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Genética: Funciones del ADN, Mutaciones y Enfermedades, Apuntes de Patología

Las funciones del ADN, incluyendo su estructura y roles en la producción de proteínas. Además, aborda diferentes tipos de mutaciones genéticas, como mutaciones puntuales y delecciones, y sus consecuencias en enfermedades genéticas, como fibrosis quística y enfermedades ligadas al cromosoma X.

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 20/02/2020

emily-anichiarico
emily-anichiarico 🇻🇪

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La GENÉTICA es la rama de la ciencia que estudia cómo las características de los
organismos vivos (morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o conductuales) se generan, se
expresan y se transmiten, de una generación a otra, bajo diferentes condiciones
ambientales.
El GENOTIPO es la composición genética de un organismo heredada de sus progenitores
mientras que el FENOTIPO es cualquier característica o rasgo observable de un
organismo, como su morfología, desarrollo, propiedades bioquímicas, fisiología y
comportamiento
El GEN es la unidad funcional de herencia. Tradicionalmente se ha considerado que un
gen es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la producción de
una proteína que llevará a cabo una función específica en la célula.
El GENOMA es todo el material genético de un organismo en particular y se hereda
generación tras generación. Por otra parte, el EXOMA es la parte del genoma que codifica
para proteínas (se llama así porque solo considera los exones, que son las partes de un
gen que se traducen en proteína)
El ADN es la biomolécula que almacena la información genética de un organismo
(algunos virus tienen ARN, que veremos a continuación). Se trata de un ácido nucleico,
concretamente el ácido desoxirribonucleico. Consiste en una secuencia de nucleótidos,
compuestos a su vez por un grupo trifosfato, un pentosa, conocida como desoxirribosa, y
cuatro bases nitrogenadas (Adenina, Citosina, Guanina y Timina).La estructura del ADN
es una doble hélice, compuesta por dos cadenas complementarias y antiparalelas.
El ARN es otro ácido nucleico, en concreto el ácido ribonucleico. Es una cadena sencilla
pero polivalente, que desempeña varias funciones, en función del tipo de ARN del que
hablemos. Por ejemplo, el ARN ribosómico (ARNr) forma parte de los ribosomas, el ARN
de transferencia (ARNt) juega un importante papel en el traslado de los aminoácidos al
ribosoma durante el proceso de traducción y el ARN mensajero (ARNm) destaca por ser
el intermediario entre el ADN y la síntesis proteica. A diferencia del ADN, el ácido
ribonucleico está compuesto por ribonucleótidos, los cuales se basan en ribosa y
presentan Uracilo en lugar de Timina.
El CÓDIGO GENÉTICO es el conjunto de reglas utilizadas para traducir la secuencia de
nucleótidos del ARNm a una secuencia de proteína empleado durante el proceso de
traducción. Este código especifica la composición de los aminoácidos que conforman el
producto final de la expresión génica, las proteínas. Se basa en tripletes, por consiguiente,
cada combinación de tres nucleótidos constituye una palabra del código, llamada codón.
Se caracteriza por ser degenerado porque cada codón es específico para uno de los 20
aminoácidos, pero un mismo aminoácido puede ser codificado por más de un codón.
Además, el código genético es universal, ya que está conservado en todos los
organismos vivos.
Locus: Es el lugar que un gen ocupa en el cromosoma. En plural, se llama loci.
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La GENÉTICA es la rama de la ciencia que estudia cómo las características de los organismos vivos (morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o conductuales) se generan, se expresan y se transmiten, de una generación a otra, bajo diferentes condiciones ambientales. El GENOTIPO es la composición genética de un organismo heredada de sus progenitores mientras que el FENOTIPO es cualquier característica o rasgo observable de un organismo, como su morfología, desarrollo, propiedades bioquímicas, fisiología y comportamiento El GEN es la unidad funcional de herencia. Tradicionalmente se ha considerado que un gen es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la producción de una proteína que llevará a cabo una función específica en la célula. El GENOMA es todo el material genético de un organismo en particular y se hereda generación tras generación. Por otra parte, el EXOMA es la parte del genoma que codifica para proteínas (se llama así porque solo considera los exones, que son las partes de un gen que se traducen en proteína) El ADN es la biomolécula que almacena la información genética de un organismo (algunos virus tienen ARN, que veremos a continuación). Se trata de un ácido nucleico, concretamente el ácido desoxirribonucleico. Consiste en una secuencia de nucleótidos, compuestos a su vez por un grupo trifosfato, un pentosa, conocida como desoxirribosa, y cuatro bases nitrogenadas (Adenina, Citosina, Guanina y Timina).La estructura del ADN es una doble hélice, compuesta por dos cadenas complementarias y antiparalelas. El ARN es otro ácido nucleico, en concreto el ácido ribonucleico. Es una cadena sencilla pero polivalente, que desempeña varias funciones, en función del tipo de ARN del que hablemos. Por ejemplo, el ARN ribosómico (ARNr) forma parte de los ribosomas, el ARN de transferencia (ARNt) juega un importante papel en el traslado de los aminoácidos al ribosoma durante el proceso de traducción y el ARN mensajero (ARNm) destaca por ser el intermediario entre el ADN y la síntesis proteica. A diferencia del ADN, el ácido ribonucleico está compuesto por ribonucleótidos, los cuales se basan en ribosa y presentan Uracilo en lugar de Timina. El CÓDIGO GENÉTICO es el conjunto de reglas utilizadas para traducir la secuencia de nucleótidos del ARNm a una secuencia de proteína empleado durante el proceso de traducción. Este código especifica la composición de los aminoácidos que conforman el producto final de la expresión génica, las proteínas. Se basa en tripletes, por consiguiente, cada combinación de tres nucleótidos constituye una palabra del código, llamada codón. Se caracteriza por ser degenerado porque cada codón es específico para uno de los 20 aminoácidos, pero un mismo aminoácido puede ser codificado por más de un codón. Además, el código genético es universal, ya que está conservado en todos los organismos vivos. Locus: Es el lugar que un gen ocupa en el cromosoma. En plural, se llama loci.

Alelos: Son cada una de las diferentes formas en que se puede presentar un gen en un locus determinado. Por ejemplo, un alelo semilla amarilla y otro alelo semilla verde. Homocigótico o raza pura: Son los individuos cuyos alelos son idénticos para un locus de cromosomas homólogos. Éstos pueden ser los dos dominantes (AA) o recesivos (aa). Heterocigótico o raza híbrida. Son los individuos cuyos alelos son diferentes (Aa) para un carácter determinado. Son monohíbridos si difieren en sólo un carácter, dihíbridos, si difieren en dos, o polihíbridos si difieren en varios. Genoma: conjunto de genes que están contenidos en los cromosomas. El genoma en los seres eucarióticos comprende el ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas, y el genoma de orgánulos celulares como las mitocondrias y los plastos; en los seres procarióticos comprende el ADN de su nucleoide. El material genético se encuentra empaquetado en unidades discretas, denominadas CROMOSOMAS, los cuales se hacen visibles durante la división celular. En las células eucariotas, como las nuestras, cada cromosoma consiste en una molécula de DNA bicatenario asociada con proteínas básicas denominadas histonas, y con otras proteínas no histónicas. La función de las histonas es la de constituir el soporte estructural del DNA en una fibra de estructura compleja, la cromatina, cuya subunidad básica es el nucleosoma. Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), de los cuales. la mitad procedentes de la madre y la otra mitad del padre. Del total, 22 pares se conocen como autosómicos y el último restante es determinante del sexo. Una MUTACIÓN es un cambio aleatorio en el ADN que puede ser beneficiosa, neutra o dañina para el organismo. Pueden producirse en multitud de lugares dentro del material hereditario clasificándose en: génicas (mutaciones que afectan a un solo gen), y cromosómicas (mutaciones que afectan a un segmento cromosómico u ocasionan variaciones en el número de cromosomas). Son la fuente primaria de variabilidad genética de las poblaciones. Las mutaciones pueden darse en tres niveles:  Molecular (génicas o puntuales). Ocurren en las bases químicas del ADN, es decir, en sus propias bases nitrogenadas, por algún cambio en los elementos fundamentales que las componen.  Cromosómico. Se altera un segmento de cromosoma, es decir, mucho más que un gen, y en ese sentido pueden perderse, duplicarse o cambiar de lugar grandes cantidades de información.  Genómico. Afecta a un conjunto de cromosomas determinado, ocasionando excesos o faltas de ellos, y variando sustancialmente el genoma entero del organismo.

que dictan la diferenciación masculina, la única característica que puede localizarse en el cromosoma Y es el atributo de orejas peludas, lo cual no es nada que pueda catalogarse de devastador. La mayoría de las enfermedades ligadas al cromosoma X son recesivas y se caracterizan por las siguientes características:

  • Se transmiten por portadoras femeninas heterocigóticas solamente a los hijos del sexo masculino, que, por supuesto, son hemicigóticos para el cromosoma X.
  • No es muy frecuente que las mujeres heterocigóticas expresen una modificación completa del fenotipo, ya que su alelo pareado es normal. Aunque uno de los cromosomas X está inactivado en las mujeres (v. a continuación), este proceso de inactivación es aleatorio y suele permitir la manifestación de un número suficiente de células que expresan el alelo normal.
  • Un hombre afectado no transmite el trastorno a sus hijos del sexo masculino, pero todas sus hijas serán portadoras. Los hijos de mujeres heterocigóticas tienen una probabilidad del 50% de recibir el gen mutado. Patrones de transmisión de las enfermedades monogénicas
  • Las enfermedades autosómicas dominantes se caracterizan por la expresión en un estado heterocigótico; afectan por igual a hombres y mujeres, y ambos sexos pueden transmitir el trastorno.
  • Las proteínas enzimáticas no están afectadas en las enfermedades autosómicas dominantes, sino que, en su lugar, lo están las proteínas receptoras y estructurales.
  • Las enfermedades autosómicas recesivas ocurren cuando ambas copias de un gen están mutadas y con frecuencia implican proteínas enzimáticas. Afectan por igual a hombres y mujeres.
  • Las enfermedades ligadas al cromosoma X las transmiten mujeres heterocigóticas a sus hijos del sexo masculino, que manifiestan el trastorno. Por lo general, las mujeres portadoras están protegidas, debido a la inactivación aleatoria de un cromosoma X. Fibrosis quística
  • La FQ es una enfermedad autosómica recesiva causada por mutaciones del gen CFTR que codifica el regulador transmembranoso de la FQ.
  • El principal defecto afecta al transporte del ion cloruro, que da lugar a concentraciones altas de sal en el sudor y a secreciones viscosas en la luz de los aparatos respiratorio y digestivo.
  • Las mutaciones de CFTR pueden ser graves (ΔF508) y provocar enfermedad multisistémica, o leves y da lugar a un trastorno de extensión y gravedad limitadas. • Las complicaciones cardiopulmonares son la causa de muerte más frecuente. Las infecciones pulmonares son habituales, en especial por Pseudomonas resistentes. Las bronquiectasias y la insuficiencia cardíaca derecha son secuelas que aparecen a largo plazo.
  • La insuficiencia pancreática es muy frecuente. La infertilidad causada por la ausencia congénita bilateral de conductos deferentes es un hallazgo característico en los adultos con FQ.
  • La enfermedad hepática, incluida la cirrosis, es cada vez más frecuente debido al aumento de la esperanza de vida. Trastornos citogenéticos que implican cromosomas sexuales
  • En las mujeres, un cromosoma X, ya sea de origen materno o paterno, queda aleatoriamente inactivado durante el desarrollo (hipótesis de Lyon).
  • En el síndrome de Klinefelter hay dos o más cromosomas X con un cromosoma Y como resultado de la falta de disyunción de los cromosomas sexuales. Los pacientes presentan atrofia testicular, esterilidad, poco vello corporal, ginecomastia y constitución corporal eunucoide. Es la causa más frecuente de esterilidad masculina.
  • En el síndrome de Turner existe una monosomía parcial o completa de los genes del brazo corto del cromosoma X, habitualmente debida a la ausencia de un cromosoma X (45,X) y con menos frecuencia por mosaicismo o por deleciones que afectan al brazo corto del cromosoma X. La talla baja, la membrana cervical, el cúbito valgo, las malformaciones cardiovasculares, la amenorrea, la falta de caracteres sexuales secundarios y las cintillas ováricas son hallazgos clínicos típicos. Síndrome del cromosoma X frágil
  • La amplificación patológica de las repeticiones de trinucleótidos causa mutaciones por pérdida de función (síndrome del cromosoma X frágil) o de ganancia de función (enfermedad de Huntington). La mayoría de estas mutaciones producen trastornos neurodegenerativos.
  • El síndrome del cromosoma X frágil se produce por la pérdida de la función del gen FMR1 y se caracteriza por retraso mental, macrorquidia y rasgos faciales anómalos.
  • En la población normal hay cerca de 29 repeticiones CGG en el gen FMR1. Los hombres y las mujeres portadores tienen premutaciones con 52 a 200 repeticiones CGG que pueden expandirse hasta las 4.000 (mutaciones completas) durante la ovogenia. Cuando las mutaciones completas se transmiten a la descendencia, se produce el síndrome del cromosoma X frágil. Trastornos genéticos Enfermedades genéticas Los seres humanos tienen varias enfermedades genéticas, a menudo causadas por genes recesivos. Algunos ejemplos de enfermedades genéticas humanas son: el síndrome de Turner, la enfermedad de Huntington, el cáncer, el autismo y la anemia de células falciformes. Para una lista más completa véase la lista de trastornos genéticos. Los trastornos genéticos suelen suceder en todas partes y son muy comunes en algunos lugares