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CAPÍTULO 1. LA ANTROPOGENÉTICA
- Lord Tennyson.
- Definición de Antropogenética.
- La Antropogenética, la Ética y la Bioestadística.
- Variabilidad de origen genético: Marcadores genéticos.
- Frecuencias alélicas y haplotípicas. Polimorfismo.
Lord Tennyson
Alfred Tennyson, 1º barón Tennyson (agosto 6, 1809-octubre 6, 1892)
fue y sigue siendo uno de los poetas ingleses más populares.
Gran parte de su poesía se basa en temas mitológicos clásicos. Una de
las más famosas obras de Tennyson es Idilios del rey (1885), una serie
de poemas narrativos basado completamente en las historias del rey
Arturo, siguiendo la temática de Sir Thomas Malory sobre el legendario
rey.
Intentó también escribir piezas dramáticas, pero tuvo poco éxito.
Tennyson escribió una serie de frases que se han convertido en lugares
comunes del idioma Inglés, incluyendo: "La naturaleza, rojo en dientes y
garras", "Mejor haber amado y perdido", "No había ninguna razón para
ello, pero lo hicieron y murieron" y " mi fuerza es como la fuerza de diez,
/ porque mi corazón es puro ".
("nature, red in tooth and claw", "better to have loved and lost", "Theirs
not to reason why,/Theirs but to do and die", and "My strength is as the
strength of ten,/Because my heart is pure".)
Es uno de los escritores más citados en lengua inglesa.
Genealogía de Lord Tennyson
La genealogía de Lord Tennyson muestra algunos
aspectos interesantes del estudio de nuestro
patrimonio genético.
En primer lugar, la variabilidad: dentro de una
misma familia que comparte muy probablemente
alguna mutación que afecta al carácter, se observa
una multitud de signos y fenotipos diferentes. Es un
claro ejemplo de interacción entre patrimonio
genético y ambiente.
En segundo lugar, los complejos efectos de las
interacciones entre los genes: lo que para la mayor
parte de sus parientes resultó ser una pesada
carga, al escritor le supuso la genialidad creativa.
La Antropogenética
La Antropogenética (Código UNESCO 2402.02) es la
disciplina que estudia la variabilidad genética de
nuestra especie. Se incluye dentro de la Antropología
Física (2402), que contempla la variabilidad
biológica, la cual puede tener un origen genético, pero
también ambiental.
Se identifica total o parcialmente con las áreas:
Genética de Poblaciones Humanas
Genética Forense
Farmacogenética
Epidemiología Genética
Comparte datos, métodos y objetivos con las áreas:
Paleoantropología
Genética Humana
Demografía
Lingüística
Microbiología
La Antropogenética
Las áreas en las que preferentemente se investiga:
- La diversidad genética intra e interpoblacional de las poblaciones humanas.
- El origen de la diversidad genética humana.
- El origen y la dispersión de las enfermedades genéticas y su interacción con procesos de
selección y autostop genético.
- La caracterización genética de los diferentes grupos humanos y de los polimorfismos más
adecuados con el fin de permitir la identificación de un individuo.
- La caracterización de la variabilidad que permita desarrollar fármacos específicos para grupos
o individuos
- La identificación de factores que afecten a la estructura genética de las poblaciones
Registros demográficos
Acta de matrimonio y árbol genealógico
de una dispensa de consanguinidad
Un aspecto fundamental de la investigación sobre las poblaciones humanas es la imposibilidad de trabajar directamente en el
laboratorio sobre individuos de nuestra especie.
Las soluciones a este problema son de diferentes tipos:
1. Los registros demográficos. Una característica muy interesante de nuestra especie es la práctica generalizada en
numerosas poblaciones y numerosos periodos históricos de conservar un registro escrito u oral de los acontecimientos vitales
de los individuos. Estos registros han sido una muy importante fuente de datos, que con una formulación específica, han
permitido el estudio en profundidad de numerosos aspectos de la genética de las poblaciones abordables más dificilmente en
otras especies, particularmente a una escala microevolutiva.
Iconografía Antropogenética
Acondroplasia: ChnoumHotep, ayudante de cámara
del faraón durante la V
dinastía (c. 2700 a. JC)
Acondroplasia: Sebastián de
Morra en un cuadro de
Velázquez
Los registros iconográficos también han sido útiles, por ejemplo para el conocimiento del origen de algunas enfermedades genéticas.
Iconografía Antropogenética
Prader-Willi: Monstrua desnuda
(Eugenia Martinez Vellago)
en un cuadro de Juan Carreño de Miranda
Tutankamon podría ser síndrome de Klinefelter (XXY) o
síndrome de Wilson, un caso de hipotiroidismo reversible.
Estudios sobre gemelos
El balance entre genética y
ambiente determina
variaciones fenotípicas en
gemelos
2. Los estudios comparados. Analizar un determinado carácter en gemelos, en personas sanas y afectadas por una determinada
enfermedad genética, en humanos y otros primates, ha contribuído a menudo a detectar los genes responsables del mismo
Análisis estadísticos
Los análisis estadísticos permiten descomponer
los diferentes factores que afectan a nuestro fenotipo
3. La estadística. Lógicamente es una herramienta fundamental para
minimizar las limitaciones a la experimentación, en la forma de simulaciones,
tests estadísticos o análisis multivariantes.
Marcadores genéticos
Esquema del proceso de transcripción a traducción de un gen
El ADN porta toda la información precisa para la síntesis de las enzimas y otras proteínas necesarias para el organismo. Los
fragmentos de ADN que codifican para un polipéptido (proteína o subunidad de proteína) se denominan genes y se componen de
una serie de exones. Los fragmentos que son eliminados después de la transcripción se denominan intrones. Además, entre un
gen y otro puede haber grandes regiones no codificantes, las regiones intergénicas, en las que se encuentran secuencias
reguladoras de la acción de los genes. Un marcador es un fragmento de ADN, que puede tener un sólo nucleótido o una larga
cadena, que será utilizado para comparar individuos o poblaciones y puede encontrarse en una región de ADN codificante o no
codificante.
Frecuencias alélicas y haplotípicas
Diferentes alelos en un gen
Todos los individuos portan en su genoma el mismo número de cromosomas y en cada cromosoma a menudo los mismos genes.
En general, la ausencia de algún gen determinará alguna enfermedad genética grave. Sin embargo, la secuencia de ADN de cada
gen no es igual en todos los individuos.
Hay muchos genes en los que individuos de la misma o diferentes poblaciones pueden tener diferentes secuencias, sin que esto
repercuta en la aparición de alguna enfermedad genética. Además, el ADN no codificante es extraordinariamente diferente entre
diferentes individuos, ya que los cambios que experimenta generalmente no afectan a la viabilidad de los individuos.
Se denomina alelo a cada una de las posibles secuencias de un fragmento de ADN, que pueden portar algunos o todos los
individuos de una población. Precisamente la frecuencia de un determinado alelo (frecuencia alélica) es la proporción, en tanto por
uno, en la que aparece dicho alelo en una población. Hay que tener en cuenta para su cálculo que cada individuo porta dos
dotaciones cromosómicas completas (una paterna y una materna) y por tanto todos los genes (salvo los de los cromosomas
sexuales X e Y) por duplicado.
Frecuencias alélicas y haplotípicas
A veces es más informativo considerar simultaneamente dos o más marcadores fuertemente ligados, es decir, ubicados en el
mismo cromosoma a escasa distancia. En esos casos, en lugar de los alelos de cada marcador por separado, pueden estudiarse
las diferentes combinaciones de alelos de todos los marcadores considerados conjuntamente. Dichas combinaciones se
denominan haplotipos y sus frecuencias, logicamente, frecuencias haplotípicas.
En algunos casos, podrán establecerse filogenias de haplotipos.
El análisis de las frecuencias haplotípicas en diferentes poblaciones puede informarnos sobre las principales migraciones humanas
e incluso facilitar su datación.
Polimorfismos
Si se pretende estudiar el patrimonio genético de una población,
es decir, el conjunto de sus características de origen genético,
para conocer el grado de semejanza que presenta en relación a
otras poblaciones, es preciso seleccionar algunos caracteres
que, analizados en todas ellas, nos permitan establecer
comparaciones y concluir cuáles son las poblaciones más
similares y cuáles son las más alejadas genéticamente.
Los genes que deben seleccionarse son aquellos que presenten variabilidad. Si se tiene en cuenta un gen para el que existe un
único alelo, éste tendrá en todas las poblaciones una frecuencia alélica idéntica de 1 y resultará que todas las poblaciones son
indistinguibles. En realidad, la mayor parte del ADN no presenta variabilidad en el conjunto del patrimonio genético humano (las
estimaciones oscilan entre el 99,9% y el 88%); e incluso compartimos al menos el 95% de la secuencia del ADN con nuestros
parientes más próximos, los chimpancés (Britten, 2002).
Por ello se estudian preferentemente los polimorfismos. Un polimorfismo es un marcador genético en el que existen al menos dos
alelos, cada uno de los cuales se encuentra con una frecuencia mayor de 0,01 (es decir, el 1%) dentro de la población. Esto
garantiza que existan en las poblaciones varios alelos y varios genotipos posibles, que podrán presentar diferentes frecuencias en
cada una de ellas. A menudo se encuentran más de dos alelos y más de dos fenotipos en un marcador polimórfico.
Por oposición a los marcadores polimórficos, se pueden encontrar marcadores monomórficos, en los que tan sólo se observa un
alelo con una frecuencia significativa (es decir, mayor que 0,01), el cual suele mostrar una frecuencia casi igual o igual a 1.
También existen variantes alélicas raras, que se encuentran con frecuencias menores que 0,01. No es extraño que existan alelos
que sólo aparecen en un continente o una población a frecuencias muy bajas e incluso en una sola familia.
Algunos polimorfismos sanguíneos
GEN
Antígenos eritrocitarios
ABO
Diego
Duffy
Kell
Kidd
Lewis
Lutheran
MNSs (2)
P
Rh (3)
Secretor
Proteínas plasmáticas
alfa1-antitripsina
Ceruloplasmina
Componente de
complemento 3
Componente específico
de grupo
Haptoglobina
UBICACIÓN
ALELOS POLIMÓRFICOS
9q34.1-34.2
ABO*A1,ABO*A2,ABO*B,ABO*0
DI*A,DI*B
FY*A,FY*B,FY
K,k
JK*A,JK*B
LE*LE,LE*Le
LU*A,LU*B
MNS*MS,MNS*Ms,MNS*NS,MNS*Ns
P1*1,P1*2,P1*p
CDE,CDe,CdE,Cde,cDE,cDe,cdE,cde
FUT2(SE)*Se,FUT2(SE) *se
1q21-25
18q11-12
19
19q12-13
4q28-31
22q11.2-qter
1p36.2-34
14q32.1
3q23-25
PI*M1,PI*M2,PI*M3,PIS,PIZ
CP*B,CP*A,CP*C
19p13.3-13.2
C3*S,C3*F
4q12-13
16q22.1
GC*1F,GC*1S,GC*2
HP*1S,HP*1F,HP*2
La mayor parte de los marcadores tradicionales muestran un grado de polimorfismo limitado, con un número pequeño de alelos.
Algunos polimorfismos sanguíneos
GEN
UBICACIÓN
ALELOS POLIMÓRFICOS
Inmunoglobulinas
GM (3)
21,28
14q32.33
Transferrina
3q21
GM*1,17 23' 21,28 GM*1,17 23 21,28 GM*1,2,17 23'
GM*1,2,17 23 21,28 GM*1,3,17 23' 5*,21,28
GM*1,3,17 23 5*,21,28 GM*1,2,3,17 23' 5*,21,28
GM*1,2,3,17 23 5*,21,28 GM*1,3,17 23' 5*
GM*1,3,17 23 5* GM*3 23' 5* GM*3 23 5*
TF*C1,TF*C2,TF*C3,TF*,TF*D
Enzimas eritrocitarias
Adenilato kinasa 1
Adenosín deaminasa
Esterasa D
Fosfatasa ácida 1
Fosfoglucomutasa 1
Peptidasa A
9q34.1-34.2
20q13.11
13q14.1-14.2
2p25
1p22.1
18q23
AK1*1,AK1*2
ADA*1,ADA*2
ESD*1,ESD*2
ACP1*A,ACP1*B,ACP1*C
PGM1*1,PGM1*2,PGM1*3,PGM1*4
PEPA*1,PEPA*2
Antígenos leucocitarios
HLA-A
6p21.3
HLA-B
6p21.3
A1,A2,A3,A11,A23,A24,A25,A26,A28,A29,A30,A31,
A32,A33,A34,A36,A43
B7,B8,B13,B14,B18,B27,B35,B37,B38,B39,B41,B42,
B44,B45,B46,B47,B48,B49,B50,B51,B52,B53,B54,
B55,B56,
HLA-C
6p21.3
Aunque hay algunas excepciones, como los genes HLA .
B57,B58,B59,B60,B61,B62,B63,B67,B70,B73,B75
Cw1,Cw2,Cw4,Cw5, Cw6,Cw7,Cw9,Cw10
Algunos polimorfismos de determinación directa
GEN
Microsatélites
D3S1358
D5S818
D7S820
D8S1179
D13S317
D18S51
D21S11
FGA (FIBRA)
VWA31
CSF1PO
D16S539
TH01
TPOX
Minisatélites
APOB
D1S80
D17S5
ALELOS
11, 11.2, 12, 13, 14, 15, 16, 16.2, 17, 18, 19, 20
7, 8, 9, 9,2, 10, 11, 12, 13, 14, 15
6, 7, 8, 9, 9,1, 9,3, 10, 11, 12, 12,2, 13, 14, 15
7, 8, 9, 10, 11, 11,3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
8, 9, 10, 11, 12, 13, 13.2, 14, 14.2, 15, 15.2, 16, 17, 17.2, 18, 19, 20, 20.2, 21, 22,
23, 24
24.2, 25, 25.2, 26, 26.2, 27, 28, 28.2, 29, 29.2, 30, 30.2, 31, 31.2, 32, 32.2, 33,
33.2, 34, 34.2, 35, 35.2, 36, 38
17, 18, 18.2, 19, 19.2, 20, 20.2, 21, 21.2, 21.3, 22, 22.2, 22.3, 23, 23.2, 23.3, 24,
24.2, 25, 25.1, 25.2, 26, 26.5, 27, 27.2, 28, 29, 30, 30.2
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
6, 7, 8, 9, 9.1, 10, 10.3, 11, 12, 13, 14, 15, 16
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
5, 6, 7, 8, 8.3, 9, 9.3, 10, 11
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41,
42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34,
35, 36, 37, 38, 39, 40, 41
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
Por el contrario, los marcadores que se estudian directamente sobre el ADN muestran a menudo un gran número de alelos.
Algunos polimorfismos de determinación directa
GEN
Inserciones Alu
ACE
TPA25
PV92
APO
D1
FXIIIB
B65
A25
Genes HLA
DRB1
DQB1
ALELOS
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Inserción, No inserción
Aunque hay algunas excepciones, como las inserciones
Alu o los SNPs.
DRB1*0101, DRB1*0102, DRB1*0103, DRB1*0104, DRB1*1501, DRB1*1502,
DRB1*1503, DRB1*1601, DRB1*1602, DRB1*1603, DRB1*1605, DRB1*0301,
DRB1*03011, DRB1*0302, DRB1*0304, DRB1*0401, DRB1*0402,
DRB1*0403, DRB1*0404, DRB1*0405, DRB1*0406, DRB1*0407, DRB1*0408,
DRB1*0410, DRB1*0413, DRB1*1101, DRB1*1102, DRB1*1103, DRB1*1104,
DRB1*1106, DRB1*1109, DRB1*1111, DRB1*1112, DRB1*1127, DRB1*1201,
DRB1*1202, DRB1*1301, DRB1*1302, DRB1*1303, DRB1*1305, DRB1*1306,
DRB1*1307, DRB1*1308, DRB1*1315, DRB1*1401, DRB1*1402, DRB1*1404,
DRB1*1405, DRB1*1406, DRB1*1407, DRB1*1408, DRB1*1409, DRB1*1410,
DRB1*0701, DRB1*0801, DRB1*0802, DRB1*0803, DRB1*08032,
DRB1*0804, DRB1*0805, DRB1*0806, DRB1*0811, DRB1*0901,
DRB1*09012, DRB1*1001
DQB1*0501, DQB1*0502, DQB1*05031, DQB1*0503, DQB1*06011, DQB1*0601,
DQB1*0602, DQB1*0603, DQB1*0604, DQB1*0605, DQB1*0607,
DQB1*0609, DQB1*0201, DQB1*0202, DQB1*0301, DQB1*0302,
DQB1*03032, DQB1*0303, DQB1*0304, DQB1*0305, DQB1*0401, DQB1*0402