ENFERMEDADES GENETICAS Enfermedades Monogenéticas • • • • •
Anemia Falciforme Fenilcetonuria Fibrosis Quística Corea de Huntington Hipercolesterolemia Familiar
Enfermedades Poligenéticas • • •
Diabetes Tipo 2 Hipertensión arterial Malformaciones Congénitas • Hidrocefalia • Microcefalia • Labio leporino • Ano Imperfecto/Imperforado • Espina bífida
Enfermedades Cromosómicas • Síndrome de Patau: • Síndrome de Edwards • Síndrome de Down • Síndrome de Turner • Síndrome de Klinefelter • Trastornos ligados al sexo en los humanos • Ceguera al calor • La hemofilia MUTACION
Enfermedades Genéticas Suele asociarse con enfermedades complejas y síntomas severos. La alteración genética puede provocar directamente la enfermedad o hacer al individuo susceptible de padecerla. En este último caso, se puede afirmar que cada individuo posee cierta predisposición, determinada genéticamente, para ser más o menos vulnerable a ciertas enfermedades. Las enfermedades genéticas en humanos pueden ser de dos tipos: Enfermedades monogenicas y enfermedades poligenicas. ENFERMEDADES MONOGETICAS Se originan por la alteración de un solo gen. Cuando el gen alterado es recesivo, la enfermedad se presenta exclusivamente en los individuos homocigotos para dicho gen. Cuando el gen alterado es dominante, la enfermedad se expresa tanto en individuos homocigotos como heterocigotos para dicho gen. Algunas enfermedades monogénicas son:
• Anemia Falciforme La anemia de células falciformes, drepanocitosis o anemia drepanocítica, es una hemoglobinopatía, enfermedad que afecta la hemoglobina, una proteína que forma parte de los glóbulos rojos y se encarga del transporte de oxígeno. Es de origen genético y se da por la sustitución de un aminoácido en su conformación, esto provoca que a baja tensión de oxígeno la hemoglobina se deforme y el eritrocito adquiera apariencia de una hoz; la nueva forma provoca dificultad para la circulación de los glóbulos rojos, por ello se obstruyen los vasos sanguíneos y causan síntomas como dolor en las extremidades. Los glóbulos rojos también padecen de una vida más corta provocando anemia por no ser reemplazados a tiempo.
• Fenilcetonuria La Fenilcetonuria, es un tipo de hiperfenilalaninemia, también conocida como PKU, es una alteración del metabolismo en el que el organismo no puede metabolizar el aminoácido tirosina a partir de fenilalanina en el hígado. Esta enfermedad es genética y es provocada por la carencia de enzima fenilalanina hidroxilasa.
Enfermedades Genéticas • Fibrosis Quística La fibrosis quística, originalmente denominada fibrosis quística del páncreas, y también conocida como mucoviscidosis (del lat. muccus, "moco", y viscōsus, "pegajoso"), es una enfermedad frecuente que afecta al organismo en forma generalizada, causando muerte prematura. La dificultad para respirar es el síntoma más común, emergente de infecciones pulmonares crónicas, las cuales pueden mostrarse resistentes al tratamiento con antibióticos y otros fármacos. La Fibrosis Quística es un trastorno multisistémico que causa la formación y acumulación de un moco espeso y pegajoso, afectando fundamentalmente a pulmones, intestinos, páncreas e hígado. Asimismo, se caracteriza por la presencia de una alta concentración de sal (NaCl) en el sudor, lo que sentó las bases de la prueba estándar para este diagnóstico: el examen de electrolitos del sudor. El mismo evalúa, entre otros iones, los niveles de cloruro excretados.
Fibrosis Quística • Corea de Huntington La enfermedad de Huntington (llamada también corea de Huntington y conocida antiguamente como baile de San Vito o mal de San Vito, aunque también se llamaba así a la corea de Sydenham) es una enfermedad neurodegenerativa hereditaria (se desencadena por una mutación genética) que destruye paulatinamente unas regiones específicas del cerebro llamadas ganglios (núcleos) basales. Conduce inevitablemente a la muerte. Como enfermedad hereditaria, se presenta en una forma autosómica dominante, lo cual significa que cualquier niño en una familia en la cual uno de los progenitores esté afectado, tiene un 50% de probabilidad de heredar la mutación que causa la enfermedad. Se presenta normalmente entre los 30 y los 50 años de edad (aproximadamente), aunque los síntomas se pueden desarrollar a cualquier edad.
Enfermedades Genéticas • Hipercolesterolemia Familiar Es una afección que se transmite de padres a hijos en la cual una persona tiene altos niveles de colesterol "malo" (lipoproteína de baja densidad o LDL) desde el nacimiento. Esta afección puede causar ataques cardíacos a temprana edad. La hipercolesterolemia familiar es causada por un defecto genético en el cromosoma 19, lo que hace que el cuerpo sea incapaz de eliminar el colesterol LDL del torrente sanguíneo. Esto provoca niveles permanentemente altos de LDL en la sangre, lo cual lleva a que se presente ateroesclerosis a temprana edad. La afección se transmite de manera característica de padres a hijos en forma autosómica dominante, lo cual significa que la persona sólo necesita recibir el gen anormal de uno de los padres para heredar la enfermedad. Un individuo que hereda una copia del gen se considera heterocigoto.
ENFERMEDADES POLIGENETICAS Se originan por la alteración de varios genes ubicados en distintos cromosomas. Se caracterizan porque sus efectos fenotípicos se suman, y son influenciados fuertemente por factores ambientales. Algunas enfermedades poligénicas son:
• Diabetes Tipo 2 La diabetes tipo 2 es una enfermedad relacionada con los niveles de azúcar en la sangre pero al contrario que la diabetes tipo 1, el organismo de los pacientes que sufren diabetes mellitus tipo 2 sigue produciendo insulina pero el organismo no responde a ella con normalidad. En la antigüedad se la denominaba como diabetes no dependiente de insulina. Es muy frecuente su asociación con la obesidad y se desarrolla en la edad adulta por lo que a veces también se le ha llamado diabetes relacionada con la obesidad o diabetes del adulto. Las causas de la diabetes tipo 2 pueden ser otras como la toma de corticoides. La diabetes tipo 2 influye en entre un 80 y un 90 por ciento de los pacientes diabéticos.
Enfermedades Genéticas • Hipertensión arterial La hipertensión arterial es una condición médica caracterizada por un incremento continuo de las cifras de presión arterial por encima de 139/89 mmHg y considerada uno de los problemas más importantes de salud pública en países desarrollados, afectando a cerca de mil millones de personas a nivel mundial. La hipertensión es una enfermedad asintomática y fácil de detectar, sin embargo, cursa con complicaciones graves y letales si no se trata a tiempo.
La hipertensión arterial, de manera silenciosa, produce cambios hemodinámicos, macro y microvasculares, causados a su vez por disfunción del mismo endotelio vascular y el remodelado de la pared de las arteriolas de resistencia, responsables de mantener el tono vascular periférico. Estos cambios, que anteceden en el tiempo a la elevación de la presión, producen lesiones orgánicas específicas, algunas de ellas definidas clínicamente.
Enfermedades Genéticas • Malformaciones Congénitas Hidrocefalia. Se deriva de las palabras griegas "hidro" que significa agua y "céfalo" que significa cabeza. Como indica su nombre, es una condición en la que la principal característica es la acumulación excesiva de líquido en el cerebro. Aunque la hidrocefalia se conocía antiguamente como "agua en el cerebro", el "agua" es en realidad líquido cerebroespinal (LC) - un líquido claro que rodea el cerebro y la médula espinal. La acumulación excesiva de líquido cerebroespinal resulta en la dilatación anormal de los espacios en el cerebro llamados ventrículos. Esta dilatación ocasiona una presión potencialmente perjudicial en los tejidos del cerebro.
• Microcefalia La microcefalia es un trastorno neurológico en el cual la circunferencia de la cabeza es más pequeña que el promedio para la edad y el sexo del niño. La microcefalia puede ser congénita o puede ocurrir en los primeros años de vida. El trastorno puede provenir de una amplia variedad de condiciones que provocan un crecimiento anormal del cerebro o de síndromes relacionados con anormalidades cromosómicas. Los niños con microcefalia nacen con una cabeza de tamaño normal o reducida. Posteriormente, la cabeza deja de crecer mientras que la cara continúa desarrollándose normalmente, lo que produce un niño con la cabeza pequeña, la cara grande, una frente en retroceso y un cuero cabelludo blando y a menudo arrugado.
• El labio leporino El Labio Leporino (queiloquisis) y el paladar hendido (palatoquisis) también pueden ocurrir juntos son variaciones de un tipo de deformidad congénita causada por el desarrollo facial incompleto anormal durante la gestación. Estas deformidades de las estructuras de la cara incluyen desde desarrollo incompleto del labio superior en el que se presenta una hendidura hasta la prolongación bilateral de esta hendidura que incluye el hueso del maxilar, el paladar y llegando incluso hasta la úvula o campanilla.
Enfermedades Genéticas • Ano Imperfecto/Imperforado. Un ano imperforado es la ausencia de una abertura anal normal. Por lo general, el diagnóstico se hace brevemente después de nacer el niño mediante un chequeo físico rutinario. El ano imperforado ocurre en aproximadamente 1 de cada 5000 nacimientos y se desconoce su causa. Los niños que tienen un ano imperforado también pueden tener otras anomalías congénitas. Los problemas asociados que pueden tener los infantes con un ano imperforado: defectos Vertebrales, atresia Anal, anomalías Cardíacas, fístula Traqueo-esofágica, atresia Esofágica, anomalías Renales y anomalías de las extremidades (Limbs). La incidencia de problemas con los riñones y la vejiga aumenta con la gravedad del ano imperforado, que abarca desde el 5 al 20 por ciento con lesiones bajas hasta un 60 a 90 por ciento con lesiones altas.
• Espina Bífida La espina bífida es una malformación congénita del tubo neural, que se caracteriza porque uno o varios arcos vertebrales posteriores no han fusionado correctamente durante la gestación y la médula espinal queda sin protección ósea. La principal causa de la espina bífida es la deficiencia de ácido fólico en la madre durante los meses previos al embarazo y en los tres meses siguientes, aunque existe un 5% de los casos cuya causa es desconocida. También se piensa que la espina bífida tiene un componente hereditario, aunque lo que se heredaría sería la dificultad de la madre para procesar el ácido fólico. Básicamente existen dos tipos de espina bífida, la espina bífida oculta y la espina bífida abierta o quística.
Enfermedades Genéticas ENFERMEDADES CROMOSÓMICAS En estas afecciones, la alteración genética es de tal magnitud que se puede visualizar en los cromosomas, ya sea por alteraciones en su número, o por su estructura. Entre los ejemplos de alteraciones numéricas que involucran varios genes, se encuentran los síndromes de: Patau, Edwards, Down, Turner y Klinefelter. Entre las enfermedades cromosómicas que involucran alteraciones estructurales, destacan los síndromes de: cri-du-Chat y Down familiar. • Síndrome de Patau: Es una enfermedad producida por una trisomía del cromosoma 13, es decir, las células somáticas tienen 44 autosomas, dos heterocromo somas y un cromosoma 13 adicional (44+2 cromosomas sexuales + un cromosoma l3 adicional). Los bebés que nacen con este síndrome presentan características como: deficiencia mental, sordera, polidactilia (más de 5 dedos en una de las manos o pies), labio leporino y anomalías cardiacas. En general, se presenta con una frecuencia de 1 en cada 5 000 recién nacidos. Cerca del 88% de los bebés con este síndrome mueren durante el primer mes de vida, y un 5% sobrevive hasta el sexto mes.
• Síndrome de Edwards Esta aberración cromosómica se denomina también trisomía del cromosoma 18 (44+2 cromosomas sexuales +un cromosoma 18 adicional). Los individuos que la padecen son infantes que logran sobrevivir menos de cuatro meses, ya que mueren de neumonía o ataque cardiaco. Estos niños muestran las siguientes características: orejas deformadas, hipertensión, anormalidades cardiacas, alteraciones en el sistema nervioso, retraso mental y cráneo alargado en la parte anterior y posterior.
Enfermedades Genéticas • Síndrome de Down Es una de las aneuploidías más conocidas en los seres humanos, llamada así porque fue estudiada originalmente en 1866 por John L. Down (1828-1896). Esta condición se produce cuando las células somáticas, en vez de poseer un par de cromosomas 21 poseen tres cromosomas 21. También se le conoce como trisomía del cromosoma 21 (44+2 cromosomas sexuales + un cromosoma 21 adicional). Este síndrome es el resultado de la unión de un gameto con dos cromosomas 21 y otro gameto con un cromosoma 21.
Alteraciones por cambios en el número de heterocromo somas Existen diversas alteraciones en el número de heterocromo somas, que van desde la duplicación de cromosomas X o Y hasta la presencia de cuatro cromosomas X, tanto en mujeres (XXXX) como en hombres (XXXXY). Las principales aberraciones heterocromos micas son: síndrome de tuner y síndrome de Klinefelter. • Síndrome de Turner Sólo se presenta en mujeres. Es una consecuencia de la alteración del número de heterocromo somas X, que se origina por la unión de un gameto portador de un cromosoma X con otro gameto carente de dicho cromosoma.
• Síndrome de Klinefelter Sólo se presenta en individuos de sexo masculino. Resulta de variaciones en el número de los heterocromos somas.
Enfermedades Genéticas Síndrome de Klinefelter
La hemofilia La enfermedad se debe a un gen recesivo ligado al cromosoma X, y es una enfermedad que es padecida únicamente solo por hombres, todos los varones hemofílicos son invariablemente hijos de madres portadoras del gen recesivo de la hemofilia del gen X (heterocigotas).
Mutación
• Trastornos ligados al sexo en los humanos En el ser humano se han descubiertos unos 20 caracteres ligados a los cromosomas sexuales denominados caracteres ligados al sexo. Estos caracteres no influyen en las características sexuales del hombre o de la mujer, solo que su herencia está ligada a un heterocromo soma • Ceguera al calor Los tipos de la ceguera el calor se heredan como caracteres ligados al cromosoma X. con excepción de la ceguera al calor producida por enfermedad de la retina o intoxicaciones, este trastorno no es en realidad una enfermedad ya que, la mayoría de las personas con algún tipo de ceguera al calor tienen una agudeza visual normal.
La definición que dio De Vries (1901) de la mutación era la de cualquier cambio heredable en el material hereditario que no se puede explicar mediante segregación o recombinación. La definición de mutación a partir del conocimiento de que el material hereditario es el ADN y de la propuesta de la Doble Hélice para explicar la estructura del material hereditario (Watson y Crick, 1953), sería que una mutación es cualquier cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN. La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, mientras que la recombinación al crear nuevas combinaciones a partir de las generadas por la mutación, es la fuente secundaria de variabilidad genética.
Mutación MUTACIÓN SOMÁTICA Y MUTACIÓN EN LA LÍNEA GERMINAL Mutación somática: afecta a las células somáticas del individuo. Como consecuencia aparecen individuos mosaico que poseen dos líneas celulares diferentes con distinto genotipo. Una vez que una célula sufre una mutación, todas las células que derivan de ella por divisiones mitóticas heredarán la mutación (herencia celular). Un individuo mosaico originado por una mutación somática posee un grupo de células con un genotipo diferente al resto, cuanto antes se haya dado la mutación en el desarrollo del individuo mayor será la proporción de células con distinto genotipo. En el supuesto de que la mutación se hubiera dado después de la primera división del cigoto (en estado de dos células), la mitad de las células del individuo adulto tendrían un genotipo y la otra mitad otro distinto. Las mutaciones que afectan solamente a las células de la línea somática no se transmiten a la siguiente generación. Mutaciones en la línea germinal: afectan a las células productoras de gametos apareciendo gametos con mutaciones. Estas mutaciones se transmiten a la siguiente generación y tienen un mayor importancia desde el punto de vista evolutivo.
Mutación NIVELES MUTACIONALES Es una clasificación de las mutaciones basada en la cantidad de material hereditario afectado por la mutación: • Mutación génica: mutación que afecta a un solo gen. • Mutación: cromosómica: mutación que afecta a un segmento cromosómico que incluye varios genes. • Mutación genómica: mutación que afecta a cromosomas completos (por exceso o por defecto) o a juegos cromosómicos completos. MUTACIÓN ESPONTÁNEA E INDUCIDA • Mutación espontánea: se produce de forma natural o normal en los individuos. • Mutación inducida: se produce como consecuencia de la exposición a agentes muta génicos químicos o físicos. MUTACIONES GÉNICAS Sustituciones de bases: cambio o sustitución de una base por otra en el ADN. Transiciones: cambio de una purina (Pu) por otra purina, o bien cambio de una pirimidina (Pi) por otra pirimida. Transversiones: cambio de una purina (Pu) por una pirimidina (Pi) o cambio de una pirimidina (Pi) por una purina (Pu).
Peña, Aurisel