El documento resume la estructura y funciones del genoma humano. Describe que el genoma humano contiene aproximadamente 3,300 millones de pares de bases y alrededor de 35,000 genes, mientras que el genoma mitocondrial es mucho más pequeño, con aproximadamente 16,600 pares de bases y 37 genes. También explica los procesos de replicación del ADN, transcripción, traducción y mutación genética, así como las funciones de los genes y las secuencias repetitivas en el genoma.

1. ESTRUCTURA Y FUNCIONES DEL GENOMA HUMANO M en C Alicia Cervantes Peredo Curso de Preparación para el Examen Nacional de Aspirantes a Residencias Médicas Módulo de Génetica AGOSTO, 7, 2004

2. Estructura de los ácidos nucleícos DNA y RNA

3. DNA

4. Dogma Central Biología Molecular Funciones DNA como material genético transcriptoma proteoma genoma proteína ribosoma proteína REPLICACIÓN autoduplicación DNA TRANSCRIPCIÓN síntesis RNA TRADUCCIÓN síntesis proteínas información información información núcleo citoplasma MUTACIÓN

5. DNA. Secuencia de nucleótidos

6. DNA codificante

7. DNA codificante Marcos de lectura abiertos ORF

8. Cromatina y cromosomas

9. Algunos genomas secuenciados PGH

12. 10% 25% 75% genes y DNA secuencias extragénico relacionadas DNA DNA codificante no codificante repetidos en repetidos tándem dispersos GENOMA HUMANO Genoma mitocondrial 16.6 Kb 37 genes 2 genes 22 genes 13 genes RNAr RNAt Polipéptidos Genoma nuclear 3 300 Mb 35 000 genes Único o mod. repetitivo 90% pseudogenes fragmentos intrones, génicos secuencias no traducidas 60 % copia única o bajo # copias 40 % moderada- altamente repetitivo DNA satélite DNA mini satélite DNA microsatélite LINES SINES LTRs Transposones

13. Genoma mitocondrial humano

14. 10% 25% 75% genes y DNA secuencias extragénico relacionadas DNA DNA codificante no codificante repetidos en repetidos tándem dispersos GENOMA HUMANO Genoma mitocondrial 16.6 Kb 37 genes 2 genes 22 genes 13 genes RNAr RNAt Polipéptidos Genoma nuclear 3 300 Mb 35 000 genes Único o mod. repetitivo 90% pseudogenes fragmentos intrones, génicos secuencias no traducidas 60 % copia única o bajo # copias 40 % moderada- altamente repetitivo DNA satélite DNA mini satélite DNA microsatélite LINES SINES LTRs Transposones

15. GENES Y SUS FUNCIONES

16. Distribución islas CpG

17. Densidad génica

19. Tama ñ o de los genes humanos

20. Intrones y Exones Procesamiento alternativo

21. Tamaño promedio de exones e intrones en algunos genes humanos

22. Genes que codifican para RNA

23. RNA ribosomal

24. RNAr RNAt

25. RNAsn

26. genes histonas

27. Familias génicas genes de globinas

28. Genes homeóticos

29. Superfamilia de inmunoglobulinas

30. 10% 25% 75% genes y DNA secuencias extragénico relacionadas DNA DNA codificante no codificante repetidos en repetidos tándem dispersos GENOMA HUMANO Genoma mitocondrial 16.6 Kb 37 genes 2 genes 22 genes 13 genes RNAr RNAt Polipéptidos Genoma nuclear 3 300 Mb 35 000 genes Único o mod. repetitivo 90% pseudogenes fragmentos intrones, génicos secuencias no traducidas 60 % copia única o bajo # copias 40 % moderada- altamente repetitivo DNA satélite DNA mini satélite DNA microsatélite LINES SINES LTRs Transposones

31. Secuencias repetidas en tándem

32. Centrómeros humanos

33. telómeros

34. Secuencias minisatélites hipervariables subteloméricas de los cromosomas humanos

35. microsatélites

36. Microsatélites en el genoma humano

37. Repetidos dispersos en el genoma humano

38. retrotransposones

39. Genomas retrovirales

40. Pseudogenes procesados

41. Isocoras, secuencia de los cromosomas 21 y22 y patrones de bandas Q/G y R

42. Secuencia genoma humano/isocoras/patrones bandas Q/G y R

43. Dogma Central Biología Molecular Funciones DNA como material genético transcriptoma proteoma genoma proteína ribosoma proteína REPLICACIÓN autoduplicación DNA TRANSCRIPCIÓN síntesis RNA TRADUCCIÓN síntesis proteínas información información información núcleo citoplasma MUTACIÓN

44. Replicación

45. Replicación

46. Ciclo Celular Mitosis

47. Expresión del genoma

48. Sitios DNasa I hipersensibles

49. Promotores RNA pol II RNAm y RNAsn

50. Factores de transcipción

51. Receptores de hormonas esteroides

52. Michael Levine & Robert Tjian NATURE |VOL 424 | 10 JULY 2003 | www.nature.com/nature

53. Cromatina activa/ silenciamiento transcripcional EPIGENÉTICA

54. Islas CpG inactivación transcripcional

55. PROTEINA ACTIVADORA M MBD2 MBD3 MeCP1= MBD2 + Mi2/NuRD HDAC Sin3A MeCP2 MBD1 CA TF COMPLEJO ACTIVADOR DE LA TRANSCRIPCIÓN COMPLEJOS REPRESORES DE LA TRANSCRIPCIÓN TF CA HMT HAT HAT HAT HMT METILTRANSFERASA DE HISTONAS CpG METILADA OCTÁMERO DE HISTONAS CpG ACETILTRANSFERASA DE HISTONAS TF FACTORES DE TRANSCRIPCION CA METILACIÓN DE H3 EN K9 METILACIÓN DE H3 EN K4

56. Histona metil transferasas HMT

57. Modificaciones de histonas

58. Regulación epigenética

59. Inactivación del cromosoma X

60. Procesamiento RNAm

61. complejo removedor de intrones y empalmador de exones

62. Diferentes tipos de procesamiento alternativo

63. Procesamiento alternativo

64. Human Molecular Genetics, 2002, Vol. 11, No. 20 2409–2416

65. Vías de degradación de RNAm

66. Expresión del genoma

67. RNAt activación aminoácidos

68. Inicio síntesis de proteínas Annu. Rev. Biochem. 2004. 73:657–704

69. elongación

70. Terminación síntesis proteínas

71. Aparato de localización de proteínas

72. Degradación de proteínas

73. ubiquitinación

74. Rearreglos cadenas pesadas de inmunoglobulinas

75. Mutación y reparación del DNA

76. Daño - reparación

77. Meiosis -variabilidad

78. Recombinación meiótica formación DSB resección extremos invasión de cadenas e intercambio reparación DNA síntesis Resolución intermediarios de Hollyday conversión génica entrecruzamiento Ensamblado de complejos para intercambio de cadenas SSBP proteínas mediadoras Proteínas intercambio cadenas Reparación bases mal aparedadas en DNA heterodúplex Remoción DNA ss incluyendo base mal apareada síntesis DNA usando cromátida integra como molde

79. MUTACIONES y POLIMORFISMOS 5’.… ATG TCT CAA G AA TTT ACG CGT .…3’ 3’…. TAC AGA GTT C TT AAA TGC GCA ….5’ met ser gln glu phe thr arg 5’.… ATG TCT CAA T AA TTT ACG CGT .…3’ 3’…. TAC AGA GTT A TT AAA TGC GCA ….5’ met ser gln alto 5’.… ATG TCT CAA G AA ATT TAC GCG .…3’ 3’…. TAC AGA GTT C TT TAA ATG CGC ….5’ met ser gln glu ile tyr ala 5’.… ATG TCT CAA AAA TTT ACG CGT .…3’ 3’…. TAC AGA GTT TTT AAA TGC GCA ….5’ met ser gln lys phe thr arg 5’.… ATG TCT CAA AA G TTT ACG CGT .…3’ 3’…. TAC AGA GTT TT C AAA TGC GCA ….5’ met ser gln lys phe thr arg 5’.… ATG TCT CAA A G A TTT ACG CGT .…3’ 3’…. TAC AGA GTT T C T AAA TGC GCA ….5’ met ser gln arg phe thr arg A B C D E F Secuencia normal Mutación silenciosa o sinónima Mutación de sentido equivocado conservativa o neutra Mutación de sentido equivocado no conservativa Mutación sin sentido Mutación por cambio en el marco de lectura

80. MUTACIÓN

81. HbS anemia de células falciformes GAA-GTA glu GAA - GUA val

82. Colágena . Osteogénesis imperfecta

83. Fibrosis quística CFTR1

84. Errores en la recombinación

85. Conversión génica

86. Rearreglos cromosómicos originados por recombinación entre secuencias repetidas de bajo número de copias (LCR)

87. Amplificación de repetidos

88. Enfermedades Multifactoriales Cáncer

89. diabetes

90. Grupos sanguíneos sistema ABO Polimorfismos Marcadores genéticos

91. VIH/sida CD4 CCR5

92. FARMACOGENÓMICA POLIMORFISMOS GENÉTICOS EN ENZIMAS METABOLIZADORAS DE DROGAS (DME) Evans WE, Relling MV (1999) Science 286:487-491

93. Polimorfismos genéticos

94. IDENTIFICACIÓN DE ALELOS RESPONSABLES DE ENFERMEDADES MONOGÉNICAS

95. LIGAMIENTO MAPA DE HAPLOTIPOS Hemocromatosis

96. POLIMORFISMOS DE NUCLEÓTIDO SENCILLO (SNP) SNP - Single Nucleotide Polymorphisms …… . G G T A A C T G …… …… . G G C A A C T G …... 1 SNP / 300-3000 pb Diferencia entre 2 individuos = 1-10 millones pb Variantes genéticas más comunes Técnicamente accesibles

97. Identificación de polimorfismos genéticos, SNPs

98. HapMap

99. Dogma Central Biología Molecular Funciones DNA como material genético transcriptoma proteoma genoma proteína ribosoma proteína REPLICACIÓN autoduplicación DNA TRANSCRIPCIÓN síntesis RNA TRADUCCIÓN síntesis proteínas información información información núcleo citoplasma MUTACIÓN

100. GRACIAS