HH (2007)

Otro Portugués
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 5º curso
Asignatura HH
Año del apunte 2007
Páginas 9
Fecha de subida 19/10/2014
Descargas 23
Subido por

Vista previa del texto

Genètica, Parcial 1 TEMA 6: Herència no mendeliana i elements genètics mòbils Herència citoplasmàtica (base genètica): també té en compte els genomes de mitocondris i plastidis (també hi ha DNA). No és una herència mendeliana, considera que els genomes dels mitocondris i plastidis poden influir en caràcters fenotípics i són genomes extranuclears.
Elements genètics transposables o mòbils (tenen la capacitat per desplaçar-se): - Procariotes: IS (seqüència d’inserció, són els més senzills) i transposons - Eucariotes: Classe I: replicació via RNA intermediari Classe II: replicació via enzim transposasa Efectes fenotípics i genotípics de la transposició: la presència d’elements mòbils pot causar mutacions, que de vegades poden ser canvis negatius, com la infertilitat. Ex: disgènesi, la híbrida (híbrids tenen més deficiències) un dels tipus són elements mòbils (ja ho veurem).
Genoma mitocondrial La mida dels genomes mitocondrials és força petita, la informació, doncs, està limitada pel poc espai que hi ha (2.500kb màximes aproximadament pel cas del meló).
El genoma mitocondrial humà (mtDNA) té diferents llocs de mutació en malalties humanes. Hi ha un nombre significatiu de malalties relacionades amb el genoma mitocondrial. La imatge de la pàgina següent ho il·lustra.
1 Genètica, Parcial 1 L’herència del genoma mitocondrial és una herència materna amb segregació aleatòria: S’ha de tenir en compte que el pare no transmet el citoplasma al zigot, de manera que no transmet el mitocondri, de manera que un pare malalt no ho transmetrà. En canvi, la mare sí que transmetrà una malaltia relacionada amb el genoma mitocondrial, ja que el citoplasma del zigot és el de l'òvul.
2 Genètica, Parcial 1 Genoma plastidi (cpDNA) La mida del genoma dels plastidis encara és més limitada que la dels mitocondris (màxim unes 1000kb, cas alga verda), de manera que hi ha menys gens i acumula menys mutacions.
Un cas d’herència de diferents genomes de plastidis és el de les fulles jaspiades: En la variegada, segons la cèl·lula tindré plastidis blancs, verds o ambdós.
Elements IS de procariotes Les seqüències d’inserció, IS, són els elements més senzills i estan formats per un gen transposasa (porta informació perquè l’element salti, pugui canviar de lloc; no porta informació per a cap caràcter, només té la capacitat mòbil) i dos extrems amb una repetició invertida i una repetició directa al costat.
3 Genètica, Parcial 1 En un transposó, en canvi, ja hi tindrem informació per alguna característica. En els elements IS la seva transposició no aporta en cap altra part del genoma informació per a una característica. Malgrat tot, si dos IS saltessin alhora integrarien una altra part del genoma, un gen, de manera que sí que afectaria (que salti tot alhora és aleatori). Es creu que alguns transposons podrien haver-se format degut a aquest fet.
Molts cops aquesta inserció no és tan aleatòria, normalment hi ha unes regions de reconeixement (que salti sí que és aleatori). En la imatge veiem com el lloc diana és tallat (tall escalonat, no romb en aquest cas) de manera que s’insereix l’element IS deixant un forat per banda en la molècula receptora, on s’hi posarà la base complementària.
Mecanismes de transposició Hi ha dos mecanismes de transposició: - Transposició conservativa (tallar i enganxar), on es manté el nombre total d’elements.
- Transposició replicativa, on el transposó roman en el seu lloc original i una còpia del mateix, originada per replicació, s’incorpora al nou lloc. En aquesta el nombre 4 Genètica, Parcial 1 de còpies del transposó augmenta (augmenta el nombre d’elements mòbils, cada cop al doble; replicació abans migració).
Transposons de procariotes Hi ha dos tipus de transposons: - Transposó simple Seqüència d’inserció IS: contenen una seqüència central amb informació per a la transposasa, un enzim necessari per a la transposició i en els extrems una seqüència repetida d’ordre invers (no necessàriament idèntica, però molt semblant). Quan un transposó simple s’integra en un determinat punt del ADN apareix una repetició directa de la seqüència diana (5-12 parells de base).
- Transposó compost Contenen un element d’inserció (IS) en cada extrem en ordre directe o invers i una regió central amb la transposasa que acostuma a tenir informació d’un altre tipus, com ara els factors de transferència de resistència.
Els gens de resistència a antibiòtics en plasmidis (en cèl·lules bacterianes) són molt petits en comparació al genoma de l’antibiòtic. En aquests gens el transposó compost R conté elements portadors de gens de resistència.
5 Genètica, Parcial 1 El DNA dels plasmidis pot mobilitzar-se i passar a un altre plasmidi o al cromosoma principal (el plasmidi de vegades es pot integrar al cromosoma principal, no aleatòriament, sinó per sistemes de reconeixement). Un epistoma és el cromosoma principal + el plasmidi, on ni la integració ni l’autonomia són permanents. Si l’epistoma es torna a individualitzar pot ser que s’emporti un fragment del cromosoma principal. Si són poques bases no afecta, però si és gros i porta codificació per un gen és important.
Elements transposables en eucariotes Hi ha diferents tipus: - Classe I: replicació via RNA intermediari mitjançant la retrotranscriptasa, també coneguts com a retrotransposons. Els classifiquem segons si tenen o no LTR.
- Classe II: Transposons de DNA; replicació via transposasa mitjançant un procés de tall i unió.
Exemples d’elements transposables en eucariotes de classe I: Ty1 en llevats, Copia en Drosophila, L1 en el LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) humà (també hi ha els SINE, enlloc de long és short). Pels elements d’aquest tipus cal una retrotranscriptasa o transcriptasa inversa per a replicar-se, un enzim capaç de sintetitzar DNA a partir de la molècula de RNA: En el cas dels elements transposables en eucariotes de Classe II: 6 Genètica, Parcial 1 Efectes fenotípics i genotípics de la transposició Disgènesi híbrida en Drosophila: Al laboratori hi ha soques que no estan en contacte amb l’exterior (no flux amb mosques de fora), hi ha soques des dels anys setanta. Es van encreuar soques del laboratori amb soques salvatges.
Es va observar que depenent de la temperatura, el mascle salvatge encreuat amb la femella de laboratori, el mascle de descendència presentava anomalies en les gònades i no deixava descendència (per temperatures superiors a 25º) o la descendència presentava anomalies (per temperatures iguals o inferiors a 18º). Aquest fet no passava quan encreuaven un mascle de laboratori amb una femella salvatge, fet estrany perquè en principi els resultats de dos entrecreuaments recíprocs han de donar el mateix. La progènie híbrida provinent del mascle P i la femella M és disgènica, o biològicament deficient, d’aquí l’expressió disgènesis híbrida.
Es va veure que en principi això era degut a factors P, que són elements mòbils que es poden bellugar si la cèl·lula disposa de transposasa. Perquè hi hagi aquest procés al citoplasma de la cèl·lula no hi ha d’haver cap molècula que impedeixi l’actuació de la transposasa. Si les soques reprimeixen l’acció de la transposasa, observem que en un encreuament no hi ha disgènesi. Les soques M (de laboratori) estaven muntades des dels anys 60 i sembla ser que abans dels anys 60 en Drosophila no existia l’element P i que aquests elements van passar per transferència horitzontal (possiblement els elements P no eren de Drosophila). D’aquesta manera, el citoplasma M mai havia estat en presència d’elements mòbils i no té cap inhibidor de la transposasa, de manera que aquesta mobilització feia que hi haguessin malformacions i problemes i, a més a més, en aquests individus la freqüència de mutació era molt elevada. El fet els mascles i femelles no recombinen per igual implica que: els mascles són aquiasmàtics 7 Genètica, Parcial 1 (no recombinació), per això quan hi ha disgènesi híbrida els mascles també recombinen i surten coses raríssimes augmentant la taxa de mutació.
S’ha de tenir en compte que les temperatures altes afavoreixen la mobilització dels elements (hi ha més mutacions i el mascle no presenta descendència), mentre que a temperatures baixes hi ha menys mobilització i el mascle pot presentar descendència, però amb anomalies.
La disgènesi híbrida està determinada per les interaccions entre elements genòmics P i molècules citoplasmàtiques repressores de 66kD: En principi aquesta mobilització es dóna a nivell germinal (òvul/esperma), no a nivell somàtic, de manera que els elements de l’esperma passen a l’òvul i a nivell somàtic van passant-se elements mòbils?. En l’encreuament mascle P x femella M, la femella M mai estarà en contacte amb elements mòbils perquè no els podrà heretar del mascle, de manera que no desenvolupa un sistema de repressió d’elements mòbils i hi ha disgènesi híbrida.
El genoma dinàmic Els elements mòbils són el principal component dels genomes grans dels eucariotes: quan la presència d’elements mòbils es posa en manifest en qualsevol espècie estudiada, això és general, coneixem molts elements transposables, ens fa tenir una idea molt dinàmica del cromosoma.
Els LINE poden representar una 1/5 part del genoma. Pel què fa als SINE, en tenim més, però hi ha menys contribució. En total, SINE + LINE, sumen un 30%. Els elements retrovirus-like, de constitució semblant als retrovirus, ocupen un 8%. Finalment, la fracció del genoma humà que representa els elements mòbils, el DNA transposó, (DNA considerat “basura” – té funcions reguladores, que diuen que no és gènic) és d’un 3%. El DNA transposó es considera que són elements que fa milions d’anys que es troben en el genoma i no sabem la funció, però sabem 8 Genètica, Parcial 1 que poden mobilitzar-se. Hi ha una divisió en la taula de la pàgina següent entre autònom (porten el gen de la transposasa, poden mobilitzar-se) i els no autònoms (no posseeixen el gen de la transposasa).
Tots aquests elements sumen un 40% del genoma humà i són els diferents tipus de repeticions disperses del genoma humà.
9 ...