Download epigenética - ies claudio sanchez albornoz

EPIGENÉTICA
¿El ambiente modifica los
genes?
Recordamos…
El genoma humano es toda la
secuencia de nucleótidos del ADN
que conforma los 23 pares de
cromosomas propios de nuestra
especie.
Un gen es una parte ordenada de
esa secuencia que contiene la
información necesaria para la
síntesis de una determinada
macromolécula, generalmente una
proteína. Cada una de las formas
alternativas que tiene un gen para
expresarse es un alelo.
Mendel explicó como se transmitía
la herencia génica y tiempo
después Hugo de Vries llegó a las
mismas conclusiones genéticas.
Pero actualmente sabemos que no
sólo importan los genes y su
herencia sino también la expresión
de los mismos, que también se
hereda.
La palabra epigenética está formada por la raíz griega “epi” que significa “encima de” y
genética, la ciencia que estudia los genes, por lo que podríamos decir que la epigenética
es el estudio de aquello que se pone encima de los genes.
Entendemos por
“epigenética” aquellos
cambios heredables en la
expresión génica que se
transmiten por mitosis y
meiosis sin alterar la
secuencia de nucleótidos del
ADN.
¿Qué implica una modificación epigenética?
Una modificación
epigenética, es decir, un
cambio heredable en la
expresión génica de un
organismo implica la
activación o desactivación
de genes y una variación en
la estructura del ADN.
¿Cómo se producen?
Si la información genética está
codificada en la secuencia de
ADN, la epigenética está
básicamente definida por la
metilación del ADN y las
modificaciones de la cromatina
a nivel de las histonas, que son
unas proteínas que ayudan a
empaquetar el ADN.
La metilación es un proceso dinámico eficientemente regulado en el cual se adhieren
grupos metilos (CH3) al carbono 5 de la citosina
Se piensa que este cambio
actúa como señal para otras
moléculas que regulan la
expresión génica. Además, la
metilación bloquea la
transcripción de secuencias
de ADN haciendo que el ARN
polimerasa no las reconozca y
por tanto no sintetice ARN
mensajero.
Alteraciones en la metilación
• El proceso de metilación sigue unos patrones de impronta genética y cuando éstos se
alteran se produce un desarrollo aberrante.
• ¿Qué los altera?
La exposición que tenemos al medio en el que vivimos, factores nutricionales o el
envejecimiento, por ejemplo.
¿En qué se traduce todo esto?
En enfermedades como:
• El síndrome de Beckwith Wiedemann el en que los individuos nacen con
macroglosia, macrosomía y onfalocele. Está causado por una anomalía en el
cromosoma 11.
• ICF (Inmunodeficiencia, inestabilidad centromérica y anomalías faciales): está
causado por una hipometilación de los cromosomas 1 y 16, principalmente. Es una
enfermedad rara caracterizada por un gran retraso psicomotor,
inmunodeficiencias (infecciones respiratorias y gastrointestinales) y dimorfismos
faciales (hipertelorismo – ojos muy muy separados – y puente nasal plano).
• El síndrome de Rett, que afecta principalmente a niñas antes de que cumplan los
cuatro años. Provoca una discapacidad progresiva a todos los niveles: dificultad
para adquirir un lenguaje, retraso mental, psicomotriz… Está causado por
alteraciones en el cromosoma X.
En mutaciones en el ADN, las cuales implican cambios en el
ARN:
Puede ocurrir que una citosina metilada pierda un grupo amino (NH2),
convirtiéndose en metiluracilo, o lo que es lo mismo, en timina. Esta
nueva timina estaría emparejada con una guanina, lo cual sería corregido
inmediatamente ocasionando en el 50% de los casos, una mutación
puntual al cambiar la guanina por adenina en lugar de la timina por
citosina.
Además, existen secuencias de ADN capaces de cambiar su posición en el genoma de una
misma célula, denominadas transposones que habitualmente son silenciados por el ARN
nada más ser transcritos.
Pero si no lo son, pueden dañar
algunos genes, bien porque al
saltar el transposón se puede
llevar parte de la secuencia del
gen inutilizándolo, o bien
rompiendo la secuencia de un
gen, porque se introducen
dentro de él. En ambos casos
produciría mutaciones génicas.
Las alteraciones en la metilación también pueden dar lugar a otro tipo de problemas, que
podrían ser la consecuencia, por ejemplo, de un fallo en la inactivación de uno de los
cromosomas X en las hembras.
Cuando un embrión tiene aproximadamente cuatro días de desarrollo, encontramos que
las hembras tienen los dos cromosomas X activos, el materno y el paterno. Ocurre que
ambos interactúan y uno resulta desactivado para el resto de la vida del individuo. ¿Cuál?
En unas células será el materno y en otras será el paterno, ocurriendo por azar, pero la
elección se mantendrá cuando la célula se divida (herencia epigenética).
Carcinogénesis
En contra de lo que se pensaba anteriormente, la carcinogénesis es un proceso tanto
genético como epigenético, dado que las lesiones genéticas no pueden generar tumores
por sí solas ni explicar la diversidad de fenotipos en pacientes con cáncer.
La formación de tumores se debe
principalmente a la incapacidad de
las células para mantener y
controlar la expresión exacta de la
información genética. La dieta y el
estilo de vida son cruciales para el
desarrollo de cánceres, de hecho, se
estima que en Estado Unidos un
tercio de las muertes por cáncer
podrían evitarse modificando la
dieta.
Nutrición y epigenética
Los patrones epigenéticos establecidos durante el desarrollo embrionario pueden
cambiar durante la vida adulta por factores medio ambientales, incluida la nutrición y
es que el exceso o el déficit de algunos nutrientes afecta directamente a la metilación del
ADN.
Resumiendo…
La metilación del ADN es vital en el desarrollo embrionario y en el silenciamiento de
genes para permitir la diferenciación celular.
Un desarrollo anormal puede ocasionar problemas de diversa índole, cánceres o
síndromes, como hemos visto antes, pero también pueden aparecer mutaciones y
fenotipos beneficiosos en la evolución de una especie.
En cualquier caso podemos decir que permiten una mayor diversidad en comunidades o
entre gemelos.
Y sí, el medio ambiente, la dieta, la
sociedad y todo a nuestro alrededor
afecta a nuestros genes.