Perspectiva
“ Ge n é t i c a M o l e c u l a r ”
Guía de estud io N ° 5
ERSPECTIVA : G ENÉTICA M OLECULAR OLECULAR P ERSPECTIVA : G ENÉTICA
UÍA DE ESTUDIO N°5 G UÍA
Mutaciones Para la resolución de las actividades propuestas se recomienda el análisis de los capítulos 5, 9, 11, 12 y 14 del libro de “Genética humana” de A. Solari. 1 Una mutación es un cambio raro, estable, en el material genético. ¿Qué condiciones se deben tener en cuenta para establecer si realmente se ha producido una mutación en un organismo?
2 En muchas poblaciones, incluido el hombre, es difícil de comprobar la presencia de una mutación. Morgan encontró un macho de Drosophila con ojos blancos en una población pura de moscas de ojos rojos. Mediante experimentos de cruzamientos descubrió que el carácter hereditario se manifestaba en la mitad de los nietos machos del mutante original. Represente esquemáticamente la herencia desde la generación parental hasta la F 2 para la mosca macho de ojos blancos descripta anteriormente.
3 Construya un diagrama conceptual para clasificar a las mutaciones teniendo en cuenta diferentes criterios.
4 Describa las relaciones entre replicación de ADN, ADN polimerasa, mecanismos de reparación y mutación.
5 ¿Cómo se clasifican los agentes mutagénicos o teratogénicos? Describa y ejemplifique. 6 Defina los siguientes términos: 1) Monosomía 2) Nulisomía 3) Polisomía 4) Trisomía 5) Aneuploidia 6) Delección 7) Traslocación 8) Inversión 9) Duplicación 10) Transición
7 Identifique las siguientes mutaciones: 1) 2) 3) 4) 5) 6)
G por A T por C G por C A por T UAUACCUAU por UAUAACCUA UUGCUAAUA por UUGCUGAUA
8 En el hombre la distrofia muscular infantil depende de un gen recesivo ligado al sexo. En un amplio estudio se descubrieron 33 casos en una población de 800.000 individuos. Los síntomas de manifestaban sólo en el sexo masculino. La mayoría de los enfermos murieron a edad temprana (ninguno vivió más de 21 años). Por lo general se detectó más de sólo caso por familia. Sugiera una explicación para la ocurrencia esporádica de la enfermedad y la tendencia del gene a persistir en la población.
9 ¿A qué se llama fenocopia? ¿En que se diferencia de las mutaciones? 1
10 La mayoría de las alteraciones en el número de cromosomas resulta letal. ¿Por qué razón esto no resulta frecuente en las aneuploidias sexuales?
11 Asuma que en las dos divisiones meióticas ocurre la no disyunción con igual frecuencia y que cada meiosis produce cuatro gametos. Considere las combinaciones de los cromosomas sexuales que pueden encontrarse en los gametos de un macho humano. 1. ¿Cuál(es) es(son) la(s) combinación(es) anormal(es) más común(es)? 2. ¿Cuál(es) es(son) la(s) combinación(es) anormal(es) menos común(es)?
12 Si una mujer contrae sarampión durante el primer trimestre del embarazo, aún cuando la madre no sufre graves trastornos, a menudo se presentan en el niño anormalidades como defectos cardíacos y hepáticos, sordera, cataratas y daltonismo, patentes al momento de nacer en los niños afectados. ¿Puede atribuirse un patrón de herencia a estos resultados fenotípicos?
13 Se encuentra un paciente con el síndrome de Turner y daltonismo. Tanto su madre como su padre tienen visión normal. ¿Cómo se puede explicar esto?; ¿Se puede saber si el origen de la alteración ocurre en el padre o en la madre?. Si el gen del daltonismo está muy próximo al centrómero, ¿podríamos saber si el error ocurre en la primera o en la segunda división meiótica?. Repita las cuestiones esta vez utilizando un paciente daltónico con el síndrome de Klinefelter.
14 Se han encontrado individuos que son daltónicos en un ojo pero no en el otro. ¿Qué nos sugiere esto si: a) estos individuos son sólo, o fundamentalmente, mujeres; b) son sólo, o fundamentalmente, hombres. (Asuma que éste es un carácter recesivo ligado al cromosoma X).
15 Los hombres y mujeres que padecen el síndrome de Down son capaces de cruzarse entre sí, aunque es un hecho raro. ¿Qué constitución cromosómica se espera en los cigotos de tales cruzamientos, y en qué se convertirán esos cigotos?
16 ¿Por qué tipos de mutación puede producirse el Síndrome de Down? 17 Cite las características fenotípicas y patológicas que producen los Síndromes de Down, Edwards y Patau.
18 ¿A qué se deben los deferentes cariotipos en el Síndrome de Turner? 19 Sugiera cómo se pueden originar cada uno de los siguientes ejemplos de mosaicos sexuales: 1) 2) 3) 4)
XX/X0 XX/XXYY X0/XXX X0/XX/XXX
20 La secuencia normal de un cromosoma determinado de cierta Drosophila es 123.456789, donde el punto representa el centrómero. Se han detectado algunas aberraciones cromosómicas que tienen las siguientes estructuras: a) 123.476589; b) 123.46789; c) 1654.32789; d) 123.4566789. De el nombre correcto a cada tipo.
21 La especie Equinus caballus (vulgarmente, yeguas si son hembras y caballos si son
machos) tiene 32 pares de cromosomas, mientras que la especie E. asinus (vulgarmente, asnos/as o burros/as) tiene 31 pares de cromosomas. Mulos y mulas surgen del cruce entre una yegua y un asno, mientras que el descendiente entre caballo y burra se denomina burdégano/a. ¿Cuántos cromosomas se esperan en el tejido somático de los mulos/as? ¿Y 2
ERSPECTIVA : G ENÉTICA M OLECULAR OLECULAR P ERSPECTIVA : G ENÉTICA
UÍA DE ESTUDIO N°5 G UÍA
en el de los burdéganos/as? ¿Sería posible cruzar una mula con un burdégano? ¿Por qué? ¿Y un burdégano con una yegua?
22 Un compuesto X es análogo a la guanina y, normalmente, complementa con citosina, mientras que su forma tautomérica complementa con adenina. El error es más frecuente en la replicación del ADN que incluya a X. 1) ¿Qué tipos de mutaciones se espera que cause? 2) ¿Qué tipo será el más frecuente?
23 La somatotropina hipofisiaria humana y la coriónica constan, cada una, de 190 aminoácidos, en gran parte idénticos. Sin embargo, difieren en su extremo inicial:
Secuencia inicial: Hipofisaria:
H-Val-Gln-Thr-Val-Pro-Leu............................-His-....................
Coriónica:
H-Phe-Pro-Thr-Ile-Pro-Leu............................-Asn-...................
Si ambas proceden de un gen duplicado, por evoluciones independientes, exponga cuáles serían las mutaciones mínimas necesarias que explicaran la segunda en función de la primera.
24 Se está estudiando un gen de E. coli que especifica cierta proteína. Una parte de la secuencia de esta proteína es: ala-pro-trp-ser-glu-lys-cys-his. Se obtuvieron una serie de mutantes de este gen que no mostraban actividad enzimática. Aislando los productos enzimáticos mutantes se encontraron las siguientes secuencias: Mutante Mutante Mutante Mutante
1: ala-pro-trp-arg-glu-lys-cys-his 2: ala-pro 3: ala-pro-gly-val-lys-asn-cys-his 4: ala-pro-trp-phe-phe-thr-cys-his
1) ¿Cuál es la base molecular más probable de cada mutación? 2) ¿Cuál es la secuencia de ADN más probable que especifica esta parte de la proteína?
25 La secuencia normal de aminoácidos de un polipéptido se encuentra modificada de la siguiente manera:
Cepa Normal M u t a n te 1 Muta Mu tant nte e2 Muta Mu tant nte e3 Muta Mu tant nte e4
Secuencia de aminoácidos NH2-Met-Ser-Tyr-Gln-Trp-Asn NH2-Met-Ser-Tyr-COOH NH2NH 2-Me Mett-Se Serr-Tyr -Tyr-G -Gln ln-C -CO OOH NH2NH 2-Me Mett-Va Vall-Il Ileu eu-A -Asn sn-G -Gly ly-T -Thr hr NH2NH 2-Me Mett-Se Serr-Ty Tyrr-Gl Glnn-Cy Cyss-Ly Lys s
El origen de estos mutantes es el siguiente: los mutantes 1, 2 y 3 se originaron a partir de la cepa normal, y el mutante 4 procede del 2. Suponiendo que cada cepa se origina de su sucesora por una mutación simple: ¿Cuál será la secuencia de nucleótidos de la cadena de DNA transcrita en cada cepa?
26 La adición de un sólo nucleótido y la deleción de otro nucleótido a una distancia de unos 15 nucleótidos del primero provoca el cambio de la secuencia de una proteína de: -lys-ser- pro-ser-leu-asn-ala-ala-lys , a: -lys-val-his-his-leu-met-ala-ala-lys- 1. ¿Cuál es la secuencia del ARNm original y del nuevo ARNm? 2. ¿Qué nucleótido se ha añadido y cuál se ha quitado?
3
27 Una molécula de ADN de cadena doble, cuya secuencia se indica a continuación, produce
in vivo un polipéptido de cinco aminoácidos:
1) ¿Cuál de las cadenas se transcribe y en qué dirección? 2) Marque el extremo 5' y 3' de cada cadena. 3) Si se produce una inversión entre el segundo y el tercer triplete de los extremos izquierdo y derecho, respectivamente, y se transcribe la misma cadena de ADN, ¿Cuál será la longitud del polipéptido resultante? TAC ATG ATC ATT TCA CGG AAT TTC TAG CAT GTA ATG TAC TAG TAA AGT GCC TTA AAG ATC GTA CAT
28 Señale la causa de las siguientes enfermedades. Describa brevemente. a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l)
•
•
•
•
•
•
•
Galactosemia Intolerancia a la fructosa Fenilcetonuria Albinismo Enfermedad de Gaucher Leucodistrofia Enfermedad celíaca Enfermedad de Alzheimer Síndrome de Hunter Anemia falciforme Talasemia Xeroderma pigmentoso
Genética humana: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena7/index_4qui ncena7.htm La mutación: http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm Mecanismos de cambio genético : http://uvigen.fcien.edu.uy/utem/camgen/01intro.htm Trastornos neurológicos: http://espanol.ninds.nih.gov/trastornos/indice.htm
Las mutaciones del ADN: http://www.youtube.com/watch?v=ZQ28R1Id_iQ&feature=related
Las mutaciones: http://www.slideshare.net/profesorjano/las-mutacionesmcm?from=ss_embed La mutación. Cuando la naturaleza se equivoca: http://biologia.uab.es/genomica/swf/mutacion.htm
Películas recomendadas: recomendadas: • • •
"Los chicos de la oscuridad" "Un milagro para Lorenzo" “Decisiones extremas” 4
