17 May

GENÉTICA DEL COMPORTAMIENTO HUMANO

1. CONCEPTOS BÁSICOS

CÓDIGO GENÉTICO: Son las instrucciones genéticas que indican a las células cómo elaborar una proteína específica. Es universal y está degenerado, un aminoácido puede ser codificado por varios codones.

HERENCIA GENÉTICA: Transmisión de las características anatómicas y fisiológicas de un ser vivo a sus descendientes gracias al material genético contenido en el núcleo celular.

GENOMA: Conjunto de todo el ADN contenido en un organismo o célula, tanto el ADN nuclear como el ADN mitocondrial.

  • ADN nuclear: Cromosomas lineales, que presentan genes y estos a su vez exones e intrones. Se hereda por vía materna y paterna.
  • ADN mitocondrial: Cromosoma circular (células procariotas), que están compuestos por genes y los genes solo tienen exones. Se hereda por vía materna.

CROMOSOMA: Paquete de genes en el núcleo celular. Los humanos tenemos 46 (23 pares homólogos).

  • 22 primeros pares: autosoma.
  • Par 23: gonosoma. Determina el sexo: XX – mujer, XY – hombre.

Se puede encontrar en varios estados:

  • Cromosoma metafásico: las cromátidas están duplicadas y densamente compactadas.
  • Cromatina o cromosoma interfásico:
    • Eucromatina: parte que se transcribe porque está menos condensada.
    • Heterocromatina: parte que no se transcribe porque está más condensada.
  • Regiones con significado funcional
    • Origen de replicación: lugar donde se inicia la replicación. En el cromosoma eucariota lineal existen muchos.
    • Telómeros: en los extremos de los cromosomas. Se van acortando en cada ronda de división. Por ese motivo se relacionan con el envejecimiento.
    • Centrómero: lugar donde se une las dos cromátidas y que van a dar lugar a los dos brazos cromosómicos (p y q). Dependiendo de la posición del centrómero, los cromosomas se pueden clasificar en:
      • Metacéntricos: centrómero en el centro. p=q
      • Submetacéntrico: centrómero desplazado hacia un lado. Brazo p corto y brazo q largo.
      • Acrocéntrico: centrómero más desplazado hacia uno de los extremos. Brazo p muy corto y brazo q muy largo.
      • Telocéntrico: centrómero en un extremo. Solo tienen brazo q.

CARIOTIPO: Identificación y ordenamiento sistemático de los cromosomas.

GEN: Segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de un producto biológico.

GENOTIPO: Conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus progenitores.

FENOTIPO: Manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los caracteres observables y/o medibles en un individuo (interacción genotipo x ambiente).

ALELO: Cualquiera de las formas alternas que puede existir en un locus (lugar que ocupa el gen dentro de un cromosoma).

  • Dominantes: se expresan en sujetos homocigotos y heterocigotos. Letras mayúsculas.
  • Recesivos: solo se expresan en sujetos homocigotos. Letras minúsculas.

EPIGENOMA: Información epigenética global de un organismo. PROTEOMA: Conjunto entero de proteínas producidas por una célula. TRANSCRIPTOMA: Total del ARNm transcrito de una célula.

2. LEYES DE MENDEL Y SU SIGNIFICACIÓN

ELEMENTO: Características heredables que se encuentran como unidades discretas y que se transmiten por separado de generación en generación.

LEY DE LA UNIFORMIDAD DE LOS HÍBRIDOS DE LA PRIMERA GENERACIÓN:

Cuando se cruzan dos individuos homocigotos para un determinado carácter, todos los híbridos de la 1ª generación (F1) son iguales y muestran las características distintivas de uno de los progenitores (característica dominante).

  • Tablero de Punnet: diagrama en tablero de ajedrez utilizado para analizar la segregación de los alelos.

1ª LEY: PRINCIPIO DE SEGREGACIÓN:

La característica recesiva es latente y se manifestará en la siguiente generación (F2) resultante de cruzar a los híbridos entre sí.

2ª LEY: PRINCIPIO DE DISTRIBUCIÓN INDEPENDIENTE

Cada una de las características puras de cada variedad se transmite a la siguiente generación de forma independiente entre sí, siguiendo los dos principios anteriores.

RETROCRUZAMIENTO DE PRUEBA: Se utiliza para determinar si un sujeto que tiene un fenotipo de alelo dominante, es AA o Aa. Se combina con un homocigoto recesivo (aa). Si en este cruce se obtienen sujetos que presentan en su fenotipo el alelo recesivo, será heterocigoto. Por el contrario, si no se obtienen sujetos con el alelo recesivo, será homocigoto.

3. CICLO CELULAR

Las células se pueden dividir en dos tipos:

  • Células diploides (2n): dotación doble de cromosomas. 46 cromosomas en humanos. Células somáticas…
  • Células haploides (n): dotación simple de cromosomas. 23 cromosomas en humanos. Gametos o células germinales (oocitos y espermatozoides).

CICLO CELULAR: Secuencia ordenada de eventos por los cuales una célula duplica su contenido y se divide en dos.

MITOSIS: Célula hija tiene la misma información genética que la célula original. Se parte de una célula original diploide y se llega a dos células hijas diploides, la replicación solo se lleva a cabo una vez. Células diploides.

  • Cromátida: una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado.
  • Huso mitótico: conjunto de microtúbulos que conducen a los cromosomas durante la división celular.
  • Cinetocoro: estructura proteica donde se anclan los microtúbulos del huso mitótico durante la división celular.

FASES

  1. Interfase:
    • Fase G1: la célula crece y mantiene su metabolismo normal. Los orgánulos se duplican. Algunas células salen de la fase G1 y entran en la fase G0 o fase de quiescencia, las células que entran en esta fase salen del ciclo celular y por tanto dejan de dividirse. Son células posmitóticas (neuronas).
    • Fase S: replicación del ADN y duplicación de los cromosomas.
    • Fase G2: la célula crece y se prepara para la mitosis.
  2. Mitosis:
    • Profase: se condensan los cromosomas y las dos cromátidas quedan unidas por el centrómero. El citoesqueleto se desensambla y el huso mitótico se ensambla. El complejo de Golgi y el RE se fragmentan. La envoltura nuclear se dispersa.
    • Prometafase: microtúbulos se unen con los cinetocoros de los cromosomas. Los cromosomas se mueven al ecuador del huso.
    • Metafase: las cromátidas están alineadas en la placa de la metafase, unidos por microtúbulos cromosómicos a ambos polos.
    • Anafase: los centrómeros se dividen y las cromátidas se separan. Los cromosomas se mueven a los polos opuestos del huso. Los polos del huso se separan.
    • Telofase: los cromosomas se aglomeran en los polos opuestos del huso. Los cromosomas se dispersan. La envoltura nuclear se ensambla alrededor de los cúmulos de cromosomas. El complejo de Golgi y el RE se reforman.
  3. Citocinesis: las células hijas se separan.

MEIOSIS: Célula hija tiene la mitad de información genética de la célula original. Células haploides. Se parte de una célula original diploide y se llega a cuatro células hijas haploides. El material genético se replica una vez, pero se realizan dos divisiones.

Sinopsis y entrecruzamiento: Los cromosomas homólogos se acercan y se aparean e intercambian material genético. Aumenta la variabilidad genética y de esa forma favorece la adaptación. FASES:

  • MEIOSIS I:
    • Interfase: replicación.
    • Profase I: sinapsis y entrecruzamiento.
    • Metafase I: los cromosomas homólogos se alinean en el ecuador.
    • Anafase I: separación de los homólogos.
    • Telofase I: los cromosomas se mueven hacia los polos.
  • MEIOSIS II:
    • Interfase: no hay replicación
    • Profase II
    • Metafase II
    • Anafase II
    • Telofase II
    • Citocinesis

MUERTE CELULAR

  1. Muerte celular programada:
    • Apoptosis: muerte genéticamente programada, muy pautada y no va a generar inflamación y por tanto no va alterar a las células vecinas. Para que se produzca, tienen que actuar unas proteínas, las caspasas. Fases:
      1. La célula se encoge.
      2. Condensación de cromosomas.
      3. Fragmentación de cromosomas.
      4. Se forman los cuerpos apoptóticos.
      5. Los cuerpos apoptóticos se fagocitan.
    • Autofagia
  2. Necrosis: es una muerte patológica. Se hincha y explota, derramando su material citoplasmático por el medio extracelular, de esa forma desencadena los procesos de inflamación que a la larga pueden generar daños en las células vecinas.

4. TIPOS DE HERENCIA

HERENCIA MONOGÉNICA (o mendeliana): Solo está implicado un gen y sigue las leyes de Mendel. Tipos:

  • Herencia autosómica: afecta a genes que estén incluido en alguno de los 22 primeros pares de cromosomas. Es independiente del sexo.
    • Dominante: aquella que se va a manifestar en el fenotipo de sujetos homocigotos (AA) y heterocigotos (Aa). El cruce más habitual es Aa x aa. En todas las generaciones suele aparecer la enfermedad o característica estudiada. Enfermedades de manifestación tardía.
    • Recesiva: el alelo solo se expresa en el fenotipo de sujetos homocigotos recesivos (aa). Los sujetos heterocigotos (Aa) son portadores de la enfermedad o característica, pero no la manifiestan en el fenotipo. Suele saltarse alguna generación. Enfermedades de manifestación temprana. PONER TABLA DEL PPT.
  • Herencia ligada al sexo: afecta al gonosoma, el par 23.
  • Herencia mitocondrial: transmisión por vía materna.

HERENCIA POLIGÉNICA: Están implicados 2 o más genes y es más complicada de estudiar. Este tipo de herencia aporta al sujeto predisposición genética, pero es necesario que existan factores desencadenantes.

5. CROMOSOMOPATÍAS

CROMOSOMOPATÍAS: Enfermedades que afectan a los cromosomas. Son defectos congénitos, de nacimiento, no se adquieren. Pueden ir desde problemas metabólicos a malformaciones macroanatómicas. Periodos de susceptibilidad:

  • Periodo preenbrionario: abarca las 2-3 primeras semanas después de la fecundación. Lo habitual es que se produzcan abortos espontáneos.
  • Periodo embrionario: de la 3-8 semana de gestación. Es el periodo de la organogénesis (formación de los órganos).
  • Periodo fetal: de la 9 semana hasta el nacimiento. Se producen malformaciones funcionales, es decir, el órgano no va a funcionar correctamente. Enfermedades intrauterinas y toxinas pueden causar la destrucción total de estructuras ya formadas, entonces sería un problema estructural.

Factores de riesgo:

  • Edad de los padres: tanto la madre como el padre. Síndrome de Down.
  • Estación del año: anencefalia, el niño no desarrolla el encéfalo, necesario ácido fólico, es una vitamina que aparece en vegetales y fueron concebidos en el paso del invierno a la primavera.
  • País de residencia: legislación en relación a los fármacos. Focomelia es una alteración donde el sujeto presenta extremidades acortadas, el caso más extremo es la amelia. Todas estas madres habían consumido talidomida, que es un fármaco que inhibe la nausea y el vómito. La talidomida es un fármaco teratógeno que influye negativamente en la gestación
  • La raza: fisura palatina es una enfermedad que se da principalmente en caucásicos.
  • Tendencias familiares: hacen referencia a la endogamia, es muy peligrosa. Dedos supernumerarios, se tienen más de 5 dedos en la mano.

Causas de las malformaciones:

  • 50% desconocidas.
  • 18% causas genéticas: pueden afectar a los cromosomas o a genes completos. Cuando afectan a los cromosomas pueden ser:
    • Numéricas:
      • Monotonía: solo existe un miembro de un par de cromosomas. Por defecto.
      • Trisomías: hay un cromosoma extra en un par de cromosomas. Por exceso.
    • Estructurales: el número es correcto pero la estructura falla.
      • Autosomopatía: el problema está en los 22 primeros pares.
      • Gonosomopatía: el problema está en el par 23.
  • 7% factores ambientales:
    • Infecciones maternales: toxoplasmosis…
    • Teratógenos químicos: alcohol, drogas…
    • Factores físicos: traumas físicos pueden afectar negativamente al feto. Rayos X, golpes fuertes…
    • Factores maternos: variables de la madre. Diabetes gestacional, comienza a aumentar los niveles de glucosa en sangre, con lo cual los niños de estas madres empiezan a engordar.
  • 25% origen multifactorial.

TIPOS DE CROMOSOMOPATÍAS:

  • Síndrome de Turner o monosomía X: el genotipo de las niñas es 45X, es numérica. Falta un cromosoma sexual. Síntomas:
    • Baja estatura
    • Falta de desarrollo de los ovarios
    • Infertilidad
    • Deterioro de la percepción de la forma y el espacio
    • CI desde normal a deficiencia mental.
  • Síndrome de Down o trisomía 21: tanto niños como niñas, en el par 21 hay 3 cromosomas. Síntomas:
    • Retraso mental de moderado a grave
    • Falta de tono muscular
    • Ojos alargados
    • Hiperflexibilidad
    • Manos pequeñas y anchas con una sola arruga en la palma de una o ambas manos
    • Pies anchos con los dedos cortos
    • El puente de la nariz plano
    • Orejas pequeñas, en la parte inferior de la cabeza
    • Cuello corto
    • Cabeza pequeña
  • Síndrome de Edwars o trisomía 18: autosomopatía, en el par 18 hay 3 cromosomas. Síntomas:
    • Bajo peso al nacer
    • Talla corta
    • Retraso mental y del desarrollo psicomotor
    • Hipertonía
    • El 95% mueren al año.
  • Síndrome de Patau o trisomía 13: tanto niños como niñas, en el par 13 hay 3 cromosomas. Síntomas:
    • Bajo peso al nacer
    • Retraso del crecimiento pre y postnatal
    • Retraso psicomotor profundo
    • Retraso mental profundo
  • Síndrome Klinefelter o síndrome 47 X-X-Y: solo hombres, que tienen una X de más. Síntomas:
    • Pene pequeño
    • Testículos pequeños
    • Vello púbico, axilar, facial escaso
    • Disfunción sexual
    • Tejido mamario agrandado
    • Estatura alta
    • Proporción corporal anormal.
  • Síndrome del maullido del gato o síndrome de supresión del cromosoma 5p: estructural. Tienen 46 cromosomas pero en el par 5 pierden el brazo p. Síntomas:
    • Llanto de tono alto similar al de un gato
    • Peso bajo al nacer y crecimiento lento
    • Microcefalia
    • Ojos separados
    • Orejas de implantación baja
    • Dedos de las manos y pies parcialmente unidos por membranas
    • Un solo pliegue en la mano
    • Retraso mental
    • Desarrollo lento o incompleto de las habilidades motoras.
  • Síndrome de X frágil: la estructura de un X estará afectado. Solo hombres. Síntomas:
    • Retraso mental
    • Hiperactividad
    • Problemas de atención
    • Aleteo con los brazos
    • Contacto visual escaso
    • Hablar reiterativamente
    • Articulaciones hiper-extensibles
    • Testículos grandes
    • Orejas prominentes

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