Mitocondrias gen

Mitocondrias
organelos característicos de las cél eucariót, son result de event endosimbiótico. En ellas se producen reacci de óxido-reducción su energía libre se usa para síntesis de ATP. En cél aeróbicas, el piruvato formado en la glicólisis (anaeróbica) se transpor a la mitocon, donde es oxidado · O2 a CO2. Estas reacciones de oxido-reducción en la mitocondria hacen la mayor cantidad de ATP producido por conversión de glucosa a CO2.
Hipótesis que describen el origen de las células eucariontes.
1. Fusión de un Archaeobacterio metanogénico (huesped que requiere H) con Proteobacterium (simbionte productor de hidrógeno)
2. Eucarionte amitocondrial producido por fusión de Archaeobacterio con un Proteobacterium, adquisición de mitocondrias por endosymbiosis con un alpha-Proteobacterium.
El ATP es un compuesto intermediario clave en una serie de procesos bioquímicos celulares en los cuales se hidroliza. ATP à ADP + Pi (HPO4 -2)
La energía libre de hidrólisis DGh del ATP es de aprox. 12 kcal/mol. De esta energía, las reacciones más eficientes usan aprox. 7 kcal/mol. El resto, aprox. 5 kcal/mol, se libera al medio en forma de calor.
Organización morfofuncional à Membrana externa: tiene prot integrales: enzimas (i.e. monoamino oxidasa y canales acuosos débilmente selectivos a aniones (VDACs) y permeables a moléculas con PMs hasta 4 o 5 KDa.
Membrana interna: Plegada formando las crestas mitocondriales. tiene: lípidos 30% (PC, PE, cardiolipina)y proteínas integrales (70%): complejo multienzimático de la cadena respiratoria, ATPasa F0F1 o ATP sintetasa, transportadores y canales iónicos
Matriz mitocondrial: contiene enzimas, que participan en la oxidación de piruvato y ácidos grasos y las del ciclo del ácido cítrico. Además, contiene el DNA mitocondrial, ribosomas, tRNA y enzimas para la expresión de los genes mitocondriales.
Reacciones químicas en la mitocondria
Hay tres grupos de reacciones que ocurren en la membrana interna y la matriz:
1- Oxidación del piruvato o ácidos grasos a CO2 acoplada a la reducción de los compuestos portadores de electrones NAD+ y FAD a NADH y FADH2.
2- Transferencia de electrones desde el NADH y FADH2 al O2: ocurren en la membrana interna y están acopladas al transporte de protones y a la generación de una diferencia de potencia electroquímico de H+ a través de dicha membrana .
3- Captura de la energía almacenada en el gradiente electroquímico de protones para la síntesis de ATP por el complejo ATPasa F0F1
Activación de pirubato celil-CoA à molécula portadora activada
Mitocondrias pueden usar piruvato (CH3-CO-COO-) o ácidos grasos como combustible,para formar la molécula portadora activada: acetil CoA.El piruvato hecho en la glicólisis se transporta por las membranasmitocondriales a la matriz. Allí reacciona con la coenzima A para formar acetil CoA,NADH y CO2 en una reacción catalizada por el complejo piruvatodeshidrogenasa.
Fuente de energía en las mitocondrias: Oxidación mitocondrial de ácidos grasos
En el citosol los ácidos grasos libres son esterificados a la coenzima A para formar acil-CoA en una reacción exergónica acoplada a la hidrólisis de ATP a AMP y PPi. Las moléculas de acil-CoA se transportan a la mitocondria donde son oxidadas a acetil CoA y moléculas de acil CoA acortadas en dos átomos de carbono (n-2). Al mismo tiempo una molécula de NAD+ es reducida a NADH y una de FAD a FADH2.
Ciclo del ácido cítrico
El paso final de la oxidación de los carbohidratos y lípidos se produce en el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. Reacciones mediadas por enzimas en la matriz mitocondrial. Sustrato fundamental es el acetil CoA. Primero, un residuo acetilo del acetil CoA se condensa con una molécula de oxaloacetato para dar citrato. Luego, a través de una secuencia de reacciones (etapas 2 a 8) cada molécula de citrato es convertida en oxaloacetato perdiendo 2 moléculas de CO2 en el proceso. En el ciclo, cuatro pares de electrones son removidos de los átomos de
carbono: tres pares de e son transferidos a tres moléculas de NAD+ para formar 3NADH + 3H+ y un par es transferido al aceptor FAD para formar FADH2.
Fosforilación oxidativa
La fosforilación oxidativa es el proceso en cual se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde el NADH o FADH2 al O2 por medio de una serie de transportadores de electrones en la membrana interna mitocondrial. Las reacciones de la vía glicolítica y del ciclo de Krebs producen la conversión de1 molécula de glucosa en 6 de CO2 y la reducción de 10 NAD+ a 10 NADH y 2 FADa 2 FADH2.
Fosforilación oxidativa
El NADH y el FADH2 transfieren electrones a la cadena respiratoria ubicada en la membrana interna mitocondrial (MIM) constituida por tres grandes complejos enzimáticos: el complejo I NADH deshidrogenasa (NADH-CoQ reductasa, 880 kD) , el complejo III citocromo b-c1 (CoQ-citocromo c reductasa) y el complejo IV citocromo c oxidasa.
Fosforilación oxidativa
Cada uno de estos complejos actúa como una bomba de protones impulsada por el transporte de electrones. La pérdida de electrones regenera las formas oxidadas de NAD+ y FAD y las formas reducidas del aceptor. Los electrones son finalmente transferidos al O2. Los DG de estas reacciones son muy negativos, indicando que éstas son fuertemente exergónicas. Al pasar electrones de una molécula transportadora a la otra la energía liberada es usada para bombear protones al espacio intermembranas, generándose una diferencia de potencial electroquímico de protones (DìH+) a través de la membrana
Síntesis quimiosmótica de ATP
La síntesis de ATP se realiza utilizando la energía almacenada en forma de gradiente electroquímico de protones a través de la membrana interna, vía la ATPasa F0F1. Este mecanismo, de un acoplamiento quimiosmótico fue propuesto por Peter Mitchell en 1961, hipótesis que no fue aceptada al comienzo pero después fue comprobada experimentalmente. P. Mitchell recibió por ello el premio Nobel en 1978.
Síntesis de ATP La ATPasa F0F1 funciona esencialmente como un motor molecular. Están formadas por dos dominios: F1 y F0 El complejo F0F1 o ATPasa F0F1 acopla el flujo de protones a favor de su gradiente a la síntesis de ATP. Actúa como una ATP sintetasa. (3 H+s/ATP) F0 contiene tres tipos de subunidades a, b y c . F1 está compuesto de 5 polipéptidos diferentes: a, b, g, d y e.
Transporte de metabolitos en la mitocondria
La energía del gradiente electroquímico de protones también se utiliza para el transporte activo a través de la MIM de una serie de metabolitos que participan en las reacciones que ocurren en la matriz mitocondrial, en cotransporte o contra-transporte con H+. El transporte de PO4 -3 y piruvato hacia la matriz es mediado por transportadores que acoplan la entrada de fosfato y piruvato con el flujo de H+ a favor de su gradiente electroquímico. La entrada de ADP a la matriz es mediada por un contratransportador, acoplada a la salida de ATP,en un proceso impulsado por el gradiente de potencial. El potencial de membrana impulsa también la acumulación de Ca2+.
Comparación de la combustión con las oxidaciones biológicas (A) Si el hidrógeno se quemara la mayor parte de la energía se liberaría como calor. (B) En contraste, en las oxidaciones biológicas la energía liberada es almacenada en una forma útil para la célula por medio de la cadena transportadora de electrones. El resto de la energía de oxidación es liberada como calor.
Enfermedades Mitocondriales Fallas de mecanismos mitocondriales se han observado en diversas patologías: Cáncer, infertilidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares, ceguera, sordera, falla renal, fallas hepáticas, migrañas, etc.. La capacidad de generar radicales libres las relacionan con envejecimiento y enfermedades neurodegenerativas. Las primeras enfermedades mitocondriales fueron descritas en 1988 Cuando son enfermedades genéticas son difíciles de diagnosticar por que:
La herencia puede ser materna si la falla está en el genoma mitocondrial, pero entra a jugar el número de mitocondrias mutantes (los individuos presentan diferentes niveles de afección en diferentes lugares del cuerpo).
La mutación puede ser autosomal (estar localizada en un gen nuclear que codifica una proteína mitocondrial).
La mutación puede surgir espontáneamente en un individuoRetículo endoplasmático, Golgi, peroxisomoas y lisosomasLas proteínas celul tienen distints funcions en dif lugars dentro y fuer de la cel àLugar de síntesis
Citosol: - citosol - mitocondr/cloroplts - núcl - Peroxis_Retículo Endopl: -Membr Plasm - Membra RE, Golgi - Lisosms Sistema de membranas Complejo de cisternas, sacos aplanados interconectados
Síntesis de: -Proteínas y lípidos de membrana plasmática y de organelos. - Proteínas del lumen de lisosomas. - Proteínas de secreción -Modificaciones postranduccionales Ret endompl Liso (REL)
Apariencia tubular -Contiene enzimas que catalizan síntesis de -lípidos e hidratos de carbono. -Síntesis de fosfolípidos, colesterol y de -hormonas esteroidales. -Almacenamiento de Ca2+ -En células hepáticas, REL degrada glucógeno almacenado. -Sitio de detoxificación: carcinógenos, alcohol, anfetaminas, barbitúricos (se secretan desechos como productos hidrosolubles).
Ret endopl rug (RER)
Superficie externa repleta de ribosomas -Síntesis y ensamblaje de proteínas -Modificación de proteínas por enzimas que -agregan hidratos de Carbono o lípidos -tiene chaperonas que catalizan plegamientos apropiado de proteínas. -Proteínas mal procesadas o plegadas se envían al citosol y son degradadas en proteasoma. -Proteínas bien procesadas pasan por sistema de transporte de vesículas.
¿Por qué la RE?
Proceso co-traduccional -Complejo mRNA/Ribosoma -Síntesis de péptido señal -Dirige al ribosoma -Ribosomas asociados a membrana: retículo endoplásmico RUGOSO

zInicio de la síntesis proteica - Determinado por mutaciones -16 a 30 aminoácidos -Extremo N Terminal -1 residuo de carga positiva
6-12 residuos hidrofóbicos: estructura Met-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Ile-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser-Arg
Signal Recognition Particle SRP: Partícula de reconocimiento de señal. ·Ribonucleoproteína Secuestro de la cadena naciente: protección
Receptor de SRP
Proteínas incluidas en la membrana del RE
Unión con SRP reinicia síntesis de polipéptido Complejo se une a proteínas Traslocón Hidrólisis GTP: reinicia síntesis. àLiberación del péptido (GTP) señal-entrada , el traslocon se abre y entra la cadena al lumen… àRE-reinicio de la transcripción
Traslocón
Une en forma estable al ribosomacon REPermite entrada delpéptido al lumen deretículo
Identificasecuencias deanclaje
Tipos de proteínas sintetizadas en RE Proteínas desecreción-lisosomas solubles en el lumen de RE Proteínas de membranaplasmática. RE à Golgi: viajan ancladas a membrana de RE
Síntesis de proteínas integrales
Secuencias de anclaje en la membranaSíntesis comienza en extremo NH3+
Proteínas Integrales-Proteínas incluídas en la membrana-Secuencias de Inserción en la membrana: Hasta 25 aminoácidos- Aminoácidos hidrofóbicos: secuencia detransferencia y detención en el traslocón-Puede haber corte de secuencia señal
Proteínas asociadas a membrana- No atraviesan la membrana -Localización cara extracelular de la membrana -Sin anclaje proteico: mayor movilidad
Modificaciones Postranduccionales Modificaciones después de la síntesis:- Corte de secuencias aminoacídicas.- Glicosilaciones.- Plegamiento correcto.- Puentes disulfuro (Solo en RE)- Polimerización de proteínas.
Glicosilaciones Adición de carbohidratos RE y Golgi àFunciones: Características funcionales Estructura proteica: plegamientos Interacción proteína-proteína Inicio: Síntesis de cadena de carbohidratos precursora en membrana del RE
Transferencia a la proteína precursores tranferido a proteína remoción glucosas: entrada a golgi Procesa, clasifica y modifica proteínas. -sacos membranosos aplanados, apilados(cisternas). ---Dictiosomas cada apilamiento de A, de Golgi.- A.Gogi en vegetales producen polisacáridosextracelulares (pared celular).A. Golgi en células animales fabrica lisosomas.Modificación con carbohidratos puede ser señalde clasificación redirigiendo a un organeloespecífico.
Patologías relac con lisosomas
Enfermedad de Hurler: enf. Hereditaria en que no pueden descomponer
cadenas largas de glucosaminoglicanos, se acumulan y causan daño a
órganos, incluyendo el corazón. (ausencia de alfa-L-iduronidasa)
Enfermedad de Inclusión Celular: enzimas hidrolíticas se sintetizan, pero no
se encuentran en lisosomas.
Enfermedad de Tay Sachs (acumulación de lípidos, produce ceguera, retraso
mental, muerte antes de 5 años)

En células vegetales, cumple función de lisosomas.- Membrana se denomina tonoplasto.
-Función importante en crecimiento y desarrollo de planta. -Almacena alimento en semillas, compuestos inorgánicos, proteínas. -Presión de turgencia
Peroxisomas en células vegetales Glioxisomas Degradan grasas en azúcares, como fuente de energía. Células animales no tienen glioxisomas.
Peroxisomas Metabolizan compuestos orgánicos pequeños. -Organelos rodeados de una membrana. -Contiene enzimas que realizan una variedad de reacciones metabólicas, en las que el protón se transfiere de diversos compuestos del oxígeno: producen H202 -Detoxifica determinados compuestos. -Contienen catalasa: exceso de H202 en H20 y 02. -En células que sintetizan, almacenan y procesan lípidos. -Degrada acidos grasos -Sintetizan fosfolipidos de cubierta de MP.
Patologías relacionadas con los peroxi
Síndrome de Zellweger: síndrome cerebrohepatorrenal, es 1 desorden congénito (enfermed genética) poco frecuente, se caracteriza · baja producción o ausencia de producción de peroxisomas, especialmente en tejidos encargados de la depuración y detoxificación del cuerpo, como hígado y riñones. Los signos + característicos: (inflamación del hígado), elevados niveles sanguíneos de minerales como hierro y aluminio,(desorganización neuronal), retraso mental, pérdida auditiva, defectos en la retina con consecuente falla de la visión.Mitosis Division nuclearà 2 copias de cromos unids en cometidas hermanasLas cohensinas y condensitas reparan cromos replic2 para mitosis. Activadas por M-cdkEtapas de la mitosis: Proface -pro- meta - meta -Ana -Telo -CitocinaEn Proface: desaparecen nucleolo, aparecen asteres y centríolos se separan, se forma huso cromático. Cada cromosoma reaparece con 2 cromatidas unidas a 1 centromero.
Prometaface: La envoltura nuclear se rompe, cromosoma puesto al azar en movimiento activo
Metaface: cromosomas de desaplazan hasta la placa metafísica, el huso a polos opuestos, duplica2 cromosómicos en el ecuador del huso.Anafase: Cinetocoros se serrana al inicio de esta, cada centrómero /2 asi dejan que las cromatidas herms se separen y se vallan a polos opuestos (dos nuevos cromosomas)
Teloface: Se vuelve a formar envoltura nuclear, deparacen asteres y huso, reaparecen nucléolos y se frma membra nuclear en cada polo , empieza citoquinesisCitocinesis: Reaparece nucelolo, formación de microt intefac nuclea2 · centrosoma.-Los cinetocoros unen cromosomas al huso mitótico
-MTs que componen huso mitótico:· Microtúbulos astrales · M cintetocóricos · M. PolaresHuso mitótico en metaface: dirección de tubulina en movimiento, los microtúbulos se desensamblan en los polos, en el ecuador de la cel se polimerizan Anillo contráctil (lo que separa en 2 nuevos cromosomas - es 1 anillo contráctil de filamentos de actina y miosina.Citocinesis en célula vegetal.Fragmoplasto: restos de MT interpolares en el echad del huso. Vesículas de membrana (A. Golgi: polisacáridos y prot) son transportadoras a lo largo del fragmoplasto para formación de pared celular. Ciclo y muerte celularSu función à duplica DNA cromosóm. Y distribuye copias en cél hijas genéticamte = La duración varía según tipo cel / Se / 4 faces: FACE M(1H) -mitosis /del núcleo) - Citocinesis(/ de cel en 2 parts) à INTERFACE: sigue transrip de genes, síntesis de prot y crecidito masa muscul à FACE S(sínteis) replicación de DNA à FACE G1 (entre FACE MyS à FACE G2 Entre FACE SyMPuntos de control del cicloLos proces del ciclo pasan en una secuenac específica se tiene que preservar. Pts de control Check point) G1 à deja que la cel asegure de que el medio es favorable para su proliferación y DNA intacto antes de pasar a S. Si no está favorable entran a un estado basal G0à en G2 no entra a meitosis si la cel no repara DNA y completa replicac de este.Proteínas quinasas de activación cíclica
El sistem de contro del cicl regula por activación cíclicas de prto y complejos proteics que inician o regulan replicación del DNA, mitosis y citosinesis. Se usan reacci de fosforilac y desfosfor para estimular o inhibir activad de 1 prot. En el ciclo participn prot quinasas y fosfatasas. Activadas en momentos determ del ciclo y pasan dep se inactivan (act ciclik) mediado ·ciclinas, se tienen que unir a quinasas para adquirir actenzimatik. Por eso se llaman prot quinasas dependtes de ciclos (Cdk). Prot quinasas: enzi+que tranf a 1 grup fosf de una molec de ATPa 1 caden later de aa de la pro blanco. Este proces puede ser revert · eliminac del grup fosfat por acción de prot fosfatasas.Regulación de la activación de las Cdk à esta act depende de aumto y declinac de niveles de ciclinas. En el caso de M-Cdk, la concentrac de ciclina aumeta gradualote en la interfac, pero pasa al final de interface. La activac de M-Cdk regulad · fosforilac en 1o+ sitios de fosforil por quinasa específik (CAK). Desfosfor · 1 fosfat hace inicia inact de la M-Cdk (Cdc25). Hay retroalimentac positiva (feedback positivo) que lleva al ingres de la cel en la face M. S-Cdk à desencadena replicac del DNA que empiesa al Princ. De replicac, se une al complex de reconocim del orig de replicaci (ORC). La replic DNA inici desp activa S-Cdk fosforila Cdc 6 y complex se disocia del ORC, desp que se active el Orión.SE puede interrump ciclo en 2 pts · sistem de contrl del ciclo cel 1) cuando inicia mitos si se replica el DNA. 2) Pasa en bipartición si se completa la mitosis· Partic prot inhibid de Cdk, cloquean ensamblado o activ de 1 o + complex ciclina -Cdk .· ej cuando el DNA esta dañado la cel no lo replik, este daño aumenta concentrac y act de p59 (prot regulad de genes), esta activ transcripp de 1 gen de 1 prot inhibid de Cdk p21 · p21 se une a G1/S-Cdk y a S-Cdk impide progres de cel a FACE S. Si p21 falla o no esta preste se replik DNA dañado = mutaciones y cáncer En mitosis el huso mito regulado, si no se une los cromos al huso, se da señal negat y se para el sistem (inhibición de activac de APC). Muerte celular (apoptosis o murte cel program) Nivel de apoptosis en orga elevado (médul ósea e intes muerten miles/hr). Apoptos en teji2 adultos equilibra / cel. No hace daño a cel vecinas..Necrosis celular à las cel por trauma estallan, su cont se derrama a cel vecinas)
Apoptosis à retrae y condensac de cel, citoesque colapsa, envolt nucle se desensambla. DNA nuclear se fragta. Se altera superf celul que atrae a cel fagocíticas (macrofags) mediad · cascada proteolítica interacelular. La casca proteol estructiva se amplifica. Irreversi - controlada: regulad · miembrs de familia Bcl-2, activ a procaspasas por liberac de citocrom - c desde mitocondrias al citosol. Bcl-2 y otras prot inhiben activac de procasps. Bloqueo liberac de citocromo C. Se unen a factors proapoptoticos y bloquea su actividad.  Control extracel de cantidad y tamaño celul  Las cel anim se /, crece y sobrevivn · factores produc · otras cel. 1.Mitógeno: estimulan / cel, contrarrestan meca intracel de freno que bloqu progres de ciclo cel. 2.Fact de crecmito: estimlan crec celular, promuebn síntesis e inhibic de degradac de prot y otras macromolec. 3. Fact de supervivencia: promuevn superviv celul · suspenc de apoptosis
Mitógenos Prot de señalizaci, secretadas se unen a recept de superf celul activan vías de señaliz intracel. Estimuln / celul. Avolic de frenos molec como prot de Retinoblastoma Rb:PDGF, Factor de crec hepatocitico
Fact de crecim à en cel anim dep de señls d otras cels. Se unen recept de superf cel que act vías d señaliz cel. Acumulac prot y otrs macromolec·aumto d veloc d síntes y dismin veloc degradación. Ayudn a k las cel tengan tamño aprop a medid k proliferan -Factores de supervivencia à evitan que la cel muera por apopt. Control de cant de cel de otros teji2 en desarrollo o tejido adul. Se unen a recep de superf cel, activa vías de señalizac intracel, vía señalizac intracel inhibiendo apon · regulac de prot Bcl-2. BAF CitoesqueletoMicrofilamentos (MF) à Forma y motilidad- -Filamentos (FI) à Stress--_Microfilamentos à transporte intracelular localización organelos --Citoesqueleto Tipos-- Subunidad diámentro localización---Microfilamento à actina 5-9 lamelipodios--- Filiopodios-- Estereocilios-- Filamentos láminas 10 núcleo, piel,pelo, mesequina neurona -- Intermedios Keratinas-- vimentina-- neurofilamento-- microtúbulos tubulina 25 flagelo, cilios, huso-- Son polímeros de 2 hebras helicoidales de la prot ACTINA. Estruc flexible, organiz en 1 variedad de haces lineales, redes de 2 dimenc y genes tridimensionales. Están concentra2 en la corteza de la cél cerca de la membr plasmática.····Filamentos intermedios: fibras en forma de cable con un diámentro de 10 nm. Están formos de prot de filamentos intermermedios (familia numerosa y heterogénea). Ej: lámina nuclear forma 1 red de la membrana nuclear interna. Microtúbulos: cilindros huecos, largos, formados de las proteína tubulina (diámetro externo de 25 nm). + rígidos que filamentos de actina. Rectos y geralmte tienen un extremo unido a un centro organiz de microtúbulos (COMT) centrosoma. Tradmilling (recambio rotatorio) El extremo - y el extremo + de un filamento tienen diferentes Cc (Cc (-)>Cc (+)).Treadmilling: es más común en filam. de actina,ocurre a una concentración intermedia C (Cc (-)> C >Cc (+)). El extremo (-) se despolimeriza mientras que el extremo (+) polimeriza y ellargo del polímero no cambia.Proceso dependiente de nucléotido trifosfato.--Regulación en nucleación Para microfilamentos à complejo de ARP 2 y otras Para microtúbulos à centrosoma, centríolos [ alfa y beta tubulinas] complejo de anillo [gama tubulina] -Proteínas motoras à se mueven a través de citoesqueleto. hidrolizan ATP. se unen a distintos filamentos. se desplazan en distintas direcciones. trasladan distintas cargas (proteínas, vesículas, organelos) --Microfilamentos MIOSINAS: contracción muscular, citodieresis, protrusión de estructuras ricas en actina (microvellosidad), transporte vesículas y organelos. Dirección -a+ ---Microfilamentos KINESINAS: huso mitótico .separación de cromosomas .tráfico de vesículas y organelos -- Dirección - a + Microfilamentos Dineínas movimiento cilios y flagelos* tráfico vesicular direccion + a - --Leyes de Mendel Genética, rama de css biológicas, su objetivo: estudiar patrones de la herencia, cómo se transmiten los rasgos y las características de padres a hijos. Genotipo: constitución genética de un organismo o conjunto de genes de un organismo Gen: reservorio de información genética Secuencia completa de ácidos nucleicos para la síntesis de un polipéptido funcional Es un pedazo de molécula, formada por secuencia de nucleótidos de la información para producir uno o mas fenotipos. Fenotipo: Es su apariencia, o su conducta
Es la expresión del genotipo en un ambiente (la conducta de un genotipo, la va a determinar el ambiente por Ej.: si el individuo esta en un lugar donde se ve mucho el alcoholismo, es muy probable que éste también lo sea) ----- > ambiente+genotipo= Fenotipo < ----- - Incluyen rasgos físicos y conductuales- Expresión visible del genotipo (CUALITATIVO)- Característica cualquiera de un organismo (CUANTITATIVO)- Estructural (nº de brazos)- Fisiológica (peso al nacer)- Bioquímica (proteínas, RNA)- Conductual (alcoholismo) :_:Dermatoglifos: fenotipo cualitativo: Forma (de una huella digital) Fenotipo cuantitativo es discreto: Nº de líneas (de una huella digital) Fenotipo cuantitativo continuo: Ancho de las líneas que componen la huella. El genotipo de un organismo no especifica de forma inalterable su fenotipo. El genotipo determina una serie de fenotipos, que pueden desarrollarse según las interacciones que tengan con el ambiente y con el resto del genotipoAmplitud de reacción ó Norma de reacción del genotipo Cada individuo posee un par de alelos por gen,  El alelo que se expresa fenotípicamente es Dominantesobre el otro (Mayúscula (B)) El alelo que no se expresa en el fenotipo es Recesivo(letra minúscula (b)) Cuando los 2 alelos son dominantes son Homocigotos para el alelo Dominante (BB) Si un alelo es dominante y el otro recesivo son heterocigotos para el gen(Bb) Si los dos alelos son recesivos, son Homocigotos recesivos para el gen (bb) Locus: posición definida ocupada por un gen(secuencia de DNA) en ambos crosomomashomólogos. Alelo: A cada secuencia de DNA situada en unlocus. Loci: Varias posiciones para genes diferentesen un mismo par de cromosomas. Para cada par de alelos se ocupa un mismo Locus Experimentos de Mendel (Gregor Mendel 1822 - 1888) Ver la forma en que cada par de caracteres diferentes se presentan en la descendencia y deducir la ley según aparece en las generaciones sucesivas a) Obtención de líneas puras: auto polinización de lasplantas por varias generaciones. - Líneas Puras Son las que al sercruzados ente si solo dan individuos de una clase (Ej,plantas de semilla amarilla que sólo dan semillasamarillas). Mendel concluye que Siempre unade las alternativas es dominante y la otra recesiva.  Los genes que se transmiten a la descendencia a través de los gametos. Los factores están siempre en pares (alelos)
1era Ley. Principio de la segregación: Los factores están determinados por pares de factores (Alelos), que se comportan como partículas discretas, manteniendo su individualidad y se separan en los gametos. Los gametos son siempre puros (llevan sólo un miembro de cada par de factores o de alelos)
2da.Ley de transmisión independiente: diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma. Es decir, siguen las proporciones 9:3:3:1.
Teoría cromosómica de la herencia Sutton y Boveri. Propusieron que los factores hereditarios (genes) se estaban en los cromosomas. = que para un carácter, el número de cromosomas también es doble, cada uno heredado de un progenitor (cromosomas homólogos). Durante la meiosis se separan y cada uno va a un gameto, tal y como lo propuso Mendel. Esta teoría enlazaba la citología con la genética. Se observó que existían cromosomas homólogos, parejas de cromosomas idénticos o autosomas, y una pareja de cromosomas distintos denominados heterocromosomas o cromosomas sexuales (X e Y).
En, 1911, T. H. Morgan propuso que los genes estaban en los cromosomas, y que, por lo tanto, los genes que se encontraban en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos, proponiendo para ellos el término «genes ligados». Según Morgan, los genes están en los cromosomas, su disposición es lineal, uno detrás de otro, y mediante el entrecruzamiento de las cromátidas homólogas se produce la recombinación genética.
Determinación sexual y Herencia Ligada al sexo Sistemas cromosómicos de determinación del sexo
1)El macho es el sexo heterogamético. Hembra Macho
XX XY
XX X0
2) La hembra es el sexo heterogaméticoHembra Macho
ZW ZZ
Características de los cromosomas sexuales humanos
En núcleos de células somáticas en las hembras demamíferos se observa lo siguiente: Cromatina de Barr: corresponde a un cromosoma Xcondensado, cuyos genes no se expresan. Sólo uno delos cromosomas X transcribe su información genética. Inactivación del X: Modo de compensación de dosis génica La expresión de los genes de X debe ser monoalélica
Sindrome de Turner (45 X) à características sexuales masculinas en mujeres Síndrome de Klinefelter (47XXY) à caracteristicas sexuales feleminas en hombres. La inactivación del cromosoma X es al azar. Una vez establecido cual cromosoma X se inactiva las células que derivan van a inactivar el mismo X (clonal). Irreversible en células somática. Células trofoblasto inactivan solo el X paterno Hembra es un mosaico Porque en algunos tejidos se expresa el X paterno o el materno según sea el caso..Patrones de herencia ligados a cromosomas sexuales Herencia Recesiva Ligada al X: Mutaciones ligadas al X se expresan fenotípicamente en todos los varones, pero solo en mujeres que son homocigotas para la mutación Las mujeres heterocigotas serán portadoras de la condición. Padre (XY) madre (XX) todos los hijos varones serán sanos (XY). Todas las hijas serán portadoras, es decir podrán transmitir la hemofilia peor no padecerla. Padre (XY) la madre (XX). 50% de los hijos varones pueden padecer de Hemofilia (XY) y la otra mitad no (XY). hijas 50% (XX) y el otro 50% no (XX). padre (XY) y la madre(XX). Todos los hijos varones (XY). En las mujeres el 50% sera portadora (XX) y el otro 50% (XX). Herencia Dominante Ligada al X: Es dominante si se expresa en heterocigotos. Todas las hijas y ninguno de los varones de padre afectado están enfermos. Hijos de mujeres afectadas 50% estarán afectados Patrones de herencia ligados al Y Herencia Holándrica Se transmite directamente de padre a hijo y nunca aparece en las hembras Rasgos Autosómicos Características dadas por genes que se encuentran en cromosomas no sexuales Autosómicas Dominantes: El genotipo se expresa fenotípicamente en el heterocigoto Autosómica  Recesiva: El genotipo solo se expresa fenotípicamente cuando está en su forma homocigoto Herencia Autosómica Dominante Cada individuo afectado, posee un progenitor igualmente enfermo (fenotipo aparece en cada generación) Cada hijo de un progenitor afectado posee un 50% de riesgo de heredar el rasgo Los miembros con fenotipo normal no transmiten el rasgo. Los varones y las mujeres tienen la misma probabilidad de transmitir el fenotipo Herencia autosómica Recesiva Generalmente se observa el fenotipo entre hermanos. El riesgo de recurrencia para cada hermano del propositus es de 1/4 En algunos casos los padres de los afectados pueden ser consanguíneos. Varones y mujeres tendrían la misma propabilidad de resultar afectados. Interacción génica Es interacción que existe entre los productos protéicos de alelos de un mismogen ó de genes diferentes Interacción génica intraalélica: es aquella interacción entre los alelos de un mismo gen. Interacción génica interalélica: interacción entre alelos de diferentes genes.  Interacción intraalélica entre alelos de un mismo gen Dominancia completa à cuando el alelo dominante enmascara al recesivo Dominancia incompleta à El fenotipo de un heterocigoto es Inter. entre ambos homocigotos Codominancia à Ambos alelos producen efectos detectables en condición heterocigoto. Interacción génica Intercacción entre alelos de diferentes genes Interacciones no epstáticas Epistasis: simple recesiva 9:3:4 Genes complementarios 9:7 Simple dominante 12:3:1 Genes duplicados 15:1 Penetrancia incompleta Expresivicidad variable Pleiotropía Interacción no epistática: cuando el producto de cada gen posee una ruta metabólica diferente Proporción fenotipica 9:3:3:1
Interacción epistática: el producto del gen interviene en una misma ruta metabólica. Proporción fenotipica diferente a 9:3:3:1 Interacción Génica Para determinar que dos genes interaccionan es que den lugar a proporciones dihíbridas modificada Penetrancia incompleta  Porcentaje de individuos de un genotipo determinado que muestra realmente el fenotipo asociado a dicho genotipo Expresividad variable Grado o intensidad con que se expresa fenotípicamente un genotipo determinado Pleiotropía Cuando un gen o más genes producen diversos efectos fenotípicos. Síndrome de Marfan à Defecto en gen fibrilina 1Fibras Elásticas del tejido conectivo, Aorta, Piel, Ojo
Heterogeneidad Genética Un mismo cuadro clínico puede tener causas genéticas diferentes Retinosis Pigmentaria: enfermedad degenerativa que produce una grave disminución de la capacidad visual, y que en muchos casos conduce a la ceguera. Al menos 35 diferentes genes o loci se conocen que causan esta retinosis. Se prueban RLBP1 (recesivo autosómico, tipo Botnia RP) RP1 (dominante autosómico, RP1) RHO (dominante autosómico, RP4) RDS (dominante autosómico, RP7) PRPF8 (dominante autosómico, RP13) PRPF3 (dominante autosómico, RP18) CRB1 (recesivo autosómico, RP12) ABCA4 (recesivo autosómico, RP19) RPE65 (recesivo autosómico, RP20) Genética de Poblaciones I: La revolución darwiniana, elequilibrio de Hardy-Weinberg y sistemas deapareamiento àLa revolucióndarwiniana:La selecciónnatural El paradigma poblacional: la variación en las pablaciones es la materia prima de la evolución. Lo único que se transmite a la descendencia son los génes Evolución vista desde la población: Cambia en la composición genética de las poblaciones Población Mendeliana: Conjunto de individuos intercruzables que comparten un conjunto genético común El problema de genética de poblaciones es la descripción y explicación de la variación genética dentro y entre las poblaciones (Theodosious Dobzhansky) Variación genética o polimorfismo genético: Dos o más formas alélicas en frecuencias apreciables en una población Frecuencia génica o alélica (unidad básica de evolución): f(A) proporción de un alelo dado en la población La genétic de poblac es 1 teoría de fuerzas à Factores que cambian FREC génicas en poblac -Deriva genética -Mutación -Migración -Selección natural El problema empírico: la lucha por la medida de la variación genética Variación fenotípica cuantitativa: morfológica, fisiológica, conductual Genética Cuantitativa Continua y discreta -> Experimentos de selección, endogamia à Conclusión, hay variación genética para cualquier carácter El problema empírico: la lucha por la medida de la variación genética (2) Variación cualitativa: polimorfismos genéticos y variantes raras Polimorfismo morfológico (color, tamaño, forma) Polimorfismo inmunológico (grupos sanguíneos: AB0, Rh, NM,... 40 en humanos) Polimorfismo cromosómico (inversiones paracéntricas en Drosophila, reordenaciones) Teorías de la variación en los 60  Teoría clásica Teoría Equilibrada Ausencia de variación Variación ubicua Selección purificadora Selección equilibrada Genotipo salvaje es óptimo No existe genotipo salvaje Muller (laboratorio) Dobzzhansky (naturalista) Eugenesia ¡viva la diversidad! No interferencia El problema empírico: la lucha por la medida de la variación genética (y 3)
Polimorfismo proteico (alozímico) Electroforesis de proteínas en gel (Lewontin & Hubby 1966; Harris 1966) -> era alozímica: la variación es ubicua. Consecuencia teórica: teoría neutralista. Nace la evolución molecular. Polimorfismos en el nivel del DNA RFLPs Microsatélites Secuencias de DNA Medidas de la diversidad genética Ejemplo: Estudio electroforético de la enzima glucosa fosfato isomerasa en una población de ratones Genotipo F/F F/S S/S Total  N. individuos 4 7 5 16  N. alelos F 8 7 0 15  N. alelos S 0 7 10 17  N. alelos F + S 8 14 10 32 .Frecuencia genotípica f(FF) = 4 / 16 f(FS) = 7 /16 f(SS) = 5/16 Frecuencia alélica o génica
p^ = f(F) = 4 + (1/2) 7 = 0,469 q^ = 1 - p^ = 0,531
16
Heterocigosidad
H ^= 7/16 = 0,4375
Ley del equilibrio de Hardy-Weinberg à Considera como se relacionan las frecuencias alélicas y genotípicas en una población mendeliana bajo una serie de supuestos ideales
Generaciones discretas y no solapante Apareamiento aleatorio Tamaño de población infinito No mutación, no migración entre poblaciones No diferencias en eficacia biológica (selectivas) entre los distintos genotipos Ley del equilibrio de Hardy-Weinberg Consecuencias de los supuestos: Reducción de la dimensionalidad de 1 población. Conocer frecuencias alélicas = predecir genotipos Equilibrio alélico y genotípico. Frecuencias alélicas no cambian en generaciónes (equilibrio alélico) Las frecuencias genotípicas tampoco cambian en generaciones (equilibrio genotípico). Después de una generación de apareamiento aleatorio, se alcanzan las frecuencias genotípicas de equilibrio Sistema conservativo, análogo al principio de inercia. Solución al problema de cómo se conserva la variación genética Modelo nulo por excelencia: Aunque las desviaciones son difíciles de detectar, cualquier desviación es una indicación de que algo pasa en la población. Generalización del Equilibrio de Hardy-Weinberg
A1 A1 A1 A2 A2A2 A1 A2
P2 2pq q2 p q
Un gen ligado al X
Múltiples alelos
Ejemplo, 3 alelos con frecuencias p,q y r. Las frecuencias genotípicas son las que resultan de las expansión (p+q+r)2 = p2 +2pq + 2pr + q2 + 2qr + r2
Dominancia Se puede estimar las frecuencias alélicas si suponemos que la población está en equilibrio Hardy-Weinberg. Ej. Individuos con fenotipo Rh+ 85%. Si suponemos H-W la frecuencia del alelo Rh+ es
del 85.8%
Desviaciones del apareamiento aleatorio Apareamiento clasificado: los distintos fenotipos no se aparean al azar positivo: tendencia a aparearse con fenotipos semejantes (altura, color de piel,...) negativo: tendencia a aparearse con fenotipos opuestosEndogamia: cuando el cruce entre parientes es más común de lo que se espera por azar (exogamia es el concepto opuesto)
Diferencias entre ambos conceptos: el apareamiento clasificado afecta a los fenotipos preferidos, mientras que la endogamia afecta a todo el genoma. Consecuencias de las desviaciones del apareamiento aleatorio Desviación de las frecuencias genotípicas de las esperadas por Hardy-Weinberg Mayor homozigosidad: apareamiento clasificado positivo y endogamia Mayor heterozigosidad: apareamiento clasificado negativo No cambio en las frecuencias alélicas.