Presentación

AULA DE MAYORES Y DE LA EXPERIENCIA
F.Córdoba, R.Torronteras, A.Canalejo
Departamento de Biología Ambiental y Salud Pública
LOS RETOS DE LA BIOMEDICINA:
ENTRE LA CIENCIA Y LA ÉTICA
Tema 1.4. La transmisión de información
entre generaciones: los mecanismos de la
herencia.
La individualidad de los seres humanos. La
complejidad de los genes. La formación
formación de
gametos. Fecundación y desarrollo embrionario.
Las enfermedades hereditarias: factores
genéticos y factores ambientales.
Francisco Córdoba García, 2005
HERENCIA
AMBIENTE
Cada individuo es único. Las características que lo definen dependen
de la combinación de factores genéticos, heredados de sus padres, y
de la influencia de factores ambientales.
LA FORMACIÓN DEL CIGOTO
óvulo
cigoto
espermatozoide
Durante la fecundación, la información genética del padre
(contenida en el espermatozoide) y de la madre (contenida en el
óvulo) se combinan. Se forma una sola célula o cigoto, de la cual se
derivarán todas las células del individuo. El cigoto contiene un 50%
de información procedente del óvulo y un 50% del espermatozoide.
GENES COMPARTIDOS
En una familia, cada hermano contiene un 50% de la información genética
del padre y un 50% de la de la madre, pero esta información no es la
misma, aunque sí coincide en muchos aspectos. Por eso los hermanos se
“parecen”, pero siempre son “diferentes” (salvo gemelos monocigóticos)
LA COMPLEJIDAD DE LOS GENES:
LOS ALELOS Y LOS GENES POLIMÓRFICOS
A
El gen B es
polimórfico
porque en la
población hay
varios alelos del
mismo
El individuo es
homocigótico
para el gen A, y
heterocigótico
para el gen B
B
1 individuo
4 individuos
Los genes pueden mostrar variaciones o ALELOS.
Una persona sólo puede tener 2 alelos de un gen, que pueden ser iguales
(gen homocigótico) o diferentes (gen heterocigótico).
En una población puede haber genes que presenten muchas variaciones: se
llaman GENES POLIMÓRIFICOS
LOS GRUPOS SANGUÍNEOS COMO EJEMPLO
DE GENES POLIMÓRFICOS
ALELOS  PROTEÍNAS
El sistema ABO depende
de la expresión de un gen,
del que existen en la
población 3 tipos de alelos:
IA, IB , i
i
IA
IB
GENOTIPOS

FENOTIPOS
i,i
Grupo O
IA, IA - IAi
Grupo A
IB, IB - IBi
Grupo B
IA, IB
Grupo AB
LA MITOSIS vs LA MEIOSIS
MITOSIS
+
-La meiosis da lugar a la formación de gametos.
-Los gametos contienen 1 cromosoma de cada
pareja (un gameto humano tiene 23 cromosomas)
MEIOSIS
+
+
+
LA MEIOSIS Y LA RECOMBINACIÓN
+
2N
-Durante la meiosis, los cromosomas
homólogos se reconocen y emparejan.
-Se fragmentan para recombinar sus genes.
-Y en dos divisiones sucesivas, se forman 4
células que contienen un número haploide de
cromosomas (23 en seres humanos)
N
N
N
N
LA MEIOSIS
LA MEIOSIS GENERA NUEVAS COMBINACIONES DE GENES
Meiosis sin
recombinación
+
+
+
+
+
+
Meiosis con
recombinación
La recombinación permite generar cromosomas con combinaciones
de genes que no existían previamente.
LA EXTRAORDINARIA VARIABILIDAD DE LOS GAMETOS
¡¡¡ Más de 101000 tipos
de gametos !!!
Si se consideran 23 pares de cromosomas, con 30.000 genes en
total (60.000 alelos en mujeres y algo menos en hombres), de los
cuales, el 10% o más son heterocigóticos, el número total de
gametos que se pueden formar son, cómo mínimo: ¡¡¡ 23.000 !!!
GAMETOS Y REPRODUCCIÓN
Hombres y mujeres producen gametos en los testículos y ovarios mediante un proceso de
división celular denominado meiosis, que permite reducir el juego de cromosomas (46) a
la mitad (23). Los gametos (haploides por contener un solo juego de cromosomas) se
fusionan durante la fecundación dando lugar al cigoto, una célula diploide (con 23 parejas
de cromosomas). Esta célula se irá dividiendo mediante mitosis generando nuevas células.
TESTÍCULOS Y ESPERMATOZOIDES
Túbulos seminíferos con
espermatozoides
Los espermatozoides son células
haploides muy diferenciadas que
contienen estructuras
adaptadas a la locomoción,
fuentes de energía y sistemas
de reconocimiento del óvulo.
Su supervivencia dentro del
aparato reproductor femenino
puede llegar a 3-5 días, aunque
al aire libre mueren
rápidamente.
Espermatozoides maduros
OVARIOS Y ÓVULOS
El ovario contiene (ya antes de nacer)
grupos de células o folículos en cuyo
interior se desarrollará el óvulo
cuando se alcance la madurez sexual.
El desarrollo de un folículo se produce
cada 28 días (por término medio) en
cada ciclo menstrual.
Tras la ovulación (salida del óvulo del
ovario), los restos del folículo que lo
contenían se convierten en el cuerpo
lúteo, un órgano productor de
progesterona que degenera en pocos
días, salvo que exista fecundación.
LA DETERMINACIÓN DEL SEXO
Las mujeres producen exclusivamente gametos que contienen el
cromosoma X (más los 22 cromosomas restantes), mientras que los
hombres producen un 50% de gametos que contienen el cromosoma X y un
50% que contienen en cromosoma Y. Por tanto, la probabilidad de tener
un niño o una niña es del 50%.
FECUNDACIÓN Y PRIMERA SEMANA DE LA GESTACIÓN
La unión del óvulo y del espermatozoide se produce normalmente en la trompa de Falopio.
El cigoto formado se va dividiendo, a la vez que recorre el camino hasta llegar al útero
donde se implanta en forma de blastocisto.
EL EMBARAZO: ¡UN LARGO CAMINO!
A lo largo de nueve meses el embrión, después feto, irá aumentando de tamaño a la vez
que desarrollando sus tejidos y órganos. La ecografía y otras técnicas permiten seguir su
desarrollo intrauterino.
CUANDO ERAMOS MUY PEQUEÑOS…
4 días
32 días
25 días
En las imágenes se
aprecia el desarrollo
progresivo del
embrión, así como el
saco amniótico en el
que se envuelve, y el
cordón umbilical que
lo nutre desde la
placenta y por tanto
a través de su madre.
8 semanas
24 semanas
LAS ENFERMEDADES GENÉTICAS
Los errores en los genes pueden ser heredados en ciertos casos: es la causa
de las enfermedades hereditarias. NO TODAS LAS ENFERMEDADES
GENÉTICAS SON HEREDITARIAS. Las enfermedades genéticas se
clasifican en 3 tipos:
Enfermedades monogénicas o enfermedades mendelianas
(ejemplos: hemofilias, anomalías congénitas del metabolismo…)
Enfermedades cromosómicas:
(ejemplos: síndrome de Down, síndrome de Turner…)
Enfermedades multifactoriales
(ejemplos: espina bífida, hipertensión, esquizofrenia…)
Importancia de las enfermedades genéticas
• Elevada Frecuencia
• Elevada mortalidad precoz
• Compromiso de la calidad de vida
• Carácter hereditario
• Elevado coste
EVITANDO CONFUSIONES…
CONGÉNITO: Literalmente “nacido con”. Una enfermedad congénita se
manifiesta antes o durante el nacimiento, independientemente de la causa
(puede ser genética o no)
GENÉTICO: “relativo a los genes”. Una enfermedad genética se debe a que la
información contenida en los genes está ausente o ha sido modificada. Puede
ser hereditaria o no serlo.
HEREDITARIO: “que se transmite de una generación a otra”. Desde un punto
de vista biológico, sólo las enfermedades genéticas pueden ser hereditarias
(porque los padres transmiten genes a sus hijos).
Ejemplo: un niño nace con sordera (enfermedad congénita),
Causa 1: la madre tuvo rubeola durante el embarazo, que
afectó al niño (enfermedad adquirida, no hereditaria),
Causa 2: el niño ha heredado de la madre genes defectuosos
(enfermedad hereditaria)
LAS LEYES DE LA HERENCIA
La forma en que se hereda una enfermedad genética depende del tipo de gen
dañado (dominante o recesivo) y de la situación del gen en cromosomas
sexuales (X o Y) o en el resto de cromosomas (somáticos)
ANÁLISIS GENEALÓGICO (PEDIGREES)
El análisis genealógico permite averiguar el tipo de daño genético
(dominante, recesivo, ligado al sexo, etc.) así como predecir los posibles
daños en las siguientes generaciones.
LOS MAPAS GENÉTICOS
Hoy, la investigación está
permitiendo averiguar donde se
localizan las mutaciones
responsables de las
enfermedades genéticas, lo que
abre una esperanza para su
prevención y su posible curación.
La amniocentesis
es una técnica
para analizar
células
desprendidas del
feto y comprobar
posibles
anomalías
cromosómicas
ENFERMEDADES GENÉTICAS MONOGÉNICAS
5.000 enfermedades descritas con diferentes manifestaciones clínicas
• 1/3 Congénitas y 2/3 de aparición tardía
• Se transmiten siguiendo las leyes de Mendel
HERENCIA AUTOSÓMICA DOMINANTE
•Alto colesterol familiar
•Enfermedad de Huntington, un trastorno
progresivo del sistema nervioso
•Algunas formas de glaucoma, que causan
la ceguera si no se las trata
•Polidactilia: existencia de dedos adicionales
en las manos o en los pies
HERENCIA LIGADA AL SEXO
•Hemofilia, en la que la sangre carece de
una sustancia necesaria para la coagulación
•Daltonismo de los colores rojo y verde
•Distrofia muscular de Duchenne, que causa
debilidad muscular y la muerte
HERENCIA AUTOSÓMICA RECESIVA
•Anemia de glóbulos falciformes, una
enfermedad de la sangre que afecta
principalmente a personas de origen
afroamericano e hispano
•Enfermedad de Tay-Sachs, que causa
retraso mental y la muerte,
principalmente en personas de
ascendencia judía europea oriental o
canadiense francesa
•Fibrosis quística, un trastorno de los
pulmones y del sistema digestivo que
afecta principalmente a personas de
ascendencia caucásica del norte
europeo
•Fenilcetonuria (PKU), un trastorno
metabólico que afecta principalmente a
los caucásicos
DALTONISMO
http://www.uam.es/personal_pdi/medicina/algvilla/fundamentos/nervioso/Daltonismo/ishihara.htm
Pista (izq/dcha; arriba/abajo): 25, 29, 45, 56, 6, 8
EJEMPLO: SÍNDROME DE FEMINIZACIÓN TESTICULAR
La imagen muestra una “mujer” que
genéticamente es un “hombre” (dotación
cromosómica XY).
El desarrollo de los caracteres sexuales
típicos de una mujer se debe a la ausencia
en la células de receptores proteicos de la
testosterona, debido a diversas
mutaciones genéticas en el cromosoma X,
por lo cual, aunque se produzca la hormona
masculina en cantidades normales, sólo
producirán efectos las hormonas
femeninas Su frecuencia es 1 de cada
20.000 nacimientos.
En muchos casos, las personas con este
síndrome no saben que lo poseen, pero
dado que carecen de menstruación y son
estériles, el examen médico consiguiente
demuestra la existencia de esta anomalía.
ENFERMEDADES CROMOSÓMICAS
AUTOSOMOPATÍAS
Afecta al número o estructura de los autosomas
Síndrome de Down
GONOSOMOPATÍAS
Afecta al número o estructura de los cromosomas
sexuales (X, Y)
Síndrome de Edwards
Síndrome del Cromosoma X frágil
(o Síndrome de Martin-Bell)
Síndrome de Patau
Síndrome de Turner
Trisomía del cromosoma 21
Trisomía del cromosoma 18
Trisomía del cromosoma 13
Síndrome de Lejeune (Maullido del gato)
Deleción del cromosoma 5
Rotura del brazo largo del cromosoma X
45 XO
Síndrome de Klinefelter
47 XXY
EJEMPLO 1: EL SÍNDROME DE DOWN
Denominación:Trisomía del cromosoma 21.
Tipo: Anomalía cromosómica
(cromosomopatía).
Existen 3 copias del cromosoma 21
(autosomopatía), que se produce por un
error al fabricar los gametos (uno de los
padres, generalmente la madre, produce
gametos con 24 cromosomas, con 2 copias
del cromosoma 21)
23
23+1
46 + 1
SÍNDROME DE DOWN
La incidencia de
nacimientos con síndrome
de Down aumenta
exponencialmente con la
edad de la madre
El niño con síndrome de Down
presenta un conjunto de
alteraciones que afectan a su
calidad y esperanza de vida.
EJEMPLO 2: CROMOSOMA X FRÁGIL
SÍNDROME DE MARTIN-BELL
1ª causa de Retraso Mental Hereditario
Afecta a un gen del cromosoma X
Incidencia: 1/2000 (hombres)-1/4000 (mujeres)
recién nacidos/as vivos/as
(el 2º cromosoma X protege a las mujeres)
Diagnóstico tardío y erróneo
Rasgos físicos en varones:
Cara: Frente y/o ojos grandes con una mandíbula
prominente
Macroorquidismo (testículos grandes)
Rasgos físicos en mujeres:
Afectadas
Rasgos físicos menos marcados
Retraso mental
Portadoras
Sin rasgos físicos especiales
Problemas con las matemáticas
Menopausia prematura
CROMOSOMA X FRÁGIL
PROBLEMAS CLÍNICOS EN LOS AFECTADOS
Problemas Médicos
Estrabismo
Otitis de repetición
Soplo cardíaco
Pies planos
Epilepsia (algunos casos)
Problemas en el desarrollo
Retraso Mental
Retraso en el desarrollo motor
Trastornos emocionales y de conducta
Aparición tardía del lenguaje
Hiperactividad y déficit de atención
Comportamiento autista
TRATAMIENTO
Médico y familiar
Educativo
Enfoque muldisciplinar coordinado
GENES Y MEDIO AMBIENTE
Debidas a la existencia de varias lesiones o mutaciones genéticas
Diversos factores extrínsecos pueden desarrollarlas o agravarlas:
•Drogas y fármacos: talidomida, alcohol, tabaco, hormonas…
•Infecciones: rubeola, toxoplasmosis, sífilis…
•Agentes físicos: radiaciones ionizantes (rayos X…)
•Agentes químicos: mercurio, plaguicidas…
•Factores nutricionales: hipo- e hipervitaminosis A