Patrones de herencia genética

Rasgos o alteraciones mendelianas monogénicas y poligénicas

Hay rasgos externos o fenotípicos que dependen solo de un gen, siendo, pues, monogénicos. En honor a Gregor Mendel, el monje budista que estudió la recurrencia de los caracteres en el guisante, los fenotipos como consecuencia de alteraciones en un único gen son denominados Mendelianos. En estos casos, el resultado de la combinación del material genético del padre y de la madre en ese gen solitario determinará el fenotipo. Cada progenitor aporta una “copia” propia de ese gen llamado también alelo.

Autores

Dr. Javier Sánchez

(Facultativo Especialista en Genética, Hospital Universitario Virgen del Rocío. Sevilla)

El padre la suya y la madre la suya. La combinación de ambas copias determina el fenotipo final del hijo. Pero las copias o alelos no necesariamente son iguales. Pueden ser dominantes o recesivos. Mendel denominó rasgos o alelos dominantes a aquellos que solo requerían de una copia para ser expresados fenotípicamente, y recesivos cuando eran necesarias ambas copias para que un determinado carácter apareciera. Así, si B (B MAYÚSCULA) es el alelo normal dominante y b (B minúscula) es la versión mutada del alelo y es recesivo, entonces el fenotipo dominante sería el resultado de la combinación BB o también Bb (con que haya una copia “B” mayúscula, basta), mientras que el fenotipo recesivo sería bb (se requieren dos copias b minúscula para que aparezca el rasgo fenotípico).

La mayoría de las características y enfermedades comunes en el hombre, incluyendo las cardiopatías congénitas, dependen de múltiples genes, siendo, pues, poligénicas, siendo muy difícil conocer el mecanismo genético exacto de una determinada enfermedad.

Árbol genealógico

El modo de herencia de una enfermedad o un determinado carácter (por ej. color de los ojos, del pelo…) viene determinado por el árbol genealógico. Para construir un árbol genealógico utilizamos una serie de símbolos donde un cuadrado representa un hombre, un círculo una mujer, el color azul, descendiente familiar con una enfermedad, etc.

3.2.2.-arbol-genealogico

Ejemplos de segregación de los diferentes genotipos pueden verse en la imagen la descendencia con un alelo dominante (A) y un alelo recesivo (a). Dependiendo de la combinación de los alelos en los padres, la combinación de los diferentes alelos en la descendencia será diferente. La importancia de construir un árbol genealógico permite identificar el patrón de una determinada enfermedad o de un carácter en particular.

Aproximadamente, el 65% de las enfermedades monogénicas (que afectan a un único gen, aunque puede estar influenciada por otros genes) son autosómicas dominantes (es decir, está en uno de los cromosomas del 1-22 comunes entre hombres y mujeres, y solo es necesaria una copia o alelo para generar el rasgo o enfermedad en el fenotipo). El 25 % siguen un patrón autosómico recesivo, mientras que solo el 5% están ligadas al cromosoma X (clásicamente, las mujeres son portadoras y los varones sufren la enfermedad).

Herencia autosómica dominante

 La expresión de un determinado carácter o de una enfermedad se debe al cambio patológico o mutación presente en una única copia del gen (alelo). Este cambio suele estar asociado a una pérdida de función del gen en cuestión. Este tipo de herencia se caracteriza por la presencia de múltiples generaciones con individuos afectos de la enfermedad. Los heterocigotos (Aa) están afectos de la enfermedad y no hay distinción entre ambos sexos en los descendientes; cuando uno de los padres está afecto tiene un riesgo del 50% de transmitir la enfermedad a cada uno de sus hijos.

Herencia autosómica recesiva

Los cambios patológicos (mutación) han de estar presentes en ambas copias del gen para que se exprese una determinada enfermedad o un determinado carácter. Estos cambios están asociados a una pérdida parcial o total de la función del gen. En el árbol genealógico, clásicamente los padres son individuos heterocigotos o portadores normales (Aa), mientras que los individuos afectos son aa. Ciertas enfermedades, como la fibrosis quística, la talasemia o la anemia falciforme, son relativamente frecuentes debido a que los individuos heterocigotos presentan una ventaja selectiva biológica. Dado que los fenotipos (característica clínicas de un individuo) autosómicos recesivos son debido a una disminución de la actividad de una enzima, son denominados errores innatos del metabolismo. Normalmente, en los árboles genealógicos de un fenotipo recesivo se observa la presencia de varios individuos afectos de una misma generación, es independiente del sexo, los padres suelen ser sanos portadores; el 25%, es decir, 1 de cada 4 hijos, presentan la enfermedad, mientras que el 50% serán sanos portadores y el resto 25% son sanos no portadores.

Herencia ligada al cromosoma X

Los varones son portadores de un único cromosoma X y un cromosoma Y, a diferencia de las mujeres, que portan dos cromosomas X. Por tanto, todos los varones han heredado el cromosoma X de su madre y el cromosoma Y de su padre, mientras que las mujeres han heredado un cromosoma X de cada progenitor. Por tanto, el riesgo de desarrollar una determinada enfermedad debido a la presencia de una mutación en un gen presente en el cromosoma X será diferente entre ambos sexos. Dado que los varones presentan un único cromosoma X heredado de su madre, se dice que son hemicigotos para un determinado alelo mutado. En consecuencia, independientemente de si la mutación es dominante o recesiva, los varones tienen mayor riesgo de desarrollar una determinada enfermedad asociada a esta mutación. Por tanto, solo en mujeres los términos “dominante ligado al X” o “recesivo ligado al X” son aplicables, ya que los hombres, sea el gen dominante o recesivo, siempre tendrán la enfermedad.

Una persona se denomina portador de una enfermedad si la lleva consigo en sus genes pero no la manifiesta, no padece la enfermedad, pero la puede transmitir genéticamente. En el árbol genealógico, se observa que no hay transmisión varón-varón de la enfermedad o un determinado carácter. Los varones sanos no transmiten la enfermedad, pero todas las hijas de un varón afecto son portadoras. Generalmente, los varones presentan mayor severidad de la enfermedad que las mujeres. Las mujeres sanas portadoras tienen un riesgo del 50% de tener hijos afectos y 50% de tener hijas portadoras. Cuando una mujer sana no portadora tiene varios hijos afectos, es posible que se deba a un mosaicismo (presencia de células normales y con la mutación) germinal, es decir en las células que dan lugar a los gametos.

Herencia mitocondrial

Las mitocondrias son orgánulos presentes en el citoplasma de las células. Cada mitocondria presenta un cromosoma circular con genes que codifican proteínas involucradas en la respiración celular y en la formación de una molécula específica que se utiliza como fuente de energía (ATP). El genoma mitocondrial es de herencia exclusivamente materna, dado que solo el núcleo del espermatozoide forma parte del futuro embrión.