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Tema 13- Genética Humana Determinación del Sexo
Una aportación importante es el acarar los mecanismos que determinan el sexo de
los humanos. En todas las células somáticas (en la sexuales no) existe una dotación
cromosómica diploide (2n). Se pueden agrupar los cromosomas en parejas de
homólogos y existe un par que es diferente según estudiemos un macho o una
hembra. Estos cromosomas se denominan sexuales, mientras que el resto de
cromosomas homólogos se denominan autosomas (son iguales en el macho que en
la hembra) La especie humana tiene 46 cromosomas, es decir, 23 pares de
cromosomas que varían solamente en el que determina el sexo. En los mamíferos
cada célula contiene 22 pares de cromosomas, y un par sexual: un par XX si es
mujer, o un par XY si es hombre. Los cromosomas sexuales son de dos grupos: X e
Y. El par sexual puede estar formado por XX (=hembra) o por XY (=macho). Por
tanto los rasgos femeninos están controlados por los genes de los cromosomas X y
los rasgos masculinos por los genes de los cromosomas Y.
Determinamos que el efecto masculinizante del cromosoma Y es dominante sobre
X. (solo con un Y, ya tenemos un hombre) La diferencia de un cromosoma completo
es la causa de las diferencias entre hombre y mujer.
Al conjunto de cromosomas se le denomina cariotipo. El cariotipo de las mujeres
está formado por 23 pares de cromosomas iguales dos a dos (ya que el cromosoma
sexual es XX) y en los varones por 22 pares de cromosomas iguales dos a dos y un
cromosoma X y otro Y ( XY, no igual). El cromosoma X es más grande que el
cromosoma Y, por eso que las células de las mujeres tienen más cantidad de ADN
que los hombres, pero la información es más escasa ya que carecen del texto de
cromosoma Y. El cromosoma X, por su tamaño, en la clasificación de Denver
pertenecería al grupo C (par del 5 al 12)
Clasificación de Denver
Grupo A los 3 primeros pares de cromosomas (son los más grandes)
Grupo B son los 4º y 5º par de cromosomas.
Grupo C del 6º al 12º par de cromosomas Y X.
Grupo D 13º, 14º y 15º par de cromosomas.
Grupo E 16º, 17º, y 18º par de cromosomas.
Grupo F 19º, 20º y Y par de cromosomas.
Grupo G 21º y 22º par de cromosomas.
La determinación del sexo en la reproducción queda marcado en la fecundación por
el tipo de gametos que dé una persona: en óvulos dan 22 autosomas y un
cromosoma sexual X. En cambio, los espermatozoides serán de dos tipos: 22
autosomas y un cromosoma X o 22 autosomas y un cromosoma Y. El óvulo puede
unirse a cualquiera de los dos tipos. Como la fecundación esta guiada por el azar,
existen la misma probabilidad de generar un niño que una niña (50%/50% o 1 : 1) El
determinante del sexo en la descendencia es el varón (depende de que el primer
espermatozoide que penetre en el óvulo leve X o Y)
Genes ligados al sexo
Los genes que se encuentran en los cromosomas sexuales son conocidos como
genes ligados al sexo, y en los caracteres que se producen se laman caracteres
ligados al Sexo. Fue Morgan el primero en identificar los primeros genes ligados al
sexo. El experimento que realizó consistió en cruzar moscas hembras de la fruta
(del vinagre) homocigóticas para los ojos (rojos), con machos cuyos ojos eran
blancos. La primera generación filial (F1) fue toda de ojos rojos. Volvió a cruzar
hembras de la F1 con machos de la F1 y la descendencia (segunda generación filial
o F2) fue todas las hembras con ojos rojos y la mitad de los machos con ojos rojos y
la otra mitad de machos con ojos blancos ¿Por qué? Mientras que las leyes de
Mendel dirían que tal descendencia saldría en la proporción 3:1 independientes del
sexo. Para explicar este resultado, Morgan aventuró la hipótesis de que los genes
para el color de los ojos deberían estar situados en el cromosoma sexual X (los
genes para el color blanco deberían estar en los cromosomas sexuales Y) Mientras
que la madre es homocigótica para el alelo dominante, el padre es homocigótico
para el alelo recesivo en su cromosoma X.
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En la primera generación filial (F1), tanto machos como hembras llevan el gen
dominante en un cromosoma X. (por tanto un fenotipo de ojos rojos) En la segunda
generación filial (F2) las hembras llevan el ser dominante en uno o en los dos
cromosomas X, por lo que el fenotipo es rojo. La mitad de los machos tienen ojos
blancos (XrY) y la otra mitad de los ojos rojos (XRY)
Herencia en Zig-Zag
Cuando un gen recesivo que produce una determinada enfermedad se localiza en el
cromosoma X de la mujer, su efecto puede quedar enmascarado si el gen
dominante se encuentra en el otro cromosoma X (XAXa) Si se encuentra el gen
dominante en el cromosoma X de los machos, siempre se va a presentar la
enfermedad en el fenotipo (en las hembras puede presentarse la enfermedad o
simplemente ser portada a la descendencia)
Uno de los ejemplos más conocidos de las enfermedades ligadas al sexo es la
hemofilia. Los individuos afectados carecen de una de las proteínas imprescindibles
para la normal coagulación de la sangre, por lo que tienen gran dificultad para
cortar las hemorragias. Lo padecen normalmente los varones y la transmiten las
mujeres portadoras. Puesto que el cromosoma sexual Y carece del homólogo, todos
los varones que heredan el cromosoma X que contiene el gen de la hemofilia
padecerán la enfermedad (las mujeres pueden ser sanas, portadoras o enfermas
mientras que los hombres, al solo tener un cromosoma X o son sanos o son
enfermos)
Otra enfermedad recesiva ligada al cromosoma X es el daltonismo. Es una visión
anormal del color (rojo y verde) Uno de cada doce europeos son daltónicos, pero las
mujeres casi no lo padecen (lo suelen padecer los hombres) Es producido por un
gen recesivo (de los que determinan los pigmentos visuales de la retina, que son
sensibles a la luz roja y verde) Supongamos que un hombre daltónico se casa con
una mujer normal:
El carácter se ha transmitido del abuelo a través de a madre portadora a un nieto
(transmisión en zig-zag). En todas las enfermedades que siguen este método (zig-
zag), lo normal es que las mujeres sean portadoras y que los hombres sufran la
enfermedad.
Genes letales
Los genes letales producen la muerte de individuo que los posee en los primeros
estadios del desarrollo (los individuos mueren en las primeras fases del desarrollo)
Gen dominante codifica información para la proteína funcional.
Gen recesivo no funcional, no se expresa y no codifica.
En los individuos homocigóticos dominantes serán fenotípicamente
normales.
En los individuos homocigoticos recesivos no se forma ninguna
proteína funcional no se produce la expresión normal del rasgo que
estudiamos (el fenotipo no es normal y el gen que produce no es
normal)
¿Y si la proteína que tiene que producirse es indispensable para la vida y no se
produce por ningún gen (=genes recesivos)? A estos genes se les denomina letales
(el individuo que no lo produzca, muere) Normalmente son recesivos, ya que si
fueran dominantes acabarían con la población. Los genes letales recesivos en
heterocigóticos pueden mantenerse dentro de una población sin provocar cambios
aparentes ya que el alelo normal enmascara el efecto negativo del gen letal. En
condición homocigótico recesivo, provocaría la muerte en las primeras fases de la
vida. Todos tenemos genes letales en heterocigosis recesiva (30 o 40)
A veces puede ocurrir que un gen letal en estado heterocigótico recesivo se detecte
porque se manifiesta en el fenotipo debido a que su alelo normal no produce la
suficiente proteína funcional como para enmascarar del todo el efecto de gen letal.
En este caso se dice que el gen normal dominante contiene dominancia incompleta,
porque el fenotipo es diferente. Este es el caso de la braquifalangia (falanges
cortas) Es provocada por un gen letal recesivo cuyo alelo normal dominante
presenta una dominancia incompleta. Los individuos heterocigóticos tienen un
fenotipo que difiere de lo normal (2 falanges en vez de 3, dedos muy cortos) Se
sabe que es letal porque en homocigosis (bb) ocasiona unas deformaciones en los
huesos que provocan la muerte. Este tipo de herencia existe en humanos. Se sabe
que existen en torno a 4000 condiciones genéticas en este tipo de herencia que
afectan a los genes individuales de los humanos (mutaciones). Si una persona
hereda un gen mutado desarrollara la mutación con sus desórdenes (deficiencia
mental)
Uno de estos desórdenes es la fenilcetonuria, que afecta a 1 de cada 10.000
individuos (estos individuos no producen la proteína del hígado) Se debe a un gen
recesivo individual. Para que la descendencia se vea afectada por la enfermedad
debe juntarse con otro individuo (Ff) para que uno herede dos copias del alelo
recesivo. Si ambos padres fueran portadores, la posibilidad de tener un hijo
fenilcetonurico sería:
Aproximadamente una persona de cada 50 lleva el gen de la fenilcetanuria (1/50 f),
por tanto, en torno a 1 de 2500 parejas tiene el potencial de producir un hijo con
fenilcetonuria. Incluso asumiendo que ambos padres fueran portadores (f) solo uno
de cada 4 (25%) será fenilcetonúrico.
Otra enfermedad producida por un gen recesivo (tirocinasa) es el albinismo, y otra
sería la enfermedad de Huntington (o Corea), que conduce a la degeneración de
ciertas partes del cerebro (degeneración de sistema nervioso central) y que se
caracteriza por movimientos involuntarios (perdida del control), con demencia
asociada a la pérdida de células en los ganglios basales. Fue descrita por primera
vez por George Huntington (1872). Es heredada y resulta de la mutación de un gen
individual localizado en el cromosoma 4 siguiendo el modelo de herencia
autosómica (no ligada al sexo). Se trata de un gen dominante. Si un padre sufre la
enfermedad, existirá un 50% de posibilidades de que cada descendiente lleve la
enfermedad:
En 1983 el gen de la enfermedad de Huntington fue localizado en el cromosoma 4 y
permitió que esta enfermedad fuera detectada. Diez años más tarde el gen fue
aislado y analizado y se comprobó que se trataba de una sobrerrepetición de un
triplete de bases GAC existiendo una correlación entre el número de repeticiones y
el comienzo de la enfermedad (las personas normales tienen entre 11 y 34 tripletes
y una persona que desarrolla la enfermedad tiene unas 40 copias de este triplete)
El comienzo de la enfermedad a los 40 años se asocia con genes que contenían en
torno a 60 repeticiones; mientras que la aparición a los 60 años se asocia con
genes que contienen alrededor de 40 repeticiones. Esto quiere decir que la
intensidad de la enfermedad y que se diera tempranamente se correlacionan con el
número de copias (a más repeticiones, antes aparece) Este triplete es bastante
inestable y puede aumentar en generaciones posteriores. Su herencia es no
mendeliana, porque con el paso de generación se hace más grave y más temprana
(a esto se le denomina anticipación genética) La enfermedad de Huntington no se
manifiesta claramente hasta después de los 40 años, cuando posiblemente ya
tenga hijos y se haya transmitido a los genes, lo que contribuye al mantenimiento
del gen en la población.
La enfermedad de Huntington es un desorden de la vida posterior. Hasta hace poco
no había manera de identificar el gen de Huntington (no se sabía si un individuo era
portador o no) Hoy en día ya se puede; con un simple análisis podemos saberlo. L o
que ocurre es que no todas las personas portadoras quieren saber si la tienen (solo
el 15% se somete a la prueba sanguínea) Los síntomas iniciales incluyen
torcimiento facial, flacidez de brazos, agitación excesiva, cambios de personalidad,
posible psicosis…El cuerpo se retuerce en formas muy extrañas, se pierde el tono
muscular, cambios de personalidad, habla confusa… al final la persona queda
postrada en una cama. Aparece en 1 persona de cada 20.000 pero puede haber
ligares con mayor localización (EEUU) La muerte ocurre sobre 10/20 años después
de que comience el desorden.
Genes múltiples y conducta (interacción entre genes o genes poligénicos)
Una peculiaridad de la herencia genética individual es que son rasgos dicotómicos,
pero más corriente es que los genes no actúen solos en la determinación de un
rasgo, sino que interaccionan con otros que pueden estar en un mismo cromosoma
o en otro. La mayoría de los rasgos humanos están influenciados por muchos genes
(poligénicos) y no siguen ese patrón tan sencillo. Cuando se reorganizan los genes
(cambios de posición), conduce a caracteres alterados en la célula, por tanto, se
concluye que los genes interactúan con otros. Un ejemplo de este tipo de genes es
el color de la piel. La melanina es producida por varias partes de alelos, es el
resultado de la interacción de varios genes: caracteres poligénicos. Hay mucha
variación, lo que confirma que hay varios genes en juego.
Las características poligenéticas son muy frecuentes en la herencia y estos rasgos
presentan un continuo de variación, por ejemplo: en la determinación de la altura.
Todavía es casi imposible detectar los efectos de la interacción de los genes. Entre
los genes que influyen en la estatura, están aquellos que clasifican a los humanos
de crecimiento, por ejemplo: los factores ambientales también juegan un papel
importante, así, la nutrición afecta a la estatura. El efecto combinado de las
influencias genéticas y ambientales va a afectar al rasgo que muestra un continuo y
que en la población se presenta de forma normal. La estatura es un rasgo
relativamente simple si lo comparamos con la conducta humana, que es mucho
más compleja. La mayoría de las conductas están afectadas por muchos genes,
están poligénicamente determinadas (ambiente, educación...) Cada gen tiene un
efecto que interacciona con el efecto de otra. El comportamiento es el más
complejo y sutil de los rasgos humanos y donde también influyen los ambientes.
Muchos aspectos de la conducta humana no permanecen estables durante largos
periodos de tiempo, por lo tanto la conducta es cambiante, compleja y difícil de
estudiar (poligenizados)
Muchas conductas están poligénicamente determinadas. No obstante, se supone
que los genes atañen a nuestra conducta. Pero, ¿cómo podemos demostrar el papel
de los genes en la conducta? Las variables dicotómicas mendelianas no nos sirven
Existen algunos métodos para estudiar el papel de la genética en la conducta. Los
más comunes son:
1) Estudios de comparación de líneas, cepas o razas endorreproducidas
(endogamia, animales)
2) Experimentos de crianza selectiva o crianza experimental (animales)
3) Estudios con gemelos: monocigóticos y dicigóticos (para la conducta
humana)
1) Estudios de comparación de líneas, cepas o razas
endorreproducidas (animales)
Estudios con cepas consanguíneas. Las cepas de animales se obtienen por
endorreproducción (“inbreeding”) Es una técnica genética que consiste en el
apareamiento de animales que están relacionados entre sí genéticamente (más
relacionados entre sí que por azar) dando lugar a poblaciones isogénicas, es decir,
de iguales genes (animales genéticamente iguales o similares como gemelos
monocigóticos) Ha proporcionado evidencia de la genética sobre la conducta
porque las cepas endorreproducidas pierden variación genética y todos los
miembros de una cepa son genéticamente iguales. La razón de que al final se
encuentren individuos genéticamente iguales es que aumenta la probabilidad
homocigótica de alelos (asi los mismos individuos de una cepa tienen mayor
probabilidad de emparejamiento de alelos, produciéndose individuos
homocigóticos. Si consideramos el “locus A, los individuos endorreproducidos
pueden ser AA o aa, pero no Aa. Después de 20 experimentos hermano-hermana en
generaciones sucesivas, los individuos son tan iguales entre sí como puedan serlo.
Los animales endorreproducidos se usan para investigar las influencias genéticas
sobre determinadas conductas y para investigar las influencias ambientales. Se
utilizan de doa maneras:
Investigan influencia genética
Investigan influencia ambiental
Se compara la conducta entre dos o más líneas endorreproducidas y puesto que los
animales de las diversas líneas son criadas en el mismo ambiente de laboratorio, las
diferencias entre ellas se pueden deber a que la conducta esta determinada por
factores genéticos. Todas las conductas están afectadas por factores hereditarios y
factores ambientales. Ambas influencias son interaccionistas, es decir, el problema
no es averiguar cuál de ellas sino cuanto de cada una.
Patrones de conducta
- Agresión Hay un trabajo clásico de comparación de tres líneas
endorreproducidas de ratones que estudiaba la agresión (Ginsburg y Alley en 1942)
Definieron agresión como la tendencia de los animales a iniciar y sostener luchas
con animales de su especie. Midieron la agresión en las tres cepas (A, B y C)
endorreproducidas de ratones que habían descubierto y observaron grandes
diferencias en la agresión de estas cepas. Estas diferencias en la conducta agresiva
eran estadísticamente significativas: los ratones A iniciaban más luchas que los B, y
los B más luchas que los C. Dijeron que la agresión está determinada por factores
genéticos, ya que todos vivían exactamente igual, y siguieron el experimento para
ver si el ambiente influye.
Sometieron a las diferentes a experiencias con resultados de lucha
predeterminadas: de victoria o derrota donde el resultado estaba determinado, ya
que amañaron las batallas. Las expusieron a un nuevo combate: si gana en un
combate, aumenta la probabilidad de ganar otro sucesivo. Las experiencias de
derrota tendieron a hacer animales menos agresivos, mientras que las experiencias
de victoria tendieron a hacer animales más agresivos. Por tanto, factores
ambientales pueden hacer variar los niveles agresivos de estos individuos, pero
solo con respecto al nivel medio de agresión de su grupo. Los ratones C podrán
hacerse más o menos agresivos, pero no alcanzarán el nivel medio de agresión del
grupo B. Este trabajo ilustra que la agresividad está determinada por factores
ambientales y genéticos.
- Actividad locomotora La actividad locomotora se mide en un área o en
un campo abierto (espacio completo e iluminado, open-field), un lugar más grande
que donde habitualmente se encuentra (se llama también arena) En la arena se
hace un enrejado o gris (dividir en cuadraditos para ver cuantas veces pasa por
cada lado) Se mide la actividad locomotora mirando cuantas líneas atraviesa el
animal.
Mclean midió la actividad locomotora en un campo abierto en seis cepas
endorreproducidas de ratones en cuatro situaciones diferentes y observó que
existían grandes diferencias entre cepas y éstas se mantenían en las cuatro
situaciones. Unos eran muy activos mientras que los otros eran muy inactivos,
independientemente de las pruebas. En esta cepa poco activa, los ratones eran
albinos, y eran siempre mucho menos activos que los pigmentados ¿podría ser que
el albinismo influya en a actividad locomotora? La respuesta es que sí. Observó que
el campo abierto está muy iluminado y ¿puede ser que el nivel de iluminación
afecte a la conducta de los ratones albinos sensibles a la luz? Sometió la hipótesis a
prueba en los ratones albinos y pigmentados con arenas altamente iluminadas y
con situaciones poco iluminadas (luz roja, más tenue) Los ratones albinos fueron
más activos en las situaciones de poca luz, pero nunca más activos que los ratones
pigmentados. Estos experimentos mostraron que la conducta de los de los albinos
está influenciada también por el ambiente (pero no por encima de la genética)
En ambos ejemplos los fenotipos son complejos y pueden estar influenciados por
numerosos factores, siempre en interacción de los genéticos y los ambientales.
- Longevidad Pearl y Parker en 1922 endorreprodujeron moscas del
vinagre (moscas de la fruta) durante numerosas generaciones y obtuvieron cinco
tipos de cepas diferentes, cada una con su propio tiempo medio de vida que variaba
entre 14 días (longevidad más corta) y 49 días (longevidad más larga) Las moscas
se ajustaban al tipo de vida media de su cepa. La longevidad se mantenía
generación tras generación. Estos hallazgos muestran la importancia de la genética
en la longevidad de las moscas de la fruta. La vida media de todas las cepas fue
más corta que la que tienen normalmente las moscas de la fruta (las no
endorreproducidas), lo que demuestra que la endorreproducción no es ventajosa
para la longevidad de las moscas (quizás por los genes letales recesivos que surgen
de la endorreproducción) Con la endorreproducción, la probabilidad de que se
emparejen dos genes idénticos dañinos es mayor y ese rasgo va a aparecer como
dominante. Muchos de esos genes están escondidos pero con la endorreproducción
se unen genes idénticos y ese rasgo se manifiesta.
Esto se aplica también en los humanos con relación a la inteligencia. El
emparejamiento de los primos hermanos muestra unos hijos con un coeficiente de
inteligencia más bajo. El riesgo de retraso mental es de más de tres veces mayor
para hijos de matrimonios primos hermanos, que de matrimonios normales. La
endorreproducción aumenta la probabilidad de que genes dañinos que todos
tenemos aparezcan.
2) Crianza selectiva
Los investigadores han criado cepas específicas en el laboratorio para examinar la
conducta. Si un rasgo está influenciado por factores genéticos, debería ser posible
cambiarlo mediante la crianza selectiva (se selecciona el carácter que quieren que
pase a las cepas siguientes) en la segunda técnica para estudiar las conductas
poligenéticamente determinadas. El procedimiento implica el acoplamiento que
presenta un rasgo similar. Si un rasgo conductual está determinado por genes, el
control hará variar la conducta, es decir, seleccionarla. Se trata de aparear
organismos con un mismo rasgo para que sus hijos lo hereden. Se obtiene así una
cepa diferente de la población base de partida. Por ejemplo, se cruzan los caballos
que resultan más veloces recorriendo una distancia y se obtienen razas de caballos
de carrera muy veloces.
Los animales que se seleccionan, se eligen sobre la base de algún rasgo fenotípico,
más que porque tengan determinados genes. Puesto que los rasgos vienen
determinados por factores ambientales y hereditarios, el fenotipo no es un índice
perfecto de su genotipo. Si las diferencias fenotípicas están determinadas en parte
por factores genéticos, las cepas diferirán de los originales (de los animales que
constituían la población)
Experimento de Tryon (1940) Es un experimento clásico de crianza selectiva.
Crió selectivamente ratas “listas” para un laberinto y ratas “torpes” para el mismo
laberinto. Comenzó su experimento con ratas de diferentes fuentes y examinó su
habilidad para recorrer sin errores laberintos en T (complejo automatizado de 17
unidades) Las ratas tenían que aprender a recorrer el laberinto y usaban la
privación de comida motivando a los animales para que recorrieran el laberinto ya
que llegando a la meta obtenían alimento (la comida como refuerzo) Para recorrer
el laberinto sin errores dependían de recordar indicaciones espaciales (tenían que
aprender claves)
Examinando a población original, comprobó que había ratas que les costaba mucho
recorrer el laberinto, mientras que otras cometían pocos errores y otras un termino
medio. Tryon hizo una crianza selectiva apareando ratas que cometían pocos
errores entre sí (listas) y ratas que cometían muchos errores entre sí (torpes) A su
debido tiempo, estos apareamientos produjeron descendencia donde las ratas
“listas” se apareaban entre sí y lo mismo con las ratas “torpes”. El experimento
continuó de esta manera durante 21 generaciones.
Tryen tuvo éxito y produjo dos líneas de ratas que diferían en su habilidad para
aprender el laberinto. En solo 7 generaciones Tryen había conseguido dos cepas
diferentes. Las ratas más “torpes” de la línea de las “listas” cometían menos
errores que las ratas más “listas” de la línea de las “torpes” (la varianza nunca se
solapó) Concluyó que algún factor genético tendría que haber en la determinación
de ratas que aprenden bien el laberinto.
Tryen llevó a cabo un experimento de “control cruzado”. Para controlar que no se
pudiera transmitir e aprendizaje del laberinto Los descendientes eran ratas”listas”
criadas entre las “torpes” y “torpes” criadas entre las “listas”. Las sometió al
laberinto y los resultados no cambiaron
¿Son las ratas “listas”, listas en general, o sólo son listas para estas condiciones? En
1949 Searle contestó a esta cuestión. Examinó a estos animales en una amplia
variedad de laberintos (unos 30 tipos diferentes) y se encontró que las ratas listas
para el laberinto T, eran sólo listas para las indicaciones espaciales y motivaciones
de hambre. Se probó que Tryen había creado un tipo de rata muy especial (ratas
que aprendían indicaciones espaciales cuando tenían una motivación de hambre)
Las ratas listas no o hicieron mejor que otras en laberintos visuales o con
motivaciones que suponían escapar del agua. No eran listas en general, sino que
solo en algunos aspectos. Las ratas listas y las torpes, se siguen utilizando en un
gran número de experimentos diferentes.
Cooper y Zubex, realizaron otro experimento examinaron la ejecución de las
ratas listas y torpes para el laberinto criándolas en tres ambientes:
- Caja típica estándar de laboratorio
- Ambiente enriquecido, caja más grande, con más juguetes, túneles,
rampas…
- Ambiente emprobrecido, pequeña caja gris de malla de alambre sin ningún
objeto
Resultados: Cuando las ratas listas para el laboratorio alcanzaron la madurez,
cometieron casi la misma cantidad de errores que las ratas torpes criadas en un
ambiente emprobrecido. Sólo aparecen diferencias significativas en situaciones
estándar. Las condiciones ambientales tienen efectos y las diferencias genéticas
virtualmente desaparecen (una predisposición genética puede estar influenciada
por el ambiente)
Ratas torpes = Ratas listas ambiente empobrecido
Ratas torpes = Ratas listas ambiente enriquecido
Ratas torpes ≠ Ratas listas ambiente estandar.
Crianza selectiva para conductas con alcohol
Otro tipo de conductas que se estudiaron mucho mediante la crianza selectiva son
las conductas relacionadas con el alcohol. Puede existir también una base genética
para el alcoholismo. Ciertas cepas de ratas exhibían una marcada preferencia por el
alcohol. Se ha intentado producir un modelo animal del alcoholismo.
Mclean y Rogers (60) observaron cepas endoreproducidas de ratones con
diferencias en su preferencia por el alcohol. Pusieron a las ratas a escoger entre
beber agua o alcohol. Unas cepas elegían el alcohol y otras evitaban e beberlo. Esto
ha sido objeto de experimentos, ya que la preferencia por el alcohol puede ser
influenciada por la crianza selectiva, siendo esta conducta manipulada. Se
desarrollaron cepas que mostraban preferencias en su consumo de alcohol:
animales alcohólicos con animales alcohólicos darán lugar a unas cepas más
alcohólicas, llamadas ratas P. La línea P mostró consumir cinco veces más alcohol
que la línea NP (no preferencia) No solamente las ratas que prefieren el alcohol son
más tolerantes a él, sino muestran signos de abstinencia cuando no lo tienen,
conteniendo más bajos niveles de serotonina y dopamina en sus células (papel de
los genes en el alcoholismo)
Han criado selectivamente también animales que exhiben una sensibilidad peculiar
y diferente al alcohol. Mclean y Kakihana seleccionaron ratones en función del
tiempo que pasaban durmiendo después de suministrar una dosis de alcohol.
Asumieron que los animales que más duermen son los más sensibles a los efectos
del alcohol que los que duermen menos. Aparearon a los animales que duermen
menos entre sí y a los que dormían más durante 17 generaciones (los animales que
más duermen darían lugar a hijos más sensibles) Se crearon dos líneas de ratones:
líneas de colorado de sueño largo y líneas de colorado de sueño corto. Muestran
diferencias considerables en la duración del sueño después del suministro de
alcohol (de la misma cantidad):
- De largo sueño: dos horas (después de la inyección de alcohol)
- De sueño corto: 10 minutos (después de la inyección de alcohol)
Esto muestra la influencia de los factores genéticos. No hay solapamiento en los
tiempos de sueño de los ratones colorados de sueño largo y sueño corto.
Otro fenotipo que muestra la sensibilidad conductual al alcohol es la severidad de
los síntomas del alcohol después de haber mostrado dependencia y abstinencia. Se
proporcionaba alcohol a los animales mediante dieta o inhalación y se seleccionó a
los ratones sobre la base de la serveridad de las convulsiones que ocurren después
de la privación de alcohol: (línea inclinada a las convulsiones, y línea resistente a las
convulsiones. Su conducta durante la fase de privación de alcohol, ilustra el papel
de la herencia sobre las conductas. El grupo de conductas relacionado con el
alcohol que se ha estudiado no está determinado siempre por el genotipo
subyacente. Otros muchos fenotipos conductuales se han estudiado por crianza
selectiva: medidas de aprendizaje, etc. estos estudios muestran el papel que juega
el ambiente y la herencia. Estudios de ratones proporcionan modelos de estudio del
alcoholismo en humanos: como se desarrolla la preferencia, como influye al
cerebro…(genética de la conducta)
El desarrollo del canto del pájaro
En primavera los machos cantan para atraer a las hembras y reprimir (amenazar) a
los machos en su territorio. Los machos de cada especie cantan de forma parecida,
pero se diferencian bien las especies.Entre especies, se dan cantos locales. El
estudio ontogenético dice que hay dos fases:
Fase sensorial Empieza unos días después del nacimiento. Durante esta
fase los polluelos no cantan, graban en su memoria las canciones de los
adultos, de sus padres. Esto más adelante guiará el desarrollo de su propio
canto. Asimilan las canciones de su propia especie y si durante esta fase no
la oyen, no la podrán desarrollar. Serán anormales y no típicas de su
especie. Es pues muy importante escuchar los cantos de la misma especie,
porque si no se producirán cantos diferentes a los de su especie, atípicos.
Fase sensomotora Las hembras no cantan. Los machos comienzan cuando
los jóvenes cantan sus canciones (canciones inmaduras) a los pocos meses.
La vocalización de este canto se va perfeccionando, se va refinando cada
vez más, pero es necesaria una retroalimentación auditiva: se tienen que oir
a si mismos. Si no se escuchan a si mismos no se van a desarrollar los trinos
de los adultos en esta fase. Una vez que haya cristalizado el canto, sin
embargo, no necesitan escucharse (se sabe porque han quedado sordos) A
la hora de retener canciones en la memoria hay dos patrones:
- Aprendices limitados a la edad
- Aprendices abiertos
La mayoría de los pinzones son aprendices limitados a la edad: una vez que han
cristalizado, desarrollaran la misma toda su vida. En cambio los canarios, por
ejemplo, son capaces de aprender las llamadas “canciones plásticas”, en las que
añaden cantos nuevos para el apareamiento para el otro año, y así durante toda su
vida.
El sistema nervioso del pájaro:
Vía motora descendiente baja desde el cerebro (centro vocal) hasta la
siringe (caja de resonancia) y regula la producción del canto.
Vía o circuito prosenafálico anterior regula el aprendizaje del canto.
Es importante por:
o El lado o circuito izquierdo es más importante que el circuito derecho para el
canto
o El centro vocal superior es cuatro veces más grande en machos que en
hembras
o Las estructuras de control del canto del cerebro en machos duplican su
tamaño durante la época de seducción (en primavera) y luego vuelve a su
estado normal (en otoño) Viene fijado por un aumento de testosterona que
se debe a su vez, al aumento de la luz del día.
o El tamaño (aumento) se debe a la formación de nuevas neuronas, no al
crecimiento de las existentes.
3) Estudios con gemelos
Existen dos tipos de gemelos:
Monocigóticos se derivan de un mismo huevo o cigoto que en una etapa
temprana se separa en dos y da lugar a dos individuos genéticamente
iguales, idénticos.
Dicigóticos se derivan de dos cigotos separados. Dos óvulos fecundados
por espermatozoides diferentes. La relación genética es la misma que entre
dos hermanos. Comparten el 50% de sus genes (son los mellizos)
El estudio con gemelos ofrece el estudio de conducta y la relación que hay entre
genes y conducta. Esta situación proporciona a los genetistas una clase de
experimento natural, en el que la semejanza conductual entre gemelos
monocigóticos se puede comparar con las semejanzas conductuales entre gemelos
dicigóticos. Si la heredabilidad (proporción de variabilidad de un rasgo) afecta a un
rasgo de conducta, los gemelos MZ (monocigóticos) deberían mostrar una mayor
semejanza que los gemelos DZ (dicigóticos) Una medida utilizada por genetistas
para mostrar la influencia de la heredabilidad y el ambiente en la conducta, es la
concordancia (los gemelos se dice que son concordantes para un rasgo si los dos o
ninguno lo expresa y discordante si sólo lo muestra uno) Si las tasas de
concordancia son significativamente más altas para MZ (monocigóticos) que para
DZ (dicigóticos) esto se considera como evidencia de que influencias genéticas
juegan un papel importante en dicho rasgo (en la expresión de esta conducta)
Esto se puede mostrar con la enfermedad de Huntington, que para gemelos MZ la
concordancia debería ser del 100% y en DZ sería del 50%. Con otros desordenes:
esquizofrenia (tasa de concordancia del 50% en MZ y del 15% en DZ), depresión
bipolar que altera periodos de depresión y periodos de euforia, lo que llamamos
maniaco-depresivos (la tasa de concordancia es el 69% en MZ y del 13% en DZ) La
genética muestra un papel más importante para la depresión bipolar que para la
esquizofrenia. Los gemelos idénticos tienden a compartir ambientes muy similares,
y a veces entorpece la diferenciación entre genes y ambiente. Los MZ
experimentan un ambiente más similar que los DZ porque lo tratan como uno
(incluso los padres) y esto aumenta las estimaciones que se hacen como influencia
genética (experiencias similares que inflan las estimaciones genéticas) Si los
padres no lo hicieran, provocarían un efecto opuesto y esto sería desastroso
también. Una posible solución es estudiar gemelos a los que se separo y criaron en
ambientes diferentes, pero suele ser bastante infrecuente. Se han hecho intentos
por encontrarlos y se dio un estudio muy importante:
Estudio de Minnesota de Bouchard: gemelos criados separados En los años 90
Bouchard encontró 59 parejas de MZ y 47 de DZ a los que se separó a edades muy
tempranas y se les crió separadamente. Se los llevó a la Universidad de Minnesota
y se les sometió a test intensivos durante 6 días (50 horas) Fueron 15.000 items y
un historial médico completo (además de pruebas de CT, memoria, matemáticas…)
¿En que medida los gemelos idénticos criados separadamente se diferencias de los
gemelos criados conjuntamente? Midieron o basaron el experimento en una prueba
de CI: ¿En que medida los gemelos separados se diferencian de los gemelos criados
en el mismo ambiente? En los resultados de la prueba de Weschler la correlación
media para los criados separados fue de 0,7 y para los criados juntos de 0,85. El
ambiente jugaba un papel importante, pero factores genéticos también influían en
el test de CI.
Los elevados coeficientes de correlación demostraron la importancia de la genética
tanto en la inteligencia como en la personalidad. La mayor parte de variación entre
gemelos del CI era genética (heredabilidad) Las personas con genéticas idénticas o
similares tienden a buscar ambientes o experiencias también similares, siendo
difícil llegar a hacer una estimación precisa de la heredabilidad. A partir de estos
hallazgos, han estimado que las diferencias de personalidad se deberían más bien a
factores genéticos. Pero las familias adoptivas eran similares, es decir, aunque
fueron criados por separado, eran ambientes muy parecidos (si uno hubiera estado
con bosquimanos y otro con reyes la cosa cambiaria) Los individuos cuya herencia
genética promueve la agresión están implicados en actividades agresivas y estas
aficiones contribuyen más al desarrollo de la tendencia agresiva.
Bases genéticas del alcoholismo
El término de preferencia por el alcohol es aplicable a los humanos ya que no
somos muy distintos a ellas en este aspecto. El 90% de la población bebe alcohol de
manera ocasional. Pero la mayor parte del alcohol consumido, el 50%
aproximadamente, lo bebe el 10% de la población. Podemos decir que algunas
personas están más predispuestas a beber alcohol que otras ¿Están algunas
personas predestinadas genéticamente al alcohol? Los humanos no hemos sido
criados selectivamente por su preferencia por el alcohol a diferencia de los
animales experimentales, y es posible que la preferencia por el alcohol sea una
conducta aprendida. Los estudios con gemelos han proporcionado una fuente
importante de evidencia a favor de que existe en el alcoholismo un componente
genético, es decir, han proporcionado una fuente de experiencia para determinar la
influencia de los genes en el alcoholismo.
Uno de estos estudios fue el llevado a cabo en los años 60 en Suecia donde se
compararon 1974 parejas de gemelos varones (al menos uno del par de gemelos
tenían problemas con el alcohol) La tasa de concordancia de gemelos MZ para el
alcoholismo era del 54% y para gemelos DZ era solo del 28%. Esta diferencia es
significativa pero no fue particularmente marcada si se considera que la mayoría de
los gemelos habían sido criados en ambientes similares. Podría ser que el
aprendizaje jugase un papel importante en la producción de conductas de
alcoholismo.
Unos estudios realizados en los 90 mostraban que la tasa de concordancia para los
gemelos MZ era del 76% mientras que para los gemelos DZ era del 61% en relación
con el alcoholismo. En las mujeres era del 36% en gemelos MZ y del 25% en DZ
(Pickens) ¿Genes o ambiente? El ambiente produce una mayor influencia en las
hembras que en los machos.
Una manera de superar el problema de atribuir estas tasas de concordancia a la
vivencia en los mismos ambientes es el seguimiento de hijos adoptados cuyos
padres biológicos eran alcohólicos. Unas investigaciones hicieron un seguimiento de
hijos de alcohólicos adoptados al poco de nacer por padres no alcohólicos en
Dinamarca en los años 70. Los resultados mostraban que el alcoholismo era 4 veces
más probable en hijos adoptados de padres alcohólicos en comparación con hijos
adoptados de padres no alcohólicos. La herencia pareció que ejercía un efecto
importante en la conducta de consumo de alcohol.
Unos estudios posteriores llevados a cabo por Bohman extendieron estos hallazgos.
Los factores genéticos parecen jugar un papel importante en el alcoholismo.
Encontró que los hijos adoptivos de padres alcohólicos tenían el triple de
probabilidades de ser alcohólicos que los hijos adoptivos de padres no alcohólicos.
Los hijos adoptados de madres alcohólicas tenían el doble de probabilidades de
convertirse en alcohólicos que los hijos adoptados de madres no alcohólicas.
Una crítica que se ha hecho a estos trabajos es que se habla de alcoholismo como si
fuera un desorden unitario, pero existen distintos tipos de alcoholismo:
a) Individuos con conductas persistentes de búsqueda de alcohol e individuos
que pueden abstenerse del alcohol durante mucho tiempo pero que cuando
empiezan no pueden parar. Pérdida de control.
b) La Asociación Psiquiátrica Americana distingue entre: individuos con mucho
consumo de alcohol de forma inminente e individuos con dependencia psicológica
y física (aumenta la tolerancia de alcohol y los síntomas de abstinencia)
c) Un intento de diferenciar los distintos tipos de alcoholismo desde el punto de
vista genético fue llevado a cabo por Cloninger. Cuando Cloninger y Bohman
trabajaron con niños adoptivos de padres alcohólicos, encontraron que cuanto
más severo era el alcoholismo, mayor era la probabilidad de que el adoptado
tuviera un padre alcohólico. Algunos rasgos también distinguen alcohólicos
severos de los que no lo son. Al analizar con más detenimiento esta relación, se
dieron cuenta de que había dos tipos de alcoholismo (cada alcohólico con
personalidad y genética diferente):
o Alcoholismo tipo 1 es la forma más común de alcoholismo y la
menos severa que se asocia con un exceso de bebida (normalmente
después de los 25 años) Este alcoholismo se encuentra tanto en
varones como en mujeres, con un comienzo tardío. Pueden estar
mucho tiempo sin consumir alcohol, pero cuando comienzan no pueden
parar (siguen hasta desmayarse) Tienden a ser ansiosos, inhibidos,
tímidos, cautos y emocionalmente sensibles. Este tipo de alcoholismo
no depende fuertemente de la genética, sino que depende en gran
medida de factores ambientales.
o Alcoholismo tipo 2 es la forma más severa que se asocia con un
consumo máximo y persistente de alcohol. Se asocia con el consumo
persistente de alcohol y con conductas antisociales (peleas, mentiras,
impulsividad…) sin remordimientos. Se encuentra solamente en
varones y ocurre típicamente antes de los 25 años. Parece que tiene un
componente fuertemente genético. El ambiente juega poco en su
expresión. El riesgo de alcoholismo en los hijos adoptados de estos
alcohólicos es nueve veces mayor que e riesgo de los hijos de los
demás tipos de padres.
Falta por ver si esta clasificación supera la prueba del tiempo ¿Hay un gen para el
alcoholismo? En los años 90 un grupo de investigadores dirigidos por Blum
proclamaron haber descubierto tal gen. Estudiaron los cerebros de 70 individuos
fallecidos. La mitad habían sido alcohólicos. Se sometió el tejido cerebral a unas 9
pruebas de ADN y finalmente sugirieron que había un gen para el alcoholismo,
responsable del receptor (proteína) de la dopamina D-2 (neurotransmisor)
Este gen localizado en el cromosoma 11 ocurre en dos alelos diferentes (A1, A2) la
mayoría tenemos el A2, pero otros tienen A1. Los sistemas dopaminérgicos del
sistema nervioso tienen mucho que ver en los efectos de placer de drogas y
alcohol. Blum propuso que el alelo A1 podía ayudar a causar el alcoholismo, puesto
que produciría receptores defectuosos de la dopamina en las células cerebrales y
no se obtendría suficiente dopamina causando el deseo de sustancias como el
alcohol que ayudará a estimular la liberación de dopamina (obstaculizaba la
recepción de dopamina) De ahí que los individuos necesitaran extraerlo del alcohol
y de las drogas. El alelo A1 está ausente en el 80% de los no alcohólicos y presente
en el 69% de los alcohólicos.
in embargo, estudios posteriores alegaron que esto estaba sobreestimado ya que el
alelo no estaba en el 69% sino en el 49%, y no es que no estuviera presente en los
no alcohólicos, sino que se encontraba en un 23%.
El descubrimiento del alelo A1 suscitó la probabilidad de que se pudiera producir
una prueba para determinar la tendencia del alcoholismo en la población general.
La conclusión a la que llegó Blum se ha desechado puesto que el alelo A1 se
encuentra también en los cerebros de los individuos que tienen problemas
mentales. También se demostró que los porcentajes que hallaron inicialmente
acerca de al presencia del A1 en el cerebro de los individuos estaba sobreestimado
(el número era menor del 69% y no es que estuviera ausente en los no alcohólicos,
sino que se encontraba en un porcentaje muy bajo) Hay muchos alcohólicos que no
tienen el alelo A1 y si tienen el alelo A2 (no es la causa para el alcoholismo) En
estudios posteriores compararon 440 con control y encontraron que el A1 estaba en
el 43% de los alcohólicos (y un 43% no es mayoría)
Otro neurotransmisor que se ha sugerido que puede estar asociado con el
alcoholismo es la serotonina. Uno de los primeros estudios fue realizado en los años
70 examinándose 30 alcohólicos y se comprobó que quienes tenían los síntomas
más severos tenían también los niveles más bajos de 5-HIAA (derivado de la
serotonina). Este hallazgo fue ampliado posteriormente midiendo los niveles de 5-
HIAA después de 48 horas del último consumo y después de 4 semanas de
abstinencia controlada. Los resultados mostraron que los niveles de 5HIAA eran
normales a las 48 horas del último consumo y significativamente bajas a las 4
semanas de abstinencia. Esto sugirió que algunos alcohólicos (sobre todo los más
severos) tienen de manera natural bajos niveles de serotonina que aumentaba
cuando consumían alcohol. Un déficit de serotonina podía ser responsable de llevar
al alcohólico a consumir alcohol para restaurar los niveles normales de serotonina.
A partir de este trabajo se mostró que anormalidades serotoninérgicas existen en
algunos alcohólicos (principalmente tipo 2, limitados al varón), pero esta relación no
es tan directa ya que niveles bajos de 5-HIAA están relacionados con una variedad
de conductas impulsivas (agresiva, tortuosa, suicida…) Niveles bajos de serotonina
se asocian con depresión y suicidio. Ahora, la mayoría de las investigaciones creen
que niveles bajos de 5-HIAA están más directamente relacionados con impulsividad
y agresividad que con el alcoholismo “per se”. Muchos alcohólicos tienen niveles
normales y altos de este metabolismo. Pero posiblemente es cierto que la baja tasa
serotoninérgica es un factor importante en la aparición del alcoholismo (sobre todo
en algunos individuos).
Existe evidencia animal que apoya esta suposición. En las ratas los niveles bajos de
5-HIAA se asocian con un aumento de la preferencia de alcohol, mientras que
cuando se estimulan con drogas, la liberación de 5-HIAA disminuye su consumo de
alcohol (las drogas sustituyen su consumo) La inyección de agonistas
serotoninérgicos en nucleolos del cerebro, producen la disminución del consumo de
alcohol. En fuertes consumidores de alcohol, el Prozac redujo el consumo diario de
alcohol pero muy poco, no fue significativo. No obstante, estos fármacos juegan un
papel importante en el alcoholismo, sobre todo si va acompañado de psicoterapia.
DNA recombinante o ingeniería genética
En el DNA recombinante, se toman genes de un individuo y se hacen copias para
implantarlos en otros o combinar, empalmando piezas de ADN de varios genes que
no se encuentran en la naturaleza. Comienza en los años 60 cuando los científicos
descubrieron las enzimas de restricción que rompían el ADN siempre en la misma
frecuencia (lo rompen con precisión) Estas enzimas se encuentran en bacterias, las
cuales se comenzaron a utilizar como tijeras para cortar el ADN, es decir, como
“tijeras moleculares”. Se puede extraer el ADN en un tubo de ensayo con estas
enzimas, obteniendo como resultado que la misma encima trocea siempre el mismo
punto ya que se obtienen muchos fragmentos cortados todos por el mismo sitio. Se
encontraron más de 300 enzimas de restricción diferentes (que cortan siempre por
la misma combinación de bases) Años después, se descubrió que algunos trocitos
de estas enzimas tenían terminaciones pegajosas (Sticky ends) Estas, permitían
juntar los trozos de ADN, incluso de diferentes organismos o individuos. Esta nueva
recombinación tuvo lugar in vitro o fuera de la célula.
Más tarde, se descubrió una nueva manera de introducirlo en células vivas: En 1972
Berg tomó células de otras bacterias e implantarlas en un virus. Otros, introdujeron
ADN de un sapo en una bacteria, y cuando esta se reproducía lo copiaba y se
pasaba a la bacteria. La técnica de insertar genes en individuos vivos tuvo gran
impacto (clonación) Las bacterias son las líneas de unión mediante las cuales se
puede reimplantar ADN recombinante (son las líneas de ensamblaje) Todo esto
permitió avanzar que tipo de proteínas formarían algunos genes e incluso insertar
ADN en un cigoto justo después de la fecundación para que cuando se desarrolle
reproduzca el ADN. Estos productos, se denominan transgénicos y se han usado
para estudiar enfermedades congénitas.
Para mostrar la enorme influencia del ambiente, tenemos un caso extremo de
interacción de genes ambiente: el ejemplo de un gusano marino (banelia) cuyo sexo
viene determinado por la cantidad o concentración de CO₂ que existía en el agua.
Una cantidad baja de CO₂ hace que las larvas se conviertas en hembras, pero si una
larva no diferenciada entra en contacto con una hembra adulta, la larva se
convertirá en macho. No todos los efectos del ambiente son tan espectaculares. La
mayoría son el producto de su genotipo y el ambiente. Por ejemplo, una mala
alimentación puede hacer que la estatura de un individuo no llegue a ser la que
marcan sus genes.
Anomalías cromosómicas. Mutaciones cromosómicas
Una mutación es un cambio heredable y estable. La mutación en una célula
somática, puede provocar alteraciones en el material genético de una célula que se
genera de ella y la mutación en las células sexuales puede transmitirse como
rasgos heredados diferentes a las de sus progenitores. En la naturaleza, las
mutaciones se originan al azar y de manera impredecible. Son debidas a agentes
mutágenos de naturaleza muy diversa (radiaciones cósmicas, rayos ultravioletas,
rayos X, infecciones víricas, sustancias químicas…) ambientales, naturales o en
laboratorio. Se distinguen varios tipos generales de mutaciones en función de los
cambios que sufra el material genético:
Estructura cromosomas Los que afectan a la estructura de los
cromosomas Son las más comunes. Se producen normalmente en la meiosis
por roturas a los cromosomas, produciendo luego la separación anormal.
Pueden tener grandes limitaciones pero son relativamente comunes. Un alto
tanto por ciento del total de óvulos fecundados portan algunas anomalías
que provocan abortos espontáneos. Los cromosomas sufren un cambio en su
estructura por:
a) Pérdida o delección de un trozo de cromosoma. Durante la meiosis
una parte de cromosoma puede romperse y perderse, estos perdidos
se suelen unir a otros. Los efectos van a depender de los genes que
contenga ese fragmento de cromosoma.
b) Duplicación Se produce la repetición de un trozo de cromosoma (si
el perdido se une al otro homólogo)
c) Inversión Cuando en una ruptura de cromosomas se produce el
ensamblaje de forma invertida (si el perdido se une al mismo del que
se soltó pero al revés)
d) Translocación se traslada un trozo de cromosoma a otro no
homólogo (un cromosoma se une a otro cromosoma)
e) Inserción translocación no recíproca. Se retira de un cromosoma y
se une a otro diferente. Es rara y puede darse en unas células y en
otras no, originando los individuos mosaico, que tienen éstas
reoganizaciones en unas células y no en otras.
Todas estas mutaciones, rompen la secuencia de bases nitrogenadas en el ADN y
los mensajes transmitidos a la proteína van a ser diferentes. Se puede
desestabilizar el desarrollo normal de los organismos:
- Equilibradas Son equilibradas si transmiten información
equivalente, si la dotación genética al final es normal.
- Desequilibradas si se gana y se pierde dotación genética.
Número cromosomas Las que afectan al número de cromosomas.
Afectan a la dotación cromosómica del individuo, provocando que éste tenga
un número de cromosomas que difiera del típico de su especie. En estas
mutaciones no se produce ningún cambio en los cromosomas, sino que
aparecen más o menos cromosomas de los normales.
Se llama anomalía aneuploidia a la existencia anormal de cromosomas debido a la
presencia o ausencia de cromosomas. Lo presentan el 3 o 4% de todos los embarazos
reconocidos. Si un gen individual afecta a la conducta, si el cromosoma, también
tendrá consecuencias conductuales.
Estas mutaciones son, en general, el resultado de una separación anormal de los
cromosomas durante la mitosis, sobremanera en la meiosis. Así podemos encontrarnos
con individuos triplicados (3n), fruto de la fecundación de un gameto diploide con uno
normal; con individuos tetraploides (4n) y, de una manera general, poliploides. Estos
poliploides son bastante interesantes en las plantas cultivadas ya que suelen tener un
mayor tamaño. Los efectos conductuales de la meosis son los que provocan diversos
tipos de enfermedades provocadas por la no separación de un cromosoma en la
meiosis. La trisomía, es un haploide + diploide, es decir, un cromosoma triplicado.
En la no distribución meiótica se pueden formar cigotos, lo que provoca el aborto (más
de la mitad de los abortos, es producido por esto) Uno de cada 100, sin embargo, llega
a nacer pero con un número distinto de cromosomas. La mayoría de los aneuploides
tienen trisomía (3 cromosomas en un par normal) o monosomía (1 cromosoma de un
par) Estos dos, dan lugar a un desequilibrio genético que ocasiona muchos transtornos,
como por ejemplo el retraso mental.
a) La trisomía ocurre en cualquier cariotipo y es compatible con la vida. Tiene
monosoma de más (47) y la trisomía más común es la del par 21 que es el
Síndrome de Down (3 ejemplares del cromosoma 21) Las trisomías tienen
información repetida y para explicar sus consecuencias es muy crítica la
cantidad de producto formado (3 copias de un gen y no de los demás provocan
desequilibrio) No tienen información errónea, sino más repetida de lo debido.
b) La monosomía Es letal casi siempre.
Salvo excepciones, las víctimas de cromosomas de más o de menos aparecen aislados
por lo que no presagian nada malo para futuros hijos.
TRISOMÍA 21 O SÍNDROME DE DOWN
El careotipo revela que éstos presentan 47 cromosomas. El hecho de que el
cromosoma 21 esté triplicado, es por la no disyunción de la meiosis.
Un gameto va a recibir los dos cromosomas 21 que, de unirse a un gameto normal
va a dar un cigoto con tres cromosomas 21 o con un cromosoma 21. Así, un óvulo o
un espermatozoide (dos cromosomas) que al unirse a un gameto normal dará un
triploide. La no disyunción de todos los cromosomas homólogos en la meiosis,
produce gametos triplicados o que no contienen cromosomas por lo que da lugar a
dos cigotos haploides o triploides. La incidencia de la trisomía 21 es 1 de cada 600
nacidos vivo y es más alta la incidencia en niños de madres maduras. Si la mujer de
más de 40 años no tuviera hijos, se reduciría a la mitad. La trisomía fue descrita en
1866 por Down y muchos fenotipos diferentes se asocian a la trisomía 21, por lo
que los pacientes de trisomía 21 muestran mayor tasa de mortalidad y el 90% de
los afectados muere a los 25 años (alta incidencia de leucemia y gran
susceptibilidad a infecciones respiratorias. Las características son:
- Rostro aplanado, achacado
- Ojos oblicuos
- Cuello corto con piel redundante en la nuca
- Altura pequeña
- Pliegues epicantales (pequeños pliegues de piel en los ángulos internos del
ojo)
- Anomalía en pliegues de la mano y en los dermatoglifas (estrías de la piel)
- Agudo retraso mental (la media de las puntuaciones del CI de estos
pacientes es entre 35 y 50, por lo que los pacientes necesitan ser
institucionalizados.
- Son muy cariñosos, afectuosos.
- Don de imitación
TRISOMÍA 18 O SÍNDROME DE EDWUARD
Es de uno de cada 8000. Cerca del 95% abortan espontáneamente. Entre los que
nacen, la vivencia posnatal es muy escasa. El 80% de los pacientes que sobreviven
son mujeres. La edad materna constituye un valor importante. Sus características
son:
- Retraso mental
- Fallo decrecimiento
- Alteraciones cardiacas graves.
TRISOMÍA 13 O SÍNDROME DE RATAN
Aparece en uno de cada 25.000 nacimientos. Este síndrome es grave y letal en casi
todos antes de los seis meses y más de la mitad muere en el primer mes. Se asocia
a la edad materna avanzada. Sus características son:
- Grave malformación del sistema nervioso central
- Retraso mental
- Retraso del crecimiento
SINDROME DE DELECCIÓN AUTOSÓMICA
Hay dos: el síndrome de deleción de parte del cromosoma y el síndrome del
maullido de gato.
a) Deleción de parte del cromosoma 4 produce grave retraso
mental asociado con la deleción.
b) Maullido de gato pérdida de un brazo del cromosoma 5. Se
llama así porque el llanto del niño es igual que el maullido del
gato. Provoca cerca del 1% de los pacientes con retraso en
instrucciones. Son casos esporádicos pero el 10% o 15% son
descendientes de portadores de translocación.
ANOMALÍAS EN CROMOSOMAS SEXUALES
a) Síndrome de KLINEFELTER
Accidente de meiosis en cromosomas sexuales. Presenta un cromosoma X de más,
siendo el careotipo XXY (47 cromosomas) Esta condición fue descubierta en 1942
por Klinefelter y ocurre en 1 de cada 1000 aproximadamente. Es más alta en
madres maduras. Sus características son:
- Testículos poco desarrollados
- Estériles (azoospermia)
- Son afeminados
- Distribución femenina del vello corporal
- Desarrollo anormal de los senos
(ginecomostra)
- La mitad de los individuos son retrasados
mentales o la incidencia es mayor en individuos instucionalizados.
- La puntación media del CI está en 80 o 85
b) Síndrome de TURNER
Se da en mujeres que tienen tan solo un cromosoma X (X₀) Ocurre en una de cada
3000 hembras vivas. Sus características son:
- Ausencia de uno de los cromosomas X Poseen un número normal de
autosomas, 22. Pero en los sexuales le falta uno, por lo que muestran
45 cromosomas (solo tiene un cromosoma X)
- Fenotipo femenino
- Pobre desarrollo sexual (infantilismo genital)
- Aspecto aniñado.
- Poco desarrollo del vello púbico y de los pechos.
- Deformaciones de ovarios (digenesia ovárica, lo que las hace estériles)
Excesivo desarrollo
- Cuello palmeado (plano)
Se sugirió que estas mujeres tenían retraso mental y sus puntuaciones de CD son
bajas, pero esto no se ha podido comprobar. Estos pacientes sufren de déficit
conductual en organización espacial y perceptual por lo que el defecto cognitivo se
refiere a tareas de actividades espaciales (los CI son diferentes de los normales) y
sentido direccional. También tienen dificultades matemáticas.
c) SUPERMACHO XXY (varones con cromosoma extra,
otro Y)
En 1961 Jacobs observó que existía una correlación entre material cromosómico
extra y la conducta agresiva. Hicieron el careotipo de presos a causa de actividades
violentas o agresivas. A 9 de los sujetos, se les encontró un material cromosómico
“Y” extra. Estos individuos eran altos y fuertes. La incidencia de XYY es mayor en
varones institucionalizados que en la población ¿El cromosoma “Y” hace a los
individuos más agresivos? No. La existencia de altura y pobre coordinación hace
que también puedan ser agresivos por eso.
Otros estudios realizados por Witrin encontraron una tasa elevada de delitos con
individuos XYY, pero no habían cometido delitos más violentos que los otros, por lo
que los XYY no provocan una mayor agresividad. Los varones XYY tenían
puntuaciones de XI más bajas, lo que lleva a pensar que la baja inteligencia pueda
llevar a la alta tasa de delictividad. Son varones normales (más altos, más fuertes y
con menor inteligencia) El hecho de que entre los presos se encuentren gran
número de casos, puede ser debido a que los XYY al ser menos inteligentes
cualquier delito que cometen es más fácil descubrirlo.
d) Mujer con cromosoma X extra:
Tienen careotipo XXX, XXXX, XXXXX… (47, 48, 49 cromosomas) Se da en uno de
cada 1000. Sus características son:
- Aparece asociado a cierto retraso. La cuarta parte sin embargo, son
normales. El 25% tiene ligeros problemas de desarrollo, el 25% problemas
congénitos de nacimiento y el otro 25% problemas cognitivos. Es decir, en
torno al 4 por mil en realidad no 1 por mil.
- Pentasomía, con cinco X (XXXXX) retraso mental profundo, no controla el
movimiento de los ojos y tiene problemas de esqueleto y de desarrollo
sexual
- Tetrasomía, con cuatro X (XXXX) retraso mental
e) Síndrome del X frágil
Es heredable y más frecuente en retraso mental moderado (es la primera causa
heredables, es la segunda incluyendo a las no heredables como el síndrome de
Down) Se da en una de cada 1250 hombres y en una de 2000 mujeres. Se llama
asó porque en un cromosoma la cromatina no se condensa lo suficiente durante la
mitosis. En este síndrome es frecuente el retraso mental. No sigue la herencia
mendeliana, sino un patrón inusual. El 20% de los hombres con este síndrome no lo
presentan, pero tienen nietos que sí. Las hijas de varones que presentan síntomas
no lo presentan porque el cromosoma X enmascara el síndrome. Constituye uno de
las principales pedidos de careotipo en estudios prenatales.
f) Individuos mosaico Tienen células con 46
cromosomas y células con otro número distinto de cromosomas
(mezclan células con distinto número de cromosomas)
En general, las mutaciones en su conjunto son un factor importante de selección y
tienden a pervivir las mutaciones favorables. La selección natural eliminará a
aquellos individuos que hayan resultado desfavorables genéticamente.
