Genes y cromosomas. Mutaciones. Enfermedades causadas por problemas genéticos o cromosomicos. cariotipos
Indice
1.
Introducción
2. La transmisión de
genes
3. Ligamiento genético y mapa
genético
4. Regulación de los
genes
5. Mutaciones
6. Anomalías
La ciencia de la
genética
nació en 1900, cuando varios investigadores de la reproducción de las plantas
descubrieron el trabajo del
monje austriaco Gregor Mendel, que
aunque fue publicado en 1866 había sido ignorado en la
práctica. Mendel, que
trabajó con la planta del guisante (chícharo),
describió los patrones de la herencia en
función
de siete pares de rasgos contrastantes que aparecían en
siete variedades diferentes de esta planta. Observó que
los caracteres se heredaban como unidades separadas, y cada una
de ellas lo hacía de forma independiente con respecto a
las otras. Señaló que cada progenitor tiene pares
de unidades, pero que sólo aporta una unidad de cada
pareja a su descendiente. Más tarde, las unidades
descritas por Mendel recibieron el nombre de genes.
Poco después del redescubrimiento de los trabajos de
Mendel, los científicos se dieron cuenta de que los
patrones hereditarios que él había descrito eran
comparables a la acción de los cromosomas en las
células
en división, y sugirieron que las unidades mendelianas de
la herencia, los
genes, se localizaban en los cromosomas. Ello condujo a un
estudio profundo de la división celular.
Los cromosomas varían en forma y tamaño y, por lo
general, se presentan en parejas. Los miembros de cada pareja,
llamados cromosomas homólogos, tienen un estrecho parecido
entre sí. La mayoría de las células
del cuerpo humano
contienen 23 pares de cromosomas, en tanto que la mayor parte de
las células de la mosca del vinagre o de la fruta,
Drosophila, contienen cuatro pares, y la bacteria Escherichia
coli tiene un cromosoma único en forma de anillo. En la
actualidad, se sabe que cada cromosoma contiene muchos genes, y
que cada gen se localiza en una posición
específica, o locus, en el cromosoma.
La unión de los gametos combina dos conjuntos de
genes, uno de cada progenitor. Por lo tanto, cada gen —es
decir, cada posición específica sobre un cromosoma
que afecta a un carácter
particular— está representado por dos copias, una
procedente de la madre y otra del padre. Cada copia se localiza
en la misma posición sobre cada uno de los cromosomas
pares del cigoto. Cuando las dos copias son idénticas se
dice que el individuo es homocigótico para aquel gen
particular. Cuando son diferentes, es decir, cuando cada
progenitor ha aportado una forma distinta, o alelo, del mismo
gen, se dice que el individuo es heterocigótico para dicho
gen. Ambos alelos están contenidos en el material
genético del individuo, pero si uno es dominante,
sólo se manifiesta éste. Sin embargo, como
demostró Mendel, el carácter
recesivo puede volver a manifestarse en generaciones posteriores
(en individuos homocigóticos para sus alelos.
Por ejemplo, la capacidad de una persona para
pigmentar la piel, el
cabello y los ojos, depende de la presencia de un alelo
particular (A), mientras que la ausencia de esta capacidad,
denominada albinismo, es consecuencia de otro alelo (a) del mismo
gen (por consenso, los alelos se designan siempre por una
única letra; el alelo dominante se representa con una
letra mayúscula y el recesivo con una minúscula).
Los efectos de A son dominantes; los de a, recesivos. Por lo
tanto, los individuos heterocigóticos (Aa), así
como los homocigóticos (AA), para el alelo responsable de
la producción de pigmento, tienen una
pigmentación normal. Las personas homocigóticas
para el alelo que da lugar a una ausencia de pigmentación
(aa) son albinas. Cada hijo de una pareja en la que ambos son
heterocigótico (Aa) tiene un 25% de probabilidades de ser
homocigótico AA, un 50% de ser heterocigótico Aa, y
un 25% de ser homocigótico aa. Sólo los individuos
que son aa serán albinos. Observamos que cada hijo tiene
una posibilidad entre cuatro de ser albino, pero no es exacto
decir que en una familia, una
cuarta parte de los niños
estarán afectados. Ambos alelos estarán presentes
en el material genético del descendiente
heterocigótico, quien originará gametos que
contendrán uno u otro alelo. Se distingue entre la
apariencia, o característica manifestada, de un
organismo, y los genes y alelos que posee. Los caracteres
observables representan lo que se denomina el fenotipo del
organismo, y su composición genética
se conoce como genotipo.
Éste no es siempre el caso en el que un alelo es
dominante y el otro recesivo. Por ejemplo, el dondiego de noche
puede tener flores de color rojo,
blanco o rosa. Las plantas con
flores rojas pueden tener dos copias del alelo R para el color rojo de las
flores, y, por lo tanto, son homocigóticas RR. Las plantas
con flores blancas tienen dos copias del alelo r para el color
blanco de las flores, y son homocigóticas rr. Las plantas
con una copia de cada alelo, heterocigóticas Rr, son
rosas, es decir,
una mezcla de colores producida
por los dos alelos.
Rara vez la acción de los genes es cuestión de un
gen aislado que controla un solo carácter. Con frecuencia
un gen puede controlar más de un carácter, y un
carácter puede depender de muchos genes. Por ejemplo, es
necesaria la presencia de al menos dos genes dominantes para
producir el pigmento violeta en las flores de la planta del
guisante de olor. Estas plantas que son homocigóticas para
alguno o ambos de los alelos recesivos implicados en el
carácter del color producen flores blancas. Por lo tanto,
los efectos de un gen pueden depender de cuáles sean los
otros genes presentes.
3. Ligamiento
genético y mapa genético
El principio de Mendel según el cual los genes
que controlan diferentes caracteres son heredados de forma
independiente uno de otro es cierto sólo cuando los genes
existen en cromosomas diferentes. El genetista estadounidense
Thomas Hunt Morgan y sus colaboradores demostraron en una serie
amplia de experimentos con
moscas de la fruta o del vinagre (que se reproducen con gran
velocidad),
que los genes se disponen de forma lineal en los cromosomas y que
cuando éstos se encuentran en el mismo cromosoma, se
heredan como una unidad aislada mientras el propio cromosoma
permanezca intacto. Los genes que se heredan de esta forma se
dice que están ligados.
Sin embargo, Morgan y su grupo
observaron también que este ligamiento rara vez es
completo. Las combinaciones de características alelas de cada progenitor
pueden reorganizarse entre algunos de sus descendientes. Durante
la meiosis, una
pareja de cromosomas análogos puede intercambiar material
durante lo que se llama recombinación o sobrecruzamiento
(el efecto del sobrecruzamiento puede observarse al microscopio como
una forma de unión entre los dos cromosomas). El
sobrecruzamiento se produce más o menos al azar a lo largo
de los cromosomas, de modo que la frecuencia de
recombinación entre dos genes depende de la distancia que
los separe en el cromosoma. Si los genes están
relativamente alejados, los gametos recombinados serán
habituales; si están más o menos próximos,
los gametos recombinados serán poco frecuentes. En el
descendiente que procede de los gametos, el sobrecruzamiento se
manifiesta en la forma de nuevas combinaciones de caracteres
visibles. Cuanto mayor sea el sobrecruzamiento, más
elevado será el porcentaje de descendientes que muestran
las combinaciones nuevas. Consecuencia de ello, los
científicos pueden trazar o dibujar mediante experimentos de
reproducción apropiados, las posiciones
relativas de los genes a lo largo del cromosoma.
Para detectar recombinaciones, que se producen
sólo rara vez, los genetistas han utilizado durante los
últimos años organismos que producen gran
número de descendientes con gran rapidez, como bacterias,
mohos y virus. Por esta
razón, son capaces de trazar mapas de genes
que están muy próximos. El método
introducido en el laboratorio de
Morgan ha adquirido hoy tal precisión que se pueden
dibujar las diferencias que se originan en un gen particular.
Estos mapas han
demostrado que no sólo los genes se disponen de forma
lineal a lo largo de los cromosomas, sino que ellos mismos son
estructuras
lineales. La detección de recombinaciones poco frecuentes
puede poner de manifiesto estructuras
incluso más pequeñas que las que se observan con
los microscopios más potentes.
Los estudios en hongos, y
más tarde en moscas del vinagre, han demostrado que en
ocasiones la recombinación de alelos puede tener lugar sin
que se produzcan intercambios recíprocos entre los
cromosomas. En apariencia, cuando existen dos versiones distintas
del mismo gen (en un individuo heterocigótico), una de
ellas puede ser ‘corregida’ para equipararse a la
otra. Tales correcciones pueden tener lugar en cualquier dirección (por ejemplo, el alelo A puede
ser modificado a a o a la inversa). Este proceso se ha
denominado conversión genética. En ocasiones,
varios genes adyacentes experimentan una conversión
conjunta; la probabilidad de
que ésta se produzca entre dos genes depende de la
distancia entre ellos. Esto proporciona otra forma de determinar
las posiciones relativas de los genes en el cromosoma.
Sexo y ligamiento sexual
Mendel mostró que ciertos pares de alelos, tales como los
que determinan las semillas redondas o rugosas, se distribuyen
independientemente de otros pares, como aquellos que determinan
semillas de color amarillo o verde.
Sin embargo los alelos de dos genes diferentes se
distribuirán independientemente si los genes están
en diferentes pares de cromosomas homólogos.
Si los alelos de los genes están sobre el mismo par de
cromosomas homólogos, la segregación de los alelos
de un gen no será independiente de la segregación
de los alelos del otro gen. En otras palabras, si los alelos de
dos genes diferentes están sobre el mismo cromosoma, ellos
deben ser transmitidos al mismo gameto en la meiosis. Los
genes que tienden a permanecer juntos, porque están en el
mismo par de cromosomas homólogos, se dice que
están ligados o en el mismo grupo de
ligamiento.
Morgan contribuyó también a los estudios
genéticos cuando en 1910 observó diferencias
sexuales en la herencia de caracteres, un patrón que se
conoce como herencia ligada al sexo.
El sexo
está determinado por la acción de una pareja de
cromosomas. Las anomalías del sistema endocrino
u otros trastornos pueden alterar la expresión de los
caracteres sexuales secundarios, aunque casi nunca invierten
totalmente el sexo. Por ejemplo, una mujer tiene 23
pares de cromosomas, y los componentes de cada par son muy
similares. Sin embargo, un varón tiene 22 pares iguales de
cromosomas y uno con dos cromosomas diferentes en tamaño y
estructura.
Los 22 pares de cromosomas semejantes en mujeres y en hombres se
llaman autosomas. El resto de los cromosomas se denomina, en
ambos sexos, cromosomas sexuales. En las mujeres los dos
cromosomas sexuales idénticos se llaman cromosomas X. En
el hombre, uno
de los cromosomas sexuales es también un cromosoma X, pero
el otro, más pequeño, recibe el nombre de cromosoma
Y. Cuando se forman los gametos, cada óvulo producido por
la mujer contiene
un cromosoma X, pero el espermatozoide generado por el hombre puede
contener o un cromosoma X o uno Y. La unión de un
óvulo, que siempre contiene un cromosoma X, con un
espermatozoide que también tiene un cromosoma X, origina
un cigoto con dos X: un descendiente femenino. La unión de
un óvulo con un espermatozoide con un cromosoma Y da lugar
a un descendiente masculino. Este mecanismo sufre modificaciones
en diversas plantas y animales.
La longitud aproximada del cromosoma Y es un tercio de
la del X, y aparte de su papel en la
determinación del sexo masculino, parece que es
genéticamente inactivo. Por ello, la mayor parte de los
genes en el X carecen de su pareja en el Y. Se dice que estos
genes están ligados al sexo, y tienen un patrón
hereditario característico. Por ejemplo, la enfermedad
denominada hemofilia, está producida por un gen recesivo
(h) ligado al sexo. Una mujer con HH o Hh
es normal; una mujer con hh tiene hemofilia. Un hombre nunca
es heterocigótico para este gen porque hereda sólo
el gen que existe en el cromosoma X. Un varón con H es
normal; con h padecerá hemofilia. Cuando un hombre normal
(H) y una mujer heterocigótica (Hh) tienen descendencia,
las niñas son normales, aunque la mitad de ellas
tendrán el gen h —es decir, ninguna de ellas es hh,
pero la mitad tendrán el genotipo Hh—. Los niños
heredan sólo el H o el h; por lo tanto, la mitad de ellos
serán hemofílicos. Por esta razón, en
condiciones normales, una mujer portadora transmitirá la
enfermedad a la mitad de sus hijos, y el gen recesivo h a la
mitad de sus hijas, quienes a su vez se convierten en portadoras
de hemofilia. Se han identificado otras muchas situaciones en los
seres humanos incluyendo la ceguera para los colores rojo y
verde, la miopía hereditaria, la ceguera nocturna y la
ictiosis (una enfermedad cutánea) como caracteres ligados
al sexo, sino que también controlan casi todas las
reacciones
químicas que se producen en la materia viva.
La capacidad de una proteína para formar parte de una
estructura, o
para ser una enzima que influye sobre la frecuencia de una
reacción química particular,
depende de su estructura molecular. Esta estructura depende a su
vez de su composición. Cada proteína está
formada por uno o más componentes denominados
polipéptidos, y cada polipéptido está
constituido por una cadena de subunidades llamadas
aminoácidos. En los polipéptidos hay veinte tipos
distintos de aminoácidos. Al final, el número, tipo
y orden de los aminoácidos en una cadena determina la
estructura y función de
la proteína de la que forma parte.
El conocimiento
de cómo se forman las proteínas
permite a los científicos entender cómo los genes
producen efectos específicos sobre las estructuras y
funciones de
los organismos. Sin embargo, esto no explica las variaciones que
sufren los organismos en respuesta a circunstancias cambiantes
del medio, o la manera en que un cigoto simple da lugar a todos
los tejidos y
órganos diferentes que constituyen un ser humano. En estos
órganos y tejidos, la
mayoría de las células contienen conjuntos de
genes idénticos, sin embargo, forman proteínas
distintas. Es evidente que en las células de cualquier
tejido u órgano algunos genes están activos y otros
no. Los distintos tejidos tienen series de genes diferentes en
estado activo.
Por esta razón, parte de la explicación del
desarrollo de
un organismo complejo debe basarse en cómo se activan los
genes de forma específica.
El proceso de la
activación de los genes en los organismos superiores
aún no está claro, aunque gracias al trabajo del
genetista francés François Jacob y de Jacques
Lucien Monod, se sabe mucho acerca de este proceso en las
bacterias.
Junto a cada gen bacteriano existe un segmento de ADN conocido como
promotor. Éste es el lugar sobre el cual la ARN
polimerasa, enzima responsable de la producción de ARNm, se adhiere al ADN e inicia la
transcripción. Entre el promotor y el gen existe con
frecuencia otro segmento de ADN que recibe el nombre de operador,
donde otra proteína —el represor— puede
adherirse. Cuando el represor se une al operador, detiene el
desplazamiento de la ARN polimerasa a lo largo del cromosoma y la
producción de ARNm; por lo tanto, el gen se inactiva. Sin
embargo, la presencia en la célula
de una sustancia química determinada
puede provocar que el represor se separe y el gen se active.
Otras sustancias pueden afectar al grado de actividad del gen al
alterar la capacidad de la ARN polimerasa de unirse al promotor.
Un gen que recibe el nombre de regulador produce la
proteína represora.
Precombinación
Estudios en gran escala de los
grupos de
ligamiento pronto revelaron algunas dificultades inesperadas. Por
ejemplo, la mayoría de las mosquitas de la fruta tienen el
cuerpo de color tostado claro y alas largas, que son
características dominantes. Cuando individuos
homocigóticos para estas características se cruzan
con mosquitas mutantes de cuerpos negros y alas cortas,
recesivos, toda la progenie F1 tienen cuerpos tostados claros y
alas largas. Luego la generación F1 se endocrio.
Había dos resultados posibles:
1* Los genes para color de cuerpos y longitud de alas serian
distribuidos independientemente, indicando que los genes para
estas dos características estaban en cromosomas
diferentes
2* Los genes para las dos características estarían
ligados.
En el caso de estas características particulares los
resultados se parecieron mucho a los de la segunda posibilidad,
pero no coincidieron con ellos exactamente.
Para descubrir que estaba sucediendo, Morgan intento una cruza de
prueba, cruzando un miembro de la generación F1 con un
recesivo homocigótico. Si negro y tostado, largo y corto
se distribuyan independientemente, el 25 % de la progenie de esta
cruza seria negra con alas largas, el 25% tostada con alas
largas, el 25% negra con alas cortas y el 25% tostada con alas
cortas. Resulto que el 41,5% eran tostadas con alas largas, el
41,5% eran negras con alas largas, el 8,5% tostadas con alas
cortas y el 8,5% negra con alas cortas. Morgan estaba convencido
en ese entonces de que los genes estaban localizados en los
cromosomas. Ahora parecía claro que los genes para las
características color del cuerpo y longitud de alas,
estaban situados en un solo par de cromosomas homólogos y
supuso que los alelos se intercambiarían a veces entre los
cromosomas homólogos, es decir se recombinaron
Aunque la replicación del ADN es muy precisa, no
es perfecta. Muy rara vez se producen errores, y el ADN nuevo
contiene uno o más nucleótidos cambiados. Un error
de este tipo, que recibe el nombre de mutación, puede
tener lugar en cualquier zona del ADN. Si esto se produce en la
secuencia de nucleótidos que codifica un
polipéptido particular, éste puede presentar un
aminoácido cambiado en la cadena polipeptídica.
Esta modificación puede alterar seriamente las propiedades
de la proteína resultante. Por ejemplo, los
polipéptidos que distinguen la hemoglobina normal de la
hemoglobina de las células falciformes difieren
sólo en un aminoácido. Cuando se produce una
mutación durante la formación de los gametos,
ésta se transmitirá a las siguientes
generaciones.
Mutaciones genéticas
Las mutaciones fueron descritas por primera vez en 1901 por uno
de los redescubridores de Mendel, el botánico
holandés Hugo De Vries. En 1929 el biólogo
estadounidense Hermann Joseph Muller observó que la tasa
de mutaciones aumentaba mucho con los rayos X.
Más tarde, se vio que otras formas de radiación,
así como las temperaturas elevadas y varios compuestos
químicos, podían inducir mutaciones. La tasa
también se incrementa por la presencia de alelos
específicos de ciertos genes, conocidos como genes
mutadores, algunos de los cuales parece ser que producen defectos
en los mecanismos responsables de la fidelidad de la
replicación de ADN. Otros pueden ser elementos que se
transponen.
La mayoría de las mutaciones genéticas son
perjudiciales para el organismo que las porta. Una
modificación aleatoria es más fácil que
deteriore y que no mejore la función de un sistema complejo
como el de una proteína. Por esta razón, en
cualquier momento, el número de sujetos que portan un gen
mutante determinado se debe a dos fuerzas opuestas: la tendencia
a aumentar debido a la propagación de individuos mutantes
nuevos en una población, y la tendencia a disminuir
debido a que los individuos mutantes no sobreviven o se
reproducen menos que sus semejantes. Varias actuaciones humanas
recientes, como la exposición
a los rayos X con fines
médicos, los materiales
radiactivos y las mutaciones producidas por compuestos
químicos, son responsables de su aumento.
Por lo general, las mutaciones son recesivas, sus efectos
perjudiciales no se expresan a menos que dos de ellos coincidan
para dar lugar a una situación homocigótica. Esto
es más probable en la procreación
consanguínea, en el apareamiento de organismos muy
relacionados que pueden haber heredado el mismo gen mutante
recesivo de un antecesor común. Por esta razón, las
enfermedades
hereditarias son más frecuentes entre los niños
cuyos padres son primos que en el resto de la población.
Mutaciones cromosómicas
La sustitución de un nucleótido por otro no es el
único tipo posible de mutación. Algunas veces se
puede ganar o perder por completo un nucleótido.
Además, es posible que se produzcan modificaciones
más obvias o graves, o que se altere la propia forma y el
número de los cromosomas. Una parte del cromosoma se puede
separar, invertir y después unirse de nuevo al cromosoma
en el mismo lugar. A esto se le llama inversión. Si el fragmento separado se une
a un cromosoma distinto, o a un fragmento diferente del cromosoma
original, el fenómeno se denomina translocación.
Algunas veces se pierde un fragmento de un cromosoma que forma
parte de una pareja de cromosomas homólogos, y este
fragmento es adquirido por el otro. Entonces, se dice que uno
presenta una deleción o deficiencia (dependiendo si el
fragmento que se pierde es intersticial o terminal,
respectivamente) y el otro una duplicación. Por lo
general, las deficiencias o deleciones son letales en la
condición homocigótica, y con frecuencia las
duplicaciones también lo son. Las inversiones y
las translocaciones suelen ser más viables, aunque pueden
asociarse con mutaciones en los genes cerca de los puntos donde
los cromosomas se han roto. Es probable que la mayoría de
estos reordenamientos cromosómicos sean la consecuencia de
errores en el proceso de sobrecruzamiento.
Otro tipo de mutaciones se producen cuando en la meiosis
fracasa la separación de una pareja de cromosomas
homólogos. Esto puede originar gametos —y, por lo
tanto, cigotos— con cromosomas de más, y otros donde
faltan uno o más cromosomas. Los individuos con un
cromosoma de más se denominan trisómicos, y
aquellos en los que falta uno, monosómicos. Ambas
situaciones tienden a producir incapacidades graves. Por ejemplo,
las personas con síndrome de
Down son trisómicas, con tres copias del cromosoma
21.
En la meiosis fracasa a veces la separación de un grupo
completo de cromosomas; es decir, se origina un gameto con el
doble del número normal de cromosomas. Si dicho gameto se
une con otro que contiene el número normal de cromosomas,
el descendiente tendrá tres grupos de
cromosomas homólogos en lugar de los dos habituales. Si se
unen dos gametos con el doble del número normal de
cromosomas, el descendiente estará dotado de cuatro grupos
homólogos. Los organismos con grupos adicionales de
cromosomas reciben el nombre de poliploides. La
poliploidía es el único proceso conocido por el
cual pueden surgir especies nuevas en una generación
única. Se han observado poliploides viables y
fértiles casi exclusivamente en organismos hermafroditas,
como la mayoría de las plantas con flores y algunos
invertebrados. Por lo general, las plantas poliploides son
más grandes y más robustas que sus antecesoras
diploides. Algunas veces se originan fetos poliploides en la raza
humana, pero fallecen en una fase precoz del desarrollo
fetal y se produce un aborto.
Anomalías genéticas
Enfermedades producidas como consecuencia de anomalías
hereditarias de la estructura genética. Algunas
alteraciones genéticas se manifiestan desde el nacimiento,
como las anomalías congénitas, mientras que otras
se desarrollan durante la infancia o
edad adulta. Además de una causa genética, algunos
de estos procesos se
ven afectados por influencias ambientales como la dieta o el
estilo de vida. Los cambios genéticos que no son heredados
(mutaciones somáticas) pueden causar o contribuir a
alteraciones como el cáncer.
Algunas alteraciones genéticas pueden beneficiarse de la
terapia génica, que existe gracias a la ingeniería
genética.
Alteraciones de un solo gen
Algunas alteraciones genéticas son consecuencia de una
mutación en un solo gen, que se traduce en la ausencia o
alteración de la proteína correspondiente. Esto
puede alterar algún proceso metabólico o del
desarrollo y producir una enfermedad. La mayor parte de las
alteraciones de un solo gen tienen una herencia de tipo recesivo,
lo que significa que las dos copias del mismo gen (procedentes de
cada ascendiente, respectivamente) deben ser defectuosas para que
aparezca la enfermedad. Los padres no padecen la enfermedad, pero
son portadores de ella. Un ejemplo es la fibrosis
quística. Las alteraciones de un solo gen con herencia
dominante requieren la presencia de una sola copia del gen
defectuoso para que aparezca la enfermedad, como sucede en la
Corea de Huntington. Debido a que los varones sólo poseen
un cromosoma X frente a los dos que poseen las mujeres, las
enfermedades de un solo gen recesivas localizadas en el cromosoma
X afectan con mayor frecuencia a los hombres que a las mujeres.
Un ejemplo es el daltonismo. Otros ejemplos de alteración
de un solo gen son la distrofia muscular de Duchenne, la
hipercolesterolemia familiar (aumento del nivel de colesterol),
la hemofilia A, la neurofibromatosis tipo 1, la fenilcetonuria),
la anemia de células falciformes, la enfermedad de
Tay-Sachs y la talasemia.
Los tests genéticos pueden identificar mutaciones
en los genes alterados, permitiendo el diagnóstico preciso en los pacientes con
alteraciones de un solo gen. Estos tests también permiten
el diagnóstico de los portadores
asintomáticos de enfermedades genéticas e incluso
la identificación de individuos no afectados pero que
desarrollarán la enfermedad.
Una forma especial de enfermedad de un solo gen es la
que se presenta cuando la mutación reside en un gen de la
mitocondria de la célula;
las mitocondrias son corpúsculos celulares portadores de
su propia información genética. Las
mitocondrias de los embriones fecundados proceden todas del
óvulo y no de los espermatozoides. Por tanto las
alteraciones genéticas transmitidas por las mitocondrias
afectan a todo los descendientes de las mujeres afectadas, pero
no a los descendientes de los varones afectados. Un ejemplo de
esto es la neuropatía óptica
hereditaria de Lever, un trastorno caracterizado por la atrofia
del nervio óptico.
Alteraciones cromosómicas
Algunas alteraciones genéticas no afectan a genes
concretos sino a todo el cromosoma o a un segmento
cromosómico. Por ejemplo, la presencia de tres copias del
cromosoma 21 produce el síndrome de
Down, pese a que no existe ninguna alteración de los
genes de los cromosomas. Las alteraciones cromosómicas
pueden consistir en duplicación, pérdida, ruptura o
reorganización del material cromosómico. En
conjunto, las alteraciones cromosómicas afectan a 7 de
cada 1.000 nacidos vivos y son responsables de cerca del 50% de
los abortos espontáneos en los tres primeros meses de
embarazo.
El albinismo, la carencia de pigmentación en la piel pelos y
ojos, se debe a una incapacidad del organismo para elaborar el
pigmento pardo melanina. La mayoría de los albinos carece
de una de las enzimas
necesarias para producir la melanina. Sin embargo otros albinos
tienen la enzima, pero esta no puede penetrar en las
células pigmentarias. Ambas formas de albinismo se heredan
como recesivos autonómicos.
Alteraciones multifactoriales
En este grupo tampoco existen errores concretos en la información genética, sino una
combinación de pequeñas variaciones que en conjunto
producen o predisponen al desarrollo del proceso. Algunos de
estos procesos son
más frecuentes en ciertas familias aunque no demuestran un
patrón claro de herencia. Los factores ambientales como la
dieta o el estilo de vida pueden también influir en el
desarrollo de la enfermedad. Ejemplos de alteraciones
multifactoriales son la enfermedad arterial coronaria y la
diabetes
mellitus.
Cariotipo
Una representación grafica o fotográfica de los
cromosomas presentes en el núcleo de una sola célula
somática de un organismo determinado, se conoce como
cariotipo. A partir de un cariotipo se puede determinar el
numero, tamaño y forma de los cromosomas e identificar los
pares de homólogos.
Los cariotipos se utilizan en la clasificación cromosomica
para identificar las anormalidades morfológicas y
numéricas gruesas.
Los cromosomas que se muestran en un cariotipo son cromosomas en
metafase mitótica, cada uno de los cuales consiste en dos
cromátidas hermanas unidas en sus centrómeros. Para
preparar un cariotipo, el proceso de división celular se
interrumpe en la metafase, añadiendo colchicina, una
droga que
evita los siguientes pasos de la mitosis.
Después los cromosomas se fotografían, se
amplía la fotografía, se los recorta y se los ordena
de acuerdo con el tamaño. A partir del cariotipo pueden
detectarse ciertas anormalidades, como la aparición de un
cromosoma o de un segmento cromosómico
supernumerarios.
Autor:
María Ignacia Baglini