La genética humana es el estudio de la herencia tal como se presenta en los seres humanos . La genética humana abarca una variedad de campos superpuestos que incluyen: genética clásica , citogenética , genética molecular , genética bioquímica , genómica , genética de poblaciones , genética del desarrollo , genética clínica y asesoramiento genético .
Los genes son el factor común de las cualidades de la mayoría de los rasgos heredados por los humanos. El estudio de la genética humana puede responder preguntas sobre la naturaleza humana, puede ayudar a comprender las enfermedades y el desarrollo de tratamientos eficaces y ayudarnos a comprender la genética de la vida humana. Este artículo describe sólo las características básicas de la genética humana; para la genética de los trastornos, consulte: genética médica .
La herencia de rasgos humanos se basa en el modelo de herencia de Gregor Mendel . Mendel dedujo que la herencia depende de unidades discretas de herencia, llamadas factores o genes. [1]
Los rasgos autosómicos están asociados con un solo gen en un autosoma (cromosoma no sexual); se les llama " dominantes " porque una sola copia, heredada de cualquiera de los padres, es suficiente para que aparezca este rasgo. Esto a menudo significa que uno de los padres también debe tener el mismo rasgo, a menos que haya surgido debido a una nueva mutación poco probable. Ejemplos de rasgos y trastornos autosómicos dominantes son la enfermedad de Huntington y la acondroplasia .
Los rasgos autosómicos recesivos son un patrón de herencia de un rasgo, enfermedad o trastorno que se transmite de padres a hijos. Para que se muestre un rasgo o enfermedad recesiva, es necesario presentar dos copias del rasgo o trastorno. El rasgo o gen se ubicará en un cromosoma no sexual. Debido a que se necesitan dos copias de un rasgo para mostrarlo, muchas personas pueden ser portadoras de una enfermedad sin saberlo. Desde una perspectiva evolutiva, una enfermedad o rasgo recesivo puede permanecer oculto durante varias generaciones antes de mostrar el fenotipo. Ejemplos de trastornos autosómicos recesivos son el albinismo y la fibrosis quística .
Los genes ligados al cromosoma X se encuentran en el cromosoma sexual X. Los genes ligados al cromosoma X, al igual que los genes autosómicos, tienen tipos tanto dominantes como recesivos. Los trastornos recesivos ligados al cromosoma X rara vez se observan en mujeres y generalmente solo afectan a hombres. Esto se debe a que los varones heredan su cromosoma X y todos los genes ligados al cromosoma X se heredarán del lado materno. Los padres sólo transmiten su cromosoma Y a sus hijos, por lo que no se heredarán rasgos ligados al cromosoma X de padre a hijo. Los hombres no pueden ser portadores de rasgos recesivos ligados al X, ya que solo tienen un cromosoma X, por lo que aparecerá cualquier rasgo ligado al X heredado de la madre.
Las mujeres expresan trastornos ligados al cromosoma X cuando son homocigotas para el trastorno y se convierten en portadoras cuando son heterocigotas. La herencia dominante ligada al cromosoma X mostrará el mismo fenotipo que un heterocigoto y un homocigoto. Al igual que la herencia ligada al cromosoma X, habrá una falta de herencia de hombre a hombre, lo que la distingue de los rasgos autosómicos. Un ejemplo de un rasgo ligado al cromosoma X es el síndrome de Coffin-Lowry , que es causado por una mutación en el gen de la proteína ribosómica. Esta mutación produce anomalías esqueléticas y craneofaciales, retraso mental y baja estatura.
Los cromosomas X en las mujeres pasan por un proceso conocido como inactivación X. La inactivación de X se produce cuando uno de los dos cromosomas X en las mujeres está casi completamente inactivado. Es importante que este proceso ocurra, de lo contrario una mujer produciría el doble de proteínas normales del cromosoma X. El mecanismo de inactivación de X ocurrirá durante la etapa embrionaria. Para las personas con trastornos como la trisomía X , donde el genotipo tiene tres cromosomas X, la inactivación de X desactivará todos los cromosomas X hasta que solo quede un cromosoma X activo. Los hombres con síndrome de Klinefelter , que tienen un cromosoma X adicional, también se someterán a una inactivación del cromosoma X para tener solo un cromosoma X completamente activo.
La herencia ligada al Y ocurre cuando un gen, rasgo o trastorno se transfiere a través del cromosoma Y. Dado que los cromosomas Y sólo se pueden encontrar en los hombres, los rasgos vinculados a Y sólo se transmiten de padre a hijo. El factor determinante de los testículos , que se encuentra en el cromosoma Y, determina la masculinidad de los individuos. Además de la masculinidad heredada en el cromosoma Y, no se han encontrado otras características ligadas al Y.
Un pedigrí es un diagrama que muestra las relaciones ancestrales y la transmisión de rasgos genéticos a lo largo de varias generaciones en una familia. Los símbolos cuadrados casi siempre se utilizan para representar a los hombres, mientras que los círculos se utilizan para las mujeres. Los pedigrí se utilizan para ayudar a detectar muchas enfermedades genéticas diferentes. También se puede utilizar un pedigrí para ayudar a determinar las posibilidades de que un padre produzca una descendencia con un rasgo específico.
Se pueden identificar cuatro rasgos diferentes mediante el análisis del cuadro genealógico: autosómico dominante, autosómico recesivo, ligado al cromosoma X o ligado al Y. La penetrancia parcial se puede mostrar y calcular a partir de genealogías. La penetrancia es el porcentaje expresado en la frecuencia con la que los individuos de un genotipo determinado manifiestan al menos algún grado de un fenotipo mutante específico asociado con un rasgo.
La endogamia , o el apareamiento entre organismos estrechamente relacionados, se puede ver claramente en los cuadros genealógicos. Los cuadros genealógicos de las familias reales a menudo tienen un alto grado de endogamia, porque era habitual y preferible que la realeza se casara con otro miembro de la realeza. Los asesores genéticos suelen utilizar genealogías para ayudar a las parejas a determinar si los padres podrán tener hijos sanos.
Un cariotipo es una herramienta muy útil en citogenética. Un cariotipo es una imagen de todos los cromosomas en la etapa de metafase ordenados según la longitud y la posición del centrómero. Un cariotipo también puede ser útil en genética clínica, debido a su capacidad para diagnosticar trastornos genéticos. En un cariotipo normal, la aneuploidía se puede detectar al poder observar claramente los cromosomas faltantes o adicionales. [1]
Las bandas de Giemsa, bandas g , del cariotipo se pueden utilizar para detectar eliminaciones , inserciones , duplicaciones, inversiones y translocaciones . Las bandas G mancharán los cromosomas con bandas claras y oscuras únicas para cada cromosoma. Se puede utilizar un FISH, hibridación fluorescente in situ , para observar eliminaciones, inserciones y translocaciones. FISH utiliza sondas fluorescentes para unirse a secuencias específicas de los cromosomas que harán que los cromosomas tengan un color fluorescente único. [1]
La genómica es el campo de la genética que se ocupa de los estudios estructurales y funcionales del genoma. [1] Un genoma es todo el ADN contenido dentro de un organismo o una célula, incluido el ADN nuclear y mitocondrial. El genoma humano es el conjunto total de genes de un ser humano contenidos en el cromosoma humano, compuesto por más de tres mil millones de nucleótidos. [2] En abril de 2003, el Proyecto Genoma Humano pudo secuenciar todo el ADN del genoma humano y descubrir que el genoma humano estaba compuesto por alrededor de 20.000 genes codificantes de proteínas.
La genética médica es la rama de la medicina que implica el diagnóstico y tratamiento de los trastornos hereditarios . La genética médica es la aplicación de la genética a la atención médica. Se superpone a la genética humana; por ejemplo, la investigación sobre las causas y la herencia de los trastornos genéticos se consideraría tanto dentro de la genética humana como de la genética médica, mientras que el diagnóstico, el tratamiento y el asesoramiento de personas con trastornos genéticos se considerarían parte de la genética médica.
La genética de poblaciones es la rama de la biología evolutiva responsable de investigar los procesos que provocan cambios en las frecuencias de alelos y genotipos en poblaciones basadas en la herencia mendeliana . [3] Cuatro fuerzas diferentes pueden influir en las frecuencias: selección natural , mutación , flujo de genes (migración) y deriva genética . Una población se puede definir como un grupo de individuos que se cruzan y su descendencia. Para la genética humana las poblaciones estarán formadas únicamente por la especie humana. El principio de Hardy-Weinberg es un principio ampliamente utilizado para determinar frecuencias alélicas y genotípicas.
Además del ADN nuclear , los humanos (como casi todos los eucariotas ) tenemos ADN mitocondrial . Las mitocondrias , las "centrales energéticas" de una célula, tienen su propio ADN. Las mitocondrias se heredan de la madre y su ADN se utiliza con frecuencia para rastrear líneas maternas de ascendencia (ver Eva mitocondrial ). El ADN mitocondrial tiene sólo 16 kb de longitud y codifica 62 genes.
El sistema de determinación del sexo XY es el sistema de determinación del sexo que se encuentra en los humanos , la mayoría de los demás mamíferos , algunos insectos ( Drosophila ) y algunas plantas ( Ginkgo ). En este sistema, el sexo de un individuo está determinado por un par de cromosomas sexuales ( gonosomas ). Las mujeres tienen dos cromosomas sexuales (XX) del mismo tipo y se denominan sexo homogamético . Los machos tienen dos cromosomas sexuales distintos (XY) y se denominan sexo heterogamético .
El ligamiento sexual es la expresión fenotípica de un alelo relacionado con el sexo cromosómico del individuo. Este modo de herencia contrasta con la herencia de rasgos en cromosomas autosómicos, donde ambos sexos tienen la misma probabilidad de herencia. Dado que los humanos tienen muchos más genes en X que en Y , hay muchos más rasgos ligados al X que al Y. Sin embargo, las mujeres portan dos o más copias del cromosoma X, lo que resulta en una dosis potencialmente tóxica de genes ligados al cromosoma X. [4]
Para corregir este desequilibrio, las hembras de los mamíferos han desarrollado un mecanismo único de compensación de dosis . En particular, mediante el proceso llamado inactivación del cromosoma X (XCI), las hembras de mamíferos silencian transcripcionalmente uno de sus dos X de una manera compleja y altamente coordinada. [4]
cromosómico genético
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