GENETICA - T 23 24-25

Biologia humana: CITOLOGÍA Y GENÉTICA

GENéTICA

VI. Organización, transmisión y expresión del material hereditario

T21. Organización del genoma.

T22. Patrones de herencia mendeliana

T23. Patrones atípicos de herencia.

T24. Herencia poligénica y multifactorial.

Tema 23

PATRONES ATÍPICOS DE HERENCIA

Índice

HERENCIA SEUDOAUTOSOMICA

Gen SRY y determinación del sexo

EXPRESIÓN MONOALELICA Y DOSIS GENICA

• Impronta genómica

HERENCIA DEL ADN MITOCONDRIAL

1. HERENCIA SEUDOAUTOSÓMICA

Región seudoautosómica

Es la región homologa que presentan los cromosomas X e Y (porción distal de los brazos cortos). Esta región permite el apareamiento, recombinación y segregación de los cromosomas sexuales durante la meiosis masculina. En mujeres los genes localizados en esta región escapan a la inactivación del cromosoma X, por lo tanto, se expresan los dos alelos.

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Una de las causas genéticas de la baja estatura se debe a mutaciones en el

gen SHOX

gen SHOX

SHOX

El gen (Short Stature Homeobox gen) se localiza en la de los cromosomas sexuales (Xp22 e Yp11.3). Para un crecimiento normal es necesario la expresión de los Mutaciones en este gen producen acortamiento y deformidades de los huesos largos de las extremidades.

región seudoautosomica

dos alelos

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El gen (del ingles Sex-determining Region Y) está localizado en el cromosoma Y codifica un factor de trascripción que regula la expresión de genes promoviendo la diferenciación de las gónadas y genitales masculinos.

SRY

2. Gen SRY y determinación del sexo biológico

El gen SRY está en una posición cercana a la región seudoautosomica

¿Cómo es la diferenciación del sexo Biológico?

El comienzo del desarrollo es común en ambos sexos (gonada sin diferenciar).En presencia del cromosoma Y (gen SRY) se desarrollan testículos que secretan: - Testosterona (permite el desarrollo de genitales masculinos) - Hormona inhibitoria Mülleriana (degeneración de los conductos femeninos) En ausencia del cromosoma Y (gen SRY) la vía continua hacia el desarrollo de gónadas y características femeninas.

Fallos en la recombinación de los cromosomas X e Y

Errores en la recombinación durante la MEIOSIS masculina pueden dan lugar a la translocación del gen SRY hacia el cromosoma X Esto puede originar: Varones XX (con el gen SRY) Mujeres XY ( sin el gen SRY El SRY es un gen muy importante en la determinación del sexo masculino, pero No es el único.

Investigación y Ciencia. nov 2017

Mas allá de XX y XY

3. Expresión monoalélica y dosis génica

CROMOSOMAS AUTOSOMAS

Para cada gen tenemos dos alelos (uno paterno y otro materno). En la mayoria de los genes se expresan los dos alelos (EXPRESIÓN BIALELICA).

3. Expresión monoalélica y dosis génica

CROMOSOMAS AUTOSOMAS

Para cada gen tenemos dos alelos (uno paterno y otro materno). En la mayoria de los genes se expresan los dos alelos (EXPRESIÓN BIALELICA). En algunos genes existe expresión desequilibrada, siendo en algunos casos EXPRESION MONOALÉLICA.

Expresión monoalélica y dosis génica

CROMOSOMAS X E Y

Región seudoautosómica

Los genes presentes en la región SEUDOAUTOSÓMICA tienen expresión bialélica

Los genes presentes en la región NO HOMOLOGA de X e Y tienen expresión monoalélica. En varones hay una sola copia y en mujeres hay inactivación de uno de los cromosomas X (COMPENSACION DE DOSIS)

Expresión monoalélica

Cromosoma

Nucleosoma

Modificación de Histonas

Cromatina

Metilación del ADN

Los MECANISMOS EPIGENÉTICOS son los responsables de la expresión monoalélica.

• Reordenación somática del ADN (Linfocitos)
• Inactivación aleatoria de un alelo (receptores olfativos)
• Impronta genómica parental (progenitor de origen)
• Inactivación del cromosoma X

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Cuando la inactivación de uno de los alelos queda determinada por el origen parental (no es aleatoria)

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Cuando la inactivación de uno de los alelos queda determinada por el origen parental (no es aleatoria)

EXPERIMENTO EN RATONES

Eliminamos el gen del cromosoma materno

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Cuando la inactivación de uno de los alelos queda determinada por el origen parental (no es aleatoria)

EXPERIMENTO EN RATONES

Eliminamos el gen del cromosoma materno

El crecimiento del feto y de la placenta es normal.

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Cuando la inactivación de uno de los alelos queda determinada por el origen parental (no es aleatoria)

EXPERIMENTO EN RATONES

Eliminamos el gen del cromosoma materno

Eliminamos el gen del cromosoma paterno

El crecimiento del feto y de la placenta es normal.

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Cuando la inactivación de uno de los alelos queda determinada por el origen parental (no es aleatoria)

EXPERIMENTO EN RATONES

Eliminamos el gen del cromosoma materno

Eliminamos el gen del cromosoma paterno

Se observa una placenta pequeña y ratones con bajo peso al nacer

El crecimiento del feto y de la placenta es normal.

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

Hasta el momento se han identificado más de 100 genes con impronta. Las regiones de impronta tienen expresión monoalélica lo que las hace más vulnerables (una única mutacion pueden dar lugar a enfermedad).

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

La introducción de marcas epigenéticas ocurre durante la gametogénesis

La impronta es reversible durante la formación de los gametos, para poder transmitirla a la descendencia

Expresión monoalélica y dosis génica

Impronta genómica

La introducción de marcas epigenéticas ocurre durante la gametogénesis

La impronta es reversible durante la formación de los gametos, para poder transmitirla a la descendencia

Impronta genómica

Síndrome de Prader-Willi

Anomalías hipotálamo-hipofisarias, obesidad mórbida, dificultades de aprendizaje y problemas de conducta.

Síndrome de Angelman

Déficit cognitivo, alteraciones en el habla y el equilibrio, y un aspecto y conducta feliz.

Síndromes de Prader-Willi y Angelman

Importancia médica:

En determinados trastornos la expresión de un fenotipo depende de si el alelo mutado ha sido heredado a partir del padre o de la madre.

Ambos síntomas se deben una DELECIÓN en el cromosoma 15 (perdida de una porción del cromosoma que contiene varios genes)

Impronta genómica

Síndromes de Prader-Willi y Angelman

Importancia médica:

En determinados trastornos la expresión de un fenotipo depende de si el alelo mutado ha sido heredado a partir del padre o de la madre.

Síndrome de Prader-Willi

Síndrome de Angelman

Anomalías hipotálamo-hipofisarias, obesidad mórbida, dificultades de aprendizaje y problemas de conducta.

Déficit cognitivo, alteraciones en el habla y el equilibrio, y un aspecto y conducta feliz.

Ambos síntomas se deben una DELECIÓN en el cromosoma 15 (perdida de una porción del cromosoma que contiene varios genes)

Deleción en el cromosoma 15 paterno

Misma deleción pero en el cromosoma 15 materno

Impronta genómica

Síndromes de Prader-Willi y Angelman

Importancia médica:

En la misma región cromosómica se encuentran los genes responsables de estas patologías, los cuales presentan diferente impronta genómica.

Los genes responsables del S Angelman están activos en el cromosoma MATERNO y silenciados en el PATERNO*.

Los genes responsables del S. de Prader-Willi están activos en el cromosoma 15 PATERNO y silenciados en el MATERNO*.

Impronta genómica

Síndromes de Prader-Willi y Angelman

Importancia médica:

Síndrome de Prader-Willi

Síndrome de Angelman

Si se pierde el fragmento cromosómico paterno faltan los genes responsables del S Prader-Willi, ya que los homólogos maternos están silenciados

Si se pierde el fragmento cromosómico materno falta el gen responsable del S Angelman, que está silenciado en el homólogos paterno.

Todas las células de un organismo contienen el mismo material genético (secuencia de ADN), sin embargo en cada tipo celular se expresen solo los genes que necesita.

Epigenética

La epigenética estudia los cambios que regulan la expresión génica de una célula sin alterar la secuencia de ADN. Estos cambios pueden transmitirse de célula a célula e incluso

La impronta genómica es un efecto del proceso de epigenética

MECANISMOS EPIGENÉTICOS

• Metilación del ADN
• Modificación de Histonas

https://genotipia.com/que-es-epigenetica-y-epigenoma

3. Herencia del ADN mitocondrial

Características del ADN mitocondrial:

• Bicatenario y circular
• Contiene 37 genes que codifican: 2 RNAr, 22 RNAt y 13 mRNA que codifican protínas implicadas en la fosforilación oxidativa
• No se une a histonas y no contiene intrones
• Sufre más mutaciones que el ADN nuclear

3. Herencia del ADN mitocondrial

Características del ADN mitocondrial:

• Bicatenario y circular
• Contiene 37 genes que codifican: 2 RNAr, 22 RNAt y 13 mRNA que codifican protínas implicadas en la fosforilación oxidativa
• No se une a histonas y no contiene intrones
• Sufre más mutaciones que el ADN nuclear

En la herencia del ADN mitocondrial se dan 3 procesos importantes

• Herencia materna
• Homoplasmia y heteroplasmia
• Segregación replicativa

Herencia del ADN mitocondrial

Herencia materna

En humanos, la herencia del ADN mitocondrial es materna, debido a que durante la fecundación, el gameto que aporta las mitocondrias es el óvulo.

Herencia del ADN mitocondrial

Herencia materna

En humanos, la herencia del ADN mitocondrial es materna, debido a que durante la fecundación el gameto que aporta las mitocondrias es el óvulo.

Herencia materna del ADN mitocondrial

Existen EXCEPCIONES a la norma general de que el ADN mitocondrial se hereda de la madre.

Herencia del ADN mitocondrial

Homoplasmia y heteroplasmia

En general cada persona tiene un único genoma mitocondrial (HOMOPLASMIA).

Sin embargo, en ocasiones se observa que una misma célula tien mitocondrias con diferentes moléculas de ADN, por ejemplo, unas con mutaciones y otras sin ellas (HETEROPLASMIA).

Herencia del ADN mitocondrial

Segregacion replicativa

Durante la división celular las múltiples copias de ADN mitocondrial presentan replicación y distribución aleatoria entre las mitocondrias, y las mitocondrias se distribuyen aleatoriamente entre las células hijas.La disfunción celular y tisular se da cuando la fracción de mitocondrias portadoras de una mutación supera cierto umbral

Herencia del ADN mitocondrial

Dadas las funciones vitales de las mitocondrias en todas las células, no es sorprendente que las mutaciones del mtDNA puedan afectar a numerosos tejidos, especialmente a los que tiene grandes requerimientos energéticos.

Herencia del ADN mitocondrial

Dadas las funciones vitales de las mitocondrias en todas las células, no es sorprendente que las mutaciones del mtDNA puedan afectar a numerosos tejidos, especialmente a los que tiene grandes requerimientos energéticos.

bibliografia Recomendados

Capítulo 5. Modos de herencia ligados al sexo y no clásicos. Genética médica, Jorde, Lynn B., PhD. 6.ª edición. © 2021 ElsevierCapítulo 5. Extensiones y modificaciones de los principios básicos. Genética. Un Enfoque Conceptual. Pierce, B. 5ª edición. Editorial medica panamericana. Xenética humana: conceptos básicos aplicados a ciencias da saúde. Villar Cheda, B 2021. Colección: Esenciais USC.