Genética - Células Madre

Guión del Powerpoint. Los números indican la diapositiva.

Células madre

2 - Las células madre son células con el potencial de convertirse en muchos tipos distintos de células en el organismo. Funcionan como un sistema reparador del cuerpo

3 - Existen cuatro tipos de células madre, según su capacidad para formar las diferentes células de los tejidos y órganos.:

Las células madre totipotentes tienen la capacidad de forman un organismo nuevo. Se encuentran en el embrión en la etapa de mórula

Las células madre pluripotenciales poseen la capacidad de diferenciarse en casi la mayor parte de las células que componen el cuerpo humano, pero no formas un organismo completo. Puede generar tejidos de mesoder ectodermo y mesodermo.

Las células madre multipotentes Las células madre multipotenciales poseen la capacidad de diferenciarse en un limitado tipo de células que se encuentran en el organismo, y las cuales están estrechamente relacionadas entre sí. Por ejemplo: las células madre hematopoyéticas, que producen diferentes tipos de células sanguíneas, son consideradas células madre multipotenciales.

Las células madre unipotentes pueden formar únicamente un tipo de célula particular.

4 -Tambien podemos diferenciarlos según su procedencia:

La célula madre por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. El cigoto es totipotente, hasta la fase de mórula.

Células madre embrionarias en fase de blástula: son pluripotentes.

Célula madre germinales: Proceden de la zona del embrión dónde se originarán los óvulos y los espermatozoides. Son pluripotentes.

Células madre fetales: Estas células madre aparecen en tejidos y órganos del feto como sangre,hígado, pulmón  aunque parecen mostrar mayor capacidad diferenciación que las misma células madres ya adultas.

Célula madre adulta: Son células no diferenciadas que se encuentran en tejidos y órganos adultos y que poseen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a células adultas, pero sólo  del tejido en el que se encuentran, por lo tanto se consideran células multipotenciales. También se pueden encontrar células madre multipotentes en la sangre del cordón umbilical.

5 - Entre los cientos de tipos diferentes de células en el cuerpo humano, hay varios tipos de células extraordinarias llamadas células madre. 

6y7-Lo que las células madre tienen en común es el potencial de convertirse en muchos tipos diferentes de células. Las células madre son las precursoras de las células especializadas que generan todos los tejidos en el cuerpo humano.

8- Las células madre también son capaces de renovarse indefinidamente, asegurando un suministro constante de células de reemplazo para los perdidos a la enfermedad, las lesiones y la edad.

9- Un tipo de célula madre se divide indefinidamente y se desarrolla para formar cualquier tipo de tejido. Estas son las células madre embrionarias, y son las que se encuentran en el centro de la controversia política actual.  A partir de estas células embrionarias, se puede desarrollar cientos de células adultas. De hecho, estas células embrionarias son capaces de formar cualquier tipo de célula en el cuerpo.

10 y 11 - Otro tipo de célula madre se encuentra en la sangre del cordón umbilical después del nacimiento. Estas células madre son más especializadas que las células embrionarias, pero pueden generar todas las células de la sangre y las del sistema inmunológico.

12 – Otro tipo de célula madre son las células madre adultas. Estas células pueden especializarse para sólo uno o dos tipos diferentes de tejido, como la médula espinal, el cerebro o los músculos. Estas células madre son más especializadas y más limitadas que las células madre embrionarias.

13- Es esta característica única de auto-renovación y la capacidad de convertirse en distintos tipos de células especializadas maduras que emociona a los científicos acerca de la posibilidad de utilizar todo tipo de células madre para crear células de reemplazo y para desarrollar medicamentos más seguros y eficaces.

15- Un espermatozoide y un óvulo cada uno tiene la mitad del complemento normal de cromosomas humanos.

16 - Cuando el espermatozoide fecunda al óvulo se emparejan sus cromosomas homólogos y comienza la división celular. El zigoto fecundado se convierte a esta célula en dos células, luego cuatro, ocho, 16 y así sucesivamente. Un adulto está formado por cerca de 10 billones de células. 

17 – La división celular sigue hasta la mórula, donde empiezan a diferenciarse las células para formar el blastocisto. En tres a cinco días después de la fecundación, si el desarrollo embrionario continúa con normalidad, esta colección de células se considera un embrión, aunque no tiene ningún tipo de tejidos diferenciados. Ha asumido una forma esférica hueca, llamada blastocito, y es mucho más pequeño que la cabeza de un alfiler.

18- Dentro de cada blastocito de 4 a 5 días de edad, ha comenzado una sutil diferenciación de las células. Dentro de la pelota, a un lado, se encuentra un grupo de células llamado la "masa celular interna." Estas células, que siguen siendo no-especializada, son las células que pueden ser cultivadas para formar líneas de células madre embrionarias.

19 – Los embriones que no se implantan en el útero de una madre son congeladas, y pueden ser utilizadas para generar células madre embrionarias con el consentimiento de los donantes.  Cada una de estas células madre embrionarias, si se le da las señales químicas adecuadas, tiene el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo.

20- Una diferencia clave entre las células madre embrionarias y células madre adultas es que las células madre embrionarias se dividen y crecen de forma indefinida. La mayoría de las células madre adultas tienen una limitada, aunque extensa, capacidad de proliferar.

Células madre adultas.

22 y 23 - Casi todas las células del cuerpo contienen el conjunto completo de genes necesarios para construir y mantener un ser humano. Pero a medida que las células se vuelven más especializadas, se apagan los genes que ya no necesitan las células. Debido a que algunos de sus genes ya han sido silenciadas, las células madre adultas son menos versátiles que las células madre embrionarias. Pero todavía pueden ser usadas para tratar a los pacientes.

24 - Un tipo de células madre adultas se encuentra en la médula ósea y dan lugar a todas las células de la sangre y las células del sistema inmunológico.

25 - Otro tipo de célula madre que se encuentra en la médula ósea puede convertirse en músculo, tendón, cartílago, grasa y hueso. Los investigadores están aprendiendo cómo construir estos tejidos conectivos para utilizarlos como posibles piezas de recambio.

26 - Por ejemplo, cuando los pacientes de cáncer reciben un trasplante de médula ósea, reciben células madre formadoras de la sangre que regeneran la sangre y las células del sistema inmunológico.

Métodos de obtención de células madre embrionarias.

27- Activación de ovocitos por transferencia nuclear somática: consiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado y sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta. Este núcleo es capaz de reprogramarse. Una ventaja de esta técnica es obtener células madre que contengan la misma dotación genética que el paciente y evitar así problemas de rechazo.

28 - La criopreservación o crioconservación es un método que utiliza nitrógeno líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así poderlas conservar durante años. Estos embriones son procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida, que cuando se fecundan más de los necesarios pueden ser donados por los pacientes que se someten a este tratamiento.

29- Con esta técnica se consigue no destruir el embrión. Se utilizan óvulos fecundados que se dejan crecer hasta que tiene de 8 a 10 células. Una de estas células se extrae y se cultiva. El embrión del que se obtiene esta célula es completamente viable por lo que se puede implantar en un útero y seguir un desarrollo normal.

30 – La partenogénesis es una forma de reproducción basada en el desarrollo de células sexuales femeninas no fecundadas. Puede ser inducida en mamíferos mediante métodos químicos o físicos in vitro. Como resultado de esta activación, se obtiene una masa celular denominada partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales.

En esta entrada analizaremos los efectos nocivos que produce la radiación en los organismos.

Según el tipo de interacción con la molécula se pueden hablar de efectos directos o efectos indirectos.

A. EFECTOS DIRECTOS: Cuando la radiación actúa directamente sobre las moléculas causando ionización y excitación molecular.

B. EFECTOS INDIRECTOS : Cuando la radiación actúa sobre las moléculas del agua, y dando lugar a iones y radicales libres que interactúan posteriormente con las moléculas . Se produce una reacción entre las ondas radioactivas y el agua del citoplasma produciendo por ejemplo, peróxido de hidrógeno que es muy venenoso para la célula.

También se pueden distinguir según qué tipo de célula se ve afectada:

EFECTOS EN CELULAS SOMATICAS: Cuando afectan a las células que forman

parte de los diferentes tejidos del cuerpo, excepto los tejidos reproductores . A mediano o a largo plazo, estos efectos pueden dar origen al cáncer y a cambios fisiológicos y estructurales degenerativos.

B. EFECTOS EN CELULAS GERMINALES: Cuando afectan a los tejidos reproductores ( óvulos y espermatozoides) Cualquier mutación producida en estas células que no comprometan su viabilidad, pueden ser hereditarias, es decir pasan de generación en generción

Efectos de largo plazo:

El más importante es el cáncer, suele iniciarse con la modificación de la información genética de la célula, por alteración de genes específicos. Estos efectos pueden presentarse por una simple sobreexposición alta o por una exposición baja continua durante largo tiempo. Los cánceres más frecuentes son los que atacan al sistema hematopoyético, a las tiroides, a los huesos y a la piel. El tumor puede aparecer unos 5 a 20 años después de la sobreexposición. No hay dosis por pequeña que sea que no implique algún riesgo de cáncer en el futuro

Por ejemplo se ha demostrado que el bario y el radio se introducen en los huesos y produce una degradación de ellas o que el radón inhalado produce cáncer de pulmón

B. EFECTOS A CORTO PLAZO: Presentan las siguientes características. Los efectos se presentan a partir de una dosis mínima es de aproximadamente 500 mSv, la severidad o gravedad del efecto aumenta a partir de la dosis mínima se establece una relación clara entre el agente causante y el efecto

Estos efectos dan lugar a lo que denominamos Síndrome Agudo por Radiación que puede ser hematopoyético, gastrointestinal y del sistema nervioso central. Quienes llegan a sufrir de estos síndromes agudos generalmente mueren . Previamente hay una serie de síntomas que se manifiestan con náuseas, malestar y fatiga, fiebre y cambios en la sangre, radiodermitis, cataratas.

Tratamientos génicos:

Se pueden realizar de 3 maneras:

Ex vivo, cuando la corrección del defecto genético se realiza en el laboratorio en las células extraídas del paciente que posteriormente son reintegradas al organismo

In situ, cuando la modificación genética de las células del paciente se realiza introduciendo el ADN (los genes terapéuticos) directamente en el propio órgano defectuoso del individuo

In vivo, cuando se hace llegar en vectores adecuados los genes terapéuticos a las células defectuosas a corregir a través del torrente circulatorio

La terapia génica utiliza varias técnicas de transmisión:

por inserción génica, mediante la cual se introduce en las células una nueva versión normal del gen defectuoso sin modificar éste. Ya sea por método físicos, métodos
químicos o vectores virales.
por modificación génica, en este caso el gen defectuoso es normalizado por mutagénesis dirigida;
por cirugía génica, sustituyendo el gen defectuoso por su versión normal.



algunos ejemplos son:

I. ENFERMEDADES HEREDITARIAS
Enfermedad	Gen suministrado	Tejido diana	Vector
Enfisema pulmonar	a-1-antitripsina	Tracto respiratorio	Liposomas
Fibrosis quística	CFTR	Tracto respiratorio	Adenovirus AAV Liposomas
Hipercolesterolemia familiar	Receptor LMW de lipoproteínas	Hepatocitos	Retrovirus
Inmunodeficiencia combinada severa (SCID) (“niños burbuja”)	Adenosina desaminasa	Linfocitos Células progenitoras hematopoiéticas	Retrovirus
II. ENFERMEDADES ADQUIRIDAS
Enfermedad	Gen suministrado	Tejido diana	Vector
SIDA (infección por VIH)	Ribozimas ARN antisentido Anticuerpos	Linfocitos	Retrovirus
Restenosis (Arterias periféricas)	Factor tumoral de angiogénesis	Células endoteliales	Plásmidos
Cáncer	Genes supresores de tumores HTK-ganciclovir Factor de necrosis tumoral Interferón	Pulmón, hígado Cerebro TILs Melanoma	Retrovirus, Adenovirus Retrovirus Retrovirus Retrovirus

Fuentes: http://www.biotech.bioetica.org/clase5-8.htm
http://www.salud.bioetica.org/teragenicas.htm

La genética de los tumores.

Una de las aplicaciones prioritarias actualmente del proyecto genoma es la investigación del cáncer. Se ha obtenido en los últimos años las secuenciación genética de alrededor de 2.000 cánceres de pacientes.

Se ha obtenido los siguientes resultados:

•         Un tumor típico tiene entre unas 1.000 y 10.000 mutaciones puntuales, es decir, hay entre 1.000 y 10.000 letras (nucleótidos)  cambiadas en el ADN con respecto al tejido sano. Hay algunas propias del cáncer pero la mayoría varían de un paciente a otro.
•     En los cánceres de piel y de pulmón la mutaciones puntuales en el ADN supera los 100.000 cambios debido a que el tabaco y las radiaciones ultravioletas  son  los cancerígenos más potentes conocidos.
•         El tratamiento antitumoral puede producir, en casos concretos mutaciones en el ADN con agentes químicos de quimioterapia que dañan al ADN. Estos agentes sirven para destruir las células tumorales dañando su ADN pero si no mueren revelan en su genoma consecuencias del tratamiento.
•     Los genes conductores, también llamados oncogenes  son los genes en los cuales una mutación lo puede volver cancerígeno, los demás son llamados genes pasajeros.
•     Solo con los dos primeros genomas del cáncer secuenciados, los de colon y mama, duplicaron el número conocido de oncogenes, o genes que al mutar provocan cáncer.
•     La elaboración de una lista de los genes implicado en cada tipo de tumor:

-Los que actúan en fases tempranas

-Los que disparan el crecimiento tumoral

-Los que tienen una implicación menor.

Esto puede ayudar a los oncólogos  hacer una diagnóstico más precoz y precisa y determinar cuál es el tratamiento óptimo en cada caso.

Los científicos han identificado hasta ahora unos 400 genes humanos que, cuando están alterados, causan una u otra forma de cáncer. Como el genoma humano solo tiene 20.000 genes, eso es más o menos el 2% de los genes humanos.

Un nuevo análisis genético sería capaz de detectar la huella y forma de evolución particular de cada tumor.

El proyecto se encuentra aún a prueba, pero ya demostró revelar la huella genética de los tumores humanos. Esto cambiaría la forma de detectar y tratar el cáncer, y permitiría dar un tratamiento y seguimiento personalizado.

El test consiste en encontrar, a partir de un análisis de sangre y ADN, los biomarcadores específicos de un tumor.

El test detecta los cambios en el ADN y, a través de esto, mapea hacia dónde se desarrolla o la rapidez con la que evoluciona.

El invento, descrito en la revista Science Translational Medicine , permite atacar y seguir la evolución de las células cancerosas para saber si el tratamiento es eficaz.

La técnica detecta de manera precisa la huella genética de los tumores o de lo que queda de ellos tras una intervención quirúrgica, durante quimioterapias o radiología es un paso importante en la aplicación de las tecnologías de la secuencia del genoma humano para la personalización de los tratamientos contra el cáncer.

El test consiste en extraer muestras de sangre de la zona donde se encuentra el tumor y analizar su componente genético en laboratorio.

Un simple análisis sanguíneo permite detectar la presencia de ADN de tumor cancerígeno en grandes cantidades de sangre u otros fluidos cuyo ADN es normal.

Este examen tiene un costo de 5.000 euros por lo que su valor aún representa un obstáculo. Sin embargo, se cree que, con el tiempo ,estos precios bajarán debido a los avances que hay en las técnicas de secuenciación del ADN.

Fuentes:
http://wvw.nacion.com/ln_ee/2010/febrero/20/aldea2274910.html
http://www.elpais.com/articulo/sociedad/genetica/pone/cerco/cancer/elpepisoc/20110328elpepisoc_2/Tes

Células madre.

Una célula madre es una célula genérica que puede hacer copias de sí misma indefinidamente, también puede producir células especializadas de tejidos u órganos

. Funcionan como un sistema reparador del cuerpo. Las células madre pueden ser “guardadas” y utilizadas más tarde para producir células especializadas, cuándo son necesitadas.

Hay 2 tipos de célula madre:

• Células madre embrionarias.

Son obtenidos de fetos abortados, o de óvulos fertilizados sobrantes de la fertilización in vitro. Son totipotentes (en la fase de segmentación) pueden crecer y formar un organismo completo, por esta razón son muy útiles para objetivos médicos y de investigación. En la fase de blastulación ya son células pluripotipotentes, es decir, no pueden formar un organismo completo pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo)

• Células madre adultas.

No son tan versátiles porque son específicos a un tipo de célula, Pueden ser multipotentes, es decir, capaz de formar células de su misma capa de origen embrionario o unipotentes, pueden formas solo un tipo determinado de células.

Posibles usos de células madres.
Hay muchos áreas de la medicinas donde las investigaciones con células madre pueden tener una gran impacto. Por ejemplo: Hay una gran variedad de enfermedades o heridas donde las células o tejidos son destruidos, que solo pueden ser reemplazado por trasplantes de tejidos o de órganos. En estos casos las células madres podrían generar tejidos nuevos o incluso órganos enteros y trasplantarlos sin el riesgo del rechazo inmunológico. También incluso se podría curar enfermedades para las que actualmente no existe una terapia adecuada. Las enfermedades que podrían ver avances revolucionarios son la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson, la diabetes, lesión de la médula espinal, las enfermedades del corazón, derrame cerebral, artritis, cáncer y quemaduras.

Las células madre también pueden ser utilizado para obtener un mejor comprensión de cómo funciona la genética en las primeras etapas de desarrollo de una célula. Esto puede ayudar a los científicos entender por qué algunas células se desarrollan anormalmente y da lugar a problemas como defectos de nacimiento o el cáncer. Entendiendo la base genética para el desarrollo de una célula, los científicos podrán prevenir algunas de estas enfermedades.

Finalmente las células madre también pueden ser útiles en las pruebas y el desarrollo de los medicamentos. Como se pueden producir cantidades ilimitadas de tejidos especializados, puede ser posible realizar las pruebas sobre estos tejidos antes de empezarlos sobre pacientes animales y humanos.

Implicaciones éticas
El problema ético se basa en la contradicción de 2 principios morales fundamentales:
La valoración del ser humano y el alivio y prevención del sufrimiento.

Los argumentos en contra de la investigación con células madre defienden que un óvulo fertilizado es un ser humano con intereses y derechos que deben ser protegidos. No quieres que fetos o óvulos fertilizados sean utilizados con fines de investigación.

Los argumentos a favor de la investigación con células madre defienden que los óvulos fertilizados son donados con el consentimiento de la pareja y que de todas maneras serian descartados. De esa manera esos óvulos no tienen potencial para convertirse en un ser humano.

Unos científicos han desarrollado una técnica por el cual se ha podido generar células madre de un ratón sin dañar el propio embrión. Todavía no se ha intentado en un embrión humano. Sin embargo también existen formas universalmente aceptadas para obtener células madres (como las adultas)
En estos momentos óvulos fertilizados no están siendo creados específicamente con fines investigativos.

Fuentes:
http://www.aph.gov.au/library/pubs/CIB/2002-03/03cib05.pdf
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/007120.htm
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/stemcells.html
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/stemcells.html

Una enfermedad o trastorno genético es una condición patológica causada por una alteración del genoma. Una enfermedad genética puede ser hereditaria o no; si el gen alterado está presente en las células germinales (óvulos y espermatozoides) será hereditaria (pasará de generación en generación); si afecta a las células somáticas, no.

Las enfermedades hereditarias son las que tienen su causa en la alteración del material genético, por lo que se transmite de generación en generación.

Algunas anomalías genéticas presentan síntomas evidentes ya en el momento del nacimiento. Pueden ser causadas por mutaciones de un gen, de varios genes (herencia poligénica), o por alteraciones cromosómicas complejas. Muchas enfermedades se heredan de modo recesivo: ninguno de los padres padece la enfermedad pero ambos son portadores del gen causante de ella. Cuando ambos padres presentan un gen dominante A y un gen recesivo a, sus descendientes pueden heredar una de las cuatro posibles combinaciones: AA, Aa, aA, o aa. Si el gen recesivo a transmite la enfermedad, existe un 25% de probabilidades de que cada hijo esté enfermo. En otras anomalías congénitas la presencia de un solo gen recesivo produce la enfermedad. El tratamiento de algunas enfermedades hereditarias utilizando la ingeniería genética es un avance reciente que se encuentra en fase de ensayo clínico.

Clasificación de las enfermedades hereditarias:

• Enfermedades monogénicas

En las Enfermedades monogénicas o  Mendelianas, está alterado un sólo gen (o locus), de ahí su nombre de monogénicas y se heredan siguiendo los clásicos patrones mendelianos. Aproximadamente, el 1% de los niños nacidos vivos son fenotípicamente anormales debido a la mutación de un gen. Se han reconocido cerca de 6.000 desórdenes potenciales de un gen (Mendeliano) y se sospecha de muchos otros.

Las enfermedades monogénicas se transmiten según los patrones hereditarios mendelianos como:

o   Enfermedad autosómica recesiva. Para que la enfermedad se manifieste, se necesitan dos copias del gen mutado en el genoma de la persona afectada, cuyos padres normalmente no padecen la enfermedad, pero portan cada uno una sola copia del gen mutado, por lo que pueden transmitirlo a la descendencia. La probabilidad de tener un hijo afectado por una enfermedad autosómica recesiva entre dos personas portadoras de una sola copia del gen mutado (que no manifiestan la enfermedad) es de un 25%.

o   Enfermedad autosómica dominante. Sólo se necesita una copia mutada del gen para que la persona esté afectada por una enfermedad autosómica dominante. Normalmente uno de los dos progenitores de una persona afectada padece la enfermedad y estos progenitores tienen un 50% de probabilidad de transmitir el gen mutado a su descendencia, que padecerá la enfermedad.

• Ligadas al sexo. El gen afectado se localiza en alguno de los cromosomas sexuales. Pueden ser dominantes ligadas al sexo o recesivas ligadas al sexo.

o   -Recesiva ligada al sexo:

§  Enfermedad ligada al cromosoma X. El gen mutado se localiza en el cromosoma X.  En el caso de estar ligada al cromosoma X un 25% de la descendencia femenina y el 50% de la descendencia masculina estará afectada por la enfermedad.

§  Enfermedad ligada al cromosoma Y. En el caso de estar ligada al cromosoma Y un 50% de la descendencia femenina y un 100 de la descendencia masculina estará afectada por la enfermedad. (Ej. Hemofilias A y B, Distrofia muscular de Duchenne, Lesch-Nyhan, Síndrome de Hunter, deficiencias en G6PD, enfermedad de Kennedy, etc.)

o   Dominante ligada al sexo: El 50% de la descendencia está afectada por la enfermedad

Algunas enfermedades monogénicas son:

Anemia falciforme (cromosoma 11) - autosómica recesiva
Fibrosis quística (cromosoma 7, básicamente) - autosómica recesiva
Fenilcetonuria (cromosoma 12, básicamente) - autosómica recesiva
Enfermedad de Batten (cromosoma 16) - autosómica recesiva
Hemocromatosis (cromosoma 6 la forma clásica) - autosómica recesiva
Deficiencia de alfa-1 antitripsina (cromosoma 14) - autosómica recesiva
Enfermedad de Huntington (cromosoma 4) - autosómica dominante
Enfermedad de Marfan (cromosoma 15, básicamente) - autosómica dominante
Distrofia muscular de Duchenne (cromosoma X)) - ligada al sexo recesiva
Síndrome de cromosoma X frágil (cromosoma X) - ligada al sexo recesiva
Hemofilia A (cromosoma X) - ligada al sexo recesiva

•              Enfermedades poligénicas

Son producidas por la combinación de múltiples factores ambientales y mutaciones en varios genes, generalmente de diferentes cromosomas. También se llaman enfermedades multifactoriales. Algunas de las enfermedades crónicas más frecuentes son poligénicas, como por ejemplo: Hipertensión arterial, Enfermedad de Alzheimer, Diabetes mellitus, varios tipos de cáncer, incluso la obesidad. La herencia poligénica también se asocia a rasgos hereditarios tales como los patrones de la huella digital, altura, color de los ojos y color de la piel. Posiblemente la mayoría de las enfermedades son enfermedades multifactoriales, producidas por la combinación de trastornos genéticos que predisponen a una determinada susceptibilidad ante los agentes ambientales.

•             Enfermedad cromosómica
  

Son debidas a alteraciones en la estructura de los cromosomas, como pérdida o deleción cromosómica, aumento del número de cromosomas o translocaciones cromosómicas. Algunos tipos importantes de enfermedades cromosómicas se pueden detectar en el examen microscópico. Pueden ser de dos tipos:

• Alteraciones en el número de cromosomas, dentro de los cuales se encuentra la trisomía 21 o síndrome de Down, el más frecuente, y otros más raros como la trisomía 18 o síndrome de Edwards.

• Alteraciones estructurales en los cromosomas, cuyos efectos pueden ser muy variados: desde graves y raras enfermedades a no plantear ningún problema.

•               Enfermedad mitocondrial

Este tipo de enfermedad hereditariaes relativamente infrecuente. Es causada por mutaciones en el ADN mitocondrial, no cromosómico. La enfermedad mitocondrial tiene diferentes síntomas que pueden afectar a diferentes partes del cuerpo. Las mitocondrias tienen su propio ADN. En los últimos años se ha demostrado que más de 20 trastornos hereditarios resultan de las mutaciones en el ADN de las mitocondrias. Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo son heredadas exclusivamente de la madre. Una persona con un trastorno mitocondrial puede presentar patrones de herencia materna (solo los individuos relacionados por un pariente materno están en riesgo). Los hombres no transmiten la enfermedad a sus hijos.

El New York Times ha publicado un diagrama interactivo muy interesante que representa la relación entre diversas enfermedades y los genes que los afectan. Pincha sobre la imagen para verlo.

Pincha en la imagen para acceder a una representación virtual de la relación entre enfermedades y genes. El gran círculo en la imagen es el zoom en una parte del diagrama.

 

La bioética es la rama de la ética que se dedica a proveer los principios para la correcta conducta humana respecto a la vida, tanto de la vida humana como de la vida no humana (animal y vegetal), así como del ambiente en el que pueden darse condiciones aceptables para la vida.

La evolución operada en genética humana a partir de la década de los cincuenta, actuó como disparador en múltiples campos, en especial en los referidos a la bioética y al derecho. Muchos de los avances realizados pueden rozar la dignidad del hombre, a la par que impulsan la creación de nuevos derechos humanos. En base a ello se analizan los impactos más significativos de la nueva genética sobre la sociedad: el peligro de una nueva eugenesia, la discriminación por razones genéticas, el manejo de la información genética, los problemas derivados de la investigación sobre el genoma, la apropiación del material genético humano; marcando algunos senderos a recorrer, a modo de conclusión.

La consideración de los aspectos éticos en la práctica de la genética médica es una temática relativamente reciente, y ha estado influida por el desarrollo creciente de la Bioética como disciplina y los adelantos fenomenales en el conocimiento del genoma humano con sus consecuentes aplicaciones prácticas.

Los grandes avances que se han producido en las últimas décadas en la genética y la tecnología biomédicas abren nuevos y vastos espacios a la investigación y brindan novedosas herramientas terapéuticas. Sin embargo, mientras los conocimientos técnicos han avanzado, el análisis sobre las implicaciones sociales y psicológicas de su aplicación, han avanzado más lentamente. Por otra parte los viejos estatutos ya no pueden ser aplicados a los problemas actuales.

Cromosoma: es una estructura presente en las células al momento de la división celular, formada por la condensación de la cromatina, que contiene el ADN con la información genética que va a determinar las características a heredar para cada célula y por lo tanto para cada organismo.

Usualmente las especies animales y vegetales tienen un número de cromosomas constante y determinado que constituyen su cariotipo, que es la disposición de sus cromosomas según su tamaño y forma.

El número de cromosomas de una especie diploide, es decir se agrupa en pares de cromosomas homólogos. Se identifica como 2n  (como los humanos.) Las células reproductores son haploides  n solo tiene un cromosoma de cada.

Existe una gran variabilidad en el número de cromosomas. También en el número repetido de cromosomas (3n, 4n , 5n..)

Cromosomas sexuales.

Existen diferentes formas  de determinación del sexo del organismo:

• Sistema de determinación XY: es propio del ser humano y muchos otros animales. Las hembras, siendo XX, darán gametos iguales con cromosoma X, sexo homogamético y los machos, siendo XY, darán dos tipos de gametos, uno con el cromosoma X y otro con el cromosoma Y. La probabilidad de que en la fecundación, al unirse los gametos, resulte una combinación XX (hembra) o XY (macho) es aproximadamente del 50%.
  
  
• Sistema de determinación ZW: en otras especies (mariposas, p.e.) ocurre lo contrario, el sexo masculino es homogamético (ZZ) y el femenino heterogamético (ZW).
  
  
•  Sistema de determinación XO: otras especies (peces, insectos, anfibios) que no tienen el cromosoma Y, determinándose el sexo por el número de cromosomas X, macho XO y hembra XX.

Elementos de la estructura  de los cromosomas

El centrómero.  Es el punto donde se une el brazo corto con el brazo largo, también es la zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del huso acromático desde profase hasta anafase, tanto en mitosis como en meiosis, y es responsable de realizar y regular los movimientos cromosómicos que tienen lugar durante estas fases. Las estructuras centroméricas que interaccionan con las fibras del huso se denominan cinetocoros. Además, el centrómero contribuye a la nucleación de la cohesión de las cromátidas hermanas.

Según la posición del centrómero un cromosoma puede ser:

Metacéntrico: el centrómero se localiza a mitad del cromosoma y los dos brazos presentan igual longitud.

Submetacéntrico: la longitud de un brazo del cromosoma es algo mayor que la del otro.

Acrocéntrico: un brazo es muy corto (p) y el otro largo (q).

Telocéntrico: sólo se aprecia un brazo del cromosoma al estar el centrómero en el extremo.

Los telómeros. Son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. Además están involucradas en enfermedades tan importantes como el cáncer. fueron descubiertos por Hermann Joseph Muller.

Regiones organizadoras del nucléolo. Además de las constricciones primarias, en algunos cromosomas se puede distinguir otro tipo de "adelgazamiento" denominada constricción secundaria, las que se hallan relacionadas normalmente con la presencia de las secuencias de ADN ribosómico. Tales regiones se denominan "regiones organizadoras del nucléolo"

Los cromómeros son "engrosamientos" o regiones más compactadas que se distribuyen de manera más o menos uniforme a lo largo de los cromosomas y se pueden visualizar durante las fases de la mitosis o de la meiosis de menor condensación de la cromatina (profase). Su naturaleza molecular sigue siendo controvertida, pero podrían ser consecuencia de un cierto grado de compartimentalización en la distribución de las secuencias de ADN y en la organización de los cromosomas.

Bandeo cromosómico. Los cromosomas poseen bandas  transversales (oscuras y claras) a lo largo de los mismos, y que corresponden a los distintos tipos de cromatina. En una especie dada, estas variantes de la cromatina presentan un tamaño y disposición constante

Composición química de la cromatina.

Histonas Las histonas son proteínas básicas, que muestran una elevada conservación evolutiva y que interaccionan con el ADN formando una subunidad que se repite a lo largo de la cromatina denominada nucleosoma Los principales tipos de histonas que se han aislado en los núcleos interfásicos en diferentes especies eucariotas son: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Además de estas histonas, también existen otras que son específicas de tejido. La cromatina centromérica se caracteriza por la presencia de una isoforma específica de la histona H3, denominada CENP-A en vertebrados.

Los genes que codifican las histonas se encuentran agrupados en nichos que se repiten decenas o centenas de veces. Cada nicho contiene el siguiente orden de genes que codifican histonas: H1-H2A-H3-H2B-H4

Nucleosomas. Es unidad básica de la estructura de la cromatina La asociación del ADN con las histonas genera los nucleosomas, que muestran unos 100 Å de diámetro. A su vez, los nucleosomas se pueden enrollar helicoidalmente para formar un solenoide (una especie de muelle) que constituye las fibras de cromatina de los núcleos intefásicos con un diámetro aproximado de 300 Å. Los solenoides pueden volverse a enrollar para dar lugar a supersolenoides con un diámetro de 4.000 Å a 6.000 Å que constituirían las fibras de los cromosomas metafásicos.

Las proteínas HMG

Estas proteínas se agrupan en una superfamilia por sus similitudes físicas y químicas, y porque todas ellas actúan como elementos arquitectónicos que afectan múltiples procesos dependientes de ADN en el contexto de la cromatina.

El armazón proteico

Laemmli y colaboradores en 1977 consiguieron aislar cromosomas metafásicos desprovistos de histonas que presentan una médula central densamente teñida que ha sido denominada armazón proteica.

Se piensa que las proteínas HMG y el armazón proteico tienen un papel estructural y participan en los procesos de enrollamiento y desenrollamiento de los cromosomas.

Este enlace es perfecto para la observación del proceso de enrollamiento de los cromosomas: http://www.johnkyrk.com/chromostructure.esp.swf

Los cromosomas humanos

Las células humanas son diploides 2n=46 y sus 46 cromosomas se pueden agrupar en parejas de homólogos.

En la pareja 23, los cromosomas sexuales solo tienen 23 cromosomas, solo los poseen las células reproductoras (óvulos y espermatozoides) La unión de estos produce una célula con 46 cromosomas.

Cariotipo de una mujer

Cariotipo de un hombre.