Enfermedades genéticas del ADN mitocondrial humano

Revista de medicina de la Universidad de Navarra, 2017

Mitochondrial function is necessary for energy production, but also plays important roles in oxidative stress and apoptosis. Part of the complexes responsible for mitochondrial metabolism are encoded in mitochondrial DNA (mtDNA). Knowledge of the structure and function of mtDNA affords a better understanding of (1) the physiopathology of mitochondrial disorders; (2) the pattern of inheritance of mitochondrial diseases; and (3) the strategies that can be employed in the molecular diagnosis of these disorders. In the near future important breakthroughs are expected regarding the understanding of the cross-talk between nuclear and mitochondrial genomes, and its relevance in the biogenesis and maintenance of mitochondria.

Pero que es el ADN mitocondrial? Nuestras células sexuales (gametos) tienen 23 cromosomas en sus núcleos (la mitad del resto de las células del cuerpo). El producirse la unión de óvulo y espermatozoide, se produce la meiosis, en la cual, la información de los 23 pares de cromosomas (padre y madre) se recombinan a nivel nuclear solamente. Pero existe además del ADN nuclear, un ADN mitocondrial (un bolsa dentro del citoplasma de las células), el cual durante la concepción, desaparece el del padre, pero persiste el ADN mitocondrial de la madre. El ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que podría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN presenta mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antiguas, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 -25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano. Recapitulando un poco este complicado tema, la herencia mitocondrial es matrilineal, es decir, el ADN mitocondrial se hereda solo por vía materna. Tradicionalmente se ha considerado que cuando un espermatozoide (célula reproductora masculina) fecunda un óvulo (célula reproductora femenina) se desprende de su cola y de todo su material celular, excepto del núcleo que contiene el ADN nuclear, con lo cual en el desarrollo del cigoto sólo intervendrán las mitocondrias contenidas en el óvulo. Sin embargo, actualmente se ha demostrado que las mitocondrias del espermatozoide pueden penetrar en el óvulo, pero no llegan a heredarse al ser marcadas por ubiquitinación y degradadas. Otra característica importante del ADN mitocondrial, ya mencionada, es que no se recombina. Ello implica que los únicos cambios que haya podido haber en el ADN mitocondrial se deben exclusivamente a mutaciones a lo largo de multitud de generaciones. Los cálculos estadísticos que se han realizado informan que, en los mamíferos y en concreto en el hombre, cada 10.000 años aproximadamente surge una mutación en una de las bases del ADN mitocondrial (esto no es del todo cierto, aunque sí lo es para el fragmento que más mutaciones sufre, que consta de unos 500 pares de bases). Es decir, la diferencia entre una mujer que hubiera nacido hace 40.000 años y un descendiente directo por vía materna que viviera en la actualidad sería por término medio de 4 bases. De hecho, un estudio realizado en los ADN mitocondriales de los europeos (Bryan Sykes) asegura que todos los europeos provienen de siete mujeres, las siete hijas de Eva. La más antigua habría vivido hace 45.000 años y la más moderna hace unos 15.000 años. La Eva mitocondrial, la antepasada común más moderna de todos los seres humanos que hay en el mundo, se remontaría de este modo a unos 150.000 años a 200.000 años. Podemos resumir los resultados de estos estudios en dos puntos, primero, se ha confirmado la existencia de dos grandes grupos en cuanto al parecido del ADN mitocondrial. Uno de estos ADN es de origen africano solo, el otro grupo de ADN es el del resto de procedencias del que los Homo emigraron de África. El segunda resultado es la variabilidad dentro de cada uno de estos dos grupos, donde el ADN africano presenta más variaciones respecto al ADN del resto del mundo. Eva mitocondrial habría sido una mujer africana, que según la teoría genetista, correspondería en la evolución humana al ancestro femenino que poseía las mitocondrias del cual descienden todas los mitocondrias de la población humana actual. Por ello, si seguimos la línea genealógica por vía materna de cada persona en el árbol genealógico de toda la humanidad, Eva mitocondrial correspondería a un único antepasado femenino de la que diverge toda la población actual de Homo sapiens (seres humanos). Basándose en la técnica de Reloj molecular (molecular clock en inglés), los investigadores creen que Eva vivió aproximadamente hace 150.000 años o como máximo 200.000 años. Una comparación del ADN mitocondrial de distintas etnias de diferentes regiones, sugiere que todas las secuencias de este ADN tienen envoltura molecular en una secuencia ancestral común. Asumiendo que este se obtiene sólo de la madre, estos hallazgos implicarían que todos los humanos vivos descienden en última instancia de una mujer, sin descartar absolutamente la posibilidad de que ella haya podido ser una hembra prehumana. Sabemos de Eva a causa de las mitocondrias (un orgánulo celular) que sólo se pasan de la madre a la prole. Cada mitocondria contiene ADN mitocondrial y la comparación de las secuencias de este ADN revela una filogenia molecular. La Eva mitocondrial recibe su nombre de la Eva que se relata en el libro del génesis de la Biblia. Esto ha llevado a algunos malentendidos entre el público general. Un error común es creer que Eva fue el único ancestro femenino viviendo en su tiempo. Es muy probable que muchas mujeres anteriores a Eva y también muchas pertenecientes a aquella época, hayan tenido descendencia hasta cierto momento en el pasado. Sin embargo, solo la Eva mitocondrial produjo una línea completa de hijas mujeres hasta nuestros tiempos; por lo cual es el ancestro femenino del cual proviene toda la población actual. El fundamento del linaje de la Eva mitocondrial, es que al revisar el árbol genealógico de todos los seres humanos que viven en la actualidad (a través de la genética), si se sigue una línea de cada individuo a su madre, y si estas líneas se continúan desde cada una de esas madres a sus respectivas madres, se estará retrocediendo en el tiempo y todas las líneas convergerán en un punto en que todas las hijas comparten la misma madre. En este seguimiento, cuanto más se retroceda en el tiempo, menos linajes quedarán hasta que quede solo uno; el cual correspondería a la Eva mitocondrial.

Estudios de Antropología Biológica, 2013

resumen El adn mitocondrial (adnmt) ha sido ampliamente utilizado como marcador genético en estudios de filogenia y evolución humana. Su modo de herencia uniparental permite trazar la divergencia de los linajes maternos entre poblaciones, así como las rutas de dispersión geográfica. La datación de estos sucesos se hace posible con el conocimiento de su tasa de mutación. Las variantes contenidas dentro de este genoma se pueden agrupar, identificando la ocurrencia de mutaciones diagnósticas, en lo que se denomina haplogrupos. En América son cinco los haplogrupos que representan la diversidad de nuestras poblaciones nativas (A, B, C, D y X). En este estudio analizamos secuencias de la región hipervariable I de 50 individuos provenientes de dos comunidades indígenas: totonaca y nahua de la sierra Norte de Puebla. Las frecuencias de sus haplogrupos mitocondriales concuerdan con las reportadas anteriormente en las que el haplogrupo A2 es el más frecuente (.74), seguido del haplogrupo B2 (.20); únicamente en la población totonaca se encuentra el haplogrupo D, pero con muy baja frecuencia. En el grupo nahua hay una mayor diversidad haplotípica que puede deberse a la integración de nuevas variantes en los procesos de mestizaje de este grupo durante el periodo de expansión del imperio mexica. En la población totonaca se observa una mayor cantidad de sitios polimórficos, lo cual apoya los datos históricos que presentan a esta población como originaria en la región; la mayor representación de individuos totonacas en el nodo ancestral de la red del haplogrupo A2 apoyaría esta propuesta.

Revista Electrónica Dr. Zoilo E. Marinello Vidaurreta, 2015

Actualmente muchas de las enfermedades geneticas, del 85 – 90 %, se consideran enfermedades raras, por afectar un numero reducido de individuos. El pobre conocimiento que sobre ellas se tiene dificulta el diagnostico; son enfermedades cronicas, discapacitantes, con pocas opciones terapeuticas y en muchas ocasiones imposibilita la insercion social adecuada de estos pacientes. Las genodermatosis integran el gran grupo de las enfermedades raras cutaneas, poco frecuentes y de dificil diagnostico; son causa frecuente de estigmatizacion de las personas que las padecen. Entre ellas se pueden citar: Ictiosis, epidermolisis bulosa, mastocitosis, neurofibromatosis, displasia ectodermica, queratodermia palmoplantar, sindrome de Ehlers-Danlos, incontinencia pigmenti, pitiriasis rubra pylaris, xeroderma pigmentoso, epiloia, enfermedad de Darier, los tumores vasculares, entre otras. Se hace necesario en el campo de las ciencias medicas ampliar el conocimiento sobre las mismas, que permita un mejo...

2014

p { margin-bottom: 0.21cm; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); }p.western { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 10pt; }p.cjk { font-family: "Times New Roman"; font-size: 10pt; }p.ctl { font-family: "Times New Roman"; font-size: 10pt; }a:link { } L as enfermedades metabolicas (EMet) son un problema de salud publica y Mexico es uno de los paises con mas alta prevalencia. E n los ultimos anos se han identificado varios polimorfismos asociados al riesgo para desarrollar EMet. El conocimiento de la base genetica de la enfermedad esta evolucionando gracias a los avances tecnologicos y a la capacidad de reunir grandes colecciones de pacientes. Idealmente, en un futuro en el algoritmo pronostico del "riesgo de EMet " se incluiran marcadores geneticos que incidan en la estratificacion del paciente con EMet, prediccion de la gravedad de las manifestaciones clinicas y definicion de la terapia para cada uno de los pacientes. A ctualmente se...

Artículo de revisión RESUMEN Las enfermedades priónicas son padecimientos neurodegenerativos incurables que pueden ser esporádicos, hereditarios y transmisibles, lo cual los hace únicos. En este trabajo se realizó una revisión bibliográfica para actualizar el conocimiento de estos padecimientos, con especial énfasis en las formas hereditarias. El gen PRNP se localiza en el cromosoma 20 y contiene 2 exones y un intrón. Codifica para la proteína prión (PrP c) que contiene 253 aminoácidos y tiene un polimorfismo en el codón 129 (valina o metio-nina) que puede modificar el fenotipo del padecimiento. La característica de las enfermedades priónicas es el plegamiento anormal de la proteína prión que se observa en el cerebro de los individuos afectados (hipótesis de la "proteína única"). La enfermedad de Creutzfeldt-Jackob (ECJ) puede ser esporádica, iatrogénica existiendo una nueva variante. Las formas con herencia autosómica dominante incluyen a la ECJ familiar, al síndrome de G...

Monografias De La Real Academia Nacional De Farmacia, 2012

La mayoría de las células eucariotas contienen mitocondrias que son vestigios de un suceso endosimbionte ancestral que tuvo lugar hace aproximadamente 1.500-2.000 millones de años, cuando una bacteria con capacidad de utilizar oxígeno colonizó una célula protoeucariótica huésped. Las comparaciones de secuencias sugieren que los parientes más cercanos de la protomitocondria son las α-proteobacterias, bacterias gram-negativas que pueden existir como bacterias libres, aunque la mayoría de los miembros de este grupo viven como simbiontes o parásitos de plantas y animales. En particular, se considera que las eubacterias más cercanas a la mitocondria son miembros de la subdivisión rickettsia de las α-proteobacterias. Los análisis filogenéticos realizados hasta este momento sugieren que todos los genomas mitocondriales descienden de un ancestro común, lo que implica un origen monofilético de la mitocondria, es decir, que la mitocondria se originó una sola vez en la evolución. El primer genoma mitocondrial que se secuenció en su totalidad fue el de Homo sapiens, en el año 1981. Este genoma presenta características únicas que le hacen particularmente interesante para ser utilizado en estudios de evolución humana. Así, su análisis en poblaciones obtenidas de todo el mundo ha corroborado la hipótesis, inicialmente propuesta de acuerdo con evidencias fósiles, de un origen africano del humano moderno (Homo sapiens).

Revista De Especialidades Medico Quirurgicas, 2013

Thesis

Medicina Clínica, 2006

Anales de Antropología

Análisis comparativo del ácido desoxirribonucleico mitocondrial (adnmt) de individuos de Chiapas y Nicaragua. Evidencia de su relación genética Comparative analysis of mitochondrial deoxyribonucleic acid (adnmt) of individuals from Chiapas and Nicaragua. Evidence of their genetic relationship