Transcript Genes: Estructura y función

Dra. Mary Dominguez
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De genes a proteínas
Proteína:
 Funciones de células órganos y
organismos
 Interacciones con el ambiente
Conocemos secuencia del DNA, no
el número de genes
 Estimación 25,000 genes... ¿Un gen
para cada proteína?... NO!!!
 Redes de combinaciones de genes
= diversidad funcional

 DNA  RNA  Proteína

Contenido de la información genética:
 DNA, núcleo

Utilización de la información genética:
 Síntesis de proteínas, citoplasma

Molécula enlace entre DNA y Proteínas:
 RNA
Genoma del DNA
Síntesis y secuencia del RNA
RNA
Síntesis y secuencia de polipéptido
Proteínas
Síntesis y metabolismo del DNA y RNA
Una secuencia de DNA en el genoma
requerida para la producción de un producto
funcional, sea proteína o molécula de RNA


¿Qué incluye un gen?
 Secuencia de codificación
▪ Exones
▪ Intrones
 Secuencias adyacentes requeridas para su expresión
▪ Producción normal de la molécula de RNA
▪ Cantidad correcta
▪ Lugar correcto
▪ Tiempo correcto

Región promotora (P)

Región codificadora (C)

Región terminadora (T)

Secuencia responsable del reconocimiento
de la iniciación de la transcripción

Secuencia no codificante situada en el
extremo 5´del ADN

Contiene la información para la síntesis proteica

Fragmentos codificantes: Exones
 Secuencia START  ATG
 Secuencia STOP  TAA, TAG, TGA

Fragmentos no codificantes: Intrones
 Presentes en el RNA nuclear, no en el RNAm maduro
 Acumulación de intrones produce longitud excesiva
del gen
▪ Gen de la distrofina: Distrofia Muscular de Duchenne

ARN resultado de la trascripción DNA
 Intrones y exones

ARN mensajero  ARN maduro
 Solo exones

Secuencia responsable del reconocimiento
de la terminación de la transcripción

Secuencia no codificante situada en el
extremo 3´del ADN
 Secuencia de residuos de Adenosina: cola poli-A

¿Marca el final del gen?



Secuencias relacionadas a genes, pero no
producen RNA ni proteínas
Secuencias conocidas, pero no funcionales
Tipos:
 Pseudogenes que no proceden
▪ Vestigios de la evolución
▪ Funcionales en el pasado (genes muertos)
 Pseudogenes que proceden
▪ Formados por retro transposición
▪ DNA formado del RNAm

No todos lo genes codifican proteínas

Cromosoma 11: 200 genes codificadores de RNA

Además…
 Regulación de otros genes
 Papeles estructurales en núcleo y citoplasma
 Control de expresión o represión de genes durante el
desarrollo:
▪ microRNA (miRNA)

Relaciona la secuencia de bases en el
ARN mensajero con la secuencia de
Aminoácidos en las proteínas
Es universal 
• todos los organismos vivos
Es degenerado 
• 64 codones, 20 AA’s
Contiene tres codones “sin sentido” o “Stop”
• UAA, UAG, UGA
Contiene una secuencia iniciadora,
• AUG, que codifica metionina
Genes estructurales
Gen operador
Gen regulador
• Represor
Genética Clásica
Locus (Loci)
• Localización de un gen en el cromosoma
Alelos
• Variaciones alternativas de expresión del gen
Haplotipo
• Set de alelos en un locus o set de loci
Polimorfismo
• Dos o mas alelos en el locus de una población
Mutación
• Cambio genético nuevo
• Enfermedad causada por alelo mutado

Gen  ≠ variedades  ≠ características

Distintas variedades de un gen para un
carácter
Gen A  color amarillo
Gen a  color verde
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


Los genes residen en los
cromosomas
Individuos diploides, pares
de cromosomas
homólogos
Un par de cromosomas, 2
genes para cada caracter
2 alelos para c/ caracter
Alelo A 
color amarillo
Alelo a 
color verde
GENOTIPO

Set de alelos que
constituyen el genoma de
una persona
FENOTIPO


Expresión observable del
genoma
Presentación
 Morfológica
Pleiotropismo:
un gen anormal produce
diferentes fenotipos
 Clínica
 Celular
 Bioquímica
Fenotipo
Expresión externa del
carácter
Genotipo + Ambiente
Genotipo
Genes que
determinan un
caracter
1. AA
2. Aa
3. aa
ALELOS HOMOCIGOTOS
ALELO DOMINANTE
AA – aa
Siempre se manifiesta, aun
en heterocigosis
Se manifiesta carácter
correspondiente al alelo
ALELO RECESIVO
ALELOS HETEROCIGOTOS
Se manifiesta SOLO en
homocigosis
CODOMINANCIA
Se manifiesta los dos alelos
Aa
HERENCIA INTERMEDIA
Se manifiesta mezcla de los
dos alelos
HERENCIA INTERMEDIA
CODOMINANCIA
A

Si dominante:

Si recesivo:

Si homocigoto:
AA, aa

Si heterocigoto:
Aa

Si herencia intermedia:
RB

Si codominante:
a



Útil herramienta
Genética Medica
Ilustra miembros sanos y
afectados
Grados de parentesco
 Primer grado
 Segundo grado
 Tercer grado


“Probando” o
“Propósitos”
“Propósito”
1.
Según el fenotipo
Dominante
Recesivo
1.
2.
2.
Según la localización
cromosómica del locus
Autosómica
En cromosomas
sexuales
1.
2.
1.
3.
Ligada a X
Pseudoautosómica***
Dominante
Recesiva
Autosómica
Autosómica
dominante
Autosómica
recesiva
Ligada a X
Ligada a X
dominante
Ligada a X
recesiva

Ley de uniformidad
de híbridos en F1
 Cuando se cruzan dos
progenitores puros
para determinado
carácter, todos los
hijos de la primera
generación son
iguales fenotípica y
genotípicamente.
Ley de segregación:



Los genes se
encuentran en
parejas y solo uno
de los dos genes se
transmite a la
descendencia.
Los genes
permanecen
intactos y bien
diferenciados.
Ley de distribución
independiente



Los genes localizados
en loci diferentes se
transmiten en forma
independiente.
Se transmite un alelo
de c/loci a la
descendencia.
Ley de
distribución
independiente
PENETRANCIA



Concepto del todo o nada
100% expresión fenotípica
de un gen alterado
Si no 100%, penetrancia
reducida
EXPRESIVIDAD
Severidad de expresión del
fenotipo en individuos con
el mismo genotipo
causante de enfermedad
 Signos y síntomas en
común vs. manifestaciones
diferentes
Neurofibromatosis: penetrancia y expresividad
dependientes de la edad






Herencia: Autosómica
dominante
Penetrancia
dependiente de la
edad
Expresividad variable
Desorden de SN, ojo y
piel
Mutación gen NF1
 Neurofibromina
 Perdida de función

Fenotipo
 Neurofibromas
 Maculas café au lait
 Nódulos de Lisch
(iris)
 Retardo mental
 Tumores SNC
 Desarrollo de cáncer
▪ SNC
▪ Musculo
Fenotipos similares - Genotipos diferentes
Heterogenicidad de alelos
• Diferentes mutaciones en el mismo locus
• Fibrosis quística (FQ)
• Mutación CFTR
Heterogenicidad de locus
• Diferentes mutaciones en diferentes loci
• Retinitis pigmentosa
• Degeneración fotoreceptores
Heterogenicidad fenotípica
• Distintos fenotipos resultados de diferentes mutaciones de alelos en el mismo gen
• Mutación gen RET codificador tirosina-kinasa
• Enfermedad de Hirschsprung
• Neo endocrina multiple tipo 2
• Ambos fenotipos a la vez



Causa importante de
variación clínica
Un locus…. Varias
mutaciones
Recesivos heterocigotos
con consecuencia
clínicas variables:
 Cosanguinidad
 Manifestación étnica
 Mutación de único
▪ Enf. Células falciformes

Fibrosis quística:
 1400 mutaciones en el
alelo del CFTR
 Diferentes grados de
severidad
▪ FQ Clásica
▪ Insuficiencia pancreática
▪ Insuficiencia pulmonar
progresiva
▪ Ausencia vas deferens
▪ FQ no clásica



Fenotipo expresado en
homocigosis y en heterocigosis
Si ligado a X, homocigosis y
heterocigosis
Dominancia incompleta

 Patrón de transmisión
vertical del fenotipo
 Severidad variable


Enfermedades comunes según
poblaciones
Frecuente unión entre
progenitor sano y progenitor
heterocigoto afectado
No salta generaciones

Igual proporción ♀:♂
afectados

Relación padre-hijo de
la enfermedad
 Hipercolesterolemia familiar
 Enf. De Huntington
 Neurofibromatosis
 Enf. Renal poli quística
 Acondroplasia
Manifestación solo en
homocigosis
 Mutaciones con perdida de
función
 Raras en la población
 Mas frec. heterocigotos
portadores que
homocigotos afectados
 Frec. unión entre dos
progenitores portadores


Afectación de
hermanos, no en
progenitores
 Patrón transmisión
horizontal

Igual proporción ♀:♂
afectados

¼ hijos afectados

Cosanguinidad

Aislamiento genético
FQ
 Xerodermia
pigmentosum
 Enf. Tay-Sachs


Genes que producen la muerte prematura del
organismo

Genes letales dominantes
 Muerte en heterocigotos

Genes letales recesivos
 Muerte en homocigotos.