Herencia no mendeliana

Herencia no mendeliana

•       Relacionada con la herencia mitocondrial, origen de enfermedades y corelacionadas.

•       La herencia no mendeliana es la trasmisión de caracteres hereditarios a la progenie, que no sigue los principios de la herencia mendeliana.

Herencia mitocondrial

•      Mitocondrias; organelos celulares donde ocurre la respiración celular.

•       Dependiendo de las necesidades de cada célula, están presentes el número de estos organelos.

•      Son los únicos orgánulos que cuentan con la presencia de ADN.

•      Muchas de las enfermedades humanas se deben a alteraciones en el ADN mitocondrial.

Origen del adn mitocondrial

•      Hace 200 años, cando no había oxigeno en la Tierra, existía una bacteria primitiva que sacaba la energía de la fermentación anaeróbica.

•      Esta absorbió una ceélula menor, llamada mitocondria. – respiración.

•      Cada célula humana contiene miles de moléculas de ADNmt circular.

•      Cada mitocondria contiene hasta 10 copias de su ADN circular y cada célula contiene cientos de mitocondrias.

ADN mitocondrial y enfermedades genéticas

•      Desde que el genoma mitocondrial humano fue secuenciado en 1981, se ha observado enfermedades genéticas que muestran un patrón de herencia materna.

•      Estudios con southern blot, demostraron largas deleciones en ADNmt proveniente de células de músculo de individuos con enfermedades musculares

•      La existencia de más de un tipo mitocondrial en la misma célula, en el mismo tejido o en el mismo individuo, se conoce como heteroplasmia.

•      Deleción: en genética, es un tipo especial de anomalía estructural cromosómica que consiste en la pérdida de un fragmento de ADN de un cromosoma.

•      La deleción que más frecuentemente consiste en una pérdida de aproximadamente 4,9 Kb de longitud.

•      Preguntas que surgen en relación a esta pérdida:

¿Cómo se da el rearreglo?

La recombinación no es común en ADNmt de organismos superiores.

Existe una homología exacta en cualquiera de las partes terminales de los segmentos delecionados.

El desprendimiento de esta zona, puede ser una característica de la replicación del ADNmt, durante la cual la cadena pesada es vulnerable, ya que está en forma de cadena simple. Ésta cadena simple puede aparearse de forma desigual con partes de la cadena ligera, dando como resultado final la pérdida de material genético y la consecuente enfermedad.

¿La distribución del ADNmt mutante y silvestre es uniforme dentro de un individuo?

Estas delecciones también se las encuentran en tejidos como el cerebro, hígado, riñones y sangre.

La proporción de ADN mutado con respecto al normal depende del tipo de tejido y de la edad del individuo.

Líneas celulares que han sido clonadas de tales individuos, indican que células individuales pertenecientes al mismo tejido pueden tener proporciones diferentes entre el tipo silvestre y el mutante

Esto explicaría la diferencia de síntomas y la gravedad de las afecciones. 

¿Cada mitocondria puede tener varios tipos de ADN? Si es negativo ¿Existe entonces una comunicación entre mitocondrias para que los genomas salvajes puedan complementar a los mutantes?

En primer lugar, se ha encontrado evidencias de que cada mitocondria, posee de 2 a 10 copias del genoma.

En segundo lugar, al estudiar células híbridas expuestas a cloranfenicol, se ha observado que las células contenían dos tipos de mitocondrias: un tipo cuya cubierta era resistente al cloranfenicol y otro cuya cubierta era sensible.

Los resultados revelaron que las mitocondrias sensibles fueron capaces de sintetizar polipéptidos en presencia de las mitocondrias con cubierta resistente, lo que sugiere que debe existir un tipo de interacción entre los dos tipos de mitocondrias. 

¿Cómo las deleciones y los rearreglos se relacionan con las características clínicas?

no existe una relación clara del fenotipo con la región delecionada del genoma.

Deleciones idénticas pueden dar lugar a varios fenotipos.

Cuando se tomó varias biopsias de un mismo paciente, se pudo observar que la proporción de genoma delecionado aumentaba con el tiempo.

Cuando se tomaron biopsias de diferentes sitios dentro del mismo individuo, no se observaron diferencias.

Puede ser que exista un efecto de dosificación en el que la severidad clínica aumenta con el aumento de la proporción de genoma delecionado, dentro de un individuo, o dentro de un tejido.

Sin embargo, es posible que la distribución de ADNmt mutante relativa al tipo silvestre sea de crucial importancia en la determinación del fenotipo.

Variación del ADN mitocondrial

•      149 haplotipos y 81 sitios polimórficos sirven para estudiar los aspectos evolutivos de la especie humana.

•      se ha demostrado que en la población africana existe la mayor diversidad de genomas mitocondriales, y se concluye que la especie humana es de origen africano.

•      Genomas se han ido ramificando.

•      Estudios realizados en el Ecuador por nuestro grupo, sólo para uno de los genes analizados, citocromo b, han demostrado que existen al menos 6 tipos de variantes de este gen mitocondrial, de las 64 descritas en poblaciones humanas (Paz-y-Miño et al., 2008b).

•      El citocromo b, es un gen mitocondrial que codifica para la proteína citocromo b, que es parte de la cadena de transporte electrónico de la fosforilación oxidativa.

•      Se estudiaron diversos grupos étnicos del Ecuador: población mestiza, negra e indígena. Las frecuencias encontradas para cada variante se las detalla en la siguiente tabla:

•      no se sabe con exactitud qué papel cumplen los polimorfismos encontrados en el ADNmt.

•      el estudio de las variantes mitocondriales permite establecer una relación entre los diferentes grupos poblacionales del Ecuador

•       así poder entender la diversidad étnica de nuestro país, dada por la variabilidad genética, generalmente por polimorfismos y particularmente por mitocondriales.

Un polimorfismo es una variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una población.

HERENCIA POR IMPRONTA GENÓMICA
SÍNDROMES DE GENES CONTIGUOS MOSAICISMO
HERENCIA POLIGÉNICA O MULTIFACTORIAL
FISURAS FACIALES

•      Fisura palatina

•      Fisura labio‐palatina

•      Fisura labial 

Impronta genómica

•      Impronta genómica: señal del origen parental

- proceso biológico por el cual un gen o dominio genómico se encuentra marcado bioquímicamente indicando su origen parental.

   - pueden ser covalentes (por metilación de ADN) o no covalentes (por interacciones proteína-ADN, ADN-ARN o localización genómica en el espacio nuclear).

  - El proceso de impronta requiere una maquinaria enzimática nuclear que        mantiene estas marcas epigenéticas a lo largo del ciclo celular.

¿Cuándo se establece la impronta parental?

•      durante la gametogénesis, en la que un cromosoma de cada pareja de homólogos es segregado al espermatozoide o al óvulo.

•      durante la embriogénesis y el desarrollo a adulto, los alelos de los genes improntados se mantienen en sus dos estados conformacionales: materno o paterno.
-De esta manera, las improntas genómicas hacen de molde en su propia replicación, son heredables, y pueden ser identificadas mediante análisis molecular, sirviendo como marcadores del origen parental de las regiones genómicas.

Síndrome de genes contiguos

•      Síndrome causado por una deleción que incluye varios genes distintos, situados en un mismo segmento cromosómico. 

Mosaicismo

•      trastorno por el cual un individuo tiene dos o más poblaciones de células que difieren en su composición genética.

•       Esta afección puede afectar a cualquier tipo de célula, por ejemplo:

      - Células sanguíneas

      - Óvulos y espermatozoides
      - Células de la piel

Causas del mosaicismo

•      se produce por un error en la división celular que ocurre muy temprano en el desarrollo fetal.

Ejemplos de mosaicismo incluyen:

     -Síndrome de Down mosaico

     -Síndrome de Klinefelter mosaico

     -Síndrome de Turner mosaico

 Síntomas

•      Los síntomas varían y son muy difíciles de predecir.

•      Es posible que no sean tan graves si se tiene tanto células normales como anormales.

HERENCIA POLIGÉNICA O MULTIFACTORIAL

•      los rasgos fenotípicos están determinados por factores genéticos en los que intervienen varios genes.

•      están influenciados por factores ambientales modificando dichos rasgos.

•       haciendo que la gama de características fenotípicas sea más amplia. 

Fisura palatina o paladar endido

•      una malformación congénita que afecta al paladar.

•      hendidura en el paladar, por lo que se establece una comunicación directa entre la cavidad bucal y la nasal.

•       Puede afectar tanto al paladar blando como al paladar duro.

•      Suele acompañarse de otras malformaciones como labio leporino y provoca dificultad para hablar, problemas durante la alimentación y dificultad en la erupción de los dientes.

•       Se trata mediante cirugía

Fisura labio‐palatina

•      La fisura completa de labio y paladar envuelve uno o ambos lados del labio, base de la nariz, encía y paladar.

•      Cuando se desarrolla la cabeza en los primeros meses del embarazo, la cara es la última parte que se forma.

•      La conformación facial aparece de la unión de líneas bien delimitadas (hendiduras) que se cierran antes del nacimiento.

Fisura labial

•      Se conoce como: labio leporino, labio fisurado, o fisura labial 

•      Es el defecto congénito que consiste en una hendidura o separación en el labio superior.

•      El labio leporino se origina por la fusión incompleta de los procesos maxilar y nasomedial del embrión y es uno de los defectos de nacimiento más frecuentes

•      (constituye aproximadamente el 15% de las malformaciones congénitas).

•      Se presenta, frecuentemente, acompañado de paladar hendido o fisura palatina.

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