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Esta clase introduce el concepto de trastornos genéticos, examinando específicamente las causas, los patrones de herencia y ejemplos como el síndrome de Marfan y la fibrosis quística. Se describe la función y estructura del gen CFTR en la fibrosis quística.

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DRA. ROXANA RAVINES ORTIZ DOCENTE UNIVERSIDAD CONTINENTAL § Un trastorno genético se describe como un acontecimiento aislado que afecta la expresión de genes. GEN...

DRA. ROXANA RAVINES ORTIZ DOCENTE UNIVERSIDAD CONTINENTAL § Un trastorno genético se describe como un acontecimiento aislado que afecta la expresión de genes. GEN LOCUS 1. La mayoría causado por cambios en la secuencia del ADN, lo que altera la síntesis de un solo producto génico. 2. Otros son el resultado de aberraciones ALELO cromosómicas que desencadenan errores de delección o duplicación 3. Algunos trastornos genéticos son el resultado de un número anómalo de cromosomas. § Los trastornos de un solo gen los causa un alelo defectuoso o mutante en un locus génico único y sigue patrones de herencia mendelianos. gen 2 alterado § Los trastornos de un solo gen son principalmente del Alelo defectuoso grupo de edad pediátrica. Menos del 10% se Alelo normal manifiesta después de la pubertad y sólo el 1% después de los años reproductivos. § Los patrones de herencia dependen de si el fenotipo es DOMINANTE o RECESIVO, y si el gen se localiza en un cromosoma AUTOSÓMICO o SEXUAL. § Otra clase de trastornos con un patrón de herencia materna implican el GENOMA MITOCONDRIAL. A U T O A S O M I C O D O M I N A N T E A U T O S O M I C O D O M I N A N T E A U T O S O M I C O D O M I N A N T E SÍNDROME DE MARFAN La prevalencia del síndrome de Marfan se calcula que es de 1 por 5 000. Cerca del 70% al 80% de los casos es de tipo familiar y; el resto es Fibras elástica esporádico y surge a partir de mutaciones nuevas en las células germinales de los padres. Tejido elástico SÍNDROME DE MARFAN Aunque las microfibrillas se distribuyen de forma amplia por el cuerpo, son especialmente abundantes en la aorta, ligamentos y zónulas ciliares que dan soporte al cristalino; estos tejidos son los más afectados en esta enfermedad. El síndrome de Marfan afecta varios sistemas orgánicos, que incluyen - los ojos - sistema cardiovascular, específicamente correlacionado con aneurismas aórticos - el sistema esquelético (huesos y Representación esquemática de los principales pasos subyacentes al articulaciones). ensamblaje de microfibrillas y fibras elásticas (arriba) con tres ejemplos de redes específicas de tejido (abajo) (adaptado de Ramírez et al.30). § La fibrilina es el principal componente de las microfibrillas de la matriz extracelular. § Estas fibrillas aportan un andamiaje sobre el cual se deposita tropoelastina para formar las fibras elásticas. § La fibrilina existe en dos formas homólogas, la fibrilina 1 y la fibrilina 2, que se codifican en genes separados, FBN1 y FBN2, La formación de microfibrillas y fibras elásticas comprende la multimerización de moléculas de fibrilina y la posterior formación de una red microfibrilar por deposición sobre fibronectina y reticulación por localizados en los cromosomas transglutaminasa. La elastogénesis (parte inferior de la Fig) implica la deposición de tropoelastina coacervada sobre un 15q21.1 y 5q23.31, andamiaje de microfibrillas ricas en fibrilina, donde las moléculas de tropoelastina se alinean y finalmente se reticulan con la ayuda de varias moléculas de la matriz, formando fibras elásticas maduras. respectivamente. SÍNDROME DE MARFAN § Estudios recientes indican que la pérdida de microfibrillas puede dar lugar a una ACTIVACIÓN ANORMAL Y EXCESIVA del factor de crecimiento transformante B (TGF-B), dado que las microfibrillas normales secuestran TGF-B, controlando, de este modo, la biodisponibilidad de esta citocina. § La excesiva transmisión de señales mediante TGF-B tiene efectos perjudiciales sobre el desarrollo del músculo liso vascular y aumenta, además, la actividad de Las microfibrillas son importantes en el proceso de elastogénesis y son particularmente abundantes alrededor del núcleo amorfo interno de la elastina, pero menos en el las metaloproteasas, con pérdida de matriz interior del núcleo. Constituyen el componente fibrilar de las fibras elásticas. extracelular. SÍNDROME DE MARFAN § Se ve afectado el TEJIDO CONECTIVO que da forma y estructura a otros tejidos del cuerpo y los mantiene en su lugar. § Afecta la FIBRILINA I, un componente importante de las microfibrillas que se encuentran en la matriz extracelular. § Estas microfibrillas forman el andamiaje para el depósito de la elastina y se consideran componentes integrales de las fibras elásticas. SÍNDROME DE MARFAN Cuerpo largo y delgado con Extremidades excepcionalmente largas, Dedos largos que terminan en punta, aracnodactilia Articulaciones hiperextensibles; variedad de deformaciones en columna vertebral que incluyen cifosis y escoliosis. SÍNDROME DE MARFAN Las deformidades torácicas PECTUM CARINATUM PECTUM EXCAVATUM (QX) El trastorno ocular más frecuente es LUXACIÓN BILATERAL DEL CRISTALINO (debilidad de los ligamentos suspensorios) MIOPÍA y DESPRENDIMIENTO DE RETINA (aumento en la longitud del globo ocular debido a alteración del tejido conectivo de soporte de las estructuras oculares) SÍNDROME DE MARFAN Los aspectos potencialmente mortales (cardiovasculares) los prolapso de la válvula mitral, dilatación progresiva del anillo de la válvula aórtica debilidad de la aorta y otras arterias. La disección y ruptura de la aorta llega a provocar una muerte súbita. En las mujeres, el riesgo de disección aórtica aumenta durante el embarazo. SÍNDROME DE MARFAN SÍNDROME DE MARFAN A U T O S O M I a a C O R E C E S I V O A U T O S O M I C O R E C E S I V O A U T PORTADOR O S HOMOCIGÓTICO provoca la O pérdida completa de la M actividad enzimática. I C O En el caso de un PORTADOR HETEROCIGÓTICO, la presencia R de un gen mutante no suele producir E C síntomas debido a que se sintetizan E cantidades iguales de enzima S normal que de defectuosa. I V O A U T O S O M I C O R E C E S I V O FIBROSIS QUÍSTICA § Gen CFTR (gen regulador de la § Las mutaciones en el gen CFTR hacen que la conductancia transmembra) membrana epitelial sea relativamente § Funciona como un canal de cloruro (Cl– permeable al ion cloruro. ) en membranas celulares epiteliales. FIBROSIS QUÍSTICA ESTRUCTURA DEL CFTR. § a) Se muestra la estructura lineal del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). § b) La proteína CFTR está compuesta por 2 regiones unidas a la membrana que se extienden a seis regiones, cada una conectada a un dominio de unión nuclear (NBD; NBD1 y NBD2). § Los NBD se unen al ATP, así como a un dominio regulador (R) que consta de muchos aminoácidos cargados. § El canal se abre cuando su dominio R es fosforilado por la proteína quinasa A y cuando el ATP se une a los NBD. MSD, Ratjen, F., Bell, S. C., Rowe, S. M., Goss, C. H., Quittner, A. L., dominio que se extiende a la membrana. & Bush, A. (2015). Cystic fibrosis. Nature Reviews Disease Primers, 15010. doi:10.1038/nrdp.2015.10 FIBROSIS QUÍSTICA En el estado saludable, La homeostasis adecuada de la superficie de las vías respiratorias permite el transporte eficaz del moco que sale de las células caliciformes y las glándulas submucosas de la superficie de las vías respiratorias. La regulación adecuada del bicarbonato y del pH permite la formación normal de moco, lo que facilita la formación de un gel de dos capas que optimiza la depuración mucociliar y la defensa de las vías respiratorias. FIBROSIS QUÍSTICA § La disminución del líquido de la superficie de las vías respiratorias se produce por § AUSENCIA DE SECRECIÓN DE LÍQUIDO mediada por el regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) § Una absorción tónica de líquido a través del canal de sodio epitelial (ENaC). § La desecación del líquido dependiente del CFTR disminuye la profundidad del líquido de la superficie de las vías respiratorias (ASL), incluida la capa periciliar, lo que en última instancia El defecto del transporte mucociliar en la fibrosis quística. contribuye a la ESTASIS DEL MOCO. FIBROSIS QUÍSTICA § La disminución del transporte de bicarbonato contribuye a un PH ÁCIDO. § En la fibrosis quística, también emerge moco anormalmente adherido de las glándulas y puede fijarse al orificio glandular o a las células caliciformes de origen. § Estos eventos contribuyen a un entorno PROINFLAMATORIO en las vías respiratorias que acelera aún más la El defecto del transporte mucociliar en la fibrosis quística. patogénesis. FIBROSIS QUÍSTICA § El transporte alterado de Cl– conduce ↑ de la absorción de Na+ y agua de las vías respiratorias hacia la sangre. § Esto disminuye el contenido de agua del manto mucociliar que cubre el epitelio respiratorio y hace que se vuelva más viscoso. La deshidratación resultante de la capa mucosa conduce a función mucociliar defectuosa y acumulación de secreciones viscosas que obstruyen las vías respiratorias y predisponen a infecciones pulmonares recurrentes. FIBROSIS QUÍSTICA § En las glándulas sudoríparas, la concentración de Na+ y Cl– que se secretan en el lumen de la glándula permanece sin cambio, mientras que la reabsorción de Cl – a través del RTFQ y la reabsorción acompañante de Na + en los conductos de la glándula dejan de ocurrir. § Este defecto explica la alta concentración de NaCl en el sudor de personas con FQ. FIBROSIS QUÍSTICA § Causa principal de enfermedad respiratoria crónica grave en niños, afecta las glándulas exocrinas del revestimiento epitelial de los aparatos respiratorio, gastrointestinal y reproductor. § El gen defectuoso, el regulador transmembrana de la fibrosis quística (RTFQ), y su producto proteínico causan mucosidad gruesa excesiva que obstruye los pulmones y el páncreas. FIBROSIS QUÍSTICA FIBROSIS QUÍSTICA FIBROSIS QUÍSTICA § Tambíen se manifiesta mediante insuficiencia exocrina pancreática. § Pólipos nasales, infecciones sinusales, pancreatitis y colelitiasis también se observan con la FQ. § La mayoría de niños con FQ tiene ausencia bilateral congénita del conducto deferente con azoospermia. R E C E El patrón frecuente de herencia es uno S en el cual una madre no afectada es I portadora de un alelo normal y uno V O mutante en el cromosoma x. Debido a la presencia de un gen normal L I pareado, las mujeres heterocigóticas G rara vez presentan los efectos del gen A defectuoso. D O Mientras que todos los varones que reciben el gen alterado suelen estar X afectados. R E C Esto significa que tiene una E S probabilidad del 50% de transmitir I el gen defectuoso a sus hijos varones V O Sus hijas tienen una probabilidad del 50% de ser portadoras del gen L mutante I G A D O X R E C E Cuando el hijo varón S I afectado procrea, V O transmite el gen L defectuoso a todas sus I G hijas, quienes se A D vuelven portadoras del O gen mutante. X R E C E S I V O L I G A D O Debido a que el cromosoma Y no está afectado, el varón afectado no transmite el defecto a ninguno de sus hijos varones y no serán portadores ni transmitirán el trastorno a sus hijos. X R E C E S I V O L I G A D O X HEMOFILIA § Alrededor del 90% de las personas con hemofilia produce cantidades insuficientes del factor VIII y 10% produce una forma defectuosa. HEMOFILIA El porcentaje de actividad normal del factor VIII en la circulación depende del defecto genético y determina la gravedad de la hemofilia, es decir: del 6% al 30% en la hemofilia leve del 2% al 5% en la hemofilia moderada el 1% o menos en formas graves de hemofilia. HEMOFILIA § Trastorno recesivo ligado a X que afecta sobre todo a los varones. § Aunque es hereditario, no hay antecedentes familiares del trastorno en casi el 30% de los casos recién diagnosticados, lo que sugiere que surgió como una nueva mutación en el gen del factor VIII. HEMOFILIA § Manifestaciones clínicas, de manera característica, la hemorragia tiene lugar en § tejidos blandos § tubo digestivo y cadera, rodilla, codo y articulaciones del tobillo. CROMOSOMA 4 § La hemorragia espontánea de las articulaciones suele iniciar cuando un niño comienza a caminar. Con frecuencia, la articulación objetivo es propensa a hemorragia repetida. § La hemorragia causa inflamación de la membrana sinovial, con dolor agudo e hinchazón. § Sin el tratamiento adecuado, la hemorragia crónica y la inflamación producen fibrosis articular y contracturas, cuyo resultado es incapacidad mayor.

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