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UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES.
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: GENÉTICA GENERAL (2119)
AÑO LECTIVO: 2013
RÉGIMEN: Cuatrimestral
HORAS SEMANALES: 10 HORAS.
CARRERAS:
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Profesorado en Ciencias Biológicas.
Licenciatura en Ciencias Biológicas.
Microbiología.
DOCENTE RESPONSABLE Dra. Elsa Pinna-Senn
CUERPO DOCENTE: Dra. María Isabel Ortiz, Dr. Matías Pellegrino y Dra. Ivana Simona
PROPÓSITO:
Ayudar a los estudiantes a construir su propio mapa conceptual ofreciendo una visión actual y unificada
de la Genética, que conduzca conceptualmente desde la estructura y funcionamiento de los genes hasta
el análisis genético de las poblaciones, integrando adecuadamente los enfoques clásico y molecular.
OBJETIVOS
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Conocer el marco conceptual de la disciplina y su ubicación dentro de las ciencias biológicas.
Analizar la variación biológica y su origen: ambiente, mutación y recombinación.
Estudiar como se almacena la información genética, y la metodología que permite descubrir,
caracterizar y modificarla.
Profundizar el estudio de los cromosomas, tanto en su organización como en su rol hereditario,
haciendo énfasis en el mecanismo de transmisión del material genético.
Plantear las bases del análisis genético, tomando como punto de partida a los experimentos de
Mendel y de Morgan.
Comprender por qué es necesario poner énfasis en la construcción de mapas y descubrir qué
aportes se realizaron desde la genética clásica, la de poblaciones y la molecular.
.Conocer los distintos tipos de herencia no mendeliana.
Comprender la estructura genética de las poblaciones y los fundamentos del proceso evolutivo.
Plantear las bases de la organización, el funcionamiento y la regulación génica y comprender que
esta temática constituye uno de los campos de avanzada de la investigación actual.
Aplicar los conceptos incorporados a la resolución de problemas, como modelo para el análisis de
observaciones y datos experimentales en la práctica genética.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES.
CONTENIDOS
MÓDULO I: INTRODUCCIÓN. Campos de la Genética. Concepto de gen. Origen y mantenimiento de la
variación hereditaria: mutación, recombinación, flujo génico. Organismos modelos. Métodos de estudio en
Genética y sus distintas aplicaciones. Importancia de la Genética en medicina, biología y sociedad. Problemas
éticos de las nuevas tecnologías.
MÓDULO II: NATURALEZA Y ESTRUCTURA DEL MATERIAL GENÉTICO. DNA. Composición, estructura y
topología de la molécula de DNA. Valores que las definen (giro, rolo, inclinación, alabeo, cúpula). Formas
alternativas de los ácidos nucleicos. Pares de bases Hoogsteen y estructuras inusuales del DNA:
cruciforme, tríplex (DNA-H), cuádruplex (DNA-G4). Desnaturalización y reasociación. Organización del
genoma nuclear eucariota. DNA copia única: codificante y no codificante DNA repetido: Codificante
(Genes repetidos en tándem, familias multigénicas agrupadas y dispersas) y no codificante agrupado en
tándem y altamente repetido (DNA satélite); disperso y moderadamente repetido (minisatélites y
microsatélites y secuencias relacionadas con genes y DNA extragénico: secuencias únicas o de bajo
número de copias y DNA moderada o altamente repetido: repetidos en tándem (satélites, mini y
microsatélites en tándem; y transposones y retroposones interdispersos). Diferentes tipos de marcadores
moleculares. Transposones y retrotransposones. Transposición mediada por DNA: secuencias de
inserción, transposones compuestos y no compuestos en procariotas; elementos genéticos móviles en
maíz, elementos P de Drosophila. Mecanismos de transposición e integración en el genoma. Transposición
mediada por RNA: retrotransposones relacionados con los retrovirus (Ty, copia) y retrotransposones polyA (LINES, SINES, HeT-A y TART). Consecuencias de la transposición genética: reestructuraciones
cromosómicas, cambios en los patrones de regulación genética.
Módulo III: MECANISMOS DE TRANSCRIPCIÓN Transcripción en procariotas: Características de la unidad
de transcripción. Elementos del promotor. RNA polimerasa. Factores sigma alternativos. Nociones básicas
acerca de la regulación genética. El operón lac de E. coli. El operón trp: modelo de atenuación.
Transcripción en eucariotas: Estructura de un gen. RNA polimerasas de eucariotas. Promotores centrales
de la RNA pol II. Factores de transcripción generales. Complejo de preiniciación de la RNA Pol II. Complejo
mediador, proteínas reguladoras y enzimas modificadoras de los nucleosomas. Elongación.
Procesamiento del pre-mRNA: Bloqueo en 5’, empalme del transcripto primario y poliadenilación del
extremo 3’ y terminación. Corte y empalme; snRNPs, empalmosoma, etapas del proceso. Transempalme.
Empalme alternativo (ejemplos en Drosophila). Mezcla de exones. Corrección (edición) del mensajero.
MÓDULO IV: Métodos de manipulación del DNA y sus aplicaciones. Aislamiento de DNA y de mRNA;
cDNA. Amplificación molecular basada en células. Principales vectores de amplificación: plásmidos, fagos,
cósmidos, BACs, PACs y YACs. Vectores de expresión. Biblioteca genómica, de cDNA y cromosómica.
Técnicas de rastreo (¨screening¨) por hibridación del DNA: Hibridación en colonia, en mancha, Southern,
Northern y Western. Amplificación por PCR. Técnicas de secuenciación. Expresión en bacterias de
distintos productos de interés. Producción de plantas y animales transgénicos y sus utilidades. Terapia
génica. Clonación artificial de mamíferos.
MÓDULO V: Compactación del DNA en virus y bacterias. Niveles de compactación en eucariotas.
Histonas y proteínas no histónicas. Estructura nucleosómica y los plegamientos de orden superior.
Eucromatina y heterocromatina. Estudio del material genético: Cromosomas. Estructura y clasificación
de los cromosomas según su morfología. Estructura y función de los centrómeros y de los telómeros
(telomerasa). Números cromosómicos. Cromosomas especializados: politénicos y plumulados.
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Metodologías aplicadas a la obtención y estudio de los cromosomas: Obtención de preparaciones
citogenéticas. Cariotipo e Idiograma. Tinción cromosómica y bandeos: técnicas de coloración diferencial
(Bandeos-G, -Q, -R y con otros fluorocromos) y técnicas de coloración selectiva (Bandeo-C, NOR). Técnicas
de citogenética molecular de alta resolución: FISH (hibridación in situ fluorescente), GISH (hibridación
genómica comparada) y pintado cromosómico, Sky (cariotipado espectral). Utilidad en la citogenética
clínica y comparativa. Mitosis y Meiosis: sus consecuencias genéticas. Mutaciones cromosómicas
estructurales: deleciones, duplicaciones (ojo Bar de D. melanogaster, familias multigénicas), inversiones
(paracéntricas y pericéntricas) y Translocaciones (recíprocas y robertsonianas). Origen, consecuencias
genéticas y citológicas y papel evolutivo de cada una de ellas. Ejemplos en la especie humana.
Mutaciones cromosómicas numéricas: Euploidía: Clasificación, origen, viabilidad, comportamiento
meiótico y modo de herencia. Técnicas de manipulación artificial del genoma para la obtención de
polipliodes. Importancia en vegetales. Poliploidía en animales. Aneuploidía: clasificación, origen,
viabilidad y transmisión. Ejemplos en la especie humana.
MÓDULO VI: Herencia de caracteres cualitativos: Definición de Locus, gen, alelo, homocigota,
heterocigota, penetración (penetrancia), expresividad y pleiotropía. Relaciones interalélicas e intergénicas
y su base molecular. Retrocruza y cruza de prueba. Experimentos de Mendel (Primera y segunda leyes de
Mendel). Modificaciones de las relaciones fenotípicas 3:1 y 9:3:3:1. Herencia de expresión ligada al sexo,
influida por el sexo y limitada al sexo. Ejemplos de caracteres ligados al sexo en la especie humana.
Paralelismo entre el comportamiento de los genes y el de los cromosomas (Teoría cromosómica).
Experimentos de Morgan: modo de herencia de los genes que se encuentran en un mismo cromosoma
(genes ligados). Ligamiento completo e incompleto. Métodos de detección del ligamiento: cruza de
prueba en dos y tres puntos; cálculo de las frecuencias de recombinación a partir de la F2. Coincidencia e
interferencia. Relación entre frecuencia de recombinación y distancia génica (mapeo genético). Análisis
estadístico para evaluar los resultados.
MÓDULO VII: Cartografía genética: Mapas genéticos (de ligamiento) y físicos. Marcadores para el
mapeo genético: Morfológicos, citológicos y bioquímicos Clasificación y uso. Marcadores moleculares
basados en proteínas y basados en DNA. Ventajas y limitaciones de los distintos marcadores moleculares.
Mapeo físico y análisis genómico: mapeo de restricción, citogenético. Localización cromosómica y
subcromosómica mediante células somáticas híbridas y FISH.
Módulo VIII: Mecanismos de determinación del sexo: Determinación ambiental, génica, haplodiplóntica,
cromosómica (sistemas XX/XO, XX/XY, ZZ/ZW y cromosomas sexuales múltiples). Análisis de la
determinación del sexo en Drosophila melanogaster y en mamíferos. Herencia no mendeliana: Efecto
materno (Limnaea peregra). Herencia epigenética: Compensación de dosis, cromatina sexual; mecanismo
de la inactivación del X.; impronta genómica: síndromes de Prader-Willi y Angelman. Herencia
extranuclear ejemplos en Drosophila. Características de los genomas cloroplástico (cpDNA) y mitocondrial
(mtDNA). Mutaciones en cpDNA y en mtDNA, su transmisión y expresión. Ejemplos de genética de
organelas. Citopatías mitocondriales en la especie humana. Herencia infecciosa
Módulo IX: Genética de poblaciones. Población mendeliana, especie. Frecuencias alélicas y genotípicas.
Valor adaptativo. Polimorfismo. Ley de equilibrio (Hardy-Weinberg) para un locus con dos alelos.
Equilibrio para un locus con alelos múltiples. Equilibrio en genes ligados al sexo. Factores que modifican
las frecuencias génicas: mutación, migración, selección y deriva. Tipos de selección natural.
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METODOLOGÍA
ESTRUCTURA DEL CURSO:
 Clases teórico-prácticas. Teoría y resolución de problemas.
 Trabajos prácticos:
1) Práctico de microscopía integrador del módulo V: “Metodologías aplicadas a la obtención y
estudio de los cromosomas”. Técnicas citogenéticas clásicas y moleculares Cariotipo. Idiograma.
Observación interpretación y análisis de preparaciones citogenéticas, fotografías y cariotipos con
técnicas de coloración diferencial (Bandeos-G, -Q, -R y con otros fluorocromos) y técnicas de
coloración selectiva (Bandas-C, NOR). Determinación del número cromosómico, número
fundamental, sexo; análisis de diferentes mutaciones cromosómicas estructurales y numéricas;
identificación de microcromosomas Utilidad en la citogenética clínica y comparativa.
2) Práctico de laboratorio: “Análisis citogenético-molecular de una patología”. Discusión de técnicas
y metodologías utilizadas habitualmente en experimentación en el área de genética. PCR.
Aplicaciones directas del estudio genético en patologías clínicas, tanto en la elucidación de sus
bases moleculares así como métodos diagnósticos y de seguimiento de tratamientos.
3) Práctico integrador final: “Utilización del análisis genético en la historia de la realeza europea”:
Comienza con el análisis de la transmisión de la hemofilia (estudio de una genealogía) desde la
Reina Victoria a los descendientes de las familias reales europeas y el empleo de marcadores
moleculares. Continúa con la historia de la familia Romanov y las diversas técnicas moleculares
que permitieron la identificación de los restos.
EVALUACIÓN
1) Dos exámenes parciales escritos y un recuperatorio para cada uno.
2) Evaluación de contenidos teóricos por unidad a través de cuestionarios en clase luego de
desarrollado cada tema, con posibilidad de recuperar al final del cuatrimestre.
3) Informes grupales escritos sobre los trabajos prácticos realizados y recuperación oral.
4) Examen final oral.
REQUISITOS PARA LA REGULARIZACIÓN
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Asistencia al 80% de los teórico-prácticos.
Aprobación de los cuestionarios de clases y de los informes sobre los trabajos prácticos.
Aprobación del 60% de los parciales.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
-
Gardner EJ, Simmons MJ, Snustad DP. (1991). PRINCIPLES OF GENETICS. 8th edition. John Wiley &
Sons.
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES.
-
Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM, William M. (2000). GENÉTICA
MODERNA. McGraw-Hill – Mexico.
Klug WS, Cummings MR., Spencer CA. (2006). Conceptos de Genética. Prentice Hall.
Lewis R. (1999). HUMAN GENETICS. 3rd edition. McGraw-Hill.
Pierce BA. (2006) GENÉTICA: UN ENFOQUE CONCEPTUAL - 2a ed. Editorial Médica Panamericana.
Buenos Aires.
Puertas Gallegos MJ. (1999). GENÉTICA. FUNDAMENTOS Y PERSPECTIVAS. 2da edición. McGraw-Hill;
Interamericana de España.
Solari AJ. (1999). GENÉTICA HUMANA. 2da edición. Editorial Panamericana.
Stansfield, W.D. (1992). GENÉTICA. (Traducción española de la 3ra edición). Mc Graw-Hill.
Tamarin R. H. (1996) PRINCIPIOS DE GENÉTICA. (Traducción española de la 4ta edición). Editorial
Reverté.
http://www,ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=books. En esta página de Internet se encuentran varios
libros en formato electrónico de acceso libre.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
-
Bickmore W, Craig J. (1997) CHROMOSOME BANDS: PATTERNS IN THE GENOME. 1st edition. SpringerVerlag.
Blackburn GM, Gait MJ. (Eds). (1996). NUCLEIC ACIDS IN CHEMISTRY AND BIOLOGY. 2nd edition.
Oxford University Press.
Brown TA. (1999). GENOMES. 1st edition. BIOS Scientific Publishers.
Calladine CR, Drew HR. (1997). UNDERSTANDING DNA. 2nd edition. Academic Press.
Clark MS, Wall WJ. (1996). CHROMOSOMES. THE COMPLEX CODE. 1st edition. Chapman & Hall.
Falconer, D.S., Mackay TFC. (1996). INTRODUCTION TO QUANTITATIVE GENETICS. 4th edition.
Longman.
Futuyma DJ. (1998). EVOLUTIONARY BIOLOGY. 3rd edition. Sinauer.
Hartl, L.D., Clark, A.G. (1997). PRINCIPLES OF POPULATION GENETICS. 3rd edition. Sinauer.
Lewin, B.J. (2000). GENES VII. Oxford Univ. Press. GENES IX. (2008) Jones and Bartlett - Boston
Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira PS, Baltimore D, Darnell J. (2002). BIOLOGÍA CELULAR Y
MOLECULAR. (Traducción española de la 4ta edición). Editorial Médica Panamericana.
Macgregor HC, Varley JM. (1988). WORKING WITH ANIMAL CHROMOSOMES. John Wiley & Sons.
Strachan T, Read AP. (1999). GENÉTICA MOLECULAR HUMANA. (Traducción española de la 1ra
edición). Ediciones Omega.
Walker MR, Rapley R. (1997). ROUTE MAPS IN GENE TECHNOLOGY. 1st edition. Blackwell.