Bases Biológicas de la Conducta I PDF 2024-2025

Bases Biológicas de la Conducta I Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Deusto 1º Psicología, Psicología Alicia 2024-2025 Índice Unidad 2 → Mutaciones……………………………………………………………………………..………1 Unidad 3 → Princip...

Bases Biológicas de la Conducta I Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Deusto 1º Psicología, Psicología Alicia 2024-2025 Índice Unidad 2 → Mutaciones……………………………………………………………………………..………1 Unidad 3 → Principios de la Evolución…………………………………………………………………… 9 Unidad 4 → Mecanicismos de la Evolución………………………………………………………………19 Unidad 5 → Biotecnología, Edición Genética y Repercusión en el Campo de la Psicología……… 23 Unidad 6 → Genética de la Conducta ………………………………………………………………….. 33  Unidad 2: Mutaciones Cromosomas y anomalías cromosómicas 1. Introducción 1.1. Agentes mutagénicos 1.2. Distribución de los pares de cromosomas 2. Clasificación 2.1. Mutaciones cromosómicas/cromosomopatías 2.2. Mutaciones que afectan al numero de cromosomas a) Mutaciones Autosómicas b) Mutaciones Gonosómicas (Células Sexuales) 2.3. Pruebas Citológicas para Detectar las Aneuploidías Cromáticas 3. Mutaciones Genéticas 3.1. Clasificación de Mutaciones Genéticas 1. Sustitución De Nucleótidos 2. Adicion o Perdida de Nucleotidos 3. Inversiones (translocación robertsoniana) 1. INTRODUCCIÓN Mutaciones: Cambios aleatorios e inesperados en el ADN o genes (genotipo) en seres vivos. Por lo que, las características visibles de los individuos varían (fenotipo). Son heredables. Su existencia no se corresponde con el proceso de adaptación. La mayoría van en contra de la adaptación → generadores de patología. Si la mutación fuese útil, la selección natural la elegiría y se fijaría en la genética de los seres vivos. El proceso evolutivo se basa en cambios genéticos. Es posible transmitir mutaciones (HERENCIA) siempre y cuando se produzcan en las células germinales. 1.1 AGENTES MUTAGÉNICOS Favorecen las tasas de mutación: a) M. Químicos: productos químicos mutagénicos generados por la producción industrial. b) M. Físicos: Radiaciones cósmicas, rayos UVA, emisiones de productos radioactivos. c) Drogas Autosomas: 1-22 1.2 DISTRIBUCIÓN DE LOS PARES DE CROMOSOMAS Gonosomas: Par 23 (XX, XY) 2. CLASIFICACIÓN Mutación cromosómica Mutación genética La mutación genética es una alteración de la secuencia de Las mutaciones cromosómicas son alteraciones de la nucleótidos de un gen. estructura cromosómica o del número de cromosomas. Causada por errores en la replicación del ADN y mutágenos Causada por errores en el crossing over durante la meiosis. como los rayos UV y los productos químicos. La alteración se produce en la secuencia de nucleótidos de La alteración se produce en un segmento de un cromosoma. un gen. Afecta a un solo gen. Afecta a varios genes. Influencia comparativamente baja. A veces puede ser letal. Puede causar anemia falciforme, hemofilia, fibrosis quística, Puede causar el síndrome de Klinefelter, el síndrome de síndrome de Huntington, enfermedad de TaySachs y Turner y el síndrome de Down. cánceres. 1 2.1. MUTACIONES CROMOSÓMICAS / CROMOSOMOPATÍAS Causan daño en estructura de los cromosomas. La gravedad de efectos depende del tamaño del fragmento afectado TIPOS: 1. DELECIÓN: Pérdida de parte de la cadena de ADN. Tipo de anomalía estructural, tiene más efectos en el fenotipo. Perdida de nucleótidos. 2. DUPLICACIÓN: Mismo segmento de ADN con uno o varios genes. Dentro de un cromosoma, se repete 2 o + veces. 3. INVERSION: Genes cambian su posición en el cromosoma giro 180° (segmento cromosoma) I. Pericéntrica: cambio afecta ambos lados centrómero. I. Paracéntrica: cambio afecta a un lado centrómero. 4. TRANSLOCACIÓN: Se traslada uno de los segmentos del cromosoma. Recíproca: el segmento va a otro cromosoma (no homólogo). No reciproca: cambia de lugar en el mismo cromosoma. 5. FUSIÓN: Asociación (unión) de dos cromosomas. 6. FISIÓN: División de un cromosoma. 7. TRANSVERSIÓN: Se cambia solo 1 base nitrogenada SIGNIFICADO BIOLÓGICO/EVOLUTIVO: Generan 2 TIPOS de cambio: a) Alteraciones en la cantidad de ADN: Mutaciones que más influyen en evolución. Material genético de los organismos puede perderse o añadirse. - Deleción - Duplicación: Duplicación del material = Diversidad genética. Segmentos DUPLICADOS: asumen otras funciones. Segmentos ORIGINALES: función original. No existe relación entre cantidad de ADN en organismo y su complejidad organizativa (angiospermas) b) Alteraciones de la posición de los genes en los cromosomas: Interacción entre los genes cambia, influyen en la actividad de los genes. Cambio evolutivo del primate al hombre: 1) Fusión de 2 cromosomas del chimpancé 2) Nueve inversiones pericéntricas. 3) Dos adiciones de materia cromosómica (Translocación) 2.2. MUTACIONES QUE AFECTAN AL NÚMERO DE CROMOSOMAS EUPLOIDÍA: Cariotipo: Dotación completa de cromosomas ★ 2 grupos de cromosomas Mayoría de organismos eucariotas son diploides: ★ Se hereda uno de cada progenitor ★ 2 conjuntos à cromosomas en células somáticas y 1 gametos. ★ Célula con mayor número de cromosomas: n- 2n-3n- 4n ★ Da lugar a creación de nuevas especies. POLIPLOIDÍA: ★ Común en plantas: helechos y angiospermas. No en los animales ★ Afecta a todos los pares de cromosomas, no a uno en concreto. 2  ANEUPLOIDIA: Cariotipo: Dotación de cromosomas no completa. Genoma contiene número irregular de cromosomas (no exacto del núm. haploide). En la meiosis, los cromosomas no se separan. Puede ocurrir en autosomas (1-22) y gonosomas. 3 cromosomas → TRISOMÍA (2n + 1) = 47 cromosomas 1 cromosoma de determinado par → MONOSOMÍA (2n - 1) = 45 cromosomas Déficit más grave que exceso de cromosomas y más graves las cromosomopatías (td el cromosoma) autosómicas que las geonómicas (una parte). MUTACIONES AUTOSÓMICAS Autosoma: cualquier cromosoma que no sea sexual. SÍNDROME DE DOWN: 45 autosomas + XX/XY (Trisomía del cromosoma 21) – Incidencia: → 1/700 – Madres > 45 años 1/50 cromosomas distribuidos incorrectamente. ¿Por qué? cromosomas tengan menos protección a radiación natural, impidiendo correcta división. 90% TRISOMIA EN CROMOSOMA 21: Ausencia de correcta distribución cromosómica en meiosis. Durante el proceso de división de gametos, hay un momento en el que no se dividen bien. Por ello, va a haber células con 3 cromosomas. meiosis I (siempre células con trisomías o nulisomía aborto). Se puede dar en meiosis II nulisomía (aborto), trisomía o euploidía. Problema producido en meiosis, el problema lo tiene el gameto entero, por lo que TODAS las células van a estar afectadas. 5% TRISOMIA EN EL CROMOSOMA 21: Modo de mosaico en la mitosis. Tienen 2 líneas celulares. Hay células que tienen trisomía y otras que no. Algunas tienen cantidad normal = los síntomas van a ser menos graves. Otras 47, un cromosoma de más. No correcta distribución en mitosis. 5% TRANSLOCACIÓN DEL CROMOSOMA 21: + Frecuente, 21 sobre el cromosoma 14 o 15. Alteración hereditaria y se suele dar en madres jóvenes. Características fenotípicas: SIGNOS FISICOS: NIVEL COGNITIVO: ★ Baja estatura menor rendimiento ★ Hipotonía muscular ★ Desarrollo sexual: hombres 100% estériles. cuello corto ★ Problemas congénitos en el corazón ★ Cabeza: facciones planas rostro ★ Tendencia a la infección respiratoria nariz pequeña ★ Mortalidad 40% dientes pequeños, lengua grande ★ Retraso en el desarrollo cognitivo Manos cortas, ★Extremidades Pliegue palmar transversal 1 pliegue en el quinto dedo, pie intermedio (entre el 1º y 2º dedo) La mayoría de los chicos no sobrevivían. Tenían más probabilidad de sufrir infecciones respiratorias. Esperanza de vida: 20 años. Afortunadamente, en la actualidad, los avances de la medicina han hecho que encuentren mayor bizi esperantza (50-60 años). 3  SÍNDROME DE EDWARDS: 45autosomas +XX/XY (Trisomía cromosoma 18) – Incidencia → 1/4000; – Sintomatología → Orejas displásticas y de implantación baja, Manos en el arco, Pies convexos (en mecedora), Anomalías en los ojos y en el corazón – Esperanza de vida media: 3 meses. SINDROME DE PATAU: 45autosomas +XX/XY (Trisomía cromosoma 13) – Incidencia → 1/5000 – Sintomatología → Labio leporino, paladar hendido, anomalías en los ojos, cerebro y corazón. – Esperanza de vida media: 3 meses. MUTACIONES GONOSÓMICAS (células sexuales) SINDROME DE TURNER: 44 autosomas + XO (monosomía) – Incidencia → 1/5000 (madres avanzada edad) – Sintomatología → Aumento de pliegue nucal, mandíbula pequeña, orejas salidas, malformación antebrazo, dedo corto, esterilidad, baja altura, infantilismo psíquico y físico. – Tratamiento terapéutico → tratamiento hormonal SINDROME DE KLINEFELTER: 44 autosomas +XXY (Fenotipo masculino) – Incidencia → 1/500 – Síntomas → Problemas con desarrollo de caracteres sexuales secundarios. Gónadas: Pequeñas dimensiones, esterilidad. Ginecomastia: 40%, altos, poco pelo en el cuerpo. - Niñ@s inmaduros. Trastornos del comportamiento: - Nerviosos – Tratamiento → Hormonal - Tímidos SINDROME DE DUPLO: 44 autosomas + XYY (Fenotipo masculino) – Incidencia → 1/1000 – Síntomas → No se detectan alteraciones físicas o cognitivas en la infancia Altura: alta Adultos violentos = Falso SINDROME DE LA TRIPLE X: 44 autosomas +XXX – Incidencia → 1/700 – Síntomas → Altura alta Problemas de aprendizaje, motores y en desarrollo del leguaje. No hay cambios en la apariencia. INTERSEXUALIDAD: Alteración en estructura gonosomica, afectación en gónadas → desarrollo gónadas ambiguas 4 2.3 PRUEBAS CITOLÓGICAS PARA DETECTAR LAS ANEUPLOIDIAS CROMATICAS Murray Barr (1923) → Investigaciones con células de gatos: Células gatas: Un corpúsculo negro. Uno de los 2 cromosomas X en cada célula somática femenina es genéticamente inactivo. El corpúsculo de Barr → cromosoma x inactivo. Células gatos (machos): no tenían corpúsculos Corpúsculos de Barr → detectar anomalías gonosomicas sexuales, surgen a raíz de la distribución irregular de cromosomas sexuales; y desordenes del desarrollo sexual. Síndrome de Masculino Femenino Síndrome de Turner Klinefelter 44 autosomas 44 autosomas 44 autosomas 44 autosomas XY gonosomas XX gonosomas XXY gonosomas XO gonosomas Corpúsculos de Barr = 0 Corpúsculos de Barr = 1 Corpúsculos de Barr = 1 Corpúsculos de Barr= 0 3. MUTACIONES GENETICAS Afectan a un solo gen. Son producidas por varias causas que provocan → cambios en la secuencia de nucleótidos ("letras" del ADN) del gen. Esos cambios pueden alterar el funcionamiento de la proteína que el gen codifica. Gen → Proteína: Un gen produce una proteína que realiza una función específica. (no sintetiza proteína) Gen mutado → Proteína alterada: Si GEN tiene una mutación, la proteína resultante puede estar alterada en su estructura o funcionamiento, lo que puede ocasionar problemas de salud. 4000 enfermedades genéticas Alteraciones enzimáticas: hereditarias. Ocurren cuando la Mutaciones génicas afectan a las proteínas enzimáticas. mutación en un gen se transmite de Gen mutado → Enzima alterada → Fallos en las reacciones bioquímicas. una generación a otra. ALTERACIÓN DEL METABOLISMO Fenilcetonuria → mutación génica + alteración enzimática Fenilalanina Tirosina Melanina Adición de fenilalanina sanguínea dificulta desarrollo cerebral infantil (oligofrenia). Necesario hacer → diagnóstico precoz, análisis recién nacido para detectar defectos enzimáticos. Tratamiento dietético (dieta escasa en aminoácidos fenilalanina). 5 3.1. CLASIFICACION DE MUTACIONES GENETICAS 1. SUSTITUCION DE NUCLEOTIDOS Mutaciones que ocurren cuando un nucleótido es modificado por otro nucleótido distinto. i. TRANSICION: ii. TRANSVERSIÓN: PURINA → PURINA PURINA → PIRIMIDINA PIRMIDINA → PIRIMIDINA A través del cambio de un aminoácido se modifica un aminoácido de la hemoglobina. MUTACIONES GÉNEICAS: (sustitución de aminoácidos por causas físicas o químicas): Mutación es sufrida por el nucleótido en la 3º posición. Provocan aparición de mutaciones neutras (mensaje genético no cambia). El código Genético es repetitivo, tiene sinónimos. 2. ADICION O PERDIDA DE NUCLEOTIDOS Tratamiento terapéutico: Aliviar síntomas de enfermedad (insulina para diabetes) Terapia genética, enfermedad monogénica (inserción de genes) 3. INVERSIONES Mutación génica que implica que un conjunto de nucleótidos de un gen sea introducido en orden opuesto. TRANSLOCACIÓN ROBERTSONIANA ★ Un cromosoma 21 y uno del 14 y el 14 y el 21 que faltan se han fusionado. ★ Si al individuo se le transmite el cromosoma fusionado (14-21) se le está dando la misma información genética, por lo que no se produce alteración fenotípica. ★ Puede dar lugar a que la persona sea portadora, normal o con síndrome de Down. ★ La monosomía del 21, del 14, y la trisomía del 14 con incompatibles con la vida. 6 7 8  Tema 3: Principios de la Evolución 1. Introducción 1.1. Teoría de la Evolución 2. Teorías de la Evolución Predarwinistas 2.1. Antecedentes Siglo XIX 2.2. Teoría de Lamarck 3. Teoría de Darwin 3.1. Darwin-Lamarck 3.2. Darwinismo 3.3. Proceso Evolutivo 3.4. Criticas 4. Teorías Postdarwinistas de la Evolución 4.1. Neodarwinismo 4.2. Teoría de la Herencia: Mendel 4.3 Mutacionismo 4.4 Teoría Sintética de la Evolución 5. Acontecimientos Evolutivos 1. INTRODUCCION 2. EVOLUCION Mutaciones Genéticas BIOLOGICA: proceso de variación y diversificación de organismos a lo largo del tiempo 2.1. Clasificación de Mutaciones Genéticas (adaptación al medio) → fisiología, conducta, morfología. 4. Sustitución De Nucleótidos Proceso 5. de cambio Adicion genético o Perdida deyNucleotidos fenotípico en el tiempo, regulado por la selección natural 6. Inversiones (translocación robertsoniana) Carácter anatómico → Fenotipo 1.1 TEORIA DE LA EVOLUCION 1) Acontecimientos evolutivos: A lo largo del tiempo, los seres vivos cambian. Pero tienen antepasados en común, por lo q son parientes ancestrales. Anatomía comparada = muestra probatoria a favor del proceso evolutivo. a) PALENTOLOGÍA Estudio de fósiles deja conocer naturaleza de seres y diferentes niveles taxonómicos, 1974 Donald Jahonson → LUCY (“Fósil del ser”) → prueba evolución de Darwin - Se mantiene en pie → al emigrar a la estepa + desarrollo cerebral + cognitivo. - Desarrollo de la visión a lo lejos. - Desarrollo de la habilidad del uso de las manos. Australopitecus: Homo habilis : Homo erectus: Homo sapiens: 4 millones de años 2 millones de años 1 millón de años 150.000 de años 300 cm3capacidad craneal Capacidad craneal 600 cm3 Capacidad craneal 1100 cm2 Similar al ser humano de hoy (1/3 a la actual) 1. Cambio de residencia = erguirse + ver (animales). 2. Estar de pie. Características del ser 3. Crecimiento + desarrollo cerebral y otras estructuras anatómicas. humano hoy en día: 4. Reducción aparato masticatorio. 5. Uso de herramientas de piedra. 6. Dominar juego + lenguaje. 9  b) ANATOMIA COMPARADA Ciencia que estudia homología entre estructuras óseas, prueba relaciones parentesco. Diferentes especies = estructuras óseas similares → antepasados comunes. HOMOLOGÍA → 2 estructuras serán homologas, siempre que la semejanza entre ellos sea debida a la existencia de antepasados comunes. Funciones diferentes, pero estructura similar y existe relación genética directa entre especies. c) EMBRIOLOGÍA Investigación del desarrollo de los organismos (desde fecundación del óvulo hasta nacimiento) Similitud en las fases embrionarias en diferentes especies. Permite conocer parentesco entre diferentes seres vivos. d) BIOGRAFÍA Estudio de la distribución geográfica de plantas y animales. La diversidad de especies en las islas alejadas de continentes → excepcional. Primeras especies colonizadoras llegadas a estas islas descubrieron muchos rincones ecológicos. La abundancia de rincones ecológicos y la escasez de depredadores hizo que la diversificación de estas especies fuera rápida y grande. Evolución entre camélidos, distintas e) BIOLOGÍA MOLECULAR según distribución geográfica. Estudia naturaleza y funciones de la herencia (material genético). Estudio bioquímico de materia viva de los organismos = uniformidad entre seres vivos. Constata el proceso evolutivo (antepasado común). Con el paso del tiempo, las similitudes anatómicas se disuelven hasta desaparecer. 2) Historia de evolución: Filogenia → relaciones de parentesco entre otros organismos. Antepasados en común. 3) Mecanismos de la evolución: Se refiere a las razones o motivos necesarios para poder evolucionar. Darwin → Teoría selección natural (mecanismos de la evolución). 2. TEORIAS DE LA EVOLUCION PREDARWINISTAS 2.1 ANTECEDENTES SIGLO XIX a) ANTIGÜEDAD CLASICA Teoría Fijista (Creacionismo-filosofía) → Inmutabilidad de las especies “Escala natural” b) EDAD MEDIA Especies perfectas Teoría Fijista (Creacionismo-religión) → Punto de vista cristiano: Especies independientes de otras especies Especies inmutables 10  c) SIGLOS XVII-XVIII (mismo antepasado) Erasmus Darwin: Especuló sobre transmutación especies vivientes + pionero en la defensa del evolucionismo. Carl von Linné: sistema de organización y clasificación de especies (filogenia) → Sapiens → Homo Ayuda a entender la teoría de la evolución → Hominidae → Primate Linneo: taxonomía → Mamífero Ej: Pisum sativum → Columna vertebral Canis familiaris → Animal 2.2 TEORIA DE LAMARCK Primer científico que detecto la evolución + creador de la teoría evolutiva. PRINCIPIOS: a) GENERACIÓN ESPONTÁNEA (abiogénesis) Especies / Organismos pequeños aparecen espontáneamente del fango o materia orgánica muerta. b) PRINCIPIO DE CREACIÓN: impulso al progreso y a la excelencia Especies quieren llegar a una mejor situación por lo que avanzan mediante las escalas de la naturaleza alcanzando niveles superiores, por ello la especie se vuelve más compleja. c) EVOLUCIÓN VERTICAL: camino independiente de la evolución hacia la excelencia. Cada ser evoluciona vertical e independientemente, para poder llegar a la excelencia d) ADAPTACIÓN AL MEDIO AMBIENTE: entorpece alcanzar la excelencia. CAUSAS DE LA EVOLUCION/TRANSFORMISMO 1) Ley de uso y desuso: Si se usa mucho X órgano, este se desarrolla y transmite. 2) Carácter hereditario: La información se transmite de padres a hijos. CRITICAS AL LAMARKISMO - Generación espontánea - Caracteres hereditarios Rechazaron - Principio de creación Aceptaron - Ley de uso y desuso - Evolución vertical L 3. TEORIA DE DARWIN Sacerdote, extraordinario científico, y revolucionario, contribuyo al desarrollo de una nueva era. 1831 realizo un viaje de 5 años en barco. Investigo en las Galápagos → Selección natural. Investigo también la geología y observación de la naturaleza. ¿Cómo y por qué se dan procesos naturales? 1859, El origen de las especies. 11 3.1 DARWIN-LAMARCK Darwin acepto y rechazo los siguientes principios de Lamarck: ACEPTO RECHAZÓ Ley de uso y desuso Evolución vertical caracteres se transfieren a través de la herencia. Generación espontánea Variación continua y gradual Concepto de evolución = progreso / excelencia Concepto de evolución = adaptación 3.2 DARWINISMO POSTULADOS: Teoria del orgien común de las especies (mismos antepasados). Postulados de la teoría de la selección natural (motor del transformismo). Evolución horizontal (diversificación = microevolución = radiación adaptativa). 1) TEORIA DEL ORIGEN COMÚN (mismos antepasados) Especie común en origen de todos los seres vivos → el origen de la vida es único (filogenia). Especies que constituían el nivel superior de taxonomía tenían en común a antepasados de la misma especie. Por ello, se puso fin a la tradición antropocentrista de la Biblia. Pruebas: Embriología Anatomía comparada Paleontología 2) TEORIA DE LA SELECION NATURAL Reproducción diferencial → cambios heredados aumentan eficacia biológica (probabilidad de supervivencia y reproducción). - Mas aptos, tienen características más útiles, más probabilidad de sobrevivir tener descendencia - Menos aptos, características no valiosas, no se adaptan, no sobreviven. CONSECUENCIAS: Desaparecen características nocivas. Características valiosas se heredan + cambian para mejorar Ocurrió cuando se leía “El ensayo del principio de la población” (1789) de Malthus: - Crecimiento de especies → EXPONENCIAL - Estabilidad → RELATIVA (ausencia de recursos para todos) 3) EVOLUCIÓN HORIZONTAL (diversificación = microevolución = radiación adaptativa). 3.3 PROCESO EVOLUTIVO 2 Fases: 1) VARIABILIDAD: Condición necesaria para que se produzca la selección natural. Diferencias intraespecíficas, No conocía el origen de la variabilidad. 2) SELECCIÓN NATURAL: Regula la variabilidad. Aumentando o reduciendo la frecuencia de los caracteres transmitidos por herencia. 12 3.4 CRITICAS ACEPTADO RECHAZADO Idea / concepto de evolución Origen común entre humanos y animales Concepto de origen común Selección natural (no explica origen variación + herencia) *HERENCIA MEZCLADA: Características de padres se unen en descendencia (Mendel) 4. TEORIAS POSTDARWINISTAS DE LA EVOLUCION 4.1 NEODARWINISMO August Weismann, 1) Defensor de selección natural: Cambios o Variaciones se producen gradualmente y se observan en la evolución. 2) Rechaza teoría de carácter hereditario: Germen (gametos) GERMOPLASMA / TEORÍA PLASMA-GERMINAL → División entre Vía corporal (soma) Características que determinan los gametos están extendidas por todo el cuerpo desde el origen del ser (vía corporal: soma). Los acontecimientos del soma no afectan a los gametos (no se heredan). Caracteres adquiridos (no congénitos) no se heredan. Herencia de caracteres adquiridos con el dogma centra de Biología Molecular. Pasma germinal tiene la información genética. Se pueden heredar. 3) Reproducción sexual: fuente de variación genética Células eucariotas permiten la reproducción sexual → diversidad genética (gametos intercambian info genética entre diferentes organismos combinación de caracteres hereditarios a través de la recombinación genética) y con eso la diversidad genética. Gametos = células productoras (sexuales), intercambian info genética entre organismos diferentes. Recombinación genética, ocurre durante la meiosis y genera variabilidad genética. Weismann considera la reproducción sexual como la principal fuente de variabilidad genética, ya que la combinación de genes durante la meiosis promueve cambios en la estructura genética. ANTECENDENTES HISTORICOS DE LA GENETICA ACTUAL: Darwin → Nunca supo cómo transmisión de caracteres hereditarios → Mendel (experimentos de híbridos en plantas, 1866) 4.2 TEORIA DE LA HERNCIA-MENDEL Planta guisantes (1856-63) → Leyes generales de la herencia = Leyes de Mendel. Teoría basada en cálculos matemáticos. EXPERIMENTOS DE MENDEL: En cada experimentó → estudiaba una sola variable o característica. Razones del éxito: - Crecimiento fácil - Autofecundación / autopolinización - Caracteres reconocibles (variabilidad genética) - Cruzar diferentes plantas era más fácil. 13  1) PRINCIOIO DE UNIFORMIDAD: Ley de dominancia recesividad de la F1 Generación parental Amarilla (AA) X Verde (aa) → Razas puras (homocigóticas) Gametos (A) (a) F1 Aa → Raza hibrida (heterocigótica) RESULTADO: Todas las plantas hibridas de la F1 producen semillas amarillas siempre. El carácter dominante (amarillo) y carácter recesivo / latente (verde). Ley de uniformidad de la primera generación filial (F1) (genotipo y fenotipo): Naturaleza de genes parentales sea pura = F1 gen híbrido. Naturaleza genética y fenotípica de todos los descendientes será la misma, de ahí la uniformidad. Genes: Aa y Fenotipo: amarillo. F1 se parecerá mucho al progenitor que ha emitido alelo dominante. 2) PRINCIPIO DE SEGRGACION DE CARACTERES INDEPENDIENTES F1 Amarilla (Aa) X Verde (Aa) Gametos A a A a F2 AA Aa Aa aa → 75% amarilla, 25% verde RESULTADO: Carácter de alelos recesivos se manifiesta en (F2). 2 alelos heredados en cada carácter no se combinan igual para siempre; quedan separados a lo largo de toda la vida del individuo. (Generación tras generación) 3) LEY DE LA TRANSMISIÓN INDEPENDIENTE DE LOS CARACTERES Estudiar cómo se transmitían 2 caracteres diferentes (dihibridismo). Estudió caracteres: - Forma de las semillas ( Lisas (LL) Arrugasdas (ll)) - Color de las semillas ( Amarillas (AA) Verdes (aa)) Factores son independientes y se combiana de tds las formas posibles. RESULTADO: Caracteres determinados por genes. Cada gen tiene dos alelos que determinan la forma del carácter (cada gameto recibe uno del padre y otro de la madre, que se asocian al azar). Con esto se invalida la Teoría de la Herencia mezclada. Excepciones de la ley: - Se cruzan dos razas puras en F1, obteniendo plantas heterocigóticas 100% (genotípicas) y flores hibridas de color rosa (fenotipo). - En este caso, los híbridos obtenidos en la F1, mostrarás la mezcla de las características de los padresà herencia intermedia - Ambos alelos son codominantes → uno no domina sobre el otro (equipotentes). 14 4.3 MUTACIONISMO Hugo de Vries, tras conocer las leyes de Mendel, comenzó a realizar experimentos sobre la herencia genética. Lo que le llevo a desarrollar la teoría: El mutacionismo. Aunque los genes son entidades estables, a veces se producen mutaciones que alteran los alelos. A) Las mutaciones tienen más importancia en el proceso evolutivo. Se creía que mutaciones eran generadoras de verdadero cambio genético. Sin embargo, el proceso evolutivo estaría condicionado por aparición de mutaciones beneficiosas. B) selección natural se relega a un segundo plano en el proceso evolutivo Pensaban q cambios evolutivos, en vez de ser graduales, aparecían con saltos y pausas. Participa la selección natural Cuando aparece mutación beneficiosa: Selecciona los alelos de la mutación Sustituye los alelos antiguos con los alelos nuevos Criticas: mayoría de mutaciones no son beneficiosas 4.4 TEORIA SINTETICA Teoría sintética de evolución: Para explicar concepto evolución, tb usan conceptos genéticos. a) Selección natural (Darwin) Algunos cambios naturales trasmitidos por herencia podían ser más beneficiosos que otros para la supervivencia y la reproducción. Organismos que presenten cambios beneficiosos tendrán mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse. b) Genética de Mendel (recombinación genética) Alelos de los genes: Cada ser cuenta con dos alelos para cada característica específica. Recibirá un alelo de cada progenitor y se transmitirán a través de los gametos. Mendel demostró: Que los alelos se reparten y que se mezclan y combinan de todas las maneras posibles en los gametos c) Biología molecular (genes) Recombinación genética. Descubrimiento de la estructura química del ADN. Naturaleza del material genético (Naturaleza de los genes) Permitió la comprensión de las funciones biológicas del ADN. Según la teoría sintética, el proceso de evolución se sustenta a través de otros dos procesos: 1. Variabilidad genética Recombinación genética. Procesos que generan variabilidad Flujo genético / migración Mutaciones: generan nuevos caracteres. 15  2. Selección Natural Trabaja y regula la variabilidad. Responsable del proceso de organización y estructuración de seres vivos. Promueve adaptación y diversidad de organismos con cambios beneficiosos para supervivencia y mayor probabilidad de reproducción. Cada ser, únicamente por ser un organismo biológico es de naturaleza dual Genotipo: toda su composición genética aunque no todos sus genes estén explicados. Fenotipo: resultado de la traducción de los genes del genotipo. Naturaleza huye de la igualdad/similitud. Por ello, mutaciones van a surgir en todas las generaciones. Material genético cambia constantemente. El ambiente nunca se mantiene igual, siempre es cambiante Igualdad ≠ Evolución Variabilidad = Evolución Es Imposible cumplir el Postulado de Lamarck: transmisión de información siempre se da de genes a las proteínas y nunca al contrario (única dirección). Teoría saltacional: creación de una nueva especie era repentina. La teoría integradora entiende que evolución es proceso gradual que se da poco a poco. Es resultado de miles de combinaciones diferentes de los alelos. Herencia intermedia: descendientes presentaban mezcla de características de sus progenitores. Alelos se reparten y aparecen con todas sus combinaciones posibles en los gametos. 16 17 18  Tema 4: Mecanicismos de la Evolución 1. Introducción 2. Variabilidad 2.2. Deriva Genética 3. Características Heterocigóticas y Homocigóticas o Heterosis → Anemia Falciforme o Lastre Genético (L) 4. Creación de Especiación 4.1. Mecanismos de aislamiento reproductivo 4.2. Teorías de la Especiación: - Microevolución: especiación alopátrica - Macroevolución: especiación simpátrica 1. INTRODUCCION Poblaciones naturales presentan gran variabilidad para responder a los cambios ambientales. Medio ambiente = muy variable, selección natural elige seres de carácter HETEROCIGÓTICO, ya que posibilita cambios. Deja de lado carácter homocigótico que se ve en muy pocas personas. 2. VARIAVILIDAD Estructura somática → formada por células. 2.1 DERIVA GENÉTICA Reduce variabilidad, fenómenos capaces de alterar la selección natural y el equilibrio genético. Objetivo: Modificar la frecuencia de alelos elegidos al azar en todas las especies (reproducción sexual). Desaparecen los alelos de menor frecuencia, y aparecen alelos de mayor frecuencia (alelos dominantes), reduce variabilidad. Es consecuencia de un error de muestreo. Cuanto mayor sea el tamaño de la población, menor variación de frecuencia de alelos, reducen variabilidad. En poblaciones de tamaño pequeño, deriva genética mayor impacto: efecto generador. Consecuencias: Crear poblaciones homocigóticas, pretende eliminar genes heterocigóticos. Al ser diferentes alelos se pierden o se mantiene en cada población = estructura genética de 2 poblaciones procedentes de la misma especie sea diferente. 3. CARACTERISTICAS HOMOCIGÓTICAS Y HETEROCIGÓTICAS HETEROSIS: Favorecer (prefieren) características heterocigóticas + aíslan características homocigóticas. No significa que los genes transmitan siempre las características mejores o más saludables. Selección natural garantiza la continuidad y estabilidad de los genes perjudiciales. Ej: Anemia Falciforme: Poblaciones africanas y asiáticas. Creación hemoglobina forma inadecuada → autosómica recesiva. Alelo (hb a) → hemoglobina no adecuada. Problemas transporte oxígeno. Alelo (Hb A) → hemoglobina adecuada Genotipo anemia falciforme: Hb a Hb A (mueren al poco de nacer). Su eficacia biológica → 0 Alelo “Hb a” en 30% de la población (muy alta mortalidad). 19 LASTRE GENETICO → (L): Presencia de genotipos con inconvenientes. Perdía de eficacia biológica en una población como consecuencia de la asociación de genes de carácter heterocigótico. Reproducción entre consanguíneos aumentan frecuencia de errores genéticos en las siguientes generaciones (responsable de lastre genético). 4. CREACION DE ESPECIES Creación de especies: 1. Emparejar seres con características similares. 2. Capacidad de reproducirse conjuntamente. 3. Seres con otras características no pueden reproducirse con ellos (otra especie). 4.1 MECANISMOS DE AISLAMIENTOS REPRODUCTIVOS a) Mecanismos precigóticos: impiden la reproducción entre distintas poblaciones, No forman híbridos. 1. Aislamiento Ecológico: Mismo territorio, habitantes diferentes → Ni relación ni emparejamiento. 2. Aislamiento Estacional: Fecundación producida en diferentes momentos o estaciones del año. 3. Aislamiento Mecánico: Genitales/ Órganos sexuales incompatibles. 4. Aislamiento Gamético: Falta de atracción entre gametos. 1º Proceso de búsqueda 5. Aislamiento Etológico: Ausencia de atracción sexual entre ♁ y ♂. Pasos antes del apareamiento: 2º Cortejo 3º Apareamiento b) Mecanismos postcigóticos: Disminuyen la viabilidad o fertilidad de los híbridos. Híbridos → inviables (generalmente), y estériles. Mecanismos postcigóticos: Aborto, Muerte temprana, Debilidad, Morbilidad, Esterilidad de híbridos. 4.2 TEORÍAS DE LA ESPECIACIÓN Proceso para explicar diversidad entre seres vivos. Cuando descendencia de una especie pasa a 2 líneas. TIPOS: 1. ESPECIACION POR AISLAMIENTO: a) Alopátrica (microevolución): Separación de especie debido a barreras geográficas, adaptarse a entornos diferentes lenta y gradualmente. ¿Cuándo podemos saber con certeza que se ha desarrollado una nueva especie? 1. Segregación en grupos. 2. No se reproducen entre ellos (aunque vivan mismo entorno). b) Simpátrica (macroevolución): Cambio repentino, poca frecuencia → Diferenciación entre los organismos que los que viven en un mismo territorio o población. Se puede dar una especiación cuántica, rápida o saltación. *ESPECIACIÓN POR POLIPLOIDÍA: Errores en proceso de meiosis → cromosomas homólogos no se dividen en células diferentes. Crea una célula tetraploide (4n) (común en plantas). TIPOS: a) Autoploide o Autopoliploide: antepasados proceden de la misma especie. b) Alopoliploide o Aloploide: genomas del organismo provienen de antepasados de diferentes especies. 2. ESPECIACION CUANTICA: Creación repentina de nuevas especies. Genoma de la especie base sufre cambios rápidos y bruscos. Nueva especie sustituye a la antigua, porque se adapta mejor al entorno. 20 21 22 Tema 5: Biotecnología, Edición Genética y su Repercusión en el Campo de la Psicología 1. Introducción 2. Eugenesia 2.1. Técnicas eugenésicas 2.2. Problemas Éticas y Morales 3. Manipulación Genética, Antecedentes del Desarrollo Del Proyecto Del Genoma Humano 4. Proyecto del Genoma Humano 5. Técnica Crispr-Cas9 1. INTRODUCCION EVOLUCIÓN: Cambios biológicos, culturales y tecnológicos. En las últimas décadas han surgido cambios Biológicos > Tecnológicos (alto impacto en la evolución de seres vivos). Cambios biológicos = mut. Beneficiosa → Pasa mucho tiempo para transmitir a generaciones (Iento gradual) Cambios tecnológicos + culturales → alto impacto en la evolución (proceso Iento) Gracias a los avances tecnológicos y estudios genéticos factores hereditarios (unidades abstractas e intocables) = perceptibles y manipulables (manipulación genética). Encontrar Aislar La Nueva Genética: conoce y manipula el genoma de diferentes maneras Transferir Cambiar fragmentos ADN. CONSECUENCIAS DE LA MANIPULACIÓN GENÉTICA: Capacidad de manipular su genoma → manipular su propio proceso evolutivo. Genera reflexiones críticas + morales. Superar barreras biológicas → crear especies transgénicas en laboratorio. 2. EUGENESIA Aplicación de las leyes biológicas de la herencia al perfeccionamiento de la especie humana. OBJETIVOS: Aumentar transmisión de genes buenos. Recién nacidos sanos (evitar nacimiento de bebes con enfermedades o anomalías genéticas) Mejorar la dotación genética de la sociedad Preocupación genética, constante a lo largo del tiempo. Galton: “Garantizar la mejora de la condición humana a través de una reproducción sensata” (solo características beneficiosas) → Pretendía desarrollar solo de mejores especies, no mejorar la especie humana. Desarrollo la teoría sobre la inteligencia eugenésica. Reproducción sensata: reproducción solo de aquellas que presentan características beneficiosas Avances médicos → Impacto en el patrimonio genético de la especie humana. Las personas portadoras de genes no beneficiosos llegan a sobrevivir hasta la edad reproductiva. CONSECUENCIA: Aumenta probabilidad de transmisión de enfermedades a sus descendientes (diabetes,…). Se reabra la polémica de la eugenesia. 2.1 TÉCNICAS EUGENÉSICAS a) EUGENESIA NEGATIVA OBJETIVOS: evitar aumento de frecuencia + emisión genes perjudiciales. Esterilizar, Técnicas para que personas con enfermedades heredables NO descendencia: Aborto, Eutanasia 23 b) EUGENESIA POSITIVA OBJETIVOS: Fomentar reproducción de genes beneficiosos Aconsejar que no se transmitan genes perjudiciales. Métodos: éticamente adecuados + protegen libertades + informan de riesgos. Programas: (consecuencias de transmisión genes) a) Consejo Genético: Asesorar problemas congénitos familiares. Principios éticos que cumplir: Confidencialidad: Info en secreto. Excepciones: info. obtenida es perjudicial, para terceros o la sociedad. Autonomía, en toma de decisiones. Información, sobre el tratamiento: consecuencias de este, adecuada al contexto de madurez psicológica de cada persona. b) Pruebas Diagnósticas Prenatales: Comprobar anomalías genéticas o cromosómicas en el feto: Amniocentesis: Tomar muestra del líquido amniótico que rodea al feto. Ecografía: detectar anomalías somáticas en el feto c) Inseminación artificial y fertilización in vitro: Tratamiento terapéutico contra esterilidad. (necesario un estudio genético previo a la implantación). d) Técnicas de selección genética: bancos espermatozoides + óvulos. Evitar cruzamiento de personas consanguíneas lastre genético. e) Ingeniería genética: Técnicas que realizan manipulación ADN (1º en bacterias, luego en células) Terapia génica (sustituir gen nocivo por beneficioso) Eugenesia NO coactiva: Aconseja no tener hijos (no obliga a esteriliza ni a abortar). 2.2 PROBLEMAS ÉTICOS Y MORALES a) PROGRAMAS: Todo ser humano derecho a elegir si tener o no hijos. Métodos eugenésicos negativos, sin autonomía ( ¿Esterilización ética?) Métodos eugenésicos positivos, respetan valor moral, derecho y libertad. Se da info. b) ¿QUÉ ES MEJORAR LA DOTACION FENETICA? Mejorar DG, puede suponer eliminar la diversidad: variabilidad Mejorar DG, puede consistir en niños/as que vayan a nacer cumplan patrones ideales preestablecidos por padres y/o sociedad. Programación genética humana implica igualdad genética = en contra del proceso evolutivo. 1. Herencia poligénica: Mayoría de características, trasmitidas mediante genes 2. Ambiente: Afectará con un Efecto + o -, aunque mejoremos mucho la dotación genética es difícil controlar: nivel social, cultural, nutricional y socioeconómico. 24  c) DETERIORO DEL PATRIMONIO GENÉTICO Tendencias dinámicas de la población: o Equilibrio genético de población depende de tendencias reproductivas. o Tendencias reproductivas actuales = edad para tener hijos atrasada = transmitir genes perjudiciales. Impacto ambiental mutagénico. Preservar medio ambiente, ya que en el desarrollo de enfermedades influyen, genes + medio ambiente. Progreso de la medicina Avances terapéuticos, han favorecido la reproducción de genes perjudiciales. 2.3 DOS PUNTOS DE VISTA 1. Programación humana: Desarrollar el niño perfecto = utopía 2. Obtención de descendientes sin anomalías hereditarias. 3. MANIPULACION GENETICA 3.1 ANTECEDENTES DEL DESARROLLO DEL P.G.H A) BIOTECNOLOGÍA Trabaja en mejora de plantas o animales mediante microorganismos vivos. El desarrollo de microorganismos con usos específicos, son el objetivo de esta ciencia. El uso de bacterias no es algo actual, las bacterias son usadas para el procesamiento de alimentos. En la actualidad este tipo de estudios se realizan en: Industria farmacéutica, Insulina humana, Interferón humano, hormona del crecimiento, vacunas, etc Tipos de trabajo que pueden realizar: 1. Obtención de gen o síntesis humano. 2. Insertar gen en el genoma del organismo (batería) - Infectar células → se obtienen virus que pueden obtener la molécula recombinante ADN (fusionando fragmentos de ADN de diferentes especies). - Proliferación (clonación) de bacterias → se consiguen bacterias con gen humano para producir proteínas necesarias/deseadas. 3. Se recogen bacterias dañadas y proteínas fabricadas. B) ALIMENTACIÓN TRANSGENICA Aliento obtenido mediante organismo modificado a través de ingeniería genética. Un alimento tenga características concretas de otro. Por lo tanto, se incorporan genes de otra especie y se insertan. Objetivo: aumentar producción vegetal y animal (resistentes a condiciones meteorológicas). Ej: Gen del pescado que resiste el frio, e inyectarlo al tomate. 25 C) TERAPIA GÉNICA: TRATAMIENTO TERAPEUTICO DE LAS ENFERMEDADES GENÉTICAS Hasta ahora, los tratamientos han sido paliativos (trasplantes de órganos, administración de proteínas y hormonas), lo que supone una revolución para las enfermedades sin cura. Hoy en día existe la capacidad de influir en la base de la enfermedad gracias a las terapias génicas. a) ESPECIACION CELULAR: Todos los seres vivos tienen genes diferentes. Tras la formación del cigoto, aparece la especialización celular durante el desarrollo del embrión. Cada célula somática tiene una función específica. Glóbulos rojos: Oxígeno Glóbulos blancos: Anticuerpos Epidérmicos: Melanina b) EXPRESIÖN SELECTICA DE LOS GENES: Pancreáticos: Insulina Glóbulos rojos: Hemoglobina Glóbulos blancos: Inmunoglobulina Células pancreáticas: Insulina c) TERAPIA GÉNETICA: Permite transformar las células somáticas que están en la base de la enfermedad. Inmunodeficiencia: Transforma glóbulos blancos, Diabetes: células pancreáticas. Uso de la anestesia Ha supuesto una revolución para el control de enfermedades, similar a otros grandes Vacunas hallazgos: Antibióticos El número total de enfermedades de base genética en humanos ronda las 4.000. Pero hoy en día, la terapia génica tiene respuesta para aprox 500 enfermedades. Siendo estos problemas solo monogénicos. Procedimientos mas utilizados: Inserción de genes----inserción del gen normal. Intercambio de genes----- cambios Cirugía genética----inserción del gen normal sustituyendo al gen patológico Áreas de actuación en terapia génica Células somáticas: Cline (1980) violo las normas éticas sobre la experimentación genética (no utilización de ADN recombinante) en pacientes con Talasemia: 1. Se extraen células sanguíneas. 2. Se inserta en células de genes humanos (virus). 3. Se incorporan células modificadas genéticamente al paciente. 4. Las células modificadas producen proteínas. Inmunodeficiencia, niños/as burbuja (1990): Inserción en células sanguíneas del gen humano que produce inmunoglobulinas, a través de un vector (virus enlentecido). Pero, la vida de las células sanguíneas es limitada y, por tanto, la defensa inmunitaria también Enfermedades genéticas (monogenéticas) a) Enfermedades autosómicas recesivas: Ej: fibrosis quística - Aparecen en organismos homocigóticos recesivos. 26  Enfermedades autosómicas dominantes: Ej: corea de Huntington - Aparece en organismos heterocigóticos y homocigóticos. - El 50% de la descendencia heredará esta enfermedad neurológica - Los síntomas se manifiestan a los 30-50 años. Relacionadas con el par sexual: - Los cromosomas sexuales presentan diferencias citológicas. Parte homóloga: genes formados por 2 alelos (igual en X/Y) Parte diferencial: genes formados por 1 alelo - Se dan casos diferentes: Ej: hemofilia, distrofia muscular o daltonismo - Gen recesivo está situado en el cromosoma sexual X → ♁ (XX) portadora / ♂ (XY) sufren Notas: Gen insertado al azar. No asegura inserción en locus adecuado del genoma. Pudiendo alterar la actividad de otros genes (muerte celular). Células germinales Prohibiciones absolutas de experimentación con células germinales. Terapia genética, solo se puede usar en células somáticas (cambios afectan al propio individuo). El tratamiento de las células germinales se hace evidente, en personas afectadas, y sus descendientes y futuras generaciones. Enfermedades genéticas (poligénicas) → No hay tratamiento (utopía (implicación de varios genes o falta de coordinación)). El medio ambiente también influye en el desarrollo del paciente. Ej: enfermedades del corazón o cáncer. 4.PROYECTO GENOMA HUMANO Estudio conjunto de Japón, Estados Unidos y la Unión Europea → Comunidad Científica Internacional. El proyecto ascendió a 3.000 millones de dólares. Se creó en 1990 en el Departamento de Energía y en los Institutos de Salud de Estados Unidos. Tenían 15 años de plazo para trabajar. 4.1 HISTORIA Conferencia en Altha (EEUU). 1984 El Congreso de la UE aprobó el proyecto para 15 años. 1988 Se inició el proyecto en 1990. The Institute for Genomic Research nació en 1992 Código genético del cromosoma humano 22 1999 Esbozo de la secuencia del genoma humano 2000 Secuencia completa del genoma humano. 2003 27 4.2 OBJETIVOS 1. Realizar el mapa físico y genético → Localización de 25.000 genes en 23 cromosomas (locus). 2. Descifrar la info que contienen los genes (secuenciación) → Lectura secuencial de los 3 mil millones de pares de bases nitrogenadas del genoma humano. ¿Por qué nació el proyecto Genoma Humano? 1. Avances tecnológicos. Biología Molecular (fragmentación, hibridación y secuenciación) Análisis genético mediante nuevas técnicas moleculares lo llamamos: "nueva genética". Actividades habilitadas por la tecnología: – Fragmentación: mediante enzimas específicas, provoca divisiones en estructura del cromosoma (enzimas reductoras) – Hibridación: Síntesis de moléculas híbridas. – Secuenciación: Lectura de secuencias de bases nitrogenadas. Como resultado de la aplicación biotecnológica: Mayor conocimiento de la historia evolutiva de nuestra especie. Permite la comparación del ácido nucleico de diferentes especies (Hibridación). 2. Obtención moléculas ADN recombinante (manipulación genética humana, Genotecas, terapia génica) Poder unir artificialmente ADN de especies de distinto origen 1. Manipulación genética humana: Inserción de genes humanos en bacterias mediante vectores. Clonación Hormona del crecimiento Expresión de proteínas humanas: Insulina humana Factores antihemorrágicos 2. Creación de bibliotecas de genes: Creación de un depósito de información del ADN humano. 3 x109 pares de bases Dificulta → El genoma humano contiene: 30.000 genes 3. Terapia Génica: El tratamiento de las enfermedades monogénicas es terapéutico. – Inserción genética Tipos de tratamiento: – modificación genética – Cirugía genética ¿Qué podemos hacer en las enfermedades monogénicas? Gen → Proteína Gen alterado → Proteína alterada 3. Desarrollo informático (programas y ordenadores específicos). Inicialmente, la secuenciación de la información genética se hacía manualmente. Como resultado, cada día se investigaron alrededor de 500 bases nitrogenadas. Científicos japoneses diseñaron programas informáticos y ordenadores para facilitar la investigación. Esto hizo posible leer y comparar rápidamente las secuencias genéticas obtenidas. Además, comercializó el coste de la secuenciación. 28 4.3 REPERCUSIONES ACTUALES 1. Hombres/mujeres de cristal - Transparencia total: posibilidad de detectar genes individuales expone completamente la naturaleza de cada. - Se podrán detectar genes proclives al desarrollo de enfermedades: - Ante tendencias a ciertos comportamientos (alcoholismo, depresión). - Nos ayuda a prevenir futuras Patologías (cánceres, demencias). - Confidencialidad y voluntariedad (en test genéticos). -Derecho a la información y a no tenerla. 2. Protección de la información genética ante terceras personas a) Mercado laboral: solicitud de análisis genéticos en estudios de salud laboral. b) Seguros de salud: actualmente, las aseguradoras pueden solicitar test genéticos. En función de los resultados, pueden decidir si hacer el seguro o no. 3. Medicina genómica a) Capacidad limitada de diagnóstico b) Capacidad terapéutica limitada. No hay tratamiento 100% eficaz es imposible controlar el efecto del ambiente. 5. ¿QUÉ HA FACILITADO EL P.G.H? 5.1 CRISPR-CAS9 TÉCNICA Secuencias palindrómicas repetidas espaciadas regularmente agrupadas. Técnica que ha permitido editar el genoma. Utiliza tijeras genéticas para cortar fragmentos del genoma de los organismos. Cas9: proteína que corta cadena del ADN (enzima). Gracias a la técnica CRISPR-Cas9, podemos editar el ADN. 5.2 ANTECEDENTES HISTORICOS Francisco Juan Martínez Mojica (Microbiólogo, Universidad de Alicante). Hallazgo importante en 2003: descubrió un sistema inmunitario adquirido conocido como CRISPR, utilizado por las bacterias para protegerse de la infección por virus. Forman parte del sistema inmune de las bacterias y utilizan estas partes para detectar y destruir ADN en nuevos ataques de virus similares. 2012 Emmnuelle Charpentier (Universidad de Umea) y Jennifer Doudna (Universidad de California): 29  Consideran el instrumento bacteriano como una técnica para la edición de genoma. Por este descubrimiento recibieron el premio nobel de Química en 2020. - GGP (2003) → leer la secuencia completa del genoma humano. Se desarrollo la capacidad de detectar mutaciones. - CRISPR → molécula creada por el hombre que se puede programar para encontrar ADN dañado o modificado. - Puede cortar el ADN y luego nuestro organismo es capaz de sustituir la parte cortada o los científicos introducen la parte deseada en lugar de la parte cortada. En las células germinales: cambios para siempre. -2019 → He Jiankou técnica CRISPR en células germinales (Lulú y Nana inmunidad contra el SIDA). 5.2 ANTECEDENTES ÉTICAS Y MORALES El Proyecto Genoma Humano presenta importantes implicaciones éticas y morales. Aunque la posibilidad de desarrollar enfermedades como la demencia senil no afecta directamente el desempeño laboral de una persona, se debe evitar el uso nocivo de la información genética. No es ético discriminar a individuos en el ámbito laboral basándose en su información genómica. El diagnóstico genético crea una nueva categoría de seres humanos: los "no pacientes", es decir, personas sanas que, aunque no estén enfermas, tienen la posibilidad de desarrollar una enfermedad en el futuro. Esta situación podría tener un impacto psicológico negativo, acelerando la aparición de la enfermedad. Comercialización de la Información Genética Originalmente, los científicos acordaron que no se obtendría beneficio económico de la información genética. Sin embargo, Craig Venter patentó el gen humano, argumentando que no patentó el gen en sí, sino el producto derivado de su conocimiento. Patenteó la función del gen y el procedimiento para la obtención de medicamentos específicos. A raíz de esto, numerosos laboratorios empezaron a comercializar patentes relacionadas, lo que generó competencia y divisiones en la comunidad científica. Evaluación Interdisciplinaria del Proyecto Genoma Humano El Proyecto Genoma Humano ha requerido una evaluación desde perspectivas éticas, sociales y legales. En Estados Unidos, entre el 3% y el 5% del presupuesto se destina a estudiar estas implicaciones. Principios Genéticos y Conocimiento de la Naturaleza de los Genes Para abordar los complejos problemas de la genética moderna, es esencial comprender la naturaleza de los genes, su origen y su papel en el proceso de herencia celular. 30 31 32  Tema 6: Genética de la Conducta 1. Genética Conductual 1.1. Estudios familiares 1.2. Estadios de Adopción 1.3. Estadios de Gemelos 1.4. Diseños Combinados 2. Genética molecular 2.1 Esquizofrenia 3. Otros: Psicopatología Adulta La genética de la conducta estudia la influencia de factores genéticos y ambientales sobre los rasgos de comportamiento humano. Este campo utiliza diversas metodologías para analizar la herencia de características específicas, desde estudios familiares hasta investigaciones moleculares. 1. GENÉTICA CONDUCTUAL Inteligencia y sus co-relatos, uno de los rasgos más estudiados. Varianza: ¿por qué se da la inteligencia en que parte, explica que en un individuo se dé x característica inteligencia. Heredado Vs No heredado: Mutaciones de (novo) cuando se da popr priemra vez. Genética cuantitativa estima que se debe a la genética o al medio ambiente sin especificar qué cuanto influye en el ambiente y cuanto la genética Genética molecular: identificar genes. 1.1 ESTUDIOS FAMILIARES Si los factores genéticos afectan a un rasgo cuantitativo, el parecido fenotípico de los familiares debería aumentar si aumenta los grados de relación genética (familiaridad). SI afecta a un rasgo específico, se espera que todos tengan relación genética. Ej: La esquizofrenia (no hay estudio que determine que la enfermedad este determinado por factores genéticos) y la cognición pueden apoyar la hipótesis de la influencia genética, pero no prueban que los factores genéticos sean determinantes/importantes Umbral à a partir de un punto se establece la normalidad o la no normalidad. Modelo del umbral → Punt Máximo → Nivel limite que determina la distribución entre los caracteres normales y anormales → percentiles 1.2 ESTUDIOS DE ADOPCIÓN Comparan la similitud entre los hijos adoptados y sus padres biológicos o adoptivos para separar los efectos genéticos de los ambientales. PROGENITORES → Similitudes con los padres biológicos: Estimación de contribución genética. → Similitudes con los padres adoptivos: Estimación de la contribución del medio ambiente. - Adopciones poco después del nacimiento, efecto del ambiente (ej: padres adoptivos) - Contribuciones del entorno posnatal 33  Se identifican 3 grupos de hermanos genéticos completos adoptados por separado: Hermanos Biparentales: Mismo padres biológicos, 50% de carga genética en común. Hermanos Uniparentales: Solo un progenitor biológico, 25% de carga genética. Hermanos ambientales: viven en misma casa, pero no comparten mismos padres (la educación) 1.3 ESTUDIOS GEMELARES Gemelos Monocigóticos → Idénticos, 100% de genética compartida. Gemelos Dicigóticos → Fraternales, 50% genes compartidos, fecundación en óvulos diferentes. Estudios de gemelos analizan diferencias entre gemelos monocigóticos y dicigóticos. Permiten evaluar la influencia genética en comparación con los factores ambientales. Resultados: - Gemelos monocigóticos muestran concordancia más alta en varios rasgos que los dicigóticos. Parientes de primer grado → 50% de parentesco genético, hermanos y descendientes Supuestos del entorno igualitario: Prenatal y Postnatal. 1.4 DISEÑOS COMBIANDOS Diseño 1: ADOPCION + FAMILIA + GEMELOS → Proyecto de Adopción de Colorado Combina datos: hermanos genéticos separados, familias biológicas y gemelos adoptados. Estudio sobre crecimiento y desarrollo temprano. Impacto de los entornos de crianza. - A pesar de las diferencias en los entornos de crianza, las similitudes genéticas desempeñan un papel crucial en la cognición. Diseño 2: GEMELOS ADOPTADOS POR SEPARADO VS JUNTOS Gemelos monocigóticos y dicigóticos criados en diferentes contextos. Permite medir directamente la influencia del ambiente postnatal. - Resultados muestran similitudes en inteligencia y comportamiento = fuerte influencia genética. Sin embargo, ciertos rasgos (como la personalidad) parecen más sensibles al entorno. Diseño 3: FAMILIARES DE GEMELOS Estudia a hijos de gemelos monocigóticos. Al compartir el 50% del material genético con sus padres y tíos (monocigóticos). Analiza si los factores genéticos influyen en la transmisión de rasgos específicos. - Separar las influencias genéticas directas de los efectos compartidos por el entorno familiar. Diseño 4: HERMANOS UNIPARENTALES → (Influencia ambiental) Compara hermanos uniparentales con hermanos completos y hermanos no emparentados pero criados juntos. Analiza el impacto de las influencias genéticas frente a las ambientales. - H. Uniparentales muestran menor similitud en ciertos rasgos comparados con H. Completos, reforzando el impacto genético. 34 2. GENÉTICA MOLECUALR Identifica genes específicos que influyen en los rasgos conductuales y en trastornos psicológicos. Analiza directamente el ADN para identificar variaciones genéticas asociadas a ciertos fenómenos. POLIMORFISMOS DEL NUCLEÓTIDO ÚNICO (SNPS) Cambios en una sola base del ADN que varían entre genomas, es un cambio de nucleótidos. Estima influencias genéticas directamente a partir de genotipos medidos a partir de grupos con diferente grado de parentesco. Limitaciones: Se requieren muestras grandes, y limitado a los SNP de la matriz SNP. Ventajas: No requiere muestras especiales (ej: gemelos o adopciones). Objetivo: Proporcionar clasificaciones diagnósticas basadas en la etiología 2.1 ESQUIZOFRENIA (EQZ) Área más estudiada, forma más garbe de psicopatología, es uno de los trastornos mentales más debilitantes, con una prevalencia del 1% de la población general. No se comprenden las causas completamente, debida la compleja interacción entre factores genéticos y ambientales. SIGNOS Y SÍNTOMAS COMUNES: 1. Delirios: Creencias anormales persistentes. 2. Alucinaciones: Generalmente auditivas, ej: escuchar voces inexistentes. 3. Discurso desorganizado: Asociaciones extrañas, incoherencia o dificultad para seguir conversaciones. 4. Síntomas negativos: Falta de expresión emocional (falta de afecto), apatía (abolición) y reduce motivación. DIAGNÓSTICO: Síntomas persistentes durante los últimos 6 meses. Generalmente aparece en la adolescencia tardía y adultez temprana. Inicio precoz en la adolescencia: gradual pero peor pronóstico. ESTUDIOS FAMILIARES: Componente familiar significativo. Evidencia: Familiares de 1ºGRADO → Evidencia del 9% (6% padres, 13% hijos y 9% hermanos). Asciende a 46% si ambos progenitores padecen EQZ. Familiares de 2ºGRADO → Evidencia del 4%. El estudio de Parnas et al. (1993), n=200 descendientes de madres esquizofrénicas hasta los 40 años, identificado como grupo de alto riesgo. El diagnostico mostro que un 16% desarrollo EQZ, presentando mayor institucionalización, complicaciones en el parto, problemas de atención y trastornos de personalidad. ESTUDIOS DE GEMELOS: La genética contribuye al parecido familiar. Evidencia: Gemelos MONOCIGOTICOS → Tasa del 48% de concordancia, relevancia de los factores no genéticos. Gemelos DICIGÓTICOS → Tasa del 17% 35 ESTUDIOS DE ADOPCIÓN: Tiene base genética pero se potencia si hay un ambiente adoptivo disfuncional, en un individuo que ya tiene riesgo por estar genéticamente predispuesto. Leonard Heston (1966) encontró que el 11% de los hijos adoptados de madres esquizofrénicas desarrollaron el trastorno. Otros estudios confirmaron el hallazgo, con un método similar. Evidencia la interacción genotipo- ambiente: Adoptados con progenitores esquizofrénicos + = mayor prevalencia a desarrollar esquizofrenia. Crecimiento en entorno disfuncional Método de “Familia de Adaptados” → Analiza descendientes afectados por esquizofrenia. Factores prenatales se descartaron como predictores. Se observaron diferencias en hermanos uniparentales. SUBTIPOS DE ESQUIZOFRENIA Las investigaciones genéticas no han respaldado la identificación de subtipos como: Catatónica (alteraciones motoras) Paranoide (delirios de persecución) Desorganizada (trastorno del pensamiento y afecto plano) En cambio, la estrategia actual busca identificar endofenotipos, son marcadores Biológicos y cognitivos, asociados a la enfermedad ej: marcadores estructurales y funcionales en el cerebro, déficits olfativos, de atención y memoria, seguimiento ocular de persecución suave → espasmódico , evaluaciones neurocognitivas y neurofisiológicas GENETICA MOLECULAR Se han identificado genes y regiones cromosómicas con relacion significativa pero pequeña con la esquizofrenia: Estudios de ligamiento genético: Destacan las regiones 2q y 6p. Genes candidatos: Incluyen neuroregulin 1 (cromosoma 8) y dysbindin (6p22.3). Estudios del genoma completo (GWAS): 22 loci posibles y algunas asociaciones con promotores genéticos cerebrales Sin embargo, las asociaciones genéticas tienen efectos modestos y sugieren que la esquizofrenia es un trastorno poligénico, donde muchos genes contribuyen de manera incremental. 36 3. PSICOPATOLOGÍA ADULTA 3.1 TRASTORNOS DEL ESTADO DE ÁNIMO DEPRESION MAYOR: Uno de los trastornos mentales más prevalentes, afecta a el 17% de la población a lo largo de la vida. Aparición gradual, dura meses y termina gradualmente. Caracterizado por episodios prolongados de: Depresión, Perdida de interés o placer Alteración del apetito y del sueño Perdida de energía Pensamientos de muerte o suicidio. Evidencia genética: Mayor rasgo para familiares de 1º grado: 9% de riesgo familiar. No hay evidencia significativa de influencia ambiental compartida en la DM. Se han identificado tres factores genéticos subyacentes que sugieren diferentes subtipos de depresión con bases genéticas distintas. En estudios de gemelos: Heredabilidad del 43% en Monocigóticos y del 28% en dicigóticos. Susceptibilidad: 0,37 de heredabilidad y ninguna influencia ambiental compartida. Evidencia de 3 factores genéticos subyacentes a diferentes subtipos con diferentes bases. TRANSTORNO BIPOLAR: Afecta al 4% de la población. El estado de ánimo alterna entre manía y depresión. Durante los episodios maníacos, los síntomas son: Euforia, Locuacidad excesiva, Comportamiento impulsivo. Comienza y termina repentinamente y puede durar de días a meses. Evidencia genética: Riesgo familiar de 14%, Estudios gemelares: Heredabilidad elevada: 72% en MZ y 40% en DZ en investigaciones iniciales. Estudios recientes ajustaron estas cifras a un 55% y 7%, respectivamente. Susceptibilidad: 0,89 y 0,93 de heredabilidad y ninguna influencia ambiental compartida. RELACIÓN ENTRE DM Y BP Aunque ambos trastornos comparten algunas bases genéticas, los estudios moleculares indican que son condiciones distintas. Un ejemplo clave es la variante del gen MTHFR, que parece influir en ambos, pero de forma específica en diferentes poblaciones. TRASTORNO DE ANSIEDAD: Trastornos de ansiedad afectan al 29% de la población a lo largo de la vida, siendo el doble de frecuentes en mujeres. Los principales tipos incluyen: TRASTORNO DE PÁNICO: Ataques de pánico inesperados y recurrentes que generan miedo anticipatorio. Riesgo del 13% en familiares de primer grado. Heredabilidad: 30%-40% en gemelos MZ. ANSIEDAD GENERALIZADA: Estado crónico de ansiedad difusa, preocupación excesiva, e incontrolable. Estudios familiares: riesgo del 10% en familiares de 1ºgrado Estudios gemelares: resultados inconsistentes: algunos estudios indican una influencia genética del 20%-30%, mientras que otros muestran mayor influencia ambiental. 37 FOBIAS: Miedo intenso y persistente hacia estímulos específicos, ej: acrofobia, claustrofobia, fobia social, … Estudios familiares: Riesgo del 30% para fobias específicas., 5% agorafobia y 20% fobia social. Estudios sugieren que la predisposición a desarrollar miedos puede heredarse, pero las fobias específicas suelen aprenderse a través del entorno. 38 PREGUNTAS EXAMEN 1. Contando con los siguientes genotipos en la filia de los padres aa (albino) x AA ¿Cuantos albinos (aa) podemos ver en la siguiente generación? (puede aparecer como pregunta difícil en codominante) a) 1 b) 0 c) 4 2. En AUG GGC CAU se ha producido la siguiente mutación AUG UGC CAU ¿ Qué tipo de mutación genética se ha dado? a) Transversión b) Transcripción (cambiar toda la secuencia) c)Translocación 3. En la especiación cuántica……: a) La nueva especie nunca sustituye a la antigua b) La nueva especie sustituye a la antigua c) Las especies nueva y antigua reducen su dotación cromosómica la mitad. 4. ¿Cuáles son las características genotípicas y fenotípicas del síndrome de Turner? a) Monosomía E infantilismo físico y psíquico b) Trisomía E infantilismo físico y psíquico c) Monosomía y esperanza vida media de 3 meses 5. Teniendo dichos genotipos en la generación de los padres ZZ x zz ¿Qué tipo de genotipos podremos ver en la próxima generación? a) ZZ, ZZ, Zz y Zz b) ZZ, Zz, Zz y zz c) Zz, Zz, Zz y Zz 39