TÍTULO: CITOGENÉTICA

CARÁCTER: OPTATIVA

CURSO: CUARTO

NÚMERO DE CRÉDITOS: 9 (6 + 3 )

PROFESORES: Jaime Gosálvez y Carlos García de la Vega

DESCRIPTORES BÁSICOS:

Estructura del cromosoma eucarionte. Replicación y transcripción cromosómica. Divisiones celulares: Transmisión de la información genética. Mutuación cromosómica: Cambios estructurales y numéricos. Mecanismos citogenéticos de evolución.

CONTENIDOS:

PROGRAMA DE TEORÍA

1.- ¿QUÉ ES LA CITOGENÉTICA? Aspectos históricos y concepto de la Citogenética. De la Teoría Cromosómica de la Herencia a la Citogenética Molecular.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CROMOSOMA EUCARIOTA

I ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL HEREDITARIO EN EUCARIOTAS

2.- EL CROMOSOMA EUCARIOTA. Cromosomas y cromatina. Estructura externa del cromosoma. Morfología, tamaño y número cromosómico: el cariotipo y el idiograma.

3.- EL DNA EN EL CROMOSOMA. DNA de secuencia única. DNA moderadamente repetido. DNA altamente repetido: el DNA satélite. Secuencias esenciales: CEN, TEL y ARS.

4.- LAS PROTEÍNAS EN EL CROMOSOMA. Las histonas: tipos, modificación y función. Las no-histonas: identificación y función.

5.- DE LA CROMATINA AL CROMOSOMA METAFÁSICO. Organización de la cromatina en interfase: el nucleosoma, la fibra fundamental, los bucles, las SARs. Los territorios cromosómicos. Organización del cromosoma en metafase: las condensinas y el andamio de proteínas no-histónicas.

6.- LA DIFERENCIACIÓN LINEAL DE LOS CROMOSOMAS. El bandeado cromosómico. Tipos de bandas. Significado funcional y estructural de las bandas. Las isocoras.

7.- LA HETEROCROMATINA. Heterocromatina versus eucromatina. Heterocromatina constitutiva: caracterización citológica y molecular. Efectos y funciones. Heterocromatina facultativa: caracterización citológica y molecular. Efectos y funciones.

II CROMOSOMAS Y FUNCIÓN GENÉTICA

8.- REPLICACIÓN CROMOSÓMICA. Ciclo celular y replicación. Replicación de la cromatina: orígenes de replicación y replicones; concatenaciones. Replicación del telómero. Acoplamiento de las proteínas histónicas. Replicación cromosómica: experimento de Taylor y patrones de replicación. Intercambio de cromátidas hermanas. Endomitosis y endoduplicación.

9.- TRANSCRIPCIÓN CROMOSÓMICA. La transcripción de la fibra de cromatina. Localización cromosómica de regiones transcripcionalmente activas en interfase y en metafase. Visualización de la transcripción: bucles en cromosomas plumulados y puffs en cromosomas politénicos.

10.- CROMOSOMAS Y DETERMINACIÓN DEL SEXO. Definición de cromosomas sexuales e incidencia en la naturaleza. Sistemas simples y múltiples de determinación cromosómica del sexo. La haplo-diploidía. Modelos del control genético de la determinación del sexo. Heterocromatinización y sexo. Origen de los cromosomas sexuales.

III BASES DE LA CONTINUIDAD Y TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

11.- LA MITOSIS. Ciclo celular y mitosis. Control genético de la mitosis. Movimientos cromosómicos. Estructura y función del cinetocoro. Segregación cromosómica y cohesividad de cromátidas hermanas.

12.- LA MEIOSIS. Cronología de la meiosis. Sinapsis y complejo sinaptonémico. Recombinación meiótica y nódulos de recombinación. Quiasmas: frecuencia, distribución y terminalización. Control genético de la recombinación. Coorientación y segregación de homólogos. Segregación cromosómica y cromatídica. Modelos de organización del cromosoma en meiosis. Consecuencias genéticas del proceso meiótico.
 
 

MUTACIÓN Y EVOLUCIÓN CROMOSÓMICA

IV CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS

13.- DELECIONES Y DUPLICACIONES. Deleciones: clases y origen. Comportamiento citológico y consecuencias genéticas. Duplicaciones: clases y origen. Comportamiento citológico y consecuencias genéticas. Relevancia en el proceso evolutivo.

14.- INVERSIONES. Clases y origen. Comportamientos citológico de los heterocigotos. Las inversiones como supresoras de la recombinación: supergenes. Relevancia en el proceso evolutivo.

15.- TRANSLOCACIONES. Clases y origen. Estructura y comportamiento citológico de los multivalentes. Translocaciones de brazo completo: fusiones y fisiones céntricas. Translocaciones múltiples. Relevancia en el proceso evolutivo.

V VARIACIONES CROMOSÓMICAS NUMÉRICAS

16.- HAPLOIDÍA. Definición, tipos y origen de los organismos haploides. Presencia en la naturaleza. Comportamiento citológico. Aplicación en mejora.

17.- ANEUPLOIDÍA. Definición, tipos y origen. Mosaicismo. Comportamiento citológico. No disyunción cromosómica: incidencia en cromosomas sexuales y autosomas. Líneas de adición o sustitución. Localización de genes. Aplicación en mejora.

18.- POLIPLOIDÍA. Definición, origen e incidencia en la naturaleza. La poliploidia y la determinación cromosómica del sexo. Herencia polisómica. La autoploidía y la aloploidía. Comportamiento citológico: apareamiento idéntico, homólogo y homeólogo. Aplicaciones en mejora. Relevancia en el proceso evolutivo.

19. CROMOSOMAS B. Definición e incidencia en la naturaleza. Comportamiento citológico y modelos de transmisión. Composición y efectos fenotípicos. Origen y significado biológico.
 
 

VI MECANISMOS CITOGENÉTICOS DE EVOLUCIÓN

20.- EVOLUCIÓN CROMOSÓMICA. La constancia del número cromosómico en la especie. Tendencias en la evolución de los cariotipos. La evolución de los cromosomas individualizados. Evolución de los genomas: ortoselección cariotípica. Evolución de las secuencias transcribibles y no transcribibles. Variaciones intra- e interespecíficas en las cantidades de DNA. Tendencias de cambio en la cantidad de DNA y en el número cromosómico.
 

21.- CAMBIOS CROMOSÓMICOS Y ESPECIACIÓN. Variaciones cromosómicas dentro de especies: polimorfismos y politipismos. Cambios cromosómicos y aislamiento reproductivo. Modelos cromosómicos de especiación. Zonas híbridas.
 
 

LA CITOGENÉTICA HOY

22.- PERSPECTIVAS DE LA CITOGENÉTICA I. Desarrollo de tecnologías relacionadas con el cromosoma. Cariotipos espectrales. Microdisección y microclonación de cromosomas o bandas cromosómicas. Microscopía confocal y visualización 3D. Fundamentos y ámbitos de aplicación.

23.- PERSPECTIVAS DE LA CITOGENÉTICA II. La Citogenética en la Biología: de la citotaxonomía a la evolución. La Citogenética en la Medicina: de la investigación a la prevención. La Citogenética en la industria: de la investigación a la producción. Genética, Citogenética y Sociedad.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

Son sesiones de laboratorio de 3 horas diarias desarrolladas durante dos semanas de forma intensiva. Cada estudiante relaiza un experimento específico relacionado con los contenidos de la asignatura y, a partir de los resultados obtenidos debe elaborar una memoria en formato de trabajo científico.
 
 


DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS:




Los contenidos teóriocs se desarrollan en clases que se imparten durante el segundo cuatrimestre a razón de 4 horas por semana.

Los contenidos prácticos se desarrollan en sesiones de prácticas de laboratorio, de tres horas de duración cada una, que se imparten a grupos de no más de 15 estudiantes durante dos semanas.
 
 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

Examen final escrito y trabajo individual de prácticas

REQUISITOS RECOMENDADOS:

Además de conocimientos previos de Genética y Citología, es conveniente cursar o haber cursado otras asignaturas optativas del segundo ciclo como: Biología Celular; Genética Molecular; Genética de Poblaciones; Genética Humana; Modelos y Procesos Evolutivos; Biología del Desarrollo

BIBLIOGRAFÍA GENERAL DE CONSULTA:

ALBERTS B, BRAY D, LEWIS J, RAFF M, ROBERTS K, WATSON JD. Molecular Biology of the Cell (3ed ) Garland Publishers London (1994)

BROWN TA. Genomes. Bios Scitific Publishers Ltd. John Wiley and Sons. USA (1999)

CLARK MS, WALL, WJ Chromosomes. The complex Code. Chapman & Hall London (1996)

GOSÁLVEZ J, GARCÍA DE LA VEGA C Seminarios de Citogenética. Ediciones de la Universidad Autónoma de Madrid Madrid (1995)

HESLOP-HARRISON JS, FLAVEL RB The Chromosome. Bios Scientific Publishers. London. (1993)

JOHN B Meiosis. Cambridge University Press. Cambridge (1990)

KING, M Species Evolution. The role of chromosome change. Cambridge University Press. Cambridge (1993)

LACADENA, JR Citogenética. Ed. Complutense SA. Madrid (1996)

LEWIN B Genes VII. Oxford University Press. Oxford (2000)

LODISH H, BERK A, ZIPURSKY LS, MATSUDAIRA P, BALTIMORE D, DARNELL J Molecular Cell Biology (4 ed ) W. H. Freeman and Company New York (2000)

MACGREGOR HC An introduction to Animal Cytogenetics. Chapman and Hall London (1993)

PUERTAS MJ Genética: Fundamentos y Perpectivas. McGraw-Hill. Interamericana. Madrid. Toronto (1999)

SHARMA AK, SHARMA A Chromosomes in Evolution of Eukaryotic Groups. Vol I y II. CRC Press. Boca Ratón. Florida (1983)

STEBBINS GL Variation and Evolution in Plants. Columbia University Press. New York (1950)

SUMNER AT Chromosome Banding. Unwyn Hyman Ltd. London (1990)

WAGNER RP, MAGUIRE MP, STALLINGS RL Chromosomes. Wyley-Liss. New York (1993)

WHITE MJD Animal Cytology and Evolution (3ed ). Cambridge University Press. Cambridge (1973)

WHITE MJD Modes of Speciation. WH Freeman & Co. San Francisco (1978)

WINTER P, HICKEY I, FLETCHER H. Instant Notes in Genetics. Bios Scitific Publishers Ltd. John Wiley and Sons. USA (1999)