¡Se acerca una de nuestras fechas favoritas! El 25 de abril está a la vuelta de la esquina. ¿Por qué nos gusta tanto esta fecha? Sabemos que no es Año Nuevo, pero está cerca. Se trata del Día del ADN, conmemorado cada 25 de abril. En Nanolab, y todas sus líneas, utilizamos la medicina genómica para el diagnóstico y prevención de diferentes enfermedades. Claro, como un laboratorio de medicina genética nos fascina el Día del ADN, no lo podemos evitar.
Hace un tiempo, te compartimos datos curiosos acerca del ADN, puedes revisar aquí. En esta ocasión, haremos algo más educativo que varias personas nos han pedido: ¡Te enseñaremos genética básica! Entre tantas enfermedades genéticas con diferentes mecanismos, puede ser fácil perderse y no entenderlas del todo, ¡son complejas! Por ello, en esta ocasión, aprende genética básica con Nanolab.
ADN, genes y cromosomas: ¿Cómo guardamos nuestra información genética?
Antes de adentrarnos a los mecanismos genéticos, hay que conocer al ADN y sus componentes. Es más, es posible que sólo esos términos logren confundir a más de uno. Lo primero es el ADN, que es el código que guarda toda tu información. Se trata de una molécula gigante llena de instrucciones. Cada una de estas instrucciones la conocemos como gen y cada gen contiene información para construir un pedacito tuyo. Por lo tanto, puedes pensar al ADN como un gran libro de cocina y a cada gen como una receta. Dentro de los genes, encontrarás que hay dos partes: exones e intrones. Los exones los conocemos como las partes codificantes de un gen, mientras que los intrones carecen de instrucciones. Volviendo a la analogía de una receta, puedes pensar a los exones como la verdadera instrucción: lo que te dice cuánto poner de cada ingrediente y cómo mezclar, mientras que el intrón es la información extra, como una fotografía o la historia del chef; información que adorna la receta, pero no es necesaria para que tú consigas realizar el platillo. Finalmente, queda aclarar qué es un cromosoma.
El ADN es demasiado grande, cuenta con millones de instrucciones. Si lo sacarás de las células y los estirarás, podrías darle vuelta al Sistema Solar más de una vez. Esa cantidad brutal de información debe caber en el núcleo de una celulita, un espacio muy reducido. Por ello, el ADN se compacta en forma de cromosomas. Regresando a la analogía, los cromosomas serían diferentes capítulos del recetario. Los humanos poseen 46 cromosomas, de los cuales 23 son heredados de mamá y 23 de papá, volviéndote una mezcla de tus progenitores. Cada uno de esos cromosomas trae una copia de un gen a la que conocemos como alelo. Por lo tanto, tienes dos copias de cada gen, una que te dio tu mamá y otra tu papá.
Una forma sencilla de entender al ADN y sus componentes es compararlo con un recetario. El ADN es tu libro, el gen una receta. Los intrones son esas lindas fotos que adornan, pero no son necesarias, y los exones son las verdaderas instrucciones. Los capítulos serían tus cromosomas.
Resumiendo esta es la información:
ADN es todo el mega recetario.
Los genes son recetas.
Los intrones son información extra.
Los exones son información necesaria.
Los cromosomas son ADN compactado.
Los alelos son la copia de un gen (recuerda tienes dos copias).
Ahora sí, podemos adentrarnos al mundo de las enfermedades genéticas.
Enfermedades de los cromosomas o cromosomopatías
El grupo de enfermedades más simples de entender son las cromosomopatías, que ocurren en los cromosomas. Estas ocurren cuando faltan o sobran grandes fragmentos de información genética. Las cromosomopatías las podemos clasificar en dos grupos: cromosomopatías en numéricas y estructurales.
Las cromosomopatías numéricas se denominan aneuploidías y son aquellas donde sobran o faltan cromosomas enteros. La falta o sobra de información genética ocasiona enfermedades debido a la alteración en la carga genética de la persona. La aneuploidía más común, y que la mayoría conoce, es el síndrome de Down. Este síndrome sucede cuando hay tres cromosomas 21 en lugar de dos. La única aneuploidía donde falta información se llama síndrome de Turner y sucede cuando falta un cromosoma X en una niña.
Por otro lado, existen cromosomopatías estructurales, donde el número de cromosomas es correcto, pero presentan defectos pequeños. Que esto no te engañe, en relación con el tamaño de los cromosomas, eso es mucha información genética.
La cromosomopatía estructural más común es la microdeleción. Se trata de eventos donde el número de cromosomas es correcto, pero falta un trozo de información en algún cromosoma. La microdeleción más conocida es el síndrome de Prader Willi y el síndrome de Angelman, que ocurren cuando se pierde un fragmento del cromosoma 15. Por otro lado, lo opuesto a una microdeleción es la duplicación cromosómica. En estos casos, sigue habiendo 46 cromosomas, pero un cromosoma contiene información repetida. La duplicación es un evento extremadamente raro, a diferencia de la microdeleción. El síndrome de duplicación más común se conoce como síndrome Dup 7 y, como su nombre indica, es la duplicación de un fragmento del cromosoma 7.
Aquí se muestra un cariotipo que revela una aneuploidía. Puedes observar la ausencia de un cromosoma X. Esta condición es conocida como síndrome de Turner.
Enfermedades autosómicas
Estas son las enfermedades genéticas más frecuentes. En este caso, el problema se encuentra en un solo gen y no en una cantidad extensa de información o cromosoma. Es importante recalcar que el hecho de que la afectación sea más pequeña (un solo gen) no significa que las enfermedades no sean graves. Muchos genes contienen instrucciones vitales para el cuerpo y su falta ausencia puede ser devastadora. Sin embargo, no todas las enfermedades autosómicas son graves; algunas pueden ser imperceptibles.
Los genes pueden presentar diversos tipos de alteraciones; pueden perder información importante, repetir información, terminar abruptamente sin completar la receta, cambiar un ingrediente de la receta o incluso pueden desaparecer. Al final, para todos los que no son genetistas o médicos, lo importante es que se afecta un gen. Existen dos formas de enfermedades autosómicas: las enfermedades autosómicas dominantes y las autosómicas recesivas. Este par causa que muchos se confundan.
Cuando tratamos con dominante o recesivo, nos referimos a qué es lo que se expresa. Sin embargo, tú puedes pensarlo como qué gen es más fuerte. Recuerda que de cada gen hay dos copias, que llamamos alelos. Un alelo puede ser dominante o recesivo o, en términos simples, fuerte o débil. Un alelo dominante (fuerte) vence a un alelo recesivo (débil) y es lo que la persona muestra. Por ejemplo, los ojos azules. Si una pareja tiene un bebé y el papá tiene ojos azules y la mamá ojos cafés, el bebé nacerá con ojos cafés. Esto se debe a que, aunque el bebé tiene un alelo para ojos azules, éste es recesivo (débil) y es opacado por el alelo dominante (fuerte) de ojos cafés. El ejemplo del color de los ojos es muy útil para enseñar genética básica, pero en la vida real, el color de ojos no funciona así, sólo te lo cuento como dato curioso.
Este es un cuadro de Punnett para el color de ojos. Es una visualización matemática de cómo heredamos los genes y cómo se comportan. Los genes de ojos cafés son dominantes y siempre se muestran, incluso si están emparejados con un gen de ojo azul. Este cuadro te ayudará a comprender mejor las enfermedades autosómicas recesivas y dominantes.
Ahora que sabes que los alelos dominantes siempre se muestran porque son fuertes y opacan a su compañero, puedes entender las enfermedades autosómicas. Las enfermedades que denominamos autosómicas dominantes indican que basta heredar un alelo o gen alterado para desarrollar la enfermedad, incluso si la persona cuenta con otro gen sano. En estos casos, solemos decir que las parejas donde hay una enfermedad autosómica dominante, tendrán al 50% de sus hijos con la enfermedad. Para determinar la probabilidad de heredabilidad, los genetistas utilizan cuadros de Punnett, que son una forma visual y matemática de observar los genes y la herencia. Por ejemplo, (E) es un gen enfermo y (e) es un gen sano. Cada padre tiene dos copias de cada gen, por lo que se realiza una multiplicación Ee x ee. Los resultados que puedes obtener son Ee, Ee, ee o ee. Si te fijas, dos tienen la (E) y, por lo tanto, el 50% de los casos tendrán la enfermedad.
Las enfermedades autosómicas dominantes no siempre son así. Un padre puede tener dos genes afectados o ambos padres pueden tener la enfermedad, y eso cambia la heredabilidad. Por ejemplo, si tanto mamá como papá son Ee y Ee, los hijos pueden ser EE, Ee, Ee o ee. Por lo tanto, el 75% de los hijos nacerá con la enfermedad porque basta un gen alterado para heredar la patología.
Por otro lado, las enfermedades autosómicas recesivas ocurren cuando alguien nace con dos genes recesivos enfermos. Sin embargo, mientras haya un gen sano, la persona estará a salvo de la enfermedad. Este tipo de enfermedades es más rara porque se requiere que ambos padres sean portadores de la enfermedad o la padezcan. Por ejemplo, si mamá es portadora, siendo (F) sano y (f) enfermo, y papá es sano FF, ningún hijo tendrá la enfermedad porque los hijos pueden ser FF, FF, Ff o Ff. Dado que no se juntaron dos genes recesivos enfermeros (f), nadie tendrá la enfermedad, pero el 50% de los hijos será portador.
Ahora, imagina que un hijo de esa pareja es Ff y tiene un hijo con alguien Ff. Ahora, las posibilidades de heredabilidad son: FF, Ff, Ff o ff. En este caso, el 25% de los hijos presentará la enfermedad, ya que pueden obtener dos genes recesivos enfermos (ff).
Enfermedades ligadas al cromosoma sexual X
El último grupo de enfermedades genéticas que discutiremos en esta ocasión son las enfermedades ligadas al cromosoma sexual X. Estas son enfermedades donde un solo gen del cromosoma X está afectado y causa enfermedad. Este tipo de enfermedades suelen presentarse en varones y hay una buena razón para ello. ¿Recuerdas que de cada gen hay dos copias llamadas alelos? Eso es verdad en casi todo, excepto en los cromosomas sexuales de los hombres. Los niños tienen cromosomas XY, a diferencia de las niñas que tienen cromosomas XX. Por lo tanto, si un niño hereda un gen alterado en su cromosoma X, carece de una copia que lo pueda ayudar, porque el cromosoma Y no cuenta con una copia de ese gen, ya que es diferente.
Las enfermedades ligadas al cromosoma X son patologías que las madres heredan a sus hijos varones. Mamá puede tener un gen alterado y uno sano, porque posee dos cromosomas XX. Su cromosoma sano la salva de una enfermedad. Si un niño hereda un gen alterado en su cromosoma X y su cromosoma Y de papá, carece de otro cromosoma X que mantenga el balance; solamente cuenta con una copia del gen y ésta está alterada, por lo que desarrolla una enfermedad.
Las niñas no suelen heredar este tipo de enfermedad porque, aunque mamá les pase un cromosoma X con un gen enfermo, papá, con otro cromosoma X sano, las protege de la enfermedad. Eso sí, las niñas pueden nacer sanas completamente o siendo portadoras. Si una niña heredó el cromosoma X enfermo de mamá y el cromosoma X sano de papá, ella estará sana, pero portará la enfermedad y sus hijos podrán verse afectados. Eso no significa que una niña no pueda tener una enfermedad ligada al cromosoma X, simplemente es más raro que estén afectadas. Por ejemplo, el daltonismo pertenece a este grupo de enfermedades y sí existen mujeres daltónicas. Esto sucede cuando papá es daltónico y mamá es portadora del daltonismo. Esta pareja puede pasar dos cromosomas X alterados a una hija. La niña tendrá dos copias alteradas del gen, ninguna sana y tendrá daltonismo.
Las enfermedades ligadas al cromosoma X suelen afectar a varones, ya que el cromosoma Y carece de la misma información que el cromosoma X. Por lo tanto, los niños sólo heredan una copia de cada gen encontrado en el cromosoma X. Si la copia está alterada, el niño carece de un gen sano que lo mantenga balanceado.
Nanolab: El laboratorio especializado en genética
Espero que hayas entendido un poco sobre la genética y las enfermedades. Estos tres grupos, o cuatro si separas las enfermedades autosómicas dominantes y recesivas, son las formas más frecuentes de enfermedades genéticas. Hay más tipos que iremos aprendiendo juntos muy pronto. También existen otras características genéticas que aumentan la complejidad de las enfermedades, de las cuales también discutiremos prontamente.
Nanolab es un laboratorio de estudios genéticos con diferentes líneas. En Nanocare nos centramos en la genética reproductiva para diagnosticar y formular perfiles de riesgo para enfermedades genéticas antes del nacimiento. Insight es nuestra línea de enfermedades raras y se centra en diagnosticar enfermedades genéticas, especialmente aquellas de tipo autosómico y ligadas al cromosoma X. En Trueonco encontrarás genética oncológica, donde formulamos perfiles de riesgo para cáncer hereditario con base en tus genes. En Trueonco también apoyamos en tratamientos para cáncer con base al estudio de mutaciones en tumores.
Nanolab te invita a conocer el mundo de la genética y la capacidad de diagnóstico posible a través de ella. ¡Feliz Día del ADN!
El estudio de la genética y el ADN nos permite diagnosticar y predecir miles de enfermedades.
Referencias
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