El aislamiento de genes específicos de cromosomas eucarióticos es un proceso muy difícil y lento, para el cual se conocen dos métodos principales: Método forzado (shotgun) y obtención de adn complementario (adnc) a partir del arnm del gen. Método forzado (shotgun)
descargar 159.35 Kb.
|
Por ello, numerosas interpretaciones admitidas en el estudio de la genética humana proceden de experimentos realizados en animales y plantas. Uno de los grandes booms de la genética se está produciendo actualmente con el denominado Proyecto Genoma Humano, proyecto coordinado por numerosas instituciones que se inició en 1990 con el fin de obtener el genoma humano completo (construir un mapa de cada cromosoma), y en abril del año 2000 ya se había conseguido secuenciar todo el genoma completo, el cual está formado por 50 millones de fragmentos de ADN; ahora queda la tarea más difícil que es la de ensamblar esos 50 millones de fragmentos. La genética humana consta básicamente de tres bloques muy importantes: genética de poblaciones, genética bioquímica y citogenética. Genética de poblaciones - Estudia los caracteres hereditarios y su frecuencia en grandes muestras de poblaciones de una especie. Incluye los estudios de frecuencias génicas, genotipos, fenotipos y sistemas de cruces. Mediante el cálculo estadístico, se han establecido importantes conclusiones respecto a la heredabilidad o la frecuencia de ciertos caracteres en una determinada población. En 1908, un matemático inglés y un médico alemán establecieron la ley de Hardy-Weinberg, según la cual en una población ideal, con un apareamiento al azar, sin mutaciones, selección ni migración diferencial, la frecuencia de alelos para un locus determinado se mantendría igual en sucesivas generaciones; la frecuencia de los genotipos alcanza el equilibrio. Por lo tanto, si dos alelos de un gen autosómico (A y a) se presentan en una población con una frecuencia p y q respectivamente y p + q = 1, en la próxima generación la frecuencia de los genotipos AA, Aa y aa será p2, 2pq y q2 respectivamente, y permanecería constante de generación en generación. Son muy numerosas las consecuencias que se derivan de este equilibrio genético. Una nueva dimensión de la genética de poblaciones comprende el estudio de los factores que intervienen en la evolución biológica y concretamente en la humana (véase Evolución humana). Genética bioquímica – Estudia la variación hereditaria con respecto a las características bioquímicas. De los caracteres más estudiados han sido los grupos sanguíneos y los antígenos implicados en rechazo de transplantes, puesto que ambos están determinados por componentes genéticos. La inmunogenética es precisamente la rama de la genética que estudia las relaciones entre la inmunidad y los factores genéticos en la enfermedad. Los grupos sanguíneos constituyen un estudio muy importante en la genética humana, por su contribución al establecimiento de los principios genéticos y por su importancia clínica en las transfusiones sanguíneas y en los casos de incompatibilidad entre la madre y el feto. Adquiere también gran importancia el estudio de las proteínas plasmáticas, que permiten establecer diferencias hereditarias entre los individuos. Existen, en el organismo, muchos trastornos bioquímicos, debidos a la ausencia de una determinada enzima o a algún defecto en su elaboración. Estos procesos metabólicos están genéticamente regulados y actualmente son objetos de importantes estudios. Entre las enzimopatías más destacadas se encuentran la galactosemia y la alcaptonuria. Genética fisiológica - También llamada fenogenética, estudia los efectos fenotípicos del material genético, es decir, los efectos que produce sobre los caracteres y la morfología de los seres vivos. Genética mendeliana - Realiza un estudio científico de la herencia, en relación y concordancia con las leyes de Mendel. Los descubrimientos de Mendel dieron lugar al nacimiento de la Genética y hoy siguen vigentes muchas de sus afirmaciones, si bien se han encontrado excepciones y variantes. Mendel formuló dos grandes principios: el principio de la segregación, según el cual las características hereditarias son determinadas por los genes, que se presentan en pares, un miembro de cada par heredado de cada padre; y el principio de la distribución independiente, según el cual los alelos de un gen segregan independientemente de los alelos de otro gen. Mendel no conoció las estructuras biológicas responsables de la herencia; se conocieron años después, cuando la teoría cromosómica de la herencia vino a afirmar la responsabilidad de los genes en la transmisión de los caracteres hereditarios, y la localización de dichos genes en el interior de los cromosomas del núcleo celular. Genética molecular - Estudia los aspectos moleculares que subyacen a los mecanismos de la herencia, su expresión, regulación, variación y evolución. Su método experimental consiste en aislar fragmentos de ADN, localizar en ellos los genes a estudiar, establecer en ellos la secuencia de sus bases, y estudiar las secuencias codificantes, las no codificantes, y las reguladoras, así como las proteínas que controlan la expresión de dichos genes. Contrariamente a la genética mendeliana y a la genética clásica, la genética molecular parte del genotipo y deduce el fenotipo. Información genética - Información contenida en una secuencia de nucleótidos de ácidos nucleicos, ADN. o ARN. GENOMA - Conjunto de genes que especifican todos los caracteres de un organismo. O sea, es todo el material genético de un ser vivo. Es el juego completo de instrucciones hereditarias para la construcción y mantenimiento de un organismo, que pasa a la siguiente generación. En la mayoría de los seres vivos, está hecho por un químico llamado ADN. El genoma contiene genes que son parte del ADN y están empacados en cromosomas que afectan características específicas del organismo; por ejemplo, el color de los ojos o la forma de la nariz. Imagine esta relación como un juego de cajas chinas, una dentro de otra. La más grande representa al genoma. En su interior, una más pequeña contiene los cromosomas y en el interior de ésta se encuentra la caja que representa a los genes. Dentro de ésta, finalmente, está la más pequeña, el ADN. En resumen, el genoma se divide en cromosomas que contienen genes y los genes son pedazos de ADN. En total, el humano tiene tres mil millones de pares de bases del genoma. Los científicos creen que su descripción completa abre las puertas a una nueva percepción del hombre como sujeto de experimentación en sí mismo, para alcanzar la vida eterna, libre de enfermedades. Los gobiernos implicados en su desciframiento aseguran que el estudio y la aplicación de sus potencialidades tiene implicancias sociales, políticas, económicas y culturales. Genoma Humano - Está formado por 23 pares de cromosomas, que se encuentran dentro del núcleo de cada una de las células, y está formado por el DNA (3000000000 pares de bases, cada hebra) y proteínas. GENOTIPO - Conjunto de factores hereditarios constitucionales de un individuo o de una especie. HERENCIA - Transmisión de caracteres genéticos de una generación a las siguientes. Herencia mendeliana - Forma en que se transmiten los genes y por ende los rasgos de padres a hijos. Entre los ejemplos de herencia mendeliana están la autosómica dominante, la autosómica recesiva y los genes ligados al sexo. HETEROCIGOTO o HETEROCIGÓTICO - Dícese de un sujeto o de uno de sus caracteres cuyos alelos son diferentes. HETEROCROMOSOMA - Cromosoma del cual depende el sexo del cigoto. HETEROSIS - En un cruzamiento de razas, valor medio de los descendientes, superior al valor medio de las razas que se cruzan. HIBRIDACIÓN - Fecundación entre dos individuos de razas o, más raramente, de especies diferentes; proceso de generación de una molécula, célula u organismo combinado con material genético procedente de organismos diferentes. En las técnicas tradicionales, los híbridos se producían mediante el cruzamiento de variedades distintas de animales y plantas por alineación o apareamiento de bases de dos moléculas de ADN de cadena sencilla que son homólogas o complementarias. La tecnología de fusión celular y la manipulación transgénica son las nuevas modalidades de hibridación introducidas por la manipulación genética. HOMOCIGOTO u HOMOCIGÓTICO - Dícese del organismo cuyos genes alelomorfos, para un mismo carácter, son iguales. INGENIERÍA - Ingeniería genética: conjunto de técnicas que permiten la recombinación fuera de un organismo de cromosomas pertenecientes a organismos diferentes. Inversión - Se produce por un mínimo de dos roturas y dos reuniones. En las inversiones no hay ganancia ni pérdida de material genético y por lo tanto no hay alteración del equilibrio, pero existen inversiones con efecto fenotípico que en un principio se achacaron a pequeñas deleciones en los puntos de rotura. Luego, al conseguirse reproducir la inversión experimentalmente y su reversión a la estructura primitiva, se ha visto que se recupera el efecto fenotípico primitivo, por lo tanto no se había perdido material genético. Por eso se achacan los cambios fenotípicos a un efecto de posición. ISOGAMIA - Fusión entre dos gametos semejantes, que se efectúa en diversas especies de algas y de hongos inferiores. LETAL - Dícese de un gen que, en estado homocigoto, produce la muerte más o menos precoz de quien lo lleva. LIGADO - Dícese de cualquiera de los caracteres adscritos a un determinado cromosoma, especialmente los sexuales, que se distinguen por peculiaridades de la herencia. LINKAJE - Asociación constante, en una especie animal o vegetal, de dos características individuales que no tienen ningún vínculo lógico. LOCUS - Posición absoluta que ocupa un determinado gen en un cromosoma. El ADN se organiza en cromosomas, por lo que se puede asignar un lugar (o locus) a cada gen en el conjunto de cromosomas de un individuo. Para un gen dado, un individuo diploide tiene dos loci (plural de locus) en los dos cromosomas homólogos, punto de un cromosoma ocupado por un gen. MANIPULACIÓN GENÉTICA - Formación de nuevas combinaciones de material hereditario por inserción de moléculas de ácido nucleico, generadas fuera de la célula, en el interior de cualquier virus, plásmido bacteriano u otro sistema vector fuera de la célula. De esta forma se permite su incorporación a un organismo huésped en el que no aparecen de forma natural pero en el que dichas moléculas son capaces de reproducirse de forma continuada. Al referirse al proceso en sí, puede hablarse de manipulación genética, ingeniería genética o tecnología de ADN recombinante. También admite la denominación de clonación molecular o clonación de genes, dado que la formación de material heredable puede propagarse o crecer mediante el cultivo de una línea de organismos genéticamente idénticos. MATERIAL - Material hereditario, conjunto de estructuras que en los organismos vivos constituyen el soporte de la herencia. (Está formado por ADN. o ARN.) MENDELISMO - Teoría derivada de los trabajos de Mendel, relativa a la transmisión de ciertos caracteres hereditarios y resumida en las leyes de Mendel. (El mendelismo condujo a la teoría cromosómica de la herencia y a la noción de gen.) MENSAJERO - [a.r.n. mensajero] Mongolismo MONOSOMÍA - Condición de un organismo diploide que ha perdido un cromosoma de su dotación cromática. MUTACIÓN - Cualquiera de los cambios que aparecen bruscamente en el genotipo de un ser vivo, que se transmiten por herencia a los descendientes. El material genético puede sufrir alteración cualitativa o cuantitativa, o redistribución. MUTACIONES - Cambios bruscos en el genotipo de un organismo, no debido a recombinación. La alteración puede ser cuantitativa, cualitativa, o de redistribución. La aparición de estos cambios había sido observada por los biólogos desde hacía muchos años, pero su interpretación correcta se debe al botánico De Vries, que en 1901 les dio el nombre de mutaciones. De Vries, que estudió las mutaciones en la planta Oenothera lamarkiana, consideró que consistían siempre en cambios bruscos del genotipo, pero posteriormente las detalladas investigaciones de Morgan y su escuela en Drosophilla melanogaster demostraron que existen mutaciones de muy diversos grados, ya que los cambios provocados por ellas pueden incluso ser tan pequeños que no resulta fácil descubrirlos. El estudio de las mutaciones es de gran importancia porque constituyen una de las bases fundamentales del proceso evolutivo. La estabilidad de las moléculas hereditarias es muy relativa. La variabilidad de formas de vida que existen, ha sido posible gracias a la aparición de errores en el material hereditario, lo que ha permitido la diversificación de los organismos. Además, las mutaciones son para muchos seres la manera de defenderse de las agresiones del medio en que viven o de adaptarse mejor a las condiciones ambientales. La parte negativa de las mutaciones es que muchas veces son responsables de determinadas enfermedades que no sólo van a afectar al organismo que sufre la mutación, sino que pueden afectar también a su descendencia. Si la mutación se da en una célula de un individuo en desarrollo, todas las células a las que dé origen la mutada serán de diferente constitución genética, formándose un mosaico (individuo en el que coexisten varios tipos de células genéticamente distintas, que derivaron de un mismo cigoto). Aunque las causas de las mutaciones en el hombre son en gran parte desconocidas, entre los factores que se han señalado se encuentran factores ambientales como radiaciones, virus y productos químicos. Clásicamente se han venido distinguiendo varios tipos de mutaciones de acuerdo con la forma de sufrir cambios el material genético. Mutaciones ancuploides o desequilibradas - El número cromosómico resultante no es múltiplo de números haploides. Para designar este fenómeno, se nombra primero su constitución cromosómica básica y luego un calificativo compuesto por un prefijo que indica la ploidía del cromosoma que no está en cantidad euploide, seguido del sufijo sómico. Para el ejemplo anterior, el individuo AABCCC sería un diploidemonosómico para B y trisómico para C. Como ejemplo clásico de mutación aneuploide tenemos la trisomía del cromosoma 21 humano, que da lugar al síndrome de Down o mongolismo. La monosomía del cromosoma sexual X da lugar al síndrome de Turner, caracterizado por estatura corta, resistente al tratamiento, infantilismo genital, gónadas sin células germinales, anormalidades renales, esqueléticas y cardiacas. Mutaciones cariotípicas o genómicas. - También denominadas mutaciones numéricas, afectan al cariotipo o dotación cromosómica en su conjunto y se deben a la aparición de un número de series haploides distinto del normal (triploide, tetraploide, heteroploide, etc.) o aumento o disminución de algún cromosoma. Supongamos un individuo cuya dotación cromosómica haploide es de tres cromosomas A B C. Un individuo diploide normal tendrá dos juegos cromosómicos completos y su dotación será AA BB CC. Por una mutación numérica se pueden producir células, tejidos u organismos enteros con tres o más juegos completos. Esos individuos se denominan autoploides o autopoliploides. Según su grado de ploidía, éstos podrán ser triploides, tetraploides, pentaploides, etc., según tengan tres, cuatro, cinco, etc., juegos de cromosomas. Las mutaciones autoploides son mucho más frecuentes en plantas. Éste sería un cambio euploide, porque cada juego de cromosomas está completo y es equilibrado en sus genes. Mutaciones cromosómicas - Caracterizadas por cambios en la estructura de los cromosomas, las cuales lógicamente son observables microscópicamente. Tales cambios pueden consistir en la pérdida de un trozo (delección), o en su adición, con lo cual existe un segmento repetido (duplicación) o bien en el traslado de una porción de un cromosoma a otro no homólogo (translocación), e incluso que un trozo de cromosoma invierta su posición (inversión). Mutaciones espontáneas - Son mutaciones que tienen lugar por errores en el manejo interno del material genético en las células, es decir, que ocurren de un modo natural. |
