Identificado un
antioncogén dentro de un oncogén
Un estudio liderado por Manel Esteller ha descubierto la existencia de una molécula antitumoral que se origina dentro de un oncogén
Barcelona, junio de 2012.- Un punto en común en todos los tumores humanos es que producen una activación de los oncogenes, genes causantes de cáncer, y provocan una pérdida de la función de los genes protectores, denominados antioncogenes o genes supresores tumorales. Normalmente ambas categorías de genes, procancerosos y anticancerosos, se encuentran en regiones distintas de nuestros cromosomas.
Un estudio coordinado por Manel Esteller, director del programa de epigenética y biología del cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), profesor de genética de la Universidad de Barcelona e Investigador ICREA, ha descubierto la existencia de una molécula antitumoral que se origina dentro de un oncogén. El hallazgo se publica esta semana en la revista científica Nature Structural & Molecular Biology.
El antioncogén identificado es un ácido ribonucleico largo no codificante (lncRNA), es decir, una molécula que no produce proteínas ella misma sino que se encarga de regular la expresión de otras proteínas. En concreto, la molécula identificada se fabrica dentro de un gen que causa cáncer (SMYD3) por lo que su función en células sanas consiste en inhibir la acción pro-cancerosa del oncogén.
Si se introduce este fragmento de ácido ribonucleico en células cancerosas que crecen en el laboratorio o en tumores humanos implantados en animales de investigación es capaz de bloquear el crecimiento del cáncer. “Creemos que este descubrimiento será el punto de partida para encontrar muchos otros oncogenes y antioncogenes que cohabitan en regiones de nuestro genoma y que, cuando su convivencia se deteriora, contribuyen al desarrollo de tumores humanos”, comenta el Dr. Esteller.
Enfermedades y Genes
Un estudio liderado por Manel Esteller ha descubierto la existencia de una molécula antitumoral que se origina dentro de un oncogén
Barcelona, junio de 2012.- Un punto en común en todos los tumores humanos es que producen una activación de los oncogenes, genes causantes de cáncer, y provocan una pérdida de la función de los genes protectores, denominados antioncogenes o genes supresores tumorales. Normalmente ambas categorías de genes, procancerosos y anticancerosos, se encuentran en regiones distintas de nuestros cromosomas.
Un estudio coordinado por Manel Esteller, director del programa de epigenética y biología del cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), profesor de genética de la Universidad de Barcelona e Investigador ICREA, ha descubierto la existencia de una molécula antitumoral que se origina dentro de un oncogén. El hallazgo se publica esta semana en la revista científica Nature Structural & Molecular Biology.
El antioncogén identificado es un ácido ribonucleico largo no codificante (lncRNA), es decir, una molécula que no produce proteínas ella misma sino que se encarga de regular la expresión de otras proteínas. En concreto, la molécula identificada se fabrica dentro de un gen que causa cáncer (SMYD3) por lo que su función en células sanas consiste en inhibir la acción pro-cancerosa del oncogén.
Si se introduce este fragmento de ácido ribonucleico en células cancerosas que crecen en el laboratorio o en tumores humanos implantados en animales de investigación es capaz de bloquear el crecimiento del cáncer. “Creemos que este descubrimiento será el punto de partida para encontrar muchos otros oncogenes y antioncogenes que cohabitan en regiones de nuestro genoma y que, cuando su convivencia se deteriora, contribuyen al desarrollo de tumores humanos”, comenta el Dr. Esteller.
Enfermedades y Genes
Con la ayuda de las sondas genéticas, los
médicos ya pueden rastrear el ADN en busca de genes
defectuosos, responsables de una infinidad de males.
Parte de estos genes han sido desenmascarados, aislados
y clonados.
He aquí algunos junto a las enfermedades que
desencadenan.
Hemofilia: Deficiencia del proceso normal
de coagulación sanguínea.
Está causada por la ausencia de una proteína
coagulante. El gen fue aislado y clonado en 1984.
Alcoholismo: En marzo de 1990, investigadores de Utah, EE.UU.,
anunciaban que un gen localizado en el cromosoma 11 podría
estar implicado en el desarrollo de
este mal.
Corea de Huntington: Trastornos neurológicos, como pérdida de memoria y
movimientos incontrolados. El gen se halla en el cromosoma 4.
Anemia Falciforme: Mal causado por la fabricación de hemoglobina
defectuosa, incapaz de transportar el oxigeno en la
sangre. El gen mutante fue aislado en 1980.
Mucoviscosidosis: O fibrosis quística. Gen anómalo encontrado en el año 1990 en
el cromosoma 7. Afecta a miles de niños, ocasionándoles
trastornos respiratorios y digestivos.
Hipotiroidismo Congénito: Afecta aproximadamente a unos 80 niños en
Chile,
provocando retraso mental profundo si no es detectado antes de
los seis meses.
Determinante del Sexo: En julio de 1991, biólogos
británicos anunciaban que el sexo del
embrión viene determinado por la activación de un
gen hallado en el cromosoma masculino Y.
Retraso Mental del X -
Frágil : Se trata de la causa hereditaria más frecuente de
retraso mental.
Se caracteriza por una especie de ruptura de uno de los
brazos del cromosoma X. Se esta buscando el gen correspondiente.
Miopatia de Duchenne: Atrofia muscular que aparece hacia los dos años
de edad y desemboca en una parálisis total.
Maníaco - Depresión: También llamada enfermedad bipolar, afecta a un 2% de la población. El gen responsable fue localizado en 1987, en el
cromosoma 11.
Esquizofrenia: Afecta al 1% de la población. En 1989 psiquiatras de la Universidad de Londres
encontraron el gen de la locura en una región del
cromosoma 5.
Síndrome de Lesch Nyhan: Ceguera y parálisis. Aparece con una frecuencia de 1 en 3000 en las
poblaciones judías originarias en Europa
Central. El gen clonado en 1980.
Deficiencia de ADA: Existen 100 casos declarados en el mundo, la terapia
genética a punto para corregir el gen.
Malformaciones Congénitas: El riesgo de una
embarazada tenga un hijo con una malformación
genética en el nacimiento es del 4%. Entre los casos más comunes se destacan:
-Hidrocefalia: Tamaño desmesurado de la cabeza debido a la
acumulación excesiva de liquido en el interior del
cráneo.
-Microcefalia: Cabeza pequeña y generalmente deforme, ocasionada
por un subdesarrollo
de la caja craneal.
-Labio Leporino: Presencia en el recién nacido de una gran
hendidura en el labio.
-Ano Imperfecto: Deformidad conocida también como
imperforación. El bebe nace sin ano.
-Espina Bífida: Defecto del tubo neural que consiste en una
anomalía en el cierre de uno o más
vértebras.
Importancia de la genética
El conocimiento genético ha permitido la mejora extensa en
productividad de plantas usadas para el alimento como por ejemplo el
arroz, trigo, y el maíz. El conocimiento genético también ha sido un
componente dominante de la revolución en salud y asistencia médica en
este siglo.
Su importancia en la rama de la Bioingeniería ha sido alterar el material genético de un organismo.
Permite alterar diversos segmentos del ADN, adquiriendo genes nuevos y
nuevos rasgos genéticos, así como evitar malformaciones en el ADN.
En el área de la salud ha permitido el tratamiento y prevenir la repetición del Síndrome de Down.
La bioingeniería ofrece la esperanza de crear antibióticos más
eficaces, además de el descubrimiento de una hormona del crecimiento
para combatir el enanismo.
Sin duda la genética juega un papel muy importante en la evolución de la especie, y la erradicación de enfermedades genéticas.
Caracteres hereditarios
Son transmitidos por los progenitores a sus descendientes. Aunque se repiten a través de las sucesivas generaciones en el seno de una familia, no necesariamente aparecen en cada generación. Los caracteres hereditarios son transmitidos de generación a generación; como el color de la piel, o de enfermedades, como el daltonismo (confusión del color rojo y verde). El medio ambiente influye en los seres vivos; como la piel clara de los humanos que viven donde escasea la incidencia solar, o plantas poco desarrolladas en suelos pobres
Son transmitidos por los progenitores a sus descendientes. Aunque se repiten a través de las sucesivas generaciones en el seno de una familia, no necesariamente aparecen en cada generación. Los caracteres hereditarios son transmitidos de generación a generación; como el color de la piel, o de enfermedades, como el daltonismo (confusión del color rojo y verde). El medio ambiente influye en los seres vivos; como la piel clara de los humanos que viven donde escasea la incidencia solar, o plantas poco desarrolladas en suelos pobres
Un ejemplo de selección natural
Un ejemplo muy conocido de selección natural es el desarrollo de resistencia a antibióticos en microorganismos. Desde el descubrimiento de la penicilina en 1928 por Alexander Fleming, los antibióticos se han usado para combatir las enfermedades de origen bacteriano. Las poblaciones naturales de bacterias contienen una gran variación en su acervo génico, principalmente como resultado de mutaciones. Cuando se enfrentan a un antibiótico, la mayoría mueren enseguida. Sin embargo, algunas tienen mutaciones que las hace menos débiles a ese antibiótico concreto. Si el enfrentamiento con el antibiótico es corto, algunos de estos individuos sobrevivirán al tratamiento. Esta selección eliminadora de individuos poco aptos de una población es la selección natural.
Las bacterias supervivientes se reproducirán formando la siguiente generación. Debido a la eliminación de los individuos mal adaptados en la generación pasada, la población contendrá más bacterias que tienen cierto grado de resistencia antibiótica. Al mismo tiempo, surgen nuevas mutaciones de las cuales algunas pueden añadir más resistencia a la bacteria portadora del gen mutante. Las mutaciones espontáneas son poco frecuentes y las ventajosas son aún más infrecuentes. Sin embargo, las poblaciones de bacterias son lo bastante numerosas para que algunos individuos contengan mutaciones beneficiosas. Si una nueva mutación reduce la susceptibilidad al antibiótico, los individuos que la porten tienen más probabilidad de sobrevivir al antibiótico y reproducirse.
Con tiempo y exposición al antibiótico suficientes, acaba apareciendo una población de bacterias resistentes al antibiótico. Esta nueva población de bacterias resistentes está adaptada óptimamente al entorno en que evolucionó. Sin embargo, ha dejado de estar adaptada óptimamente al antiguo entorno en el que no había antibiótico. El resultado de la selección natural en este caso son dos poblaciones que están adaptadas de forma óptica a su ambiente específico pero que están inadaptadas en cierto grado al otro ambiente.
Causas de las mutaciones
En 1929 el biólogo estadounidense Hermann Joseph Muller observó que la tasa de mutaciones aumentaba mucho con los rayos X. Más tarde, se vio que otras formas de radiación, así como las temperaturas elevadas y varios compuestos químicos, podían inducir mutaciones con frecuencia las mutaciones resultan en la esterilidad o en la carencia de desarrollo normal de un organismo.
Si las mutaciones ocurren en los gametos humanos, pueden causar defectos de nacimiento. Si ocurren en las células somáticas, pueden desencadenar un cáncer. La tasa también se incrementa por la presencia de alelos específicos de ciertos genes, conocidos como genes mutadores, algunos de los cuales parece ser que producen defectos en los mecanismos responsables de la fidelidad de la replicación de ADN.
Si las mutaciones ocurren en los gametos humanos, pueden causar defectos de nacimiento. Si ocurren en las células somáticas, pueden desencadenar un cáncer. La tasa también se incrementa por la presencia de alelos específicos de ciertos genes, conocidos como genes mutadores, algunos de los cuales parece ser que producen defectos en los mecanismos responsables de la fidelidad de la replicación de ADN.
Mutaciones cromosómicas y sus efectos
Este tipo de mutaciones afectan a la dotación cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc.
Alteraciones en los autosomas
Cuando en la meiosis fracasa la separación de una pareja de cromosomas homólogos. Esto puede originar gametos —y, por lo tanto, cigotos— con cromosomas de más, y otros donde faltan uno o más cromosomas. En el hombre, existen varios síndromes provocados por la no separación de una pareja de cromosoma homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se denomina trisomía, es decir un individuo con un cromosoma triplicado.
Los individuos con un cromosoma de más se denominan trisómicos, y aquellos en los que falta uno, monosómicos. Ambas situaciones tienden a producir incapacidades graves. Por ejemplo, las personas con síndrome de Down son trisómicas, con tres copias del cromosoma 21.
En la meiosis fracasa a veces la separación de un grupo completo de cromosomas; es decir, se origina un gameto con el doble del número normal de cromosomas. Si dicho gameto se une con otro que contiene el número normal de cromosomas, el descendiente tendrá tres grupos de cromosomas homólogos en lugar de los dos habituales. Si se unen dos gametos con el doble del número normal de cromosomas, el descendiente estará dotado de cuatro grupos homólogos. Los organismos con grupos adicionales de cromosomas reciben el nombre de poliploides. La poliploidía es el único proceso conocido por el cual pueden surgir especies nuevas en una generación única. Se han observado poliploides viables y fértiles casi exclusivamente en organismos hermafroditas, como la mayoría de las plantas con flores y algunos invertebrados
Por lo general, las plantas poliploides son mayores y más robustas que sus antecesoras diploides Estos poliploides así formados son genéticamente muy interesantes en las plantas cultivadas, y hoy en día la mayoría de variedades gigantes de fresones, tomates, trigo, ... que existen en el mercado, tienen este origen.. Algunas veces se originan fetos poliploides en la raza humana, pero fallecen en una fase precoz del desarrollo fetal y se produce un aborto.
En los siguientes esquemas, tenemos las trisomías más frecuentes tanto en los autosomas, como en los cromosomas sexuales. Alteraciones en los autosomas
SÍNDROME
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TIPO DE MUTACIÓN
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Características y síntomas de la mutación
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Síndrome de Down
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Trisomía 21
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Retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa, crecimiento retardado
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Síndrome de Edwars
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Trisomía 18
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Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña, mentón huido, lesiones cardiacas.
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Síndrome de Patau
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Trisomía 13 ó 15
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Labio leporino, lesiones cardiacas, polidactilia.
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Alteraciones en los cromosomas sexuales
Síndrome de Klinefelter
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44 autosomas + XXY
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Escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide.
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Síndrome del duplo Y
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44 autosomas + XYY
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Elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial.
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Síndrome de Turner
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44 autosomas + X
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Aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo.
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Síndrome de Triple X
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44 autosomas + XXX
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Infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales externos.
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