En genética , la anticipación es un fenómeno por el cual, a medida que un trastorno genético se transmite a la siguiente generación, los síntomas del trastorno genético se hacen evidentes a una edad más temprana con cada generación . En la mayoría de los casos, también se observa un aumento de la severidad de los síntomas. La anticipación es común en los trastornos por repetición de trinucleótidos , como la enfermedad de Huntington y la distrofia miotónica , donde se produce una mutación dinámica.en el ADN se produce. Todas estas enfermedades tienen síntomas neurológicos. Antes de comprender el mecanismo genético para la anticipación, se debatió si la anticipación era un verdadero fenómeno biológico o si la edad más temprana del diagnóstico estaba relacionada con una mayor conciencia de los síntomas de la enfermedad dentro de una familia.
Repeticiones de trinucleótidos y la expansión [ editar ]
Las repeticiones de trinucleótidos son evidentes en varios loci en el genoma humano . Se han encontrado en intrones , exones y 5 ' o 3' UTR . Consisten en un patrón de tres nucleótidos (por ejemplo, CGG) que se repite varias veces. Durante la meiosis , las repeticiones inestables pueden sufrir una expansión de tripletes (ver la sección más adelante); en este caso, las células germinales producidas tienen un mayor número de repeticiones que las que se encuentran en los tejidos somáticos.
El mecanismo detrás de la expansión de las repeticiones del triplete no se conoce bien. Una hipótesis es que el número creciente de repeticiones influye en la forma general del ADN , lo que puede tener un efecto en su interacción con la ADN polimerasa y, por lo tanto, en la expresión del gen. [ cita requerida ]
Mecanismos de la enfermedad [ editar ]
Para muchos de los loci, la expansión de trinucleótidos es inofensivo, [ citación necesaria ] pero en algunas áreas de expansión tiene efectos perjudiciales que causan los síntomas. Cuando la repetición del trinucleótido está presente dentro de la región codificante de la proteína, la expansión repetida conduce a la producción de una proteína mutante con ganancia de función . Este es el caso de la enfermedad de Huntington , donde la repetición del trinucleótido codifica un largo tramo de residuos de glutamina. Cuando la repetición está presente en una región no traducida, podría afectar la expresión del gen en el que se encuentra la repetición (por ejemplo, X frágil) o muchos genes a través de un efecto negativo dominante (por ejemplo,distrofia miotónica ).
Para tener un efecto perjudicial, el número de repeticiones debe cruzar un cierto umbral. Por ejemplo, los individuos normales tienen entre 5 y 30 repeticiones de CTG dentro de la UTR 3 'de DMPK , el gen que se altera en la distrofia miotónica . Si el número de repeticiones es entre 50 y 100, la persona solo se ve afectada levemente, tal vez solo tenga cataratas. Sin embargo, la inestabilidad meiótica podría resultar en una mutación dinámica que aumenta el número de repeticiones en la descendencia heredando el alelo mutante. Una vez que el número de copias llegue a más de 100, la enfermedad se manifestará más temprano en la vida (aunque el individuo todavía alcanzará la edad adulta antes de que los síntomas sean evidentes) y los síntomas serán más graves, incluida la miotonía eléctrica.. A medida que el número avanza más allá de los 400, los síntomas se muestran durante la infancia o la infancia.
Ejemplos de enfermedades que muestran anticipación [ editar ]
Las enfermedades que muestran anticipación incluyen:
- Dominante autosómico
- Varias ataxias espinocerebelosas
- Enfermedad de Huntington - CAG
- Distrofia miotónica - CTG
- Disqueratosis congénita - TTAGGG (secuencia de repetición de telómeros) [1]
- Autosómica recesiva
- Ataxia de Friedreich - GAA (Nota: la ataxia de Friedreich no suele mostrar anticipación porque es un trastorno autosómico recesivo. [2] )
- Ligado al X
- Síndrome del X frágil - CGG
- Sin tipo de expresión
antiparalelos si son paralelos entre sí pero con direccionalidad opuesta (alineaciones). Un ejemplo son las dos cadenas complementarias de una doble hélice de ADN , que se ejecutan en direcciones opuestas una al lado de la otra.
Acidos nucleicos [ editar ]
Las moléculas de ácido nucleico tienen un extremo fosforilo (5 ') y un extremo hidroxilo (3'). Esta notación se deriva de la nomenclatura de química orgánica , y se puede usar para definir el movimiento de enzimas como las ADN polimerasas en relación con la cadena de ADN de una manera no arbitraria.
G-quadruplex [ editar ]
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Los cuadruplex G , también conocidos como ADN G4, son estructuras secundarias que se encuentran en los ácidos nucleicos que son ricos en guanina . [1] Estas estructuras se ubican normalmente en los telómeros.(Los extremos de los cromosomas). El cuadrúplex G puede ser paralelo o antiparalelo, según la configuración del bucle, que es un componente de la estructura. Si todas las cadenas de ADN se mueven en la misma dirección, se considera que es un cuadruplex paralelo, y se conoce como una hélice / inversión de hélice, que conecta hebras paralelas adyacentes. Si una o más de las hebras de ADN se ejecutan en dirección opuesta, se denomina cuadruplex antiparalelo y puede ser en forma de lateral / borde, conectando hebras antiparallas adyacentes, o en diagonal, uniendo dos diagonalmente hebras opuestas. [2]La estructura de estos cuadrúplex G se puede determinar por un catión.
La replicación del ADN [ editar ]
En el ADN, el carbono 5 ' está ubicado en la parte superior de la cadena principal , y el carbono 3' está ubicado en la sección inferior de la cadena retrasada . Las secuencias de ácido nucleico son complementarias y paralelas, pero van en direcciones opuestas, de ahí la designación antiparalela. [3] La estructura antiparalela del ADN es importante en la replicación del ADN porque replica la cadena principal de una manera y la cadena rezagada de la otra. Durante la replicación del ADN, la cadena principal se replica continuamente, mientras que la cadena rezagada se replica en segmentos conocidos como fragmentos Okazaki .
Anti-paralelismo en bioquímica [ editar ]
La importancia de una estructura de doble hélice de ADN antiparalelo se debe a su enlace de hidrógeno entre los pares de bases nitrogenadas complementarias . Si la estructura del ADN fuera paralela, los enlaces de hidrógeno no serían posibles, ya que los pares de bases no se emparejarían de la manera conocida. [4] Los cuatro pares de bases son: adenina , guanina , citosina y timina , donde la adenina complementa a la timina y la guanina complementa a la citosina. La transcripción sería otro problema si la estructura del ADN fuera paralela, sin dar sentido a la información que se lee del ADN. Esto conduciría aún más a la creación de producir las proteínas incorrectas. [5]
Polipéptidos [ editar ]
Los polipéptidos tienen un extremo N y un extremo C , que se refieren a los extremos del polímero de una manera que refleja la dirección en la que se sintetizó el polímero . La secuencia cronológica de cada subunidad de aminoácidos es la base para la notación de direccionalidad en los polipéptidos; una proteína dada puede representarse como su conjunto de abreviaturas únicas de aminoácidos dentro de un extremo N y un extremo C.
Hoja beta [ editar ]
Muchas proteínas pueden adoptar una hoja beta como parte de su estructura secundaria . En las hojas beta, las secciones de un solo polipéptido pueden correr lado a lado y antiparalelas entre sí, para permitir la formación de enlaces de hidrógenoentre sus cadenas principales . Las hojas beta también pueden ser una estructura secundaria paralela o anti-paralela. Sin embargo, una lámina beta antiparalelo es significativamente más estable que una estructura paralela debido a sus enlaces H bien alineados, que están en un ángulo de 90 °.
autosoma es un cromosoma que no es un alosoma (un cromosoma sexual). [1] Los miembros de un par autosoma en una célula diploide tienen la misma morfología, a diferencia de los miembros de un par alosoma que pueden tener diferentes estructuras. El ADN en los autosomas se conoce colectivamente como atDNA o auDNA . [2]
Por ejemplo, los humanos tienen un genoma diploide que generalmente contiene 22 pares de autosomas y un par de alosomas (46 cromosomas en total). Los pares autosomas están etiquetados con números (1–22 en humanos) aproximadamente en orden de sus tamaños en pares base, mientras que los alosomas están etiquetados con sus letras. [3] Por el contrario, el par de alosomas consiste en dos cromosomas X en mujeres o un cromosoma X y uno Y en hombres. Combinaciones inusuales de XYY , XXY , XXX , XXXX , XXXXX o XXYY , entre otras combinaciones de alosomas, se sabe que ocurren y usualmente causan anormalidades del desarrollo.
Los autosomas todavía contienen genes de determinación sexual, aunque no son cromosomas sexuales. Por ejemplo, el gen SRY en el cromosoma Y codifica el factor de transcripción TDF y es vital para la determinación del sexo masculino durante el desarrollo. El TDF funciona al activar el gen SOX9 en el cromosoma 17 , por lo que las mutaciones del gen SOX9 pueden hacer que los humanos con un cromosoma Y ordinario se desarrollen como hembras. [4]
Todos los autosomas humanos se han identificado y mapeado extrayendo los cromosomas de una célula detenida en metafase o prometaphase y luego teñiéndolos con un tipo de tinte (más comúnmente, Giemsa ). [5]Estos cromosomas generalmente se ven como cariogramas para facilitar la comparación. Los genetistas clínicos pueden comparar el carograma de un individuo con un carograma de referencia para descubrir la base citogenética de ciertos fenotipos . Por ejemplo, el carograma de una persona con síndrome de Patau mostraría que posee tres copias del cromosoma 13. Los cariogramas y las técnicas de tinción solo pueden detectar interrupciones a gran escala de los cromosomas; las aberraciones cromosómicas más pequeñas que unos pocos millones de pares de bases generalmente no se pueden ver en un cariograma. [6]
| Cariotipo de los cromosomas humanos. | |
|---|---|
| Mujer (XX) | Hombre (XY) |
 |  |
| Hay dos copias de cada autosoma (cromosomas 1–22) tanto en mujeres como en hombres. Los cromosomas sexualesson diferentes: hay dos copias del cromosoma X en las mujeres, pero los hombres tienen un solo cromosoma X y un cromosoma Y. | |
Trastornos genéticos autosómicos [ editar ]
Los trastornos genéticos autosómicos pueden surgir debido a varias causas, algunas de las más comunes son la no disyunción en células germinales parentales o la herencia mendeliana de alelos deletéreos de los padres. Los trastornos genéticos autosómicos que exhiben herencia mendeliana pueden heredarse de forma autosómica dominante o recesiva. [7] Estos trastornos se manifiestan y se transmiten por ambos sexos con la misma frecuencia. [7] [8] Los trastornos autosómicos dominantes a menudo están presentes tanto en padres como en niños, ya que el niño necesita heredar solo una copia del alelo deletéreoPara manifestar la enfermedad. Sin embargo, las enfermedades autosómicas recesivas requieren dos copias del alelo deletéreo para que la enfermedad se manifieste. Debido a que es posible poseer una copia de un alelo deletéreo sin presentar un fenotipo de enfermedad, dos padres fenotípicamente normales pueden tener un hijo con la enfermedad si ambos padres son portadores (también conocidos como heterocigotos ) para la enfermedad.
La aneuploidía autosómica también puede provocar enfermedades. La aneuploidía de los autosomas no es bien tolerada y, por lo general, provoca un aborto espontáneo del feto en desarrollo. Los fetos con aneuploidía de cromosomas ricos en genes, como el cromosoma 1 (que nunca sobreviven a término, [9] y los fetos con aneuploidía de cromosomas con genes deficientes, como el cromosoma 21 ) siguen abortados durante el 23% del tiempo. [10] Poseer una sola copia de un autosoma (conocida como monosomía) es casi siempre incompatible con la vida, aunque muy raramente algunas monosomías pueden sobrevivir después del nacimiento. Sin embargo, tener tres copias de un autosoma (conocido como trisomía) es mucho más compatible con la vida. Un ejemplo común es el síndrome de Down., que es causada por poseer tres copias del cromosoma 21 en lugar de las dos habituales. [9]
La aneuploidía parcial también puede ocurrir como resultado de translocaciones desequilibradas durante la meiosis. [11] Las eliminaciones de parte de un cromosoma causan monosomías parciales, mientras que las duplicaciones pueden causar trisomías parciales. Si la duplicación o eliminación es lo suficientemente grande, se puede descubrir al analizar un carograma de la persona. Las translocaciones autosómicas pueden ser responsables de una serie de enfermedades, que van desde el cáncer hasta la esquizofrenia . [12] [13] A diferencia de los trastornos de un solo gen, las enfermedades causadas por aneuploidía son el resultado de una dosificación de genes inadecuada , no un producto génico no funcional.
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