Hi ha una influència extranuclear sobre alguns aspectes fenotípics.
Alguns aspectes que es transmeten als descendents mitjançant el citoplasma en lloc del nucli cel·∙lular, freqüentment a partir d’un dels progenitors són molt importants.
Tipus d’herències extranuclears
-El patró d’efecte matern: els productes de gens nuclears es localitzen en l’òvul per a transmetre’ls als descendents per mitjà de l’ooplasma.
-L’herència infecciosa: és el resultat de la presència d’un paràsit en el citoplasma cel·∙lular d’un hoste (huésped). Él fenotip d’un organisme és influit per la presència del paràsit en el citoplasma de les seves cèl∙lules.
-L’herència d’orgànuls: el material genètic que es troba en els cloroplasts o en els mitocondris pot afectar trets fenotípics dels descendents. Tant els cloroplasts com els mitocondris tenen el seu propi material genètic i disposen dels mecanismes necessaris per a expressar la informació genètica. A causa que les mutacions en l'ADN mitocondrial poden donar lloc a malalties en l'ésser humà, ens centrarem en aquest tipus d'herència.
L’ADN mitocondrial
- L'ADN mitocondrial va ser descobert per Chevremont el 1972.
- L'ADN mitocondrial dels llevats i de les cèl∙lules animals és bastant semblant amb relació a la seva comesa i a com es troba organitzat. No obstant això, és diferent del de les plantes.
- Els mitocondris s'hereten mitjançant el citoplasma matern. Durant el procés de fecundació, un espermatozoide aporta únicament els gens nuclears a causa que només penetra la part anterior (que presenta el nucli) dins de l'òvul, i en deixa fora els orgànuls citoplasmàtics. Per aquest motiu, l'ADN mitocondrial del pare no passa a la descendència.
- Processos de replicació i traducció: existència de diferències de l’ADN mitocondrial en comparació de l'ADN nuclear, en aquests processos. Per exemple, els ARNr i ARNt es troben codificats per l'ADN mitocondrial, i s'utilitza un codi genètic diferent de l'universal per a dur a terme el procés de traducció. De la mateixa manera, el procés de replicació de l'ADN mitocondrial és també diferent del dut a terme en l'ADN nuclear.
- Com s'organitza i disposa el material genètic en els mitocondris?
En l'ésser humà, l'ADN mitocondrial, seqüenciat pel grup de Sanger el 1981, té una mida de 16.569 pb. Es caracteritza per l'absència de seqüències intercalades no codificants (introns). A més, les repeticions de gens no són freqüents i tampoc no és habitual la presència d'ADN espaiador intergènic.
Amb relació als productes gènics de l'ADN mitocondrial, es pot destacar que aquest codifica 22 ARN de transferència, 2 ARN ribosòmics i 13 polipèptids.
Les proteïnes mitocondrials estan implicades en els processos de fosforilació oxidativa per a l'obtenció d'energia, encara que hem de tenir present que la respiració cel·∙lular (funcions respiratòries oxidatives) és controlada tant per gens mitocondrials com per gens ubicats en el nucli cel·∙lular. D'aquesta manera, els polipèptids implicats en aquests mecanismes de fosforilació oxidativa solen ser formats per diverses
cadenes proteiques codificades per gens mitocondrials i nuclears. Les cadenes codificades per gens nuclears s'han de transportar del citoplasma de la cèl·∙lula als mitocondris. També és cert que en l'àmbit nuclear es codifiquen diferents productes vitals per a l'activitat i funció biològica dels mitocondris (factors d'iniciació de la traducció, polimerases de l'ADN i de l'ARN, etcètera).
L’herència mitocondrial (sinònim: Herència materna)
- Els gens mitocondrials es troben implicats en la producció de proteïnes necessàries per a les funcions respiratòries oxidatives.
-L'alteració d'algun d'aquests gens podrà alterar i modificar aquestes funcions, i augmentar la producció de radicals lliures.
-Conseqüències de l'acumulació dels radicals lliures: pot afectar diferents components cel·∙lulars i poden accelerar l'envelliment cel·∙lular, provocar malalties degeneratives i afectar d'una manera diferencial diferents teixits com la musculatura llisa, la musculatura esquelètica i el sis- tema nerviós.
-Com l'obtenció d'energia, per part d'una cèl∙lula, depèn d'una manera essencial de la funció biològica mitocondrial, qualsevol mutació en l'ADN mitocondrial podria implicar una alteració d'un impacte sever per a l'organisme.
-L’ADN mitocondrial és especialment vulnerable a la mutació. Per què?
a) Els radicals lliures són productes altament mutagènics (els radicals lliures derivats de la respiració cel·∙lular que es concentren en l'àmbit mitocondrial).
b) Una altra possible explicació es relaciona amb els mecanismes de reparació que explica l'ADN mitocondrial. Aquests mecanismes podrien ser tan efectius com els que actuen en l'ADN ubicat en el nucli de les cèl∙lules.
-Si l'ADN mitocondrial és molt vulnerable a les mutacions, com és possible que l'impacte fenotípic sigui reduït? 1) Els mitocondris aportats per l'òvul matern al zigot són nombrosos; si un d'ells conté una mutació els productes derivats de la funció mitocondrial (proteïnes respiratòries) no són afectats.
-Sempre s’hereta de part de la mare.
-Per a que l’herència mitocondrial estigui relacionada amb processos patològics, cal que es produeixi una mutació en un gen mitocondrial o en diversos.
-La patologia ha d’implicar un deteriorament de la funció energètica.
-L'ADN mitocondrial se sol transmetre en heteroplàsmia, cosa que dóna lloc a individus mosaics, és a dir, subjectes amb algunes cèl·lules amb homoplàsmia i altres cèl·lules amb heteroplàsmia.
-S'ha pogut comprovar l'existència de variabilitat en la transmissió: dos subjectes afectats fills de la mateixa progenitora poden mostrar diferent gravetat en la simptomatologia de la malaltia en presentar un grau desigual d'heteroplàsmia.
-Llindar d'expressió fenotípica: la transmissió de mitocondris canviats es produeix a l'atzar, de manera que la seva distribució pot variar amb relació als tipus cel·∙lulars. Per això, en funció de si hi ha un teixit que hagi rebut més mitocondris canviats, i en funció de la susceptibilitat del teixit a l'ús de l'ATP, podrem parlar d'una diferenciació en la manifestació i gravetat de la malaltia. El teixit muscular i el teixit nerviós necessiten quantitats ingents d'ATP, amb la qual cosa és lògic pensar que seran els teixits que presentin més susceptibilitat. En aquests casos, el llindar per a sofrir la malaltia és més baix que si el comparem amb altres tipus de teixits que no necessiten quantitats tan elevades d'ATP.
-Quins factors podrien explicar que, dins d’una mateixa família, un subjecte pogués estar més afectat que un altre?
1) La distribució dels mitocondris que presenten la mutació amb relació als diferents tipus de teixits.
2) El percentatge de mitocondris que presenten la mutació (en funció de quants mitocondris amb la mutació han estat transmesos per la mare).
Patologies d’herència mitocondrial
-Neuropatia ocular hereditària de Leber: Es tracta d'una alteració que cursa amb una pèrdua de visió que afecta de manera bilateral i que té una edat d'aparició variable. No obstant això, la majoria de casos es produeix entorn dels 25-27 anys. L'aparició de la ceguesa no és progressiva, sinó que sol aparèixer de manera sobtada. En molts dels casos de neuropatia ocular de Leber, no s'han trobat antecedents familiars, la qual cosa suggereix un percentatge molt important de noves mutacions. Fins al moment, s'han identificat quatre mutacions en l'ADN mitocondrial que provoquen alteracions en els mecanismes de fosforilació oxidativa de la cèl·∙lula i que es troben relacionades amb l'aparició de la malaltia. En un nombre elevat dels casos que presenten l'alteració (aprox. en un 50%) es produeix una mutació d'un gen mitocondrial que codifica una subunitat de la NADH deshidrogenada.
-Epilèpsia mioclònica progressiva causada per MERF: (malaltia de les miofibril·∙les vermelles esfilagarsades) és possible observar un patró d'herència materna clar. Les persones que sofreixen aquesta alteració presenten atacs epilèptics, dèficit en la coordinació motriu (atàxia), alteracions auditives i fins i tot pot desembocar en un tipus de demència (i/o retard mental progressiu). Es tracta d'una patologia que segueix un patró d'herència mitocondrial ocasionada per mutacions en la forqueta TjC del gen mitocondrial que codifica l'ARNtlys, cosa que implica alteracions bioquímiques en els complexos I i IV de la cadena de fosforilació oxidativa. Això suposa que la gènesi d'ATP mitocondrial es vegi minvada, la qual cosa produeix una afecció gradual dels teixits muscular i nerviós. Els pacients que sofreixen aquesta alteració manifesten heteroplàsmia, ja que altrament podria ser una afectació letal. D'aquesta manera, podem trobar cèl·∙lules amb mitocondris normals i amb mitocondris amb la mutació. Fins i tot és possible que diferents teixits presentin nivells diferents de mitocondris amb la mutació.
- Síndrome de Kearns-Sayre: malaltia de tipologia neuromuscular que cursa amb una paràlisi progressiva d'alguns músculs oculars, retinitis pigmentària (dipòsit anormal del pigment de la membrana de la retina), cardiomiopatia, debilitat muscular (miopatia), pèrdua de l'oïda (hipoacúsia) i alteració en la coordinació del moviment (atàxia cerebel·∙losa). Des d'un punt de vista genètic, aquesta alteració prové a partir de delecions en diferents punts de l'ADN mitocondrial. Per això, la gravetat de la simptomatologia estarà relacionada amb la proporció d'ADN mitocondrial que presentin les mutacions per deleció.
- Alteracions poligenètiques: L'herència mitocondrial també podria estar relacionada amb altres models d'herència. Actualment, hi ha evidències experimentals que suggereixen que alguns gens mitocondrials podrien formar part de les agrupacions de gens de risc que explicarien l'aparició d'algunes malalties poligenètiques, com el trastorn bipolar i la malaltia d'Alzheimer. No obstant això, encara s'ha de comprovar la càrrega específica que podrien aportar al risc total que explicaria la susceptibilitat de sofrir la malaltia.
No hay comentarios:
Publicar un comentario