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Charles Robert Darwin (12 de febrero de 1809 – 19 de abril de 1882)
Segundo viaje del HSM Beagle: zarpó de inglaterra el 27 de diciembre de 1831. Regresó en 1835. En él viajaba Charles Darwin como naturalista de la expedición.
Podemos observar la evolución?
Biston betularia y melanismo industrial
En éste caso se trata de una adaptación a un cambio ambiental dentro de una misma especie (variedad).
No hay diferenciación a nivel de especie, porque el cruce de las dos variedades es fértil.
Para que surja una nueva especie, las dos variedades no podrían cruzarse o sus descendientes no serían Fértiles: la única opción de la nueva variedad para perpetuarse sería tener descendientes con los de su
variedad (nueva especie).
El origen de las especies mediante la selección natural o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida
Charles Darwin (1809-1882).Publicado el 24 de noviembre de 1859
Sir Isaac Newton, (4 de enero, 1643 – 31 de marzo, 1727)
TODAS LAS RAZAS (VARIEDADES) DE PERRO PERTENECEN A UNA ESPECIE:Canis familiaris
THE EVOLUTION OF MAN
La ontogenia (morfogénesis u ontogénesis) describe el desarrollo de un organismo, desde el óvulo fertilizado hasta su forma adulta.
La ontogenia es estudiada por la biología del desarrollo.
La filogenia es la determinación de la historia evolutiva de los organismos. Se utiliza en lingüística histórica para referirse a la clasificación de las lenguas humanas según su origen común.
La ontogenia recapitula la filogenia?.
ESPECIACIÓN
The evolutionary tree of human languages
Genetic Distance Between Autochthonous Human Populations
Gregor Johan Mendel (20 de julio de 1822 – 6 de enero de 1884)
Experimentos sobre híbridos de plantas (Versuche über Pflanzenhybriden). Actas de la Sociedad Sociedad de Historia Natural de Brünn (Brno), 1866.
Ley de la segregación "Resulta ahora claro que los híbridos forman semillas que tienen el uno o el otro de los dos
caracteres diferenciales, y de éstos la mitad vuelven a desarrollar la forma híbrida, mientras que la otra mitad produce plantas que permanecen constantes y reciben el carácter dominante o el
recesivo en igual número. “
“Por tanto, no hay duda de que a todos los caracteres que intervinieron en los experimentos se aplica el principio de que la descendencia de los híbridos en que se combinan varios caracteres esenciales diferentes, presenta los términos de una serie de combinaciones, que resulta de la
reunión de las series de desarrollo de cada pareja de caracteres diferenciales”.
Ley de la segregación independiente
Herencia autosómica y dominante
Factor mendeliano: El concepto de factor mendeliano fue introducido en 1860 por Mendel, actualmente denominado gen, éste se puede definir como una unidad física y funcional que
ocupa una posición específica en el genoma.
Gen: Es una región de DNA que codifica para RNA.
Genotipo: factores hereditarios internos de un organismo, sus genes y por extensión su genoma.
Fenotipo: las cualidades físicas observables en un organismo, incluyendo su morfología, fisiología y conducta a todos los niveles de descripción.
Alelo: Es cada una de las variantes de un locus. Cada alelo aporta diferentes variaciones al carácter que afecta. En organismos diploides (2n) los alelos de un mismo locus se ubican
físicamente en los pares de cromosomas homólogos.
Locus: Ubicación del gen en un cromosoma. Para un locus puede haber varios alelos posibles. (Plural: LOCI)
Cariotipo: Composición fotográfica de los pares de cromosomas de una célula, ordenados según un patrón estándar. En un cariotipo encontramos el conjunto de características que
permiten reconocer la dotación cromosómica de una célula.
Nature April 25, 1953 (2), Nature (3), 171, 737-738
A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid J. D. Watson and F. H. C. Crick
We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This structure has novel features which are of considerable biological interest.
cromosoma
GEN
5´ reguladora EXON intrón 3´ reguladora
ANATOMÍA DEL GEN
ARN total
ARN mensajero
AUG UAGRIBOSOMA
PROTEÍNA
Coste de secuenciar un genoma (por cada base) 1965 (F. Sanger): Unos 1.430 euros
1975 (.X174): unos 14 euros1995 (C.elegans): aprox. 1,5 euros
2001 (Human genome): 0,14 euros (en total unos 450 millones)
MUTACIONES Y POLIMORFISMOS
La mayoría de las bases en la secuencia del gen no difieren entre individuosLa secuencia del gen es específica de cada especie
Promotor Exón intrón
Start stop
MUTACIONES
Afectan a la expresiónCantidad de ARN y de
proteínaAfectan al procesamiento del ARNARN anormal, proteína aberrante
Cambian el aminoácidoAfectan a la función o a la Estructura de la proteína
GENOMA HUMANO
-23 pares de cromosomas
-Aprox. 3.000 millones de nucleótidos (ACGT) secuencia específica de la especie Homo sapiens
-Unos 30 mil genes menos del 5% de la secuencia codifica proteínas
-Mutaciones en la secuencia de los genes: enfermedades hereditarias mendelianas) aprox. el 5% de todos los enfermos
Herencia dominante Herencia recesiva Herencia ligada al sexo (cromosoma X)
Gen (secuencia 4 letras) > Proteína (secuencia 20 aminoácidos)
Proteína: Función biológica Transporte, enzimática, conducto iónico, estructural, etc
Para que la proteína sea normal (función normal)el gen que la codifica debe tener una secuencia normal
Si una o las dos copias del gen en cada célula tiene una secuenciaAnómala (mutación), tendremos proteína anormal, con función alterada:
ENFERMEDAD GENÉTICA
La secuencia anómala es copiada como talPasa al óvulo o al espermatozoide
Si la recibe un hijo/a, este estaría afectadoENFERMEDAD HEREDITARIA
MUTACIONES Y POLIMORFISMOS
Cambios en la secuencia, de una o varias bases, con relación a la secuencia normal o consenso-Cambio de un aminoácido por otro=función de la proteína-Cambio de un aminoácido por un codón de parada (stop)=proteína truncada-Cambio en la zona de procesamiento intrón-exón=proteína aberrante-Cambio en la región reguladora (promotor)=expresión del ARN y la proteína
Mutaciones Efecto funcional (sobre la proteína) drástico En familias segregan con la enfermedad No están presentes en individuos sanos
Polimorfismos: Efecto atenuado o neutro (afecta poco o nada a la función) Si tiene efecto sobre el fenotipo, frecuentemente depende del ambiente Presente en la población general (controles sanos)
Para identificar estos cambios hay que secuenciar (leer) el gen en pacientes y controles, y comparar las secuencias
Drosophila melanogaster , antennapedia mutant
SRY (Sex-determining Region Y) is a sex-determining gene on the Y chromosome in the therians (placental mammals and marsupials).
Encodes the TESTIS DETERMINING FACTOR
Proc. Natl. Acad. Sci. USAVol. 92, pp. 10403-10407, October 1995
Y chromosome short arm-Sxr recombination in XSxr/Y males causes deletion ofRbm and XY female sex reversal
STEVEN H. LAVAL*, PETER H. GLENISTER*, CAROL RASBERRY*, CLAIRE E. THORNTON*,SHANTHA K. MAHADEVALAHt, HOWARD J. COOKEt, PAUL S. BURGOYNEt, AND BRUCE M. CATrANACH*
*Genetics Division, Medical Research Council Radiobiology Unit, Chilton, Didcot, Oxon, OX11 ORD, United Kingdom; tLaboratory of Developmental Genetics, National Institute for Medical Research, The Ridgeway, Mill Hill, London, NW7 1AA, United Kingdom; and tChromosome Biology Section, Medical Research Council Human Genetics Unit, Western General Hospital, Crewe Road, Edinburgh, EH4 2XU, United Kingdom
THE HIV1 CYCLE
The phylogenetic tree of the SIV and HIV.
DHS/HIV/PPFrom: Levy J. N Engl J Med 1996;335:1528-30.
HIV Cell Binding and Entry
Beta-Chemokines Block Entry of HIV Into Cells
Hum Genet (1998) 102: 483–486 © Springer-Verlag 1998
Victoria Alvarez · Carlos López-Larrea · Eliecer Coto
Mutational analysis of the CCR5 and CXCR4 genes (HIV-1 co-receptors) in resistance to HIV-1 infection and AIDS development among intravenous drug users
Inflamación y aterosclerosis
RANTES-CCR5
Participan en la internalización de
monocitos en la pared arterial
RANTES -403G>A Influencia en los
niveles de expresión del gen
CCR5 32Formación de una
proteína truncada que no se expresa en la superficie celular
Ccr5 se expresa fundamentalmente en CD4+, Th1.
CD4+,Th1 (IFγ,IL2,TNFα)
HIPERPLASIA ADRENAL CONGÉNITA
GEN 21-HIDROXILASA (cyp21b)
Intrón2 C>G Exón7 Exón 8 val281>leu arg318>stop
Progesterona
17-hidroxiprogesterona 11-deoxicorticosterona
CORTISOL ALDOSTERONA
TESTOSTERONA
21OH 21OH
•Forma clásica (Salt-wasting): Intrón2 C>G, Exón8 R318>X.•Forma no clásica (late onset): Exón7 V281>L.
Hiperplasia Suprarrenal: gen CYP21
HLA tipo I C4A CYP21P C4B CYP21B HLA tipo II
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10
Pro30LeuIntron 2G
∆8bp
Ile172Asn Val281Leu
Leu306insT
Gln318Stop
Arg356Trp
A C B DR DQ DP
Pro453Ser
6p21.3
Resultados
Portador de la mutación1996 C>T (Q318X)
exón 7
mutación1685 G>T (V281L)
exón 7
Val/Leu
Leu/Leu
Resultados
mutación656 A/C>G (I2G)
Intrón 2
I2 A/A
I2 A/G
I2 G/G
1q3
15q2
19q13
TNNT2
TPM1
TNNI3
20
5
<1
MYH7 14q1 30-40
11q11
3p
12q
MYBPC3
MYL2
MYL3
20
<1
<1
15q11
2q31
ACTC
Titina
<5
<5
TNNC1 3p21 Rara
14q1 RaraMYH6
Genes asociados a MCH
Locus Frecuencia (%)Gen
Anatomopatología de la MCH
Imágenes macroscópicas
Artículo principal: Teoría del equilibrio puntuadoEn 1972 publicó junto a Niles Eldredge "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism", donde exponen la hipótesis del equilibrio puntuado en la
evolución de las especies. Dos años más tarde publicó un libro titulado "Evolutionary Theory and the Rise of American Paleontology". En estas y en
posteriores publicaciones afirma que la evolución de las especies no se da de forma uniforme, sino en periodos de evolución rápida, como parece deducirse de
la escasez de formas intermedias encontradas entre los fósiles animales.
Stephen Jay Gould (Nueva York, 10 de septiembre de 1941 -
20 de mayo de 2002).
Paleontólogo, biólogo teórico y divulgador científico
Richard Dawkins (Nairobi, 1941) es un etólogo británico, teórico evolutivo y escritor de divulgación científica que ocupa la «cátedra Charles Simonyi» de
Difusión de la Ciencia en la Universidad de Oxford.
Con El gen egoísta, un libro publicado en 1976, que popularizó la visión evolutiva enfocada en los
genes, y que introdujo el s término meme
En referencia al epíteto de «bulldog de Darwin» que se le daba a Thomas Huxley (1825–1895), la defensa apasionada de Dawkins de la evolución le ha ganado el apelativo de «rottweiler de Darwin».
Su libro El relojero ciego es una crítica al argumento del diseño
El teólogo del siglo XVIII William Paley proclamó que la vida es creada por Dios debido a su complejidad y perfección. Un ejemplo el ojo humano. Es un mecanismo como un reloj, y los relojes son creados por relojeros. De esta forma Dawkins usa ese símil para demostrar que el relojero de la vida no planifica a largo plazo ( es "ciego”).
La complejidad se puede conseguir mediante la acumulación progresiva de pequeñas modificaciones.
Edward O. Wilson (Alabama. USA, 1929)
Entomólogo conocido por su trabajo en evolución y
sociobiología. Especialista en hormigas y en su utilización de feromonas como medio de comunicación.
La conducta altruista se explicaba por los beneficios que trae al grupo o la especie.
La Sociobiología explica que el altruismo existe porque beneficia a los genes del individuo altruista.
La sociobiología propone que la selección natural actúa sobre el individuo y no sobre el grupo. El éxito reproductivo es aquel que obtiene por ser capaz de
transmitir sus genes a la próxima generación.
A LA VUELTA DE LA ESQUINA
1. Diagnóstico preimplantacional (selección de embriones obtenidos por FIV)
- Negativa: para evitar una enfermedad genética (FQ, Huntington, hemofilia) - Positiva: para seleccionar alguna característica “deseable”, como un hermano “compatible” para trasplante de médula al enfermo (caso de la familia Nash)
o seleccionar el sexo
2. Terapia genética: manipulación de los genes de un órgano para corregirun defecto genético. Persigue la curación del paciente (ej. FQ, hemofilia)
3. Farmacogenética: capacidad para predecir la respuesta a un fármacoanalizando la variación genética de cada individuo
Genes metabolizadores (fenotipos buenos y malos metabolizadores)Genes que codifican dianas terapéuticas (IECAs, estatinas, etc)
A ESTOS NIVELES LA TECNOLOGÍA NO ES NI BUENA NI MALA,SUS LÍMITES LOS MARCA LA SOCIEDAD
Francis Fukuyama “Our posthuman future”, 2003
LOS NUEVOS RETOS DE LA GENÉTICA
Nuevo escenario para el debate Nature vs. Nurture, analizando el papel de la informacióndel genoma (polimorfismos y mutaciones).
Ejemplo clásico: heredabilidad de la inteligencia (o habilidades neuropsicológicas)Evidencia de que hay “algo heredado” (estudios clásicos, gemelares y otros)OK, pero, qué genes contribuyen (variación) a definir esa heredabilidad)???
USO Y ABUSO DEL CONCEPTO “es genético” es biológico y no lo puedo modificar mediante un cambio en el ambiente o el estilo de vida
El caso del Ritalín para tratar el déficit de atención-hiperactividad (ADHD).ADHD es una entidad clínica, con base biológica en casos extremos (neurotransmisores),
hay formas familiares. Problema: los límites para su diagnóstico (“Once you catch on to what this syndrome is
about, you´ll see it everywhere”, from Driven to distraction)Según estos criterios en USA habría 15 millones de ADHD!!!
En 1995, 12% de los niños 2-4 años recibieron Ritalín (prescripción médica)por “presiones” paternas!!!.
No será que estamos considerando algo patológico en casos que simplemente muestranque la evolución no ha diseñado a los niños para estar sentados en una clase durante horas?
DIAGNOSTICO PREIMPLANTACIONALNormal/F5Normal/F5
Normal/Normal
Normal/F5
F5 /F5
No implantación
implantación
A
B
C