Genética

Idea central

La genética estudia la herencia y su transmisión de generación a generación, con énfasis en los genes y los mecanismos que explican cómo se heredan los caracteres.

Material hereditario: ADN y ARN

• ADN: ácido nucleico cuyo azúcar es la desoxirribosa; sus bases incluyen adenina, guanina, timina y citosina.
• ARN: ácido nucleico cuyo azúcar es la ribosa; la timina es sustituida por uracilo.

Estructura del ADN

• Está formado por dos cadenas de desoxirribonucleótidos.
• Las cadenas se unen por puentes de hidrógeno entre bases complementarias: adenina-timina y citosina-guanina.
• La disposición espacial es una doble hélice y las cadenas son antiparalelas (3’ de una junto al 5’ de la otra).
• Un pequeño grupo de material hereditario se encuentra en las mitocondrias.

Genes y antecedentes históricos

• La unidad básica de la herencia es el gen (segmento de ADN) que determina la secuencia de aminoácidos de una proteína.
• El estudio formal de los genes inicia con Gregor Mendel y sus observaciones en semillas de plantas de chícharo.
• En 1909, Wilhem Johannsen propuso el concepto de gen como factor que determina una característica hereditaria.
• En 1910, Thomas H. Morgan mostró en la mosca de fruta que los genes están ordenados en los cromosomas.

Funciones del ADN y código genético

• Replicación (síntesis de ADN).
• Transcripción (síntesis de ARN sobre molde de ADN).
• Traducción (síntesis de proteínas).
• El código genético está formado por 64 codones (combinaciones en tripletes de bases). Ejemplos: GCU, ACG.

Herencia mendeliana: leyes de Mendel

• Se asocia a la mutación de un solo gen.
• Primera ley (uniformidad): cruzar AA × aa produce descendencia F1 igual entre sí (Aa) y fenotípicamente como el portador del alelo dominante.
• Segunda ley (segregación): en F2 reaparece el recesivo (aa) en 25%; del 75% restante, 25% AA y 50% Aa.
• Tercera ley (transmisión independiente): la segregación de rasgos hereditarios ocurre de forma independiente durante la formación de gametos.

Conceptos clave: genotipo y fenotipo

• Genotipo: dotación genética heredada (también llamado genoma); puede ser homocigoto (AA o aa) o heterocigoto (Aa).
• Fenotipo: rasgos observables; es la expresión del genotipo (externos como color de ojos/estatura e internos como grupo sanguíneo).
• Dominante: expresa su información y no deja manifestarse al otro en el cromosoma homólogo.
• Recesivo: no se manifiesta en presencia del dominante; para observarse requiere dos copias.
• Locus: sitio que ocupa el gen o alelo en el cromosoma; alelo es una forma alternativa de un gen.

Anormalidades cromosómicas y cariotipo

• Numéricas: trisomía 21 (Down), trisomía 18 (Edwards), trisomía 13, Turner, Klinefelter, trisomía XXX.
• Estructurales: deleciones, duplicaciones, inversiones, translocaciones, mosaicismo.
• Cariotipo: patrón cromosómico descrito por convenio; cromosomas agrupados de la A a la G según longitud y posición del centrómero.
• El cariotipado permite analizar anomalías numéricas y estructurales.

Patrones mendelianos y atípicos

• Monogénicos: autosómica dominante, autosómica recesiva, recesiva ligada al cromosoma X.
• Atípicos: multifactorial (genes + ambiente) y mitocondrial (extranuclear, transmisión materna).

Factores que afectan la expresión génica

• Penetrancia: si el gen se expresa o no (completa o incompleta).
• Expresividad: cuánto afecta el rasgo o cuántas características aparecen.
• Herencia limitada/influenciada por sexo: diferencias fisiológicas y hormonales modifican penetrancia/expresividad (ejemplo: calvicie prematura).
• Sellado genómico: expresión diferencial según si se hereda del padre o de la madre; sellado defectuoso puede causar síndromes como Prader-Willi y Angelman.
• Codominancia: se observan ambos alelos (ejemplo: grupo sanguíneo AB).

Herencia multifactorial y mitocondrial

• Multifactorial: efecto combinado de diferentes genes con influencia ambiental; ejemplos: peso, cardiopatías, epilepsia; enfermedades como paladar hendido, labio leporino, cardiovasculares, esquizofrenia, diabetes.
• Mitocondrial: mitocondrias con ADN propio; ADN mitocondrial circular de 16 kb, con 37 genes que codifican 13 proteínas, ARN ribosómico y ARN de transferencia, con código genético diferente del universal; transmisión estrictamente materna con expresividad variable.