Tema 2: Què son i com treballen els gens (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Psicología - 1º curso
Asignatura Genètica de la conducta
Año del apunte 2016
Páginas 9
Fecha de subida 21/03/2016
Descargas 1
Subido por

Descripción

Apunts classe + llibre

Vista previa del texto

Tema 2 Genètica de la conducta Què son i com treballen els gens (genoma humà) CONCEPTES BÀSICS - Cromosoma: ADN + histones1 - Cromatina: ADN + histones + condensació - Normalment l’ADN es troba en cromatina laxa, així és més fàcil treballar amb ell. Es compacta més, en cromosomes, per la divisió cel·lular. D’aquesta manera és més fàcil separar el material genètic.
- Gen: segment d’ADN (seqüència de nucleòtids) al qual li podem assignar una funció. No hi ha un gen per un comportament, és un conjunt.
- Genoma: constitució genètica d’un individu (22 parells de cromosomes autosomes i 1 parell de cromosomes sexuals o gonosomes) Cèl·lula → Nucli → Cromosoma/Cromatina → ADN → Gen → Seqüència de nucleòtids (timina (T), adenina (A), guanina (G) i citosina (C), A-T i C-G, complementaries).
- Factor de transcripció: molècula que fa la funció de transcripció de gens.
- Locus (loci): concepte espacial → espai que ocupa un gen en el cromosoma.
- Cariotip: “Dotació cromosòmica d’un individu/cèl·lula/organisme, ordenada segons una normativa internacional que té en compte la mida, morfologia i patró de bandes característic.” Primer s’ordenen per mida, després per la seva morfologia i finalment fem una tinció. Depèn de la composició dels cromosomes, es tenyeixen o no. Així fem l’última classificació. (Els primers marcadors que van aparèixer) 1 Petites proteïnes Tema 2 Genètica de la conducta El número més petit de cromosoma (cromosoma 1) = més gran de mida.
Només podem haver trisomies/problemes, en cromosomes petits (números grans) perquè sinó l’individu no és viable.
El cromosoma Y està buit genèticament i el cromosoma X està densament poblat genèticament (més gran).
- Cèl·lules diploides (2n2) - Cromosomes homòlegs: contenen el mateixos gens.
- Al·lel: formes alternatives d’un gen. La majoria dels gens tenen més de dos al·lels.
  Dominant: es manifesta en heterozigosi.
Recessiu: es manifesta en doble dosi o quan el dominant no hi és.
- Genotip: dotació d’al·lels per a un gen concret que té cada individu.
  Dos al·lels iguals: gen en homozigosi (individu homozigot en x característica) Els al·lels no són iguals: gen en heterozigosi (individu heterozigot en x característica) - Fenotip: expressió del genotip.
  2 Dominància incompleta, herència intermèdia: l’heterozigosi mostra un fenotip intermedi entre els homozigots.
Codominància: s’expressen els dos al·lels.
Nombre cromosòmic de l’espècie. Humans = dues dotacions cromosòmiques.
Tema 2 Genètica de la conducta - Epístasi (relacions epistàtiques): l’efecte d’un gen depèn d’un altre. Per exemple: si hi ha més de dos al·lels per un gen, l’1 pot ser dominant sobre el 2 però recessiu respecte el 3.
- Mutació: canvi estable en el material hereditari (s’ha de transmetre). Poden ser una gran font de variabilitat (si la mutació és favorable) o provocar malalties (si la mutació és desfavorable).
Agents mutàgens, còpies de l’ADN = poden haver petits errors, repeticions anòmales d’un triplet de bases (mutació dinàmica).
Evolució → mutacions, selecció natural i deriva genètica.
Fenomen d’anticipació d’alguns gens: la manifestació de la malaltia en els descendents que han heretat el gen que la produeix es dóna en edats més joves i amb símptomes més greus.
No podem separar l’ambient dels gens perquè treballen junts. Per exemple, els bessons monozigòtics (MZ) són genèticament idèntics però la seva conducta és diferent.
Genoma + ambient = comportament → genòmica del comportament.
FUNCIONS DEL GENOMA - Patró per fer les proteïnes: aporta informació de com sintetitzar proteïnes.
Cada cèl·lula del nostre cos fabrica aquelles proteïnes que li confereixen una estructura i una funció especifica. Les proteïnes també controlen l’activitat cel·lular, ajuden a transportar material, ajuden a la comunicació...
El conjunt de bases que componen un gen s’organitza en triplets. La seqüència és copiada, al nucli, en ARN (timina = uracil (U)) → transcripció.
Aquest ARN viatja fora del nucli i s’uneix als ribosomes → traducció: cada triplet d’ARN codifica un dels vint aminoàcids. Aquests, es van unint en una cadena polipeptídica.
Tema 2 Genètica de la conducta - Manté constant la informació genètica (mitosi) Sempre que una cèl·lula es divideix, fila cèl·lula “filla” conté la mateixa quantitat de material genètic que la cèl·lula mare (23 cromosomes → 2n), és a dir, es manté constant. Això és gràcies a la mitosis. Es produeix en totes les cèl·lules del nostre cos, excepte en les cèl·lules sexuals.
Prèviament, abans de la mitosis, hi ha una fase anomenada interfase. Durant aquesta, es duplica el material genètic però encara en forma de cromatina. Es comencen a formar els centríols.
La mitosis es divideix en quatre fases:     Profase: La cromatina es comença a condensar en forma de cromosomes (cromàtides germanes unides pel centròmer). Els centríols es van separant i comença a formar-se el fus mitòtic. La membrana nuclear va desapareixent. A l’acabar la profase, els cromosomes ja estan condensats, els centríols es van col·locant als pols de la cèl·lula i el fus ja està gairebé format.
Metafase: La membrana nuclear ja ha desaparegut del tot. Els cromosomes s’insereixen ens els microtúbuls dels fus mitòtic i es col·loquen al centre de la cèl·lula. En aquesta fase ja es distingeix perfectament la forma dels cromosomes.
Anafase: Els microtúbuls del fus es contrauen i s’escurcen fent que les cromàtides idèntiques de cada cromosoma (cromosomes fills) es separin cap els pols oposats de la cèl·lula.
Telofase: Els cromosomes ja estan a cada pol de la cèl·lula i es comencen a descondensar. Es crea la membrana nuclear i desapareix el fus mitòtic. Els microtúbuls es col·loquen al centre formant un solc, per després, en la citocinesi, poder estrangular la cèl·lula.
Durant la divisió cel·lular hi ha uns punts de control (G1, G2 i M). El primer punt de control només s’assegura de que la divisió cel·lular es viable. En el punt de control (checkponit) G2 es verifica que la duplicació de l’ADN hagi sigut correcte. En el punt de control M es comprova que els cromosomes estiguin correctament col·locats en el fus. D’aquesta manera no hi ha ni pèrdues ni guanys de cromosomes.
El punt de control G2 està controlat per les quinases dependents de ciclina i el M per l’activació de l’APC. Tots dos són complexos enzimàtics.
Tema 2 Genètica de la conducta - Transmissió de la informació genètica (meiosi) Es dóna en les cèl·lules sexuals → gàmetes. Les cèl·lules mare (2n) donen lloc a quatre cèl·lules filles haploides (n): 23 cromosomes. Si aquestes cèl·lules fossin igual que la resta de cèl·lules del nostre cos (2n), la cèl·lula resultat de la seva fusió tindria 23 parells de cromosomes d’una banda i 23 parells de cromosomes de l’altre. Per tant, cada nova generació duplicaria el nombre de cromosomes.
No són idèntiques a la cèl·lula mare ni entre si → entrecreuament = recombinació genètica.
El parell de cromosomes homòlegs s’encreuen i intercanvien material genètic entre les cromàtides. Després es separen i es divideixen. Segregació d’un gen.
La recombinació genètica és important, ja que dóna diversitat genètica. Això és necessari per la supervivència i evolució de l’espècie.
Gametogènesi: Procés pel qual s’obté gàmetes madurs.
Diferències Inici Ritme de maduració Nombre de gàmetes madurs per divisió meiòtica Finalització Gametogènesi femenina Etapa prenatal (gàmetes aturats a la meiosi I) ± Cada 28 dies 1 Gametogènesi masculina Pubertat Menopausa Fins a la mort Contínuament 4 Dues divisions consecutives:   Meiosis I (prèvia duplicació del material genètic):  Profase I: La cromatina es condensa formant cromosomes que s’aparellen en tètrades. Les cromàtides s’encreuen per intercanviar porcions cromosòmiques (recombinació genètica).
 Metafase I: Els centríols es situen als pols de la cèl·lula i els tètrades s’insereixen al centre del fus mitòtic.
 Anafase I: Els tètrades es separen i els cromosomes homòlegs emigren als pols de la cèl·lula. Cada cromosoma conté dues cromàtides.
 Telofase I: Es forma la membrana nuclear i el fus desapareix. Es separen les dues cèl·lules filles (citocinesi) = dues cèl·lules haploides.
Meiosis II (no hi ha duplicació. Com la mitosi):  Profase II: Desapareix la membrana nuclear i els centríols migren als pols de la cèl·lula formant el fus.
 Metafase II: Els cromosomes s’insereixen al centre dels microtúbuls del fus.
 Anafase II: Es separen les cromàtides de cada cromosomes i migren als pols.
S’inicia la divisió del citoplasma.
 Telofase II: Desapareix el fus, es forma la membrana nuclear i es divideix el citoplasma donant lloc a quatre cèl·lules filles haploides.
Tema 2 Genètica de la conducta - Regulació de l’expressió gènica:   Independentment de la cèl·lula (que deriven d’una cèl·lula mare), tenim els mateixos cromosomes (23 parells, diploides) però no s’expressa tota la informació genètica. Les cèl·lules tenen fisiologies, funcions diferents, etc. Els gens estan silenciats i s’han d’expressar quan i com toquen.
Ovella Doly: clonada a partir d’una cèl·lula diferenciada. Abans s’havia fet amb cèl·lules mare totipotents (embrionàries) Tema 2  Genètica de la conducta Gran part del genoma serveix per regular l’expressió (només el 5% de l’ADN és codificant, la resta es ADN escombraries3) → gens reguladors de proteïnes i gens codificadors de proteïnes.
Gens que sintetitzen factors de transcripció → fa que es sintetitzi x proteïna. Depèn de la seqüència de nucleòtids → expressió de l’expressió gènica genètica.
Les proteïnes es formen a partir de l’activitat dels gens, els gens són el patró de les proteïnes, i alhora les proteïnes controlen l’activitat dels gens.
  Entre 20000 i 25000 gens = entre 500 i 1000 x 103 proteïnes:    Combinació de gens: cadenes peptídiques que es formen a partir dels gens es poden combinar de maneres diferents per tal que donin proteïnes diferents.
Edició múltiple o splicing alternatiu: en funció dels fragments del gen que es transcriguin i es tradueixin, obtindrem diferents proteïnes d’un mateix gen.
Modulació de l’expressió gènica.
Un gen en funció del tipus de cèl·lula en el que es trobi, pot tenir efectes diferents en diferents parts del cos → pleiotropia.
Un mateix efecte pot estar causat per diferents gens o conjunt de gens → heterogeneïtat genètica.
EPIGÈNESI Procés pel qual es pot alterar l’acció d’un gen sense alterar l’ADN d’aquest mateix gen → expressió gènica, control no genètic. Es produeix al llarg de tota la vida.
Empremta genètica: un mateix gen s’expressa d’una manera diferent en funció de si s’ha heretat del pare o de la mare.
- Principals mecanismes epigenètics:    Patró de metilació de l’ADN Modificacions en les histones Micro ARN * Coneixem la regulació epigenètica, sobretot del càncer i de les addiccions.
Patró de metilació de l’ADN Grup metil (CH3) que s’uneix a les citosines. Són unes senyals → no es metilen totes les citosines, només aquelles que van precedides (abans) d’una guanina. Zones properes a la regió promotora.
- Seqüència promotora: pany del gen + factor de transducció = clau del gen = expressió del gen.
3 Funcions desconegudes, bona part de regular.
Tema 2 Genètica de la conducta El grup metil serveix d’ancoratge d’una gran proteïna (MeCP2). Això provoca que no hi hagi accés a la regió promotora i el gen no es podrà expressar.
- Regions metilades (hipermetilació) → silenci transcripcional (no expressió dels gens) - Regions no metilades (hipometilació) → pot expressar-se (no vol dir que ho faci, però té la possibilitat) Es produeix al llarg de la vida. Si per exemple perdem un nucleòtid, por canviar el patró de metilació.
- La metilació és necessària per poder inhibir la transcripció de gens.
Modificacions de les histones Les histones tenen una cua en les que es poden unir certes substàncies (grup metil, AA...). En funció del que s’uneix, es repel·leixen (gen accessible) o s’atrauen (gen no accessible).
També implica canvis en la compactació de la cromatina (i els cromosomes) * metilació ADN ≠ metilació histones.
- 4 tipus d’histones → depèn del tipus de substància que s’uneix i del tipus d’histona a la que s’uneix.
Tema 2 Genètica de la conducta Epigenoma - Molt dinàmic → l’ambient modula l’expressió gènica.
- Suposa canvis en la cromatina i en la funció del genoma.
Activar (switch on) o desactivar (switch off) gens.
Epigenètica: control genètic per factors diferents dels d’una seqüència individual d’ADN.
ADN mitocondrial: Als mitocondris hi ha ADN en forma d’anella on es troben els gens mitocondrials → codifiquen proteïnes (enzims) relacionades amb els processos d’oxidació cel·lular (fosforilació oxidativa al cicle de Krebs) i poden tenir un paper important en els processos d’envelliment (demències senils, malalties neuromusculars...) Tan sols l’heretem de la mare (herència mitocondrial o herència maternal) → els mitocondris que té l’òvul fecundat són els que provenen de l’òvul i per tant, no hi ha recombinació genètica. Tota variabilitat dependrà de les mutacions (malalties: gran variabilitat clínica) ...