosoma no se podrá comenzar la lectura de un mensajero mas que por una secuencia particular, distinta en las eucariotes y en las procariotas. Asido el ARNm en el ribosoma, el tercer tipo de ARN -ARN de transferencia (ARNt)- entra en acción.

Existen muchos tipos de ARNt y cada uno es capaz de reconocer determinados grupos de tres bases (codones) del ARNm. A cada triplete de nucleótidos, los ARN de transferencia hacen corresponder uno de los veinte aminoácidos que constituyen las mayores cadenas polipéptidas, las proteínas.  La información es inscripta de un trazo en el ADN bacteriano, pero en los organismos superiores se ha descubierto hace una decena de años que la información genética constituye un mosaico en los que la información útil es interrumpida por secuencias no codificantes, aparentemente inútiles, llamadas intrones (las secuencias codificantes son llamadas exones).En la célula eucariote, en principio, el ARNm transcribe todo, intrones incluídos.

Las secuencias supernumerarias formarán los lazos que serán cortados al mismo tiempo que los pedazos útiles del ARN serán recolectados. Este proceso es llamado engrosado (el cual puede dar origen a más de una forma diferente de empalme o empalmes alternativos de los que puede resultar la formación de más de un polipéptido funcional, a partir de una trascripción inicialmente idéntica); recién entonces, la molécula engrosada de ARN mensajero maduro atraviesa la membrana nuclear por los poros nucleares, ayudada por proteínas particulares de ribo-núcleo-proteínas (RNP´s m).

 

Enfermedades autosomicas

Enfermedades genéticas

Enfermedades autosómicas:

Enfermedad neurodegenerativa, que se manifiesta como deterioro cognitivo y trastornos conductuales.

Enfermedad de Huntington: 

También conocido como EH, es una enfermedad hereditaria, sin cura,  que provoca el desgaste de algunas células del cerebro. Los síntomas aparecen entre los 30 y 40 años, mostrándose inicialmente con movimientos descontrolados, torpeza o problemas de equilibrio. Más adelante, la EH puede impedir caminar, hablar o tragar. Es una enfermedad de carácter dominante, en la que 1 de 25.000, la padece. 

Fibrosis Cística:  

Es una enfermedad hereditaria que afecta a las glándulas mucosas y sudoríparas. Principalmente los pulmones, el páncreas, el hígado, los intestinos, los senos paranasales y los órganos sexuales. El moco tapa los conductos, ocasionando infecciones y otros. Es un enfermedad recesiva la cual no tiene una cura aparente. Existen tratamientos tales como el uso de nebulizador y un dispositivo para el control de secreciones.

Galactosemia:

Son incapaces de transformar el azúcar a galactosa, que compone la mitad de la lactosa, el azúcar que se encuentra en la leche. El otro azúcar es la glucosa. Si a un bebé con galactosemia se le da leche, los derivados de la galactosa se acumulan en el sistema del bebé. Estas sustancias dañan el hígado, el cerebro, los riñones y los ojos. Los sintomas son convulsiones, letargo y vómitos entre otros. El tratamiento consiste en evitar la lactosa, siendo alimentado por productos sin ésta y con suplementos de calcio. 

1 de cada 60.000 padece ésta enfermedad.

Fenilcetonuria:

Trastorno genético en el cual el organismo no puede procesar parte de una proteína llamada fenilalanina, la cual se encuentra en casi todos los alimentos. En los fenilcetonurias, que la consumen quedan con lesiones cerebrales y retrasos mentales. El tratamiento es una dieta sin fenilalanina. Uno de cada 10.000 la sufre. 

REPLICACION DEL ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "clones" de la primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismosemiconservativo, lo que indica que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original. 

Gracias a la complementación entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.

Es el principio necesario para que se realice la división celular.

·         

      Ocurre en  la fase  S del ciclo celular.

·         El mecanismo de replicación se basa en la complementariedad  de la base.

·         Se plante 3 modelos:

                             Modelo Conversativo = Copia dos hebras nuevas.

                             Modelo Disperso        =  Abre 1 espacio y 1 copia.

                             Modelo Semiconversativo= 2 procesos de  copiado.

CARACTERISICAS PRINCIPALES.

•        Proceso  de duplicación de ADN por un modelo semiconversativo.
•             Comienza en sitios específicos ( Origen de replicación)
•        Es proceso de replicación es bidireccional.
•         Las 2 hebras nuevas se van alargando progresivamente por la división secuencial de nucleótido.
•       La replicación siempre se produce en 5 – 3 siendo el extremo 3^ libre el punto a partir del cual se produce la elongación del ADN.
•        Como son dos hebras antiparalelas 1 hebra se sintetiza de forma continua y la otra forma discontinua.
•       El proceso de duplicación    aunque tiene la presencia de varias encimas la de mayor importancia es la de DNA polimerasa.
•       Siempre hay un proceso de conexión de errores que permite fidelidad en el copiado o en la copia.

         Experimento de griffith.

Se llevado a cabo en 1928, fue uno de los primeros experimentos que demostró que las bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.

En 1928, el microbiólogo Frederick Griffith, que investigaba varias cepas de neumococo (Streptococcus pneumoniae), inyectó en ratones la cepa S y la cepa R de la bacteria. La cepa S era dañina, mientras que la rugosa (R), no lo era ya que la cepa S se cubre a si misma con una cápsula de polisacárido que la protege del sistema inmune del ser que ha sido infectado, resultando en la muerte de este, mientras que la cepa R no contiene esa cápsula protectora es derrotada por el sistema inmunitario. 

Su conclusión: La transformación de la información  genética se capta a partir de una sustancia.

·         Experimento  del Avary

     

       Este siguió con el experimento de griffith después de haber realizado las mismas pruebas observaron que el responsable de la transformación de las sepas cuando se convertían en letales al ser unidas era por el ADN y no por una proteína como se creía en ese entonces, claro esta que en esa época a pesar de la evidencia que tenia Avery no era lo suficientemente concluyente como para dejar de lado la idea de que el factor responsable era una proteína.

Su conclusión: El AND  es el que transmite la información genética.

FASE DE LA INICICION.

Comienza cuando el ADN conocido como “origen de replicación  o región orio.

Los orígenes de replicación son los puntos fijos a partir de los cuales se lleva a cabo la replicación, que avanza de forma secuencial.

 Mediante consumo de ATP en dirección a la horquilla de replicación, es decir, en dirección 5' → 3' en la hebra rezagada y 3' → 5' en la hebra adelantada,la helicasa actúa rompiendo los puentes de hidrógeno que mantienen unida la doble hélice. El siguiente conjunto de proteínas reclutadas son las denominadas proteínas SSB (single-stranded DNA binding proteins, proteínas ligantes de ADN monocatenario) encargadas de la estabilización del ADN monocatenario generado por la acción de las helicasas, impidiendo así que el ADN se renaturalice o forme de nuevo la doble hélice, de manera que pueda servir de molde. Estas proteínas se unen de forma cooperativa, por lo que su unión al DNA conforme avanza la helicasa es rápida. Por otro lado, conforme las helicasas van avanzando se van generando superenrollamientos en la doble cadena de ADN por delante de la horquilla y si éstos no fueran eliminados, llegado a un punto el replisoma ya no podría seguir avanzando. Las topoisomerasas son las enzimas encargadas de eliminar los superenrollamientos cortando una o las dos cadenas de ADN y pasándolas a través de la rotura realizada, sellando a continuación la brecha.

·         Eucariota: Un punto de replicación.

·         Procariota: Varios puntos de replicación.

FASE DE ELONGACIÓN.

Se sintetiza  una nueva hebra de ADN  sobre la hebra original, ese suceso ocurre por la intermediación del ADN polimerasas.

Esta síntesis se da bidireccionalmente desde cada origen, con dos horquillas de replicación que avanzan en sentido opuesto. Cuando el avance de dos horquillas adyacentes las lleva a encontrarse, es decir, cuando dos burbujas se tocan, se fusionan, y cuando todas se han fusionado todo el cromosoma ha quedado replicado.

Puesto que la holoenzima ADN Pol III necesita de un extremo 3'-OH libre, es necesario que una ARN primasa catalice la formación de un fragmento corto específico de ARN llamado cebador, que determinará el punto por donde la ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos. Así, durante la síntesis, en cada horquilla de replicación se van formando dos copias nuevas a partir del cebador sintetizado en cada una de las dos hebras de ADN que se separaron en la fase de iniciación, pero debido a la unidireccionalidad de la actividad polimerasa de la ADN Pol III, que sólo es capaz de sintetizar en sentido 5´ → 3', la replicación sólo puede ser continua en la hebra adelantada; en la hebra rezagada es discontinua, dando lugar a los fragmentos de Okazaki.

Células procariotas : tiene 3 funciones.

Actividad exonucleasa: Flimina los  nucleotidos mal emparejados y los trozos del ARN cebador.

TERMINACIÓN DEL PROCESO.

La replicacion termina cuando se unen todos los fragmentos okazaki.

Corrección

• Durante la replicacion  se puede producir un error en el apareamiento de bases con una tasa de 1/ 100.000 bases.
• Aparte de estos errores se corrigen durante la replicacion. El ADN polimerasa actúa como exonucleosa y elimina los nucleotidos mal apareados y rellenan el hueco con los nucleotidos correctos.

http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ

REPLICACION EN LAS EUCARIOTAS.

Las células eucariotas tienen cromosomas mas largas que las procariotas.

Las eucariotas tienen 5 tipos de ADN  de polimeras.

ADN: de los eucariotas están asociados   a histonas.

Telomero : Hace la muerte celular se da en  forma.

• Necrosis.
• Opoptosis.                           

Necrosis:  Es una muerte apartir de que la célula sufre un  daño grave , ruptura de la membrana.
Hay desnaturalizacion de la proteína .

• comprende un estado irreversible de la célula, con incapacidad de mantenimiento de la integridad de la membrana plasmática y escapatoria de elementos citoplasmáticos, desnaturalización de las proteínas por acción de los lisosomas (autólisis) o proveniente de enzimas líticas de leucocitos vecinos (heterolisis); ya que la necrosis atrae los componentes de la inflamación. Todos estos cambios condenan a la célula a perder su función específica, y solamente forma parte de restos celulares que serán fagocitados por los macrófagos.

Los cambios típicos de una célula necrótica son: aumento de la eosinofilia y apariencia homogénea, por perdida de ARN y por desnaturalización proteica; aparición de la figura de mielina; en el núcleo cariolisis (rompimiento del núcleo), picnosis (reducción del tamaño del núcleo) y cariorrexis (fragmentación del núcleo).

                                           

CARIOTIPO HUMANO

Cariotipo humano.

Es el conjunto de cromosomas de un individuo, forma diploide, esa diploidia  se manifiesta en que 1 cromosoma se coloque en la mama y la otra parte en el papa.

Cuando esa unión se presenta, se presenta un  nuevo individuo, que replica atreves del proceso de mitosis, para desarrollar la transmisión de esa información se hace a través de un proceso de meiosis formando los gametos.

Al ordenar los comosomas se constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la forma de las parejas cromosómicas, dentro del cariotipo humano podemos encontrar cromosomas metacéntricos (tienen los dos brazos aproximadamente iguales en longitud), submetacéntricos (con un brazo más pequeño que otro) y acrocéntricos (con un brazo corto muy pequeño).

El siguiente esquema es una representación gráfica del cariotipo humano, tomado de una célula somática (corporal) diploide durante la metafase mitótica. En él se observan los 23 pares de homólogos que lo conforman.

Los 23 pares de cromosomas homólogos presentes en cualquiera de las células somáticas humanas se clasifican en dos tipos:

• Cromosomas somáticos o autosomas: son los cromosomas de los pares 1 al 22. Los genes portados por estos cromosomas codifican rasgos somáticos, comunes a ambos sexos.

• Cromosomas sexuales, gonosomas o alosomas: son los cromosomas del par 23. En estos cromosomas se ubican los genes que determinan las diferencias entre el sexo masculino y el femenino.

Citogenetica.

Es el estudio de los cromosomas y de las enfermedades relacionadas, causadas por un número o una estructura anómalos de los cromosomas. Los cromosomas son estructuras complejas ubicadas en el núcleo de las células, compuestos por DNA, histonas y otras proteínas, RNA y polisacáridos. Son básicamente los "paquetes" que contienen el DNA. Normalmente los cromosomas no se pueden ver con un microscopio óptico, pero durante la división celular se condensan lo suficiente como para poder ser fácilmente analizados a 1.000 aumentos. Para obtener células con sus cromosomas en este estado condensado, se las expone a un inhibidor de la mitosis, que bloquea la formación del huso mitótico y detiene la división celular en la etapa de metafase. 

Si bien se puede determinar el número, el tamaño y la forma de los cromosomas e identificar los pares homólogos  presentes en la metafase mitótica de una célula somática  de un organismo determinado, algunos de los cromosomas más pequeños son bastante semejantes en su morfología. En estos casos, la tinción para mostrar patrones de bandas posibilita distinguir cromosomas del mismo tamaño e identificar los homólogos.

Fase de metafase.

1956: Demuestran que el núcleo de las células humanas hay 46 cromosomas.

1959: Asocian una alteración cromosómico con un síndrome clínico.

Cromosomas Metafísicos.

Son cromosomas formados por dos cromatidas iguales, dos moléculas ADN idénticas. Estructura que presenta mayor interés desde el punto de vista citogenético, ya sea para el estudio de la forma, el tamaño y el número de cromosomas de cada especie, bien para apreciar posibles malformaciones, etc.

Metacéntrico: Las paticas son iguales al centrómero. Cromosoma cuyo centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, dando lugar a brazos de igual longitud.

Cuatro pares de los cromosomas humanos poseen una estructura metacéntrica, el 1, el 3, el 19 y el 20.

Submetracentrico : Brazos cortos con respecto al centrómero brazos largos. La mayor parte de los cromosomas humanos son submetacéntricos excepto los cromosomas 1, 3, 19, 20 y el X que son metacéntricos y 13, 14, 15, 21 y 22 que son acrocéntricos. Además, el cromosoma Y a veces es considerado submetacéntrico aunque otros lo describen como acrocéntrico sin satélite.

Acrocentrico : cromosoma en el que el centrómero se encuentra más cercano a uno de los telómeros, dando como resultado un brazo muy corto (p) y el otro largo (q).De los 23 pares de cromosomas humanos el cromosoma 13, el 14, el 15, el 21 y el 22 son acrocéntricos y actúan como organizadores nucleolares.

Cariotipo: 24 tipos de cromosomas. 8 grupos

Cada cromosoma metafísicos siempre van a tener 2 cromatidas hermanas equivale a 2 moléculas de ADN idénticas.

Interfasica : Equivale a una molécula de ADN asociada a las proteínas.

Denver 1960: Tamaño de los cromosomas.

                       Posición del centromero

                       Presencia o ausencia de satélites.

Paris 1961:   Patrón especifico de bandas.

BANDAS.

Bandas Q: Tratamiento con quinacrina, hace tención de regiones que tienen Adenina y Timina, tiñen el cromosoma y. Los cromosomas se tiñen en patrones  específicos de bandas brillantes y opacas. Las bandas brillantes corresponden casi exactamente a las bandas G oscuras.

Bandas G : Tripsina + Giemsa  estas sustancias rigen Adenina y Timina Cada par de  cromosomas  se tiñe con un patrón característico  de bandas claras y oscuras.

Bandas R: Patrón de reverso A y G Los cromosomas se calientan antes de colorearlos con Giemsa, también se producen bandas claras y oscuras.

Bandas C: Heterocromatia constitutiva tiñen el centrómero.

Limitaciones de la Citogenética Convencional.

·        

•        Requiere Metafase.
•                No siempre la calidad de las metafases es óptima
•         Resolución limitada 

Alternativa.

FISH: o hibridación fluorescente in situ es una técnica citogenética de marcaje de cromosomas mediante la cual estos son hibridados con sondas que emiten fluorescencia y permiten la visualización, distinción y estudio de los cromosomas así como de las anomalías que puedan presentar. Esta técnica permite la rápida determinación de aneuploidías, microdeleciones, duplicaciones, inversiones, así como la adjudicación de un marcador genético a un cromosoma (cartografía genética).

Sky ( cariotipo espectral multicolor, multifish).

Tipos de sondas

las sondas hibridan a las regiones específicas para las que han sido diseñadas. Después, se tiñen los núcleos con un color de contraste inespecífico (generalmente DAPI). Las sondas de DNA pueden marcarse con moléculas fluorescentes denominados fluoróforos (método directo) o no fluorescentes que se detectan con anticuerpos fluorescentes (método indirecto). Por último, se visualiza la muestra preparada bajo un microscopio de fluorescencia.

Específicas de regiones :

    
      1.    Sondas telomericas

      2.    Sondas centromericas.