Universidad Veracruzana

Este curso se ubica en el área de optativas del programa de posgrado de Biotecnología y Ecología aplicada; otorga 6 créditos (2 horas teóricas y 2 horas prácticas por semana); Este curso trata de los problemas biológicos que aborda la genética en forma avanzada e integral. Las estrategias metodológicas contemplan: actividades prácticas, la observación de videos y la investigación documental. El desempeño de la unidad de competencia se realiza mediante el reporte de prácticas, cuestionarios, ensayos y un examen final que cumplan con los criterios de: puntualidad en la entrega, presentación adecuada, redacción clara y coherencia.

• Tema 1. Introducción a la Genética Los fundamentos conceptuales de la Genética. Orígenes de la Genética. Teorías sobre la herencia: epigénesis y preformismo. Los experimentos de Mendel. Redescubrimiento de las «leyes» de Mendel. Conceptos: Fenotipo, genotipo, gen, locus, alelo. Homocigosis, heterocigosis. Líneas puras. Híbridos. Mendelismo para un gen: Monohibridismo. Principio de segregación. Dominancia y recesividad. Retrocruzamientos y cruzamientos de prueba. Extensiones y modificaciones del mendelismo para un gen. Dominancia incompleta o intermedia. Codominancia. Letalidad. Multialelismo. Series alélicas. Pleiotropía. Variabilidad en la expresión génica: Penetrancia y expresividad. Efectos del ambiente. Fenocopias. Los genes y el ambiente. Norma de reacción.

• Tema 2. Mendelismo para más de un gen. Dihibridismo. Principio de transmisión independiente. Trihibridismo. Polihibridismo y variabilidad genética. Determinación de un carácter por más de un gen independiente. Epistasias. Tipos: epistasia simple y doble; epistasia dominante y recesiva. Interacciones no epistáticas. Fenotipos con efecto umbral.

• Tema 3. Ligamiento y recombinación. Genes ligados o sinténicos y genes independientes. Grados de ligamiento. Cálculo de la frecuencia de recombinación (FR). Gametos parentales y recombinantes. Relación entre FR y número de entrecruzamientos. Aditividad. Elaboración de mapas. Análisis de tres factores. Interferencia. Medida de la interferencia: coeficiente de coincidencia. Grupos de ligamiento. Mapas genéticos completos.

• Tema 4. Alteraciones cromosómicas. Terminología cromosómica. Detección de alteraciones. Alteraciones estructurales y sus efectos en la meiosis. Deleciones y duplicaciones. Inversiones: paracéntricas y pericéntricas.Translocaciones sencillas y recíprocas. Alteraciones en el número de cromosomas y sus efectos en la meiosis. Aneuploidías: nulisomías, monosomías, trisomías y tetrasomías. Tipos de aneuploides. Origen de los aneuploides. Citogenética de aneuploides. Identificación. Autofecundación de trisómicos y tetrasómicos. Monosomías y trisomías autosómicas Euploidías: Monoploide, triploide, poliploide. Haploidía. Tipos de haploides. Origen de los haploides. Citogenética de los haploides. Poliploidía. Tipos de poliploides: Autopoliploides y alopoliploides (anfidiploides).

• Tema 5. Herencia y sexo. Determinación del sexo. Diferencias en la información genética entre los sexos.. Cromosomas sexuales. Sexo heterogamético y homogamético. Sistemas XX/XY, ZZ/ZW, XX/XO y AA/A. Genes relevantes en los cromosomas sexuales. Herencia ligada al sexo. Regiones homóloga y diferencial en los cromosomas sexuales. Función de la región homóloga. Heterocromatinización del cromosoma X: corpúsculo de Barr. Ligamiento al sexo. Ligamiento al cromosoma X. Hemofilia. Ligamiento parcial al sexo. Ligamiento de alelos letales: alteraciones de las proporciones sexuales. Variación de la dominancia. Caracteres influidos por el sexo. Alteraciones en el número de cromosomas sexuales.

• Tema 6. Herencia citoplásmica en eucariontes. Genética de mitrocondrias. Genética de cloroplastos.

• Tema 7. Herencia cuantitativa. La variación continua. Genética cuantitativa frente a genética cualitativa. Herencia poligénica. Número de genes implicados en un carácter continuo. Teoría de los factores múltiples. Experimentos de Johansen, de Nilsson-Ehle y de East. Efecto de la dominancia. Análisis estadístico. Heredabilidad. Distinción entre los componentes genético y ambiental. Ventajas e inconvenientes de la medida de la heredabilidad. Métodos de estima de la heredabilidad. Selección artificial y heredabilidad. Caracteres cualitativos determinados por un número elevado de genes: umbrales. Parecido entre parientes. Interacción genotipo­-ambiente.

• Tema 8. Genética molecular. La identificación del material genético y su estructura. El descubrimiento de la transformación bacteriana. Los experimentos de Avery, MacLeod y McCarty. El experimento de Hershey y Chase. Composición de los ácidos nucleicos. Las reglas de Chargaff. La doble hélice de DNA. El modelo de Watson y Crick y sus implicaciones biológicas. Propiedades fisicoquímicas de los ácidos nucleicos. Absorbancia. Densidad. Desnaturalización y renaturalización. Superenrollamiento. Organización del material genético. Genomas virales. Genomas bacterianos. Cromosomas bacterianos. Plásmidos y episomas. Genomas eucarióticos. Estructura de la cromatina. El nucleosoma. Centrómeros y telómeros. Eucromatina y heterocromatina. Paradoja del contenido en DNA. Satélites. DNA medianamente repetido. Secuencias de copia única.

• Tema 9. Replicación del material genético. Replicación semiconservativa. El experimento de Meselson y Stahl. Enzimología de la replicación. DNA polimerasas, primasa, ligasa. Fidelidad de la replicación. La replicación en E. coli: Origen de replicación. Horquilla de replicación. Síntesis continua y discontinua. Fragmentos de Okazaki. Replicones eucarióticos. Aplicaciones de la replicación. Secuenciación de DNA. Reacción en cadena de la polimerasa.

• Tema 10. Mutación y reparación del ADN. Mutación, reversión y supresión. Tipos de mutaciones. Mutación espontánea. Frecuencias de mutación espontánea. Aleatoriedad de las mutaciones: prueba de la fluctuación. Mutación inducida. Mutágenos. Ensayo de Ames para la detección de mutágenos. Análisis de reversión. Mecanismos de reparación. Eliminación directa del daño. Fotorreactivación. Reparación dependiente de homología. Escisión y relleno (ADN glucosidasas, endonucleasas AP). Reparación de emparejamientos erróneos. Reparación por recombinación.

• Tema 11. Recombinación y transposición. Mecanismo molecular de la recombinación homóloga. Modelo de Holliday. Resolución de la estructura de Holliday. Otros modelos de iniciación. Enzimología de la recombinación homóloga. Recombinación específica de sitio. Integración y escisión de profagos. Transposición. Experimentos de Bárbara McClintock. Secuencias de inserción y transposones. Mecanismos de transposición.

• Tema 12. Transcripción y procesamiento del ARN. RNA mensajero. La transcripción en los procariontes. Mensaje policistrónico. Acoplamiento transcripción-traducción. Mutaciones polares. Iniciación, elongación y terminación. Proteinas de la transcripción (RNA polimerasa, SIGMA, RHO). La transcripción en los eucariontes. RNA polimerasas I, II y III. Factores de transcripción. Potenciadores y silenciadores. Procesamiento del RNA. Procesamiento del extremo 5′. Procesamiento del extremo 3′. Poliadenilación. Genes interrumpidos eucarióticos: Exones e intrones. Eliminación de intrones. Corte y empalme. Autoprocesamiento. Corrección del mRNA.

• Tema 13. Traducción y clave genética. Ribosomas. RNA transferente (tRNA). Carga del tRNA: aminoacil-tRNA-sintetasas. Mecanismo molecular de la traducción. La clave genética. Tipos de clave. Historia del desciframiento de la clave genética. Características de la clave. Degeneración y tambaleo. Universalidad y excepciones. Genes solapados y pautas de lectura. Mutación y clave genética: interpretación molecular de las mutaciones. Mutaciones de cambio de sentido, de pérdida de sentido y de pauta de lectura. Supresión intragénica y extragénica. Supresión de terminaciones prematuras.

• Tema 14. Regulación de la expresión genética. Niveles y elementos de control en eucariotes. Mecanismos de control en cada nivel. Base bioquímica de las diferencias estructurales entre la cromatina activa e inactiva. Mecanismos de regulación génica y memoria celular. Aspectos cualitativos de la regulación de la expresión génica. Regulación epigenética. Señales y traducción de señales. Mecanismo de regulación de la expresión de la resistencia a estrés bióticos y abióticos en plantas. Respuestas de defensas.

• Tema 15. Genética del desarrollo de organismos multicelulares. Historia y conceptos básicos. Regulación de la actividad génica diferencial. Totipotencia, pluripotencia, determinación y diferenciación. Morfogénesis. Genética del desarrollo. Organismos modelo. Estrategias. Genes del desarrollo. Visión general. Genes de efecto materno y genes cigóticos. Genes homeóticos.. Desarrollo en Arabidopsis: diferencias en el desarrollo de plantas y animales. Epigenética.

• Tema 16. Introducción a la Genética Poblacional. Conceptos básicos. Definiciones. Teorías sobre la evolución. Variabilidad genética en las poblaciones. Estructura genética de las poblaciones. Equilibrio. Principio de Hardy-Weinberg (H-W). Demostración del principio H-W. La prueba de Chi-cuadrado. Aplicación de la prueba de X2 : Un ejemplo. Frecuencias alélicas. Ejemplos del cálculo de la frecuencia alélica (Con un marcador codominante, con un marcador dominante, con un gen codominante con alelos múltiples) . Sistemas de reproducción y apareamiento. Factores que determinan la diversidad genética. Selección, Migración, Deriva genética, Mutación. Cambios de las frecuencias génicas en poblaciones infinitas y finitas.

• Tema 17. La genética en el nuevo milenio. Contribución de la Genómica y Epigenómica. Principales avances alcanzados. Nuevos retos científicos.

Prácticas

• Ejercicios de aplicación de las leyes de Mendel en la segregación de mazorcas de maíz con diferencias en el color de sus semillas. Determinación de la base genética de ese carácter. Comprobación de la segregación por análisis Chi cuadrado.

• Isoenzimas : Leyes de Mendel y Ligamiento.

• Genética cuantitativa I. Diferencias en la segregación en F1 y F2 de caracteres cuantitativos y cualitativos.

• Genética cuantitativa II. Estimación de la heredabilidad de un carácter cuantitativo en distintas situaciones.

• Simulación de selección natural en un locus de una población de tamaño finito.

Para acreditar este curso el alumno deberá haber presentado con suficiencia cada evidencia de desempeño, entrega de reporte y obtenido una puntuación global mayor de 70 puntos.

• Brown . 2002. Genomes 2 Bios
• Campbell and Heyer. 2002. Discovering Genomics, Proteomics, and Bioinformatics. Pearson.
• Gardner, Simmons and Snustad. 1998. Principios de genética. Limusa /Wiley.
• Griffiths y otros .2000. Genética moderna. Mc Graw Hill Interamericana.
• Griffiths y otros. 2002. Genética” 7ª edición Mc Graw Hill Interamericana.
• FALCONER D.S. and MACKAY T.F.C. 2000. Introducción a la genética cuantitativa. Ed. Acribia. Zaragoza.
• Klug y Cummings. 1999. Conceptos de genética. Prentice Hall.
• Lacadena. 1999. Genética general. Conceptos fundamentales. Síntesis.
• Russell. 1998. Genetics. Benjamin/Cummings.
• Sánchez-Monge y Jouve. 1989. Genética. Omega.
• Snustad y otros . 1997. Principles of Genetics. Willey.
• Watson y otros . 1987. Molecular Biology of the Gene. Benjamin Cumming Publ. Co.

• Alberts y otros. 1997. Biología molecular de la célula. Omega.
• Argüelles . 2003. La doble hélice de ADN: mito y realidad. Universidad de Murcia.
• Cummings. 1995. Herencia Humana: Principios y Conceptos. Ed. Interamericana McGraw Hill.
• Freeman and Herron. 2002. Análisis evolutivo. 2 edición. Ed. Pearson/Prentice Hall.
• García Barreno. 2003. Cincuenta años de ADN. Espasa, Calpe.
• Gilbert. 1988. Biología del desarrollo. Omega.
• Gould . 2004. La estructura de la Teoría de la Evolución. Tusquets.
• Lacadena. 1996. Citogenética. Ed. Complutense.
• Lewin . 2000. Genes” Reverté.
• Passarge. 2004.Genética: texto y atlas. 2ª ed. Panamericana.
• Perez and Sancho .2003. Máquinas moleculares basadas en ADN. Universidad de Sevilla.
• Singer and Berg. 1993. Genes y Genomas. Omega.