Marcadores genéticos; locis Marcadores genéticos; locis polimórficos. Utilidad polimórficos. Utilidad

diagósticadiagósticaAlumnos: Rodrigo Bustos FicaNolberto Zúñiga Contreras

Universidad de ChileFacultad de MedicinaEscuela de Tecnología MédicaCitogenética 2011

Marcadores genéticosMarcadores genéticos

Segmentos de DNA identificables físicamente en un cromosoma y Segmentos de DNA identificables físicamente en un cromosoma y rastreables a través de la herenciarastreables a través de la herencia

Se considera como Se considera como marcador genético marcador genético a un segmento de DNA al a un segmento de DNA al mostrar una variación experimentalmente detectable entre los mostrar una variación experimentalmente detectable entre los individuos de una población, y un modo de herencia predecible individuos de una población, y un modo de herencia predecible según las leyes de Mendelsegún las leyes de Mendel

Locis polimórficosLocis polimórficos

• Secuencias de DNA distribuidas en el genoma con ocurrencia Secuencias de DNA distribuidas en el genoma con ocurrencia de alelos múltiples en un mismo locus Altamente variablesde alelos múltiples en un mismo locus Altamente variables

• Variaciones en la secuencia de un locus entre la poblaciónVariaciones en la secuencia de un locus entre la población

• Mayoritariamente están ubicadas en regiones no codificantes Mayoritariamente están ubicadas en regiones no codificantes

•Se utilizan polimorfismos de repetición y de restricción Se utilizan polimorfismos de repetición y de restricción

Polimorfismos de repeticiónPolimorfismos de repeticiónVNTR (Variable Number of Tandem Repeats) VNTR (Variable Number of Tandem Repeats)

VNTR minisatélites Repeticiones en tándem de pocas decenas de VNTR minisatélites Repeticiones en tándem de pocas decenas de nucleótidosnucleótidos

Presentan muchos alelos distintos de acuerdo al número de Presentan muchos alelos distintos de acuerdo al número de repeticionesrepeticiones

No se distribuyen por todo el genoma No se distribuyen por todo el genoma

VNTR MicrosatélitesVNTR Microsatélites

Repetición en tándem de 2 a 5 nucleótidosRepetición en tándem de 2 a 5 nucleótidos

Distribuidos homogéneamente por todo el genomaDistribuidos homogéneamente por todo el genoma

Número elevado de alelos con frecuencias de repetición similares Número elevado de alelos con frecuencias de repetición similares Alta heterocigosidadAlta heterocigosidad

Diagnóstico indirectoDiagnóstico indirecto Estudio de la segregación conjunta del gen de la Estudio de la segregación conjunta del gen de la

enfermedad y secuencias polimórficas ligadasenfermedad y secuencias polimórficas ligadas Se debe conocer la localización cromosómica del locus Se debe conocer la localización cromosómica del locus

implicadoimplicado

Segregación conjunta de la enfermedad y secuencias Segregación conjunta de la enfermedad y secuencias polimórficas ligadas al locus de la misma polimórficas ligadas al locus de la misma

A menor distancia entre ambas secuencias, menor A menor distancia entre ambas secuencias, menor frecuencia de recombinaciónfrecuencia de recombinación

Enfermedad recesiva Enfermedad recesiva ligada al cromosoma X, ligada al cromosoma X, (Distrofia muscular de (Distrofia muscular de Duchenne por ejemplo)Duchenne por ejemplo)

1

2

3

Análisis de 3 alelos del marcador polimórfico con ligamiento al gen Análisis de 3 alelos del marcador polimórfico con ligamiento al gen codificante mediante PCR.codificante mediante PCR.1 = 6 repeticiones1 = 6 repeticiones2 = 4 repeticiones2 = 4 repeticiones3= 2 repeticiones 3= 2 repeticiones

Detección de alelos polimórficos microsatélites mediante PCR. Los números indican la cantidad de repeticiones del dinucleótido CA

= Alelo enfermedad

= Alelo normal

Los números indican la cantidad de repeticionesdel dinucleótido CA

El marcador genético a elegir debe ser un locus altamente El marcador genético a elegir debe ser un locus altamente polimórfico y que se encuentre íntimamente ligado a la polimórfico y que se encuentre íntimamente ligado a la enfermedadenfermedad

Si en una enfermedad la distancia que los separa es de 5 cM Si en una enfermedad la distancia que los separa es de 5 cM (frecuencia de recombinación del 5%) el diagnóstico será de (frecuencia de recombinación del 5%) el diagnóstico será de un 95% de probabilidad de que el hijo resulte afectado y de un 95% de probabilidad de que el hijo resulte afectado y de un 5% de que el hijo haya heredado el alelo normal.un 5% de que el hijo haya heredado el alelo normal.

Diagnóstico directoDiagnóstico directo

Se estudian cambios en la secuencia, propiedades físico químicas Se estudian cambios en la secuencia, propiedades físico químicas de la molécula de DNA o bien cambios en los productos génicos de la molécula de DNA o bien cambios en los productos génicos

Patologías ocasionados por deleciones desde un exón hasta genes Patologías ocasionados por deleciones desde un exón hasta genes

completoscompletos

Se usan marcadores polimórficos presentes en los intrones Se usan marcadores polimórficos presentes en los intrones mayoritariamentemayoritariamente

La deleción se observa por ausencia de un alelo La deleción se observa por ausencia de un alelo

Segregación de alelos para una familia analizada. Se observa una deleciónen la afectada evidenciada por la falta del alelo materno

Polimorfismos.Polimorfismos.

Repetidos dispersosRepetidos dispersos

SINEsSINEs Acrónimo del inglés Short Interspersed Nuclear Acrónimo del inglés Short Interspersed Nuclear

Elements. Elements. Constituyen el 13% del genoma humanoConstituyen el 13% del genoma humano Su longitud varía entre 100 y 400 pares de baseSu longitud varía entre 100 y 400 pares de base Principal subtipo: Inserciones ALU polimórficas Principal subtipo: Inserciones ALU polimórficas

(300 pb)(300 pb)

Alu polimórficos.Alu polimórficos.

Derivan su nombre de la endonucleasa AluDerivan su nombre de la endonucleasa Alu Fragmentos de DNA de 100 – 300 pbFragmentos de DNA de 100 – 300 pb Se encuentran en Bandas G-Se encuentran en Bandas G- Su composición nucleotídica es de C-GSu composición nucleotídica es de C-G Derivan probablemente del gen 7SL ARN, que Derivan probablemente del gen 7SL ARN, que

forma parte del complejo ribosomalforma parte del complejo ribosomal Utilidad en estudio de teoría evolutivasUtilidad en estudio de teoría evolutivas

Inserciones Alu en sectores erróneos, pueden Inserciones Alu en sectores erróneos, pueden producir deleciones de genes codificantes.producir deleciones de genes codificantes.

Enfermedades asociadas:Enfermedades asociadas: Hemofilia A y BHemofilia A y B Cáncer de mamaCáncer de mama Neurofibromatosis tipo 1Neurofibromatosis tipo 1 Hipercolesterolemia familiarHipercolesterolemia familiar

LINEsLINEs

Acrónimo de Long Interspersed Nuclear Elements.Acrónimo de Long Interspersed Nuclear Elements. Consituyen el 20% del genoma humano.Consituyen el 20% del genoma humano. Tamaño cercano a 6 KbTamaño cercano a 6 Kb Principal subtipo: LINE - 1Principal subtipo: LINE - 1

LINE - 1LINE - 1 Fragmentos de DNA de 6 a 8 kbFragmentos de DNA de 6 a 8 kb Se encuentra en Bandas G +Se encuentra en Bandas G + Composición nucleotídica : A – TComposición nucleotídica : A – T 800,000 copias, la mayoría incompletas por 800,000 copias, la mayoría incompletas por

retrotranscripción errónea. Debido a esto sus retrotranscripción errónea. Debido a esto sus promotores están inactivos.promotores están inactivos.

5000 copias completas, solo 90 activas5000 copias completas, solo 90 activas Poseen un promotor de la ARN polimerasa IIPoseen un promotor de la ARN polimerasa II Diversos estudios han mostrado que las secuencias Diversos estudios han mostrado que las secuencias

LINE pueden tener importancia en la regulación de la LINE pueden tener importancia en la regulación de la expresión génica, habiéndose comprobado que los expresión génica, habiéndose comprobado que los genes próximos a LINE presentan un nivel de expresión genes próximos a LINE presentan un nivel de expresión inferiorinferior

SNPs: single nucleotideSNPs: single nucleotidepolymorphism.polymorphism.

Variación de un solo nucleótidoVariación de un solo nucleótido Los SNP constituyen hasta el 90% de todas las Los SNP constituyen hasta el 90% de todas las

variaciones genómicas humanas.variaciones genómicas humanas. Una de estas variaciones debe darse al menos en un Una de estas variaciones debe darse al menos en un

1% de la población1% de la población   Aparecen cada 1,300 bases en promedioAparecen cada 1,300 bases en promedio

BibliografíaBibliografía http://www.multilingualarchive.com/ma/enwiki/es/http://www.multilingualarchive.com/ma/enwiki/es/

Alu_sequence#Alu_insertions_and_human_diseaseAlu_sequence#Alu_insertions_and_human_disease http://http://www.didac.ehu.eswww.didac.ehu.es//antropoantropo/14/14-3//14/14-3/Gomez.pdfGomez.pdf Batzer M. A. y Deininger P. L. (2002) Alu Repeats and Human Batzer M. A. y Deininger P. L. (2002) Alu Repeats and Human

Genomic Diversity. Nature Reviews: Genetics 3: 370-379.Genomic Diversity. Nature Reviews: Genetics 3: 370-379. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16527433http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16527433 http://www.caicyt.gov.ar/files/coteca/Tes_Intro_Ferreiro_doc.pdf http://www.caicyt.gov.ar/files/coteca/Tes_Intro_Ferreiro_doc.pdf http://www.gfmer.ch/Educacion_medica_Es/Pdf/http://www.gfmer.ch/Educacion_medica_Es/Pdf/

Analisis_genetica_molecular.pdf Analisis_genetica_molecular.pdf http://web.udl.es/usuaris/e4650869/docencia/segoncicle/genclin98/http://web.udl.es/usuaris/e4650869/docencia/segoncicle/genclin98/

temes_teoria/diagostic_mol/diagno2.html temes_teoria/diagostic_mol/diagno2.html http://bvs.sld.cu/revistas/gin/vol25_2_99/gin11299.htm http://bvs.sld.cu/revistas/gin/vol25_2_99/gin11299.htm