Conceptos Clave: Genoma Humano, Herencia y Enfermedades Genéticas

Genoma Humano y Enfermedades

Genoma

Genoma: material genético completo de un individuo (secuencia completa de ADN que se encuentra en cada una de las células que lo constituyen). Está formado por 3000 millones de pares de bases contenidas en 23 pares de cromosomas que contienen 25000 genes.

Proyecto del Genoma Humano: se dedicaba a conocer el genoma humano al completo. Primer borrador en 2000. Es importante conocerlo para:

• Identificar los genes causantes de enfermedades y conocer los mecanismos por los que se desarrollan las enfermedades hereditarias.
• Desarrollar herramientas de diagnóstico que identifican individuos portadores de enfermedades genéticas.

En familias que conocen quién tiene la enfermedad genética y con diagnóstico prenatal, se anticipan al problema.

Amniocentesis (subraya): diagnostica enfermedad genética con muestra de líquido amniótico por aguja a cavidad amniótica.

Enfermedades Hereditarias

Enfermedades hereditarias: son aquellas que están ligadas a la herencia genética y se manifiestan como consecuencia de haber heredado uno o varios genes defectuosos o alteraciones cromosómicas. Se deben a mutaciones en los autosomas y cromosomas sexuales.

Enfermedades Autosómicas

Enfermedades autosómicas: son dominantes y recesivas y son consecuencia de cambios o sustituciones en bases nitrogenadas de genes.

• Dominantes: (miopía, hipermetropía y sordomudez).
• Enanismo y polidactilia: alteraciones morfológicas que se deben a mutaciones que interfieren con el crecimiento y desarrollo normal de huesos. Polidactilia: más dedos en pies y manos.
• Huntington: alteración metabólica grave que origina destrucción progresiva de células del cerebro, se manifiesta en la edad adulta, produce convulsiones y muerte. 50 por ciento de descendientes afectados.
• Recesivas: se transmiten según leyes de Mendel como albinismo, fenilcetonuria, fibrosis quística o anemia falciforme (que es una enfermedad genética provocada por mutación en gen que fabrica hemoglobina A. Los que la padecen tienen hemoglobina S defectuosa).

Enfermedades Ligadas al Sexo

Enfermedades ligadas al sexo: se encuentran ligadas al cromosoma X, donde están genes en zona diferencial y no tienen homólogo en cromosoma Y. Cualquier alelo recesivo se manifiesta en varones (tienen un solo cromosoma X).

• Tipos: daltonismo.
• Distrofia muscular: conjunto de enfermedades recesivas que afectan al músculo cardíaco y de contracción voluntaria, provoca debilidad muscular progresiva y pérdida de musculatura, algunas muertes. Falta de proteína distrofina.
• Hemofilia: grupo de enfermedades recesivas que se caracterizan porque la sangre no coagula. El gen involucrado produce un factor sanguíneo que favorece la coagulación. Alguna herida puede ser mortal.

Con el árbol genealógico: enfermedad más común en varones, sus hijos no suelen presentarla, perdiéndose la enfermedad en esa rama familiar. Las hijas son portadoras y la mitad de los hijos varones la padecen.

Enfermedades Cromosómicas

Enfermedades cromosómicas: aparecen cuando suceden cambios en la estructura de los cromosomas o se producen alteraciones en el número de ellos.

Cambios en la estructura de cromosomas

Se deben a mutaciones en células germinales de los padres de la persona afectada, por lo que ellos no manifiestan la enfermedad. Se deben a reorganizaciones cromosómicas por radiaciones, con pérdidas e intercambio entre dos cromosomas no homólogos o traslados y duplicaciones de segmentos de un mismo cromosoma. Algunas son letales.

Alteraciones en el número de cromosomas

Gametos con distinto número de cromosomas al normal. Los embriones no sobreviven y si lo hacen desarrollan enfermedades más o menos graves relacionadas con los cromosomas. Se produce por fallos en el reparto de cromosomas en la meiosis (no disyunción cromosómica). Algunos individuos tienen cromosomas extra o menos, son aneuploides.

• Los que tienen un cromosoma de más son trisómicos (2n+1), como el síndrome de Klinefelter (hombres de genotipo XXY, relacionado con cromosomas sexuales) y el síndrome de Down (trisomía del cromosoma 21).
• Los que tienen uno de menos son monosómicos (2n-1), como el síndrome de Turner (mutación que afecta al cromosoma X en mujeres, genotipo X0).

Ingeniería Genética

Concepto y Técnicas

Ingeniería genética (subraya): conjunto de técnicas que permiten modificar características genéticas de los organismos.

Para transferir genes de unos organismos a otros se utiliza la técnica de ADN recombinante. Etapas:

1. Se localiza el gen que se quiere clonar. Paralelamente, se selecciona un vector para ese gen (vehículos para introducir genes en células de otro organismo, los más utilizados son virus y moléculas de ADN bacteriano llamadas plásmidos).
2. Se aísla material genético de ambas células (animal y bacteriana). Se rompen membranas celulares y se separan materiales genéticos del resto de componentes celulares.
3. Se fragmenta el ADN de la célula humana en trozos más pequeños que llevan los genes. Se utilizan las enzimas de restricción que reconocen secuencias dentro de la cadena de ADN y lo cortan.
4. El gen aislado se une con el plásmido. Se introduce en otra bacteria (célula huésped).
5. Cada célula que lo adquiere lo transmite a sus descendientes y se dispone de un clon al cabo de generaciones.

PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa): procedimiento que sirve para obtener de forma sencilla y rápida millones de copias de un fragmento de material genético, sometiendo al fragmento de ADN que contiene un gen a un ciclo repetido de calentamiento y enfriamiento en presencia de nucleótidos.

Aplicaciones de la Ingeniería Genética

• Medicina y farmacología: para obtención de productos como vacunas y desarrollo de procedimientos de diagnóstico de enfermedades.
• Ganadería y agricultura: las aplicaciones en este área son enormes: mejora animal y vegetal para conseguir mejor producción y calidad nutricional.
• Medio ambiente: obtención de nuevos organismos que colaboren en la degradación de residuos difíciles de eliminar.

Desarrollo de Nuevos Fármacos

Se utiliza la ingeniería genética para fabricarlos. Se mezclan levaduras, bacterias, células... La primera sustancia obtenida fue el interferón para tratamiento de infecciones víricas y del cáncer. Producción de insulina o vacunas biotecnológicas.

Ventajas

• Se obtienen productos en grandes cantidades.
• Evita la extracción de medicamentos a partir de la sangre o de órganos humanos o animales, con lo que se evita contaminación por virus u otros microorganismos.
• Permite fabricar vacunas mucho más seguras y con menos efectos secundarios.