1 GENETICA y TECNICAS DE BIOLOGIA MOLECULARQuímica Biológica Patológica GENETICA y TECNICAS DE BIOLOGIA MOLECULAR I- Parte Tema:1 (1)  Dra. Silvia Varas

2 Presentación del CURSOQuímica Biológica Patológica Presentación del CURSO Integrantes: Dra. Maria Sofía Giménez Dra. Silvia Mabel Varas Lic. María Rosa Fernández Dra. Mariana Lucila Ferramola Dra. María Gabriela Lacoste Lic. José Luis Arias

3 El presente curso: Es un curso en permanente modificación y actualización de sus contenidos Precisa conocimiento previos Integra conocimientos obtenidos en cursos previos de la carrera.

4 Herramientas de comunicación:BLOG: Cartelera 2º Piso Barco Horarios de Consulta: Viernes 15hs

5 LIBRO del Curso Bioquímica Molecular Gimenez MS y col. Capítulos:Cáncer, pag.128 Apoptosis, pag.108 Fibrosis Cística, pag.253 Porfirias, pag.293 Fenilcetonuria, pag.354

6

7 Actividades Extras y Obligatorias:Tema 5. Gota Tema 10: Glucogenosis Guía de estudio

8 RESUMEN En la cursada se va ver y examinar ≈60% del programa

9 GENETICA y TECNICAS DE BIOLOGIA MOLECULARQuímica Biológica Patológica GENETICA y TECNICAS DE BIOLOGIA MOLECULAR I- Parte Tema:1 (1)  Dra. Silvia Varas

10 Ruta o Vía Metabólica AB  C DE F  GP

11 Ruta o Vía Metabólica

12

13 Una ruta metabólica se realiza en alguna organela en particular

14

15 Errores congénitos del metabolismo (ECM)“Trastorno bioquímico determinado genéticamente en el que la falta (o hay una alteración) de una proteína que origina un bloqueo metabólico con consecuencias clínicas”

16 Antecedentes Garrod 1908: albinismo, alcaptonuria, cistinuria, pentosuria familiar Følling 1934: descripción de la fenilcetonuria (PKU) Métodos cromatográficos ADN - Bases moleculares de la genética Genoma humano  Genómica Productos génicos  Proteómica

17 Garrod,1903 The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease (MMBID)

18 Alteraciones primarias de los ECMAintracelular Aextracelular 4 Apoenzima + cofactor 1 Membrana D 3 B C 2 1. Alteración del transporte de membrana. 2. Bloqueo enzimático de B a C: a) Deficiencia de C. b) Acúmulo de A y B (soluble ó insoluble). 3. Aumento de D (vía alternativa) por exceso de B. 4. Defecto entre la interacción de apoenzima-cofactor obligatorio.

19 Defectos I: Transportadores de MEMBRANA PLASMÁTICA:- Familia ABC( A1, C2, C7) - Familia SLC (SLC3, SLC7 aa) - Simporter NIS - Pendrina Receptores de membrana: - RLDL, LRP1, LRP2, etc. - Hormonas: TSH, insulina, glucagón

20 Defectos II: Proteínas: Enzimas: -  globina - Glu6P-D -  globina- Tiroglobulina - Distrofina Enzimas: - Glu6P-D - GALT - UGT-1 A1 - Tiroperoxidasa - ALA dehidrasa - PBG deaminasa - LPL Cofactores: - Apo CII - Biotina

21 Tipos Enfermedades lisosomales Hidratos de carbonoAminoácidos Lípidos y lipoproteínas Lipidosis, mucolipidosis Dislipemias Hidratos de carbono Glucogenosis Galactosemia, fructosemia Malabsorción Proteínas Hb Porfirinas Purinas, hiperuricemias Hormonas Tiroides Suprarrenal Enfermedades lisosomales Esfingolipidosis Mupolisacaridosis Lipidosis Otros Enfermedades del sistema de transporte a traves de membrana Fibrosis Cistica Trastornos Tejido muscular Distrofias Enfermedades Multifactoriales Diabetes Obesidad

22 Epidemiología Enfermedad Incidencia PKU, FENILCETONURIA 1/10.000Hipotiroidismo /2.500 Galactosemia /10.000 Deficiencia de Biotidinasa /70.000 Hipoplasia suprarrenal congénita 1/12.000 Fibrosis quística /2.500 Deficiencia de la Biotinidasa /70.000 Distrofia muscular de Duchenne /4000 Hemoglobinopatias (talasemias) /500 Drepanocitosis (raza negra) /1.400

23 Fraile Gregor Johann MendelGenetica mendeliana Fraile Gregor Johann Mendel / Pisum sativum Guisante, arveja o chícharo 1843, en el convento de agustinos de Brünn

24 Desordenes Genéticos: CategoríasCromosomales Monogenéticos o Mendelianos Multifactoriales 7/1000: Dominantes 2,5/1000: Recesivos 0,4/1000: Ligado X Mitocondrial

25 HERENCIA AUTOSOMICA Dominante RecesivaTodos los individuos afectados deben tener al menos un padre afectado. Una persona afectada tiene un 50% de posibilidades de trasmitir el rasgo a c/u de sus hijos. Dos individuos afectados pueden tener hijos no afectados. En algunos casos el fenotipo homocigoto puede ser más grave que el fenotipo heterocigoto o ser diferente a aquél. Recesiva La herencia afecta, habitualmente, a las uniones de dos heterocigotas Riesgo de un 25% enfermo de padres heterocigotas. Dos individuos afectados tienen 100 % de descendencia afectada. Suele existir alto grado de consaguinidad. Ex: Albinismo, Fibrosis cistica, Talasemia, etc.

26 Herencia ligada a X Dominante RecesivaTodas las hijas de los varones afectados están afectadas y ninguno de los hijos está afectado. Una mujer heterocigota afectada trasmitirá el rasgo a la mitad de sus hijos, estando igualmente afectados los varones y mujeres. En promedio habrá doble n° de mujeres afectadas que de varones. Ex. Deficiencia de Glu6P deshidrogenasa, distrofia muscular, etc. Recesiva Están afectados los varones hemicigotos y las mujeres homocigotas Los varones afectados trasmiten el gen a todas sus hijas, pero a ninguno de sus hijos. Las hijas de varones afectados son habitualmente heterocigotas (portadoras) y no estan afectadas. Ex: daltonismo o ceguera para los colores verde y rojo.

27 Nomenclatura de los Cromosomas(Francia, 1971) P Q 1 2 3 Regiones Bandas P (Petit) Q( Queve) 1 1 q 1.2 Cromosoma Brazo Región Banda

28 Metabolismo intermediarioPatogenia Alteraciones del DNA nuclear o mitocondrial Mutaciones Alteraciones de la síntesis/procesamiento del RNA Genes AB BC CD DE Proteínas (Enzimas) ab bc cd de A B C D E Metabolismo intermediario

29 Mutación Puntuales Mutaciones sin sentido (nonsense) cerca del 11% de las sustituciones en regiones codificantes. Es el cambio de una base por otra que genera un codón stop. Mutaciones con cambio de sentido (missense) cerca del 45% de las mutaciones. Existe un cambio de base genera otro codón para un aa distinto al original. Mutaciones silenciosa, el cambio de una base no marca un cambio de los aa. Mutaciones de elementos de control o regulatorias, (1,8%). Mutaciones en secuencias consenso del splicing (9,6%).

30 Mutaciones Del/Ins Grandes deleciones (6,1%)Pequeñas deleciones (15,8) Rearreglos Complejos (0,9%) Grandes Inserciones y Duplicaciones (1,2%) Expansión de repeticiones de trinucleótidos (0,3%)

31

32

33 Espectro de diferentes tipos de mutaciones en genes humanos (Human Gene Mutation Database)6,1% 15,8% 45,1% 11,2% 9,6% Mutaciones sin sentido  Mutaciones con cambio de sentido mutaciones en 783 genes

34 Resumen de Mutaciones informadas

35 Mutaciones Puntuales: Sustituciones de una única par de base en genes que causan enfermedades hereditarias

36 DELECIONES DE GENES Las deleciones son responsables de mas 500 enfermedades hereditarias en humanos. Y estas deleciones pueden ser clasificadas en base a la longitud del ADN delecionado. Algunas deleciones consiste de solo unas pocas pares de bases hasta varias cientos de kilobases

37 GRANDES DELECIONES DE GENESGrandes deleciones son comunes en la distrofia muscular de Duchenne, GH, RLDL y el gen de 1-globina, SAG: 21 hidroxilasa, etc.

38 PEQUEÑAS DELECIONES 15,8% Existe un total de deleciones de genes causantes de enfermedadescon una longitud de 20 bp o menos

39 MUTACIONES PUNTUALES QUE AFECTAN SPLICINGR: A o G Y: C o T - La porcion 5’ se llama “sitio dador” y la 3’ “sitio aceptor”. - Todos los genes eucariotas tienen una secuencia GT en el extremo 5’ y una secuencia AG en el extremo3’ de cada intron. - Hay un punto de ramificación cercano al sitio 3’ del intron ( es un sitio consenso muy conservado CTRAY

40

41 NOMENCLATURA DE MUTACIONES DE SPLICING

42 Creación nuevos sitios9,6% Total 58%  34%  8% Creación nuevos sitios

43 TIPO DE MUTACION DEFINE LA TECNICA DE BIOLOGIA MOLECULAR A USAR PARA EL DIAGNOSTICO MOLECULAR