EL GENOMA HUMANO Y LAS BASES CROMOSÓMICAS DE LA HERENCIA

EL GENOMA HUMANO Y LAS BASES CROMOSÓMICAS DE LA HERENCIA

Annotations:

• Influencia de los genes y la genética en los estados de salud y enfermedad es amplia. Sus raíces están en la información genética codificada en el ADN del GH. 

1. Genoma Humano: colección completa de ADN >> la información genética para especificar los aspectos de la embriogénesis, desarrollo, crecimiento y reproducción. Ser humano, organismo funcional.
   1. Cada célula del cuerpo contiene su copia del genoma con 20.000-50.000 genes >> codificados en el ADN que está estructurado en cromosomas (núcleo de la célula).

      Annotations:

      • Genes: unidades funcionales de información genética. Cromosomas: serie de orgánulos con forma de bastón
      1. Locus: lugar preciso que cada gen ocupa al alinearse en los cromosomas.
      2. Cariotipo: complemento cromosómico característico de cada especie (número, morfología y contenido de los cromosomas).
      3. Mapa génico: mapa de localización genómica de los genes, característico de cada especie y de los individuos de la especie
      4. Citogenética: estudio de los cromososmas, su estructura y herencia (1956)
      5. Células somáticas: ayudan a la formación de las estructuras corporales. El genoma de su núcleo tienen 46 cromosomas organizados en 23 pares.
         1. Autosomas: 22 pares semejantes en hombres y mujeres, numerados del más grande al más pequeño.
         2. Par restante: 2 tipos de cromosomas sexuales (X y Y). Hombres=XY. Mujeres=XX
         3. Aspecto fundamental GH: cada cromosoma contiene un conjunto diferente de genes dispuestos linealmente a lo largo de su ADN.
            1. Cromosomas homólogos: información genética congruente entre sí (mismos genes, en el mismo orden). En un locus específico los cromosomas son idénticos entre sí o varían de secuencia >> alelos.
               1. Par de autosomas y los cromosomas sexuales de las mujeres son indistinguibles (XX).
               2. En los hombres, los cromosomas sexuales son diferentes. X=madre (hijas). Y=padre (hijos)
2. ESTRUCTURA DEL ADN
   1. ADN: macromolécula de ácido nucleico polimérico,con 3 unidades: desoxirribosa (ázucar de 5 C), base con N y grupo fosfato.
      1. Bases purinas: adenina (A) y guanina (G)
      2. Bases pirimididas: timina (T) y citosina (C)
      3. Los nucleótidos se polimerizan en cadenas largas de polinucleótidos, unidas por enlaces 5'-3' fosfodiéster entre las undidades de desoxirribosas >>GH: cadenas forman una doble hélice.
         1. La estructura primaria del ADN especifica la secuencia de aá de las cadenas de polipéptidos de las proteínas.
            1. Configuración original del ADN (doble hélice) descrita por Watson y Crick.
               1. Estructura helicoidal >> cadenas de polinucleótidos siguen direcciones opuestas pero están unidas por enlaces de H entre la paredes de bases (T-A) (C-G)-
               2. Complementariedad de las bases (CAGT)

                  Annotations:

                  • Conocimiento de la secuencia de bases de nucleótidos permite la determinación de la secuencia de bases existentes de la otra cadena, 
                  • Permite una replicación precisa por la separación de las 2 cadenas >> síntesis de 2 cadenas complementarias 
                  • Permite la reparación eficiente y correcta de las moléculas de ADN con alteraciones.
3. ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS HUMANOS
   1. Cada cromosoma humano está constituido por una doble hélice de ADN continuo.
      1. Genoma nuclear >> 46 moléculas lineales de DNA, suman + de 6.000 millones de pares de nucleótidos.
      2. Dentro de cada célula el ADN se dispone formando la cromatina >> complejos con proteínas cromosómicas cargadas positivamente, histonas (5). La cromatina está distribuida en el núcleo, pero en la división celular se condesa y forma los cromosomas
         1. Las histonas interactúna con proteínas no histona >>entorno espacial y funcional apropiado para los cromosomas y la expresión genética.
         2. 2 copias de cada histona nuclear H2A, H2B, H3 y H4 constituye un octámero, a su alrededor se enrolla un segmento de doble hélice de ADN.
            1. 140 pb se asocian con cada octámero (complejo ADN-octámero). Cantidad de ADN asocaido total=200pb.

               Annotations:

               •  Partícula núcleo de un nucleosoma + región espaciadora
         3. Nucleosoma: complejo de ADN con su núcleo de histonas, unidad estructural básica de la cromatina.
            1. Ciclo celular: cromosomas pasan fases ordenadas de condensación y descondensación. En la interfase, el ADN empaquetado en la cromatina se mantiene más empaquetado que en doble hélice.
               1. Fibra selenoide: estructura helicoidal secundaria se da por el empaquetamiento de hebras de los nucleosomas. Los selenoides se organizan en bucles y se acoplan (100.00pb) a proteínas no histonas >>matriz nuclear.
                  1. Niveles de control de la expresión génica depende de la forma de empaquetamiento del ADN, los genes en los cromosomas y sus asociaciones con las histonas.
                     1. Cromosoma mitocondrial: subconjunto de genes codificados en el GH reside en el citoplasma de la mitocondria.
                        1. La molécula de ADN mitocondrial tiene 16kb, codifica solo 37 genes.
                        2. Las mitocondiras contiene cada una varias copas de una pqueá molécula de ADN circular.
                        3. Mutaciones en genes mitocondriales en trastornos de herencia materna y esporádica.
                        4. Se heredan exclusivamente por vía materna.
         4. Una quinta histona, H1, se enlaza con el ADN en el margen de cada nucleosoma (región espaciadora internucleosómica)
4. SECUENCIA DEL GENOMA HUMANO
   1. Proyecto del Genoma Humano (PGH): consorcio internacional de laboratorios para determinar y ensamblar la secuencia de 3.300 millones de pb de ADN localizadas en los 24 tipos de cromosomas humanos.
      1. Los genomas secuenciados venían de diferentes personas >> resultados publicados en el 2003 como "secuencia de referencia" (base de comparaciones posteriores con secuencias de genomas individuales). Acceso público
         1. Secuencia de genoma se presenta en dirección 5' a 3' en solo una de las hebras de la doble hélice, se infiere la secuencia de la otra.
5. ORGANIZACIÓN DEL GENOMA HUMANO
   1. Las regiones del genoma con características similares se agrupan y la organización funcional del genoma refleja su organización estructural y su secuencia.
      1. Regiones cromosómicas o genes completos tienen elevado contenido en genes (anomalías más graves clínicamente), mientras otras lo tienen bajo.
         1. Secuencias de ADN de copia única: constituye la menos la mitad de ADN del genoma. Hay 4 nucleótidos diferentes en el ADN
            1. La mayoría de los genes de los 20.000 que codifican proteínas consituyen una pequeña proporción de este.
         2. Secuencias de ADN repetitivo: varias clases , con secuencias de nucleótidos repetidas (idénticas o con variaciones)
            1. Ayudan a mantener la estructura cromosómica y son fuente de variación entre los individuos. Puede predisponer procesos patológicos.
            2. Secuencias agrupadas constituyen un 10 y 15% del genoma, forman conjuntos de varias repeticiones cortas en tandém.
               1. ADN satélite: diferentes tipos de repeticiones en tandém; % significativo del contenido en ADN de un cromosoma.
            3. Centrómero: estructura clave para la afhesión de los cromosomas a los microtúbulos del huso mitótico en la división celular.
            4. Secuencias relacionadas dispersas por el genoma en una o pocas localizaciones
               1. Familia Alu (longitud de 300 pb, secuencias parecidas). 10% del ADN humano
               2. Familai de elementos nucleares dispersos largos (LINE): hasta 6kb, 850.000 coias por genoma y 20% del mismo.
               3. Regiones con alto contenido CG: abundancia de elemtos Alu, escasas secuencias LINE. Sucede lo contrario en regiones con abundancia en AT.