Analogías del Genoma Humano

Analogías para entender la biología

• El genoma humano es como un libro de instrucciones gigante con 2.910 millones de letras (pares de bases).
• Si cada letra fuera un grano de arroz, el genoma se asemejaría a una pila de arroz del tamaño de un edificio de 10 pisos.
• Como libro, tendría unas 500.000 páginas, superando la Biblia o una enciclopedia.
• Los genes son como "capítulos" del libro.
• De esos 2.910 millones de "letras", solo una parte da forma a los genes, que son las instrucciones para hacer proteínas y funciones vitales.
• El total estimado de genes es 39.114, pero solo 26.383 están confirmados.
• En el libro gigante, solo 26.383 párrafos (genes confirmados) son cruciales para construir y mantener el cuerpo.
• El resto son notas al margen o borradores aún por entender.
• Cada gen mide aproximadamente 27 kilobases (27.000 letras).
• Cada gen (párrafo importante) tiene en promedio 27.000 letras.
• Si cada capítulo tuviera 27 páginas de texto seguido.
• Solo el ~1,5% del genoma son genes (el resto corresponde a secuencias reguladoras, ADN basura, virus antiguos, etc.).
• En una película, solo 1 minuto y medio de una película de 2 horas sería el guion principal (genes). El resto son efectos especiales, créditos y escenas eliminadas.
• El genoma contiene 2.910.000.000 letras (pares de bases).
• Hay 26.383 genes confirmados (como párrafos clave).
• El tamaño promedio de un gen es 27.000 letras.
• Solo ~1,5% del ADN son genes, el resto es "misterioso".
• El ADN es un libro de recetas escrito con solo 4 letras: A, T, C, G (en el ARN es A, U, C, G).
• Cada receta (gen) está escrita en párrafos, con "instrucciones" que se leen de 3 en 3 letras.
• Ejemplo: ATG significa "empezar una proteína".
• Cada triplete indica a la célula qué aminoácido agregar (bloques de construcción de las proteínas).
• Ejemplo: AUG = Metionina, UUU = Fenilalanina.
• También indica cuándo empezar o terminar la proteína:
• UAA, UAG, UGA = "¡Alto! Termina la proteína aquí".
• Hay 4 bases (A, T/U, C, G), con 64 posibles tripletes al combinarlas de a 3.
• Esto permite codificar los 20 aminoácidos y las señales de inicio/stop.
• Si el ADN es un mensaje en código, los tripletes son las palabras de 3 letras que la célula puede traducir a proteínas.
• Locus (singular) se refiere a una ubicación específica y única en el genoma.
• Ejemplo: "El gen de la hemoglobina beta está en el locus 11p15.4 del cromosoma 11".
• Análogamente, sería la dirección exacta de una casa en una ciudad.
• Loci (plural) se usa para hablar de varias ubicaciones en el genoma.
• Ejemplo: "Los loci asociados al color de ojos están en diferentes cromosomas".
• Análogamente, serían las direcciones de todas las sucursales de una tienda.
• En genética, cuando se estudian enfermedades complejas (como diabetes o Alzheimer), se analizan múltiples loci para encontrar patrones.
• Un gen es una unidad de información genética, como una "receta" específica escrita en el ADN.
• Contiene instrucciones para producir proteínas (genes para el color de ojos, hemoglobina, etc.).
• El tamaño es de unos ~27,000 pares de bases (nucleótidos) en promedio.
• Como una página de un libro de recetas que explica cómo hacer un plato específico (ej: "receta del pelo rubio").
• Un cromosoma es una estructura compacta formada por ADN enrollado alrededor de proteínas (como un ovillo).
• Contiene cientos o miles de genes (todas las "recetas" juntas).
• El tamaño de un cromosoma humano oscila entre ~50 millones y ~250 millones de pares de bases.
• Como un capítulo completo del libro de recetas, que agrupa muchas páginas (genes) relacionadas (ej: "capítulo de características físicas").
• Gen: Instrucción individual (ej: proteína); ~26,383 genes en humanos; Gen CFTR (fibrosis quística).
• Cromosoma: Paquete de muchos genes + ADN no codificante; 46 cromosomas (23 pares) en humanos; Cromosoma 7 (donde está CFTR).
• Los genes están dentro de los cromosomas, como las páginas dentro de un capítulo.
• El genoma humano completo son todos los cromosomas juntos (46 en humanos), que a su vez contienen todos los genes.

Mutaciones Cromosómicas

• Una mutación es un cambio en el ADN que puede alterar la función de los genes.
• Una mutación es como un error de impresión en un libro de instrucciones para construir un cuerpo.
• Cambiar una letra (mutación puntual) podría no afectar o arruinar una palabra clave.
• Borrar un párrafo (deleción) significa que falta información importante.
• Duplicar una página (duplicación) implica instrucciones redundantes o dañinas.
• La duplicación es cuando un segmento del cromosoma se copia y se inserta nuevamente.
• Análogamente, es como fotocopiar una página del libro y pegarla dos veces.
• Ejemplo clínico: Síndrome de Pallister-Killian (duplicación en cromosoma 12).
• La inversión ocurre cuando un segmento del cromosoma gira 180° y se reinserta.
• Como leer una frase al revés: "oditluc" en lugar de "cultivo".
• Ejemplo clínico: Inversión en cromosoma 9.
• La translocación es el intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos. Balanceada: Cambiar capítulos entre dos libros sin perder información Roberstoniana: Fusion de dos libros en uno.
• La deleción es la pérdida de un segmento cromosómico (se nota como "p-" o "q-").
• Analógicamente, como arrancar páginas de un manual.
• Ejemplos clínicos: Síndrome de Cri du Chat (deleción 5p-), Síndrome de Williams (deleción 7q-).
• Un isocromosoma es un cromosoma que se divide horizontalmente (no vertical), creando brazos idénticos (pp o qq).
• Análogamente, es como cortar un árbol por la mitad y que crezcan dos troncos iguales.
• Ejemplo clínico: Isocromosoma Xq.
• Un cromosoma en anillo ocurre cuando los extremos p y q se unen tras perderse material genético, formando un anillo.
• Análogamente, como hacer un aro con una tira de papel después de cortarle las puntas.
• Ejemplo clínico: Anillo en cromosoma 20.
• Radiaciones (UV, rayos X), Químicos (tabaco, asbestos), Virus
• Una deleción es la pérdida de un segmento cromosómico.
• Una duplicación es una copia extra de un segmento.
• Una inversión es cuando un segmento gira 180° y se reinserta.
• Una translocación consiste en el intercambio de segmentos entre cromosomas.
• Un isocromosoma tiene brazos idénticos (pp o qq) por división horizontal.
• Un cromosoma en anillo ocurre cuando los extremos p y q se unen formando un anillo.

Alteraciones Cromosómicas: Estructurales vs. Numéricas

• Los trastornos autosomicos afectan a cromosomas no sexuales.
• Trisomia 18
• Los trastornos sexuales afectan a cromosomas X o Y.
• 47,XXY (Síndrome de Klinefelter)
• Las alteraciones estructurales son cambios en la forma u organización de los cromosomas.
• Una deleción es la pérdida de un segmento cromosómico.
• Síndrome de Cri du Chat (5p-).
• Una duplicación es una copia extra de un segmento.
• Síndrome de Pallister-Killian (12p duplicado).
• Una inversión es cuando un segmento gira 180° y se reinserta.
• Infertilidad (inv. en cromosoma 9).
• Una translocación consiste en el intercambio de segmentos entre cromosomas.
• Síndrome de Down por translocación (14;21).
• Un isocromosoma tiene brazos idénticos (pp o qq) por división horizontal.
• Síndrome de Turner (isocromosoma Xq).
• Un cromosoma en anillo ocurre cuando los extremos p y q se unen formando un anillo.
• Epilepsia (anillo en cromosoma 20).
• Las alteraciones numéricas son cambios en el número de cromosomas.
• La aneuploidía es la ganancia o pérdida de 1 o pocos cromosomas.
• Trisomía 21 (Síndrome de Down), Monosomía X (Síndrome de Turner, 45,X).
• La poliploidía son múltiplos completos del conjunto haploide (ej: 3n, 4n).
• Triploidía (69,XXX/XXY), incompatible con la vida.

Poliploidías: Copias Extras de todo el genoma

• La poliploidía es la presencia de múltiplos completos del conjunto haploide (n) de cromosomas.
• Diploide normal: 2n = 46 cromosomas (23 pares).
• Triploidía: 3n = 69 cromosomas (tres copias de cada cromosoma).
• Tetraploidía: 4n = 92 cromosomas (cuatro copias).
• La causa es un error en la meiosis o mitosis
• Fecundación por dos espermatozoides (triploidía).
• Fallo en la división celular del cigoto (tetraploidía).
• Los trastornos mendelianos son enfermedades genéticas causadas por mutaciones en un solo gen y siguen patrones de herencia específicos (dominante, recesivo o ligado al X).

Trastornos Mendelianos

• Son enfermedades causadas por mutaciones en un único gen con efectos graves.
• Ejemplos: Fibrosis quística, anemia falciforme, Huntington.
• Hay más de 5,000 trastornos descritos.
• Cada persona es portadora de 5-8 genes nocivos (generalmente recesivos, sin síntomas).
• 85% son heredados; 15% son de novo (mutaciones nuevas).
• Autosómico Dominante:
• Ejemplo: Enfermedad de Huntington, hipercolesterolemia familiar.
• Heterocigoto (Aa) = Enfermo (basta 1 copia del gen mutado).
• Riesgo: 50% si un padre está afectado.
• Edad tardía: Algunas aparecen después de los 30-40 años.
• Autosómico Recesivo:
• Ejemplo: Fibrosis quística, fenilcetonuria.
• Homoigoto (aa) = Enfermo.
• Portador (Aa) = Sano, pero puede transmitirlo.
• Riesgo: 25% si ambos padres son portadores.
• Ligado al Cromosoma X:
• Ejemplo: Hemofilia, distrofia muscular de Duchenne.
• Varones (XAY) = Afectados (no tienen otra X compensatoria).
• Mujeres (XAXA) = Raramente enfermas (necesitan 2 copias mutadas).
• Penetrancia: % de personas con el gen mutado que desarrollan síntomas.
• Ejemplo: Si el gen del cáncer de mama (BRCA1) tiene 80% de penetrancia, no todos lo desarrollan.
• Expresividad Variable: Mismo gen → síntomas distintos en cada persona.
• Ejemplo: Neurofibromatosis 1: Desde manchas en la piel hasta tumores nerviosos graves.
• Pérdida de Función (Lo más común):
• Proteína no funciona → Enfermedad.
• Receptores de LDL (hipercolesterolemia familiar).
• Colágeno defectuoso (osteogénesis imperfecta).
• Ganancia de Función (Menos común):
• Proteína tóxica → Daño celular.
• Huntington (proteína huntingtina mata neuronas).
• Autosómico dominante: 1 copia mutada → Enfermedad; Ej: Huntington, poliquístosís renal.
• Autosómico recesivo: 2 copias mutadas → Enfermedad; Ej: Fibrosis quística, albinismo.
• Ligado a X: Varones (XY) más afectados; Ej: Hemofilia, Duchenne.
• Pentrancia: % que desarrolla síntomas; Ej: BRCA1 (80%).
• Expresividad Variable: Síntomas variables en intensidad; Ej: Neurofibromatosis.
• Los trastornos mendelianos son predecibles en su herencia, pero su gravedad depende de:

1. Tipo de mutación (pérdida/ganancia de función).
2. Penetrancia y expresividad.
3. Factores ambientales (dieta, exposición a toxinas).

Sindrome vs Enfermedad

• Una enfermedad es un problema de salud con causa conocida, mecanismos claros y tratamiento específico.
• Etiología definida.
• Protocolo de tratamiento.
• Una "enfermedad" es como un coche al que se le rompe la batería (causa específica).
• Un síndrome es un conjunto de síntomas y signos que ocurren juntos, pero sin una causa única identificada.
• Agrupa síntomas, pero no implica una causa única.
• Puede ser una manifestación de varias enfermedades.
• Un "síndrome" es como el tablero de un coche que muestra varias luces de alerta (síntomas).
• Enfermedad: Causa Conodida y Específica; Diagóstico Por pruebas específicas ; Tratmiento Dirigida a la causa ; Tuberculosis (por Mycobacterium)
• Síndrome: Causa a menudo desconicida o múltiple; Diagóstico por sintomas associados; Tratamiento Manejo desintomas; Sindrome metabólico
• Codón: Triplete de nucleótidos en ARNm que codifica un aminoácido.
• Gen: Unidad de herencia en un locus especifico.
• Genoma: Toda la información genética de un organismo.
• Nucleótido: Unidad del ADN ARNm
• Cromatina: ADN + Histonas
• Cromosoma: Estructura filamentosa de cromatina visible en profase
• Centrómero: Región donde se unen las fibras del huso.
• Epistasis: Un gen enmascara la expresión de otro o aleo
• El gen recuerda si es de papá o mamá

Herencia y Expresión Génica

• La Epistasis un gen enmascara la expresión de otro o aleo
• Grado en que un Geno tipo se manifiesta en el fenotipo
• Alelo dominanate se expresa totalmente en heterocigotos
• Dominancía completa: Alelo dominante se expresa totalmente en heterozigotos.
• Herencia Holándrica: Genes solo en cromosoma Y;
• Herencia Holándrica*: Gen en un cromosoma en homólogo;
• Gametos: Celulas sexualles Haploides
• Segragación: Separación de alelos durante meiosis.
• Linea pura :individuos con Genotipo Homozicotico
• Corea de huntington
• Sindome de Treacher colins

Conceptos Genéticos Clave

• La alteracioón congenitas pude ser génetica y tener un pantrón.
• Diferente génesis
• Retinitis pigmentos: Puende ser caudeda por mutos génes .
• Distrofina :Matación grave
• Matación leve
• Enfermedades donde los síntomas empeoran y aparrecen antes en cada generación.

Diploidía vs haploidía en humanos

• Células son 2 juegos de cromosomas (20).
• Células son 1 juegos de cromosomas (n).