Tema 1: La Psicobiología1.1 Introducción

Factor filogenético: Está representado por el acervo genético de la especie, en el cual se recogen los logros adaptativos de sus predecesores.

Causas lejanas del comportamiento: Conjunto de adaptaciones conseguidas a lo largo de la filogenia que recoge el acervo genético, responsables de las diferencias que existen entre las especies.

Factor ontogénico: Señala que si bien la filogenia marca un patrón general que identifica a los individuos como pertenecientes a una especie o a otra, dentro de cada especie sus miembros no son idénticos.

Causas próximas del comportamiento: Son las responsables de que las características generales de la especie se expresen de modo particular en cada individuo.

Factores epigenéticos: Conjunto de factores ambientales que actúan modulando la expresión de la información recogida en el genotipo. Sus efectos sobre el SN pueden tener un mayor o menor grado de reversibilidad.

Períodos críticos: Son los de máxima susceptibilidad del SN, que generalmente se circunscriben a la etapa perinatal.

Plasticidad neuronal: Capacidad que tienen las neuronas de experimentar cambios en su morfología y fisiología frente a distintas situaciones ambientales.

Causación inmediata del comportamiento: Mecanismos por los que los estímulos se presentan e integran dentro del SNC –procesos de sensación y percepción-, cómo dicha representación del entorno produce cambios en el estado interno del organismo –procesos de motivación, emoción y aprendizaje-, y cómo estos cambios fisiológicos en el medio interno influyen en la forma en que el organismo interactúa con su ambiente al desplegar el comportamiento.

1.2 Contrastaciones experimentales

Intervención conductual: La conducta actúa como variable independiente y el organismo como variable dependiente.

Intervención somática: La conducta como variable dependiente y el organismo como variable independiente.

Contrastaciones observacionales: Se utilizan cuando no existe posibilidad de utilizar una contrastación experimental. Emplea la aproximación correlacional, la observación de covariaciones entre medidas biológicas y conductuales, para dar una explicación de la hipótesis de partida.

Electroencefalograma (EEG): Registra la actividad eléctrica de grandes regiones del encéfalo humano mediante electrodos situados en el cuero cabelludo.

Magnetoencefalograma (MEG): Evalúa la actividad eléctrica en diferentes zonas cerebrales ante la presentación de estímulos o la realización de determinadas tareas. La ventaja sobre el EEG es que proporciona información sobre la actividad eléctrica de las neuronas y permite una localización tridimensional del grupo neuronal que genera el campo medido.

Tomografía Axial Computarizada (TAC): Consiste en hacer pasar haces de rayos X siguiendo un plano horizontal del encéfalo en muchos ángulos diferentes. Su uso se restringe a la práctica clínica.

Resonancia Magnética Nuclear (RMN): Utiliza un imán de gran tamaño basándose en el principio de que el núcleo de un átomo de hidrógeno, compuesto de un único protón, se comporta como un imán que gira. Obtiene imágenes en los tres planos del espacio y permite una buena resolución espacial, siendo más preciso que el TAC.

Tomografía por Emisión de Positrones (TEP): Mide la actividad metabólica de las regiones cerebrales. Utiliza un marcador radiactivo unido a una sustancia que nuestro organismo utiliza y que se inyecta en el torrente sanguíneo para ser conducido al cerebro.

Resonancia Magnética Funcional (RMF): Visualiza la función encefálica basándose en las diferencias en el metabolismo local. Detecta un aumento del aporte de oxígeno en sangre en las regiones encefálicas más activas.

Tema 2: Bases Celulares y Moleculares de la Herencia2.1 Introducción

Genética: Disciplina que estudia la transmisión, expresión y evolución de los genes que controlan el funcionamiento, desarrollo, aspecto y conducta de los organismos.

Caracteres discretos: Aquellos rasgos que tienen una variación discontinua, cualitativa, como el color de la flor o la textura de las semillas de una planta.

Alelomorfo o alelo: Gen que presenta más de una variante.Genotipo: Constitución genética en relación a un carácter o a todos los caracteres.Fenotipo: Manifestación externa del genotipo.Cruzamiento de prueba: Cruzar individuos cuyo fenotipo queremos probar, con individuos

homocigotos recesivos.Locus o loci: Posición fija de un cromosoma.

2.2 Leyes de Mendel

Primera Ley de Mendel, de Uniformidad: Cuando se cruzan dos líneas puras que difieren en un determinado carácter, todos los individuos de la F1 presentan el mismo fenotipo, independientemente de la dirección de cruce.

Segunda Ley de Mendel, de Segregación: Las variantes recesivas enmascaradas en la F1 heterocigota, resultante del cruce entre dos líneas puras, reaparecen en la F2 en una proporción de 3:1, debido a que los miembros de la pareja alélica del heterocigoto se separan sin experimentar alteración alguna durante la formación de los gametos.

Tercera Ley de Mendel, de Combinación Independiente: Los miembros de parejas alélicas diferentes se segregan o combinan independientemente unos de otros cuando se forman los gametos.

2.3 Variación de la Dominancia e Interacciones

Enfermedad hemolítica del recién nacido: Aparece cuando el feto es Rh+ y la madre Rh-. Durante la gestación se producen intercambios de sangre fetal al torrente sanguíneo de la madre, provocando la creación de anticuerpos contra el antígeno h de los glóbulos rojos fetales. Cuando atraviesan la placenta y se introducen en el torrente circulatorio fetal se produce una reacción antígeno-anticuerpo que puede desencadenar la muerte del feto por hemólisis.

Codominancia: Se produce cuando los híbridos manifiestan dos fenotipos de forma simultánea. Ejemplo: Los grupos ABO sanguíneos.

Dominancia intermedia: Se da cuando del cruce de dos líneas puras se obtiene una 1 con un fenotipo intermedio entre el de los dos progenitores. Ejemplo: El gen responsable del color de las flores del dondiego de noche.

Pleiotropismo: Aparece cuando un genotipo afecta a más de un fenotipo. Ejemplo: el gen responsable del albinismo del ratón y la rata.

Epistasia: Interacción entre genes que determinan distintos rasgos de tal forma que un gen enmascara el efecto de otro. Ejemplo: Los genes responsables de la sordera congénita humana, cada uno con dos alelos. Si uno de ellos aparece en homocigosis recesiva, se manifiesta la enfermedad.

2.4 Teoría Cromosómica de la Herencia

Teoría cromosómica de la herencia: Los genes están situados de forma lineal sobre los cromosomas, ocupando un determinado lugar.

Célula diploide: Es aquella que tiene dos juegos de cromosomas, por lo que éstos se encuentra emparejados.

Célula haploide: Es aquella que posee un único juego de cromosomas.Cariotipo: Conjunto de todos los cromosomas de una célula. Mitosis: División celular que se lleva a cabo durante la formación y mantenimiento de los

tejidos de un organismo pluricelular –y también en los unicelulares.Meiosis: División celular cuyo objetivo es formar gametos y reducir la dotación

cromosómica diploide a haploide. Se lleva a cabo en dos etapas, la primera divide la célula (2n), de tal forma que cada célula hija reciba un único y completo juego de cromosomas de la célula madre,

pasando a ser haploide –Meiosis I-, la segunda fase consiste en una división normal, equivalente a una mitosis, de las células obtenidas en la primera etapa –Meiosis II.

Meiosis I: Consta de las mismas partes que la mitosis, aunque no son equivalentes: Profase I: Los cromosomas homólogos se aparean dos a dos, punto por punto a lo largo de

toda su longitud –difiere con la mitótica-, formando lo que se denominan bivalentes, por estar compuestos por dos cromosomas homólogos, o tétradas. A través de este apareamiento se produce el fenómeno citológico del entrecruzamiento, mediante el que se lleva a cabo la recombinación génica, el intercambio de genes de un cromosoma homólogo a otro.

Metafase I: Los bivalentes, mediante sus centrómetros, se insertan en las fibras del huso adoptando una ordenación circular sobre la placa ecuatorial.

Anafase I: Se separan los cromosomas de los bivalentes, emigrando n cromosomas –cada uno con sus dos cromátidas-, a cada polo.

Telofase I: Los cromosomas se sitúan en ambos polos de la célula, se desespiralizan y se produce la citocinesis, dando lugar a dos células hijas con n cromosomas. También se la denomina división reduccional.

Sobrecruzamiento o entrecruzamiento: Surge en la profase I, intercambiándose alelos entre los cromosomas de la pareja de homólogos. Aparece entre las cromátidas de los bivalentes un punto de cruce en forma de x, denominado quiasma.

Recombinación génica: Proceso consistente en la combinación de los alelos de los cromosomas homólogos. En consecuencia aparece en un mismo cromosoma del gameto, de alelos de cada uno de los progenitores.

Ligamiento: Aparece cuando dos genes tienen nula o muy baja tasa de recombinación entre ellos.

Herencia monogénica: Los rasgos del organismo están determinados por un único gen -albinismo. Se les denomina rasgos mendelianos.

Herencia poligénica: Los rasgos de organismo están determinados por varios genes –inteligencia o altura.

Genealogía/Pedigrí: Información recogida de la familia en la que se detecta un carácter a estudiar.

Dependencia de los patrones de transmisión de un carácter mendeliano: Dependen de dos factores, la localización del sitio que ocupa –locus- el gen implicado en el cromosoma, y la expresión fenotípica del carácter en cuestión.

Por localización: Puede ser autosómica, cuando el locus se halle en un autosoma –cualquiera de los cromosomas que no sean sexuales-, o ligada a los cromosomas sexuales.

Por expresividad fenotípica: Puede ser diversa, pero el principal número de loci –locus en plural- estudiados, responden a una relación de dominancia y recesividad, estableciendo tres tipos de patrones de transmisión en la herencia monogénica: autosómica dominante, autosómica recesiva y ligada al sexo.

Transimisón autosómica dominante: Tanto los homocigotos como los heterocigotos manifiestan el carácter.

Transmisión autosómica recesiva: Sólo los homocigotos manifiestan el carácter, y por tanto, cada uno de sus progenitores debe tener en su genotipo al menos un alelo para ese locus. Los heterocigotos no manifiestan el rasgo, pero son portadores del alelo causante del mismo, y dependiendo del genotipo de su pareja, los descendientes tendrán diferentes probabilidades de presentar el carácter en cuestión.

Transmisón ligada al sexo: De los dos cromosomas sexuales X e Y, el mayor número de trastornos asociados a los cromosomas suelen localizarse en el X, y son normalmente de carácter recesivo. Dada la desigual distribución de los cromosomas sexuales en hombres y mujeres, los caracteres que dependen de genes localizados en estos cromosomas tienen una transmisión característica. Como sabemos, las mujeres presentan dos cromosomas X y los varones sólo uno, por lo que las variantes fenotípicas causadas por alelos recesivos del cromosoma X sólo se manifiestan en mujeres, cuando los alelos implicados están en homocigosis. Sin embargo, en los varones, aparecerán ene l momento en que los porte su único cromosoma X, ya que ellos son hemicigóticos para todos los loci de este cromosoma.

Alternancia de generaciones: Es un fenómeno de la transmisión de los alelos recesivos ligados al cromosoma X, que consiste en que tanto el abuelo como el nieto presentan la variante fenotípica en cuestión, pero no los individuos de la generación intermedia, siempre que la abuela no la presentase ni fuera portadora.

Enfermedad o corea de Huntington: Enfermedad causada por un único gen dominante situado en el cromosoma 4, caracterizada por su carácter heredable, por un deterioro progresivo del

SNC, que conduce a la pérdida del control motor, apareciendo movimientos rápidos y continuos en las extremidades –corea-, demencia progresiva y muerte, no más tarde de los veinte años desde la manifestación de la enfermedad.

Enfermedad de Tay-Sachs: El gen involucrado tiene una presencia muy baja en la población general, pero entre los judíos ashkenazi de Norteamérica, a causa de su alta consanguinidad, el gen es muy común (3,3%). La presencia del alelo recesivo provoca una carencia enzimática que hace que se acumule un metabolito –gangliósido GM2- en las neuronas, impidiendo su correcto funcionamiento. Se manifiesta a partir de los seis meses de edad, con un deterioro neurológico progresivo que provoca ceguera, retraso mental y físico y termina con la vida del paciente antes de los tres o cuatro años.

Ceguera de los colores o daltonismo: Está causada por la ausencia de un pigmento visual involucrado en la recepción de determinadas longitudes de onda asociadas con la percepción del color. La consecuencia de ello es que las personas afectadas son incapaces de distinguir el color rojo (protanopo), o el verde (deuteranopo).

La hemofilia A: Enfermedad recesiva ligada al cromosoma X. El alelo responsable de la enfermedad causa una deficiencia del factor VII que impide que la sangre coagule normalmente.

2.5 La Naturaleza del Material Hereditario

Nucleótidos: Sustancias que forman una secuencia en el ADN, compuestas por una molécula de ácido fosfórico más una de hidrato de carbono –que puede ser una ribosa o una desoxirribosa-, y otra más de una base nitrogenada –púrica o primidínica.

Complementariedad: Hace que las cadenas de nucleótidos del ADN sean complementarias entre sí, basándose en las uniones entre bases nitrogenadas que son adenina con timina, y citosina con guanina (Modelo de Watson y Crick de la relación 1:1).

2.6 Las Copias Para la Herencia. Duplicación del ADN

Duplicación del ADN: En 1958, Mattew Meselson y Franklin W. Stahl demostraron que la replicación del ADN es semiconservativa, es decir, a partir de una molécula de ADN se obtienen dos, portando cada una, una hebra del ADN duplicado.

2.7 La Expresión Génica. La información en Acción

Hipótesis de un gen una enzima: Fue propuesta por Garrod, y concretada por Beadle y Tatun más tarde. Establece que los genes regulan las características de los organismos a través de las enzimas que intervienen en todos y cada uno de los procesos metabólicos que acontecen en el organismo. Se confirmó con posterioridad, estableciendo que un gen es la secuencia de nucleótidos del ADN en el que se halla codificada la naturaleza y el orden en el que se ensamblan los aminoácidos de una enzima. Pero no sólo guarda información referente a ellos, sino a todos y cada uno de los polipéptidos que se sintetizan en una célula, siendo éstos los genes estructurales.

Dogma central de la Biología: Por Francis Crick, establece el flujo que sigue la información genética. Se inicia en el ADN desde la que la información puede ser duplicada para su transmisión a otra célula a través de la replicación, o ser transferida a una molécula de ARN mediante la transcripción. Desde ahí, a través de la traducción, la información se expresa en una secuencia polipeptídica. Se comprobó que el flujo de información podía seguir otros caminos, como en el caso de los virus que transportan su información genética en forma de ARN –por ejemplo, el SIDA.

Transcripción: Cada vez que es necesaria la producción de un determinado polipéptido, la información de su secuencia de aminoácidos es copiada desde el correspondiente gen a un ácido ribonucleico. El ARN formado viaja hasta el citoplasma transportando la información para que el polipéptido en cuestión se sintetice –ARN mensajero-. Este proceso es catalizado por un enzima perteneciente al grupo de las ARN polimerasas. Se siguen las reglas de complementariedad, pero en vez de añadir un nucleótido de timina cuando aparece uno de adenina, se añade uracilo. La ARN polimerasa se une a una región específica situada por delante del gen que se va a transcribir –promotor-, y se inicia la síntesis del ARNm. La transcripción finaliza cuando la ARN polimerasa alcanza una región específica del ADN situada al final del gen –secuencia de fin.

Maduración del ARN: El ARNm que produce la ARN polimerasa se denomina transcrito primario. Porta la secuencia que codifica el polipéptido, que no está colocada de forma continua, sino disgregada en varias secuencias a lo largo del transcrito primario, separadas por segmentos no

codificantes denominados intrones, para diferenciarlas de las que sí guardan información, las secuencias codificantes –exones-. A través de un proceso de corte y empalme –splicing-, denominado maduración o procesamiento del transcrito primario, se eliminan los intrones y se colocan secuencialmente los exones, obteniendo un ARNm maduro que porta la secuencia lineal de un polipéptido funcional.

Código genético: Es el conjunto de reglas mediante las cuales se establece la relación entre la ordenación lineal de nucleótidos e la molécula de ADN y la de los aminoácidos de los polipéptidos. Son 20 los distintos aminoácidos que pueden formar parte e la secuencia de un polipéptido, y se diferencian unos de otros por el orden en que estén unidos los aminoácidos que los constituyen. Tiene las siguientes propiedades:

Es redundante o degenerado: Quiere decir que un aminoácido puede ser codificado por más de un codón.

Es un código sin superposición: Un nucleótido sólo pertenece a un codón, y no a varios. La lectura es lineal y sin comas: La lectura del ARNm se inicia en un punto y avanza de

codón en codón. Es universal: Prácticamente todos los seres vivos utilizan el mismo código para traducir el

mensaje del ADN a polipéptidos. Triplete: Es la base del código genético en el ADN, llamado codón en el ARNm. Está

constituido por una secuencia cualquiera de adenina, guanina, citosina y timina o uracilo, si nos referimos al codón. Un triplete especifica un aminoácido.

Traducción: Es el proceso mediante el cual la información contenida en el ARNm de cuatro letras, es convertida al alfabeto de 20 letras de polipéptidos. La síntesis de polipéptido cuya secuencia lleva cifrada el ARNm se inicia en los ribosomas. A través de un proceso enzimático, los ácidos ribonucleicos de transferencia –ARNts-, van incorporando los correspondientes aminoácidos especificados por la secuencia lineal de codones del ARNm. La diferencia entre los ácidos ribonucleicos de transferencia radica en el triplete de nucleótidos complementario de cada uno de los codones del ARNm, llamado anticodón, y en el aminoácido que transporta, siendo el especificado por su codón complementario.

2.8 Los Errores que nos Matan y nos Hacen Evolucionar

Mutación: Se producen al azar y generalmente son perjudiciales. Generan la variabilidad necesaria para que la selección natural actúe. Una fuente de mutación es la propia replicación del ADN, se produce la inserción de un nucleótido erróneo una vez cada 1010pares de bases. Esto implica una nueva mutación por cada división celular.

La mutación es transmitida a las células hijas. En los seres que se reproducen sexualmente hay dos tipos de células, las somáticas y las germinales. Si la mutación afecta a éstas últimas, las células que producen los gametos o a ellos mismos, el cambio en la información guardad en el material genético se transmitirá a los descendientes y tendrá una gran importancia para la evolución de las especies. Si la mutación afecta al resto de células se denomina somática, y el cambio se transmitirá a las células hijas que se originen tras el proceso de mitosis y citocinesis. Que afecte en mayor o menor medida al individuo depende de la naturaleza de la mutación, del tejido afectado y del momento de desarrollo ontogénico en que se produzca la alteración.

Agente mutágeno: Son los que incrementan la tasa normal de mutación. Pueden ser electromagnéticos ionizantes –rayos X y rayos gamma-, y no ionizantes –rayos ultravioleta-. Ambos provocan la rotura de la cadena de ADN o la pérdida de nucleótidos. Los de naturaleza química como el ácido nitroso (convierte la citosina en uracilo), el gas mostaza y los colorantes de acridina (provocan pérdida de nucleótidos o inserciones incorrectas de éstos durante la replicación del ADN).

Mosaicismo somático: Es una mutación sobre una célula somática, que concluye en la aparición de dos líneas celulares que difieren genéticamente. Estas mutaciones se van incrementando a lo largo de la vida a consecuencia de los errores fortuitos que se producen durante la duplicación del ADN y por los agentes mutágenos. El resultado es un deterioro paulatino de la información genética, derivando en un entorpecimiento de los procesos metabólicos que conduce al envejecimiento del organismo y finalmente a su muerte.

Mutación genómica: Es aquella que afecta a cromosomas completos y hace que cambie el número de los mismos en el individuo.

Mutación génica: Es la que modifica un solo gen.Mutación cromosómica: Ocurren cuando en una parte del cromosoma e involucra a varios

genes (cambios en la estructura del cromosoma).

Polimorfismos de un único nucleótido: Single Nucleotid Polymorphism, es un tipo de mutación génica que tiene como ejemplo los grupos sanguíneos. Esta mutación se produce por cambios en las bases púricas y pirimidínicas de los nucleótidos del ADN y se considera que al menos deben darse en un 1% de la población humana para que esos cambios puedan llegar a catalogarse como polimórmicos. Dos tercios de ellos consisten en la sustitución de una citosina por una timina.

2.9 Niveles de Organización del ADN. El Cromosoma Eucariótico

Cromosoma eucarioto: El ADN humano consta de 3×109 pares de bases (pb) por célula, distribuidas en 23 pares de cromosomas. El cromosoma es la molécula de ácido nucleico que actúa como portadora de la información hereditaria. Es el ARN de algunos virus, la molécula de ADN de procariotas y cada una de las que se encuentran en el núcleo de la célula eucariota.

Cromatina: En las eucariotas, el aspecto del material hereditario varía desde la estructura claramente definida que representa el cromosoma metafísico, a una estructura amorfa y disgregada durante la interfase celular, que recibe este nombre.

El ADN tiene distintos niveles de organización. Lo que distingue un nivel y otro es el grado de condensación del ADN. Cada cromosoma está constituido por una sola molécula de ácido desoxirribonucleico unido a proteínas que son de varios tipos, pero las principales pertenecen a las histonas, pequeñas y de carácter básico, cuya misión es permitir que el ADN se condense de una forma ordenada, alcanzando los diferentes niveles de organización.

Nucleosoma: Unión de varios tipos de histonas con el ADN, que representa la unidad básica de condensación del mismo. En las eucariotas, el estado menos condensado del ADN consiste en una estructura formada por nucleosomas distribuidos más o menos periódicamente a lo largo del material hereditario como si de cuentas de un rosario se tratara. Esto hace que el ADN disminuya aproximadamente siete veces su longitud. Este mayor grado de compactación se consigue por sucesivos procesos de plegamiento de unos niveles de organización para alcanzar otros superiores. El nucleosoma representa el primer nivel y el cromosoma metafísico el último.

Eucromatina: Cromatina que presenta un empaquetamiento menor.Heterocromatina: Porción de cromatina más condensada. ADN altamente repetitivo: Un 10% del mismo compuesto por segmentos de menos de

10pb de longitud que se repiten millones de veces.ADN moderadamente repetitivo: Un 20% formado por segmentos de unos pocos

centenares de pares de bases que se repiten más de mil veces. Una porción de este ADN está formada por secuencias que no se transcriben y sólo sirven como zonas de reconocimiento para la actuación de determinadas enzimas, como el promotor. Otra parte está constituida por genes que se encuentran en múltiples copias, tales como las el ARNr o los genes de las histonas. El resto está formado por genes de los que existen múltiples copias pero no idénticas, como los de los anticuerpos.

Genoma: El conjunto de todos los genes que portan los cromosomas de un individuo. Hay unos 25.000-30.000 genes en los humanos.

Aunque algo más del 70% del ADN está relacionado con los genes, no todo el segmento asociado a un gen es traducido a proteínas. Parte de los segmentos no codificadores que no son intrones están relacionados con la regulación de la expresión génica y se denominan secuencias reguladoras, cuya función es:

Marcar el punto de comienzo de la replicación. Señalar los puntos de inicio de la recombinación del ADN. Permitir identificar el inicio y final de los genes estructurales por parte de las enzimas

encargadas de la transcripción. Intervenir en la regulación de la expresión génica como sustrato sobre el que actúan las

proteínas reguladoras. Centrómetro: Está implicado en el movimiento de los cromosomas durante la reproducción

celular.Telómero: Secuencia situada en los extremos de los cromosomas que marcan el final de

éste, le ayudan a estabilizarse y protegen sus extremos. En nuestra especie la secuencia es TTAGGG, repetida entre 250 y 1.000 veces. Las secuencias teloméricas parecen ser añadidas por una enzima llamada telomerasa, relacionada recientemente con el envejecimiento celular.

2.9.1 Regulación de la Expresión Génica

Diferenciación celular: Las células se diferencian morfológica y fisiológicamente, formando diversos tipos de tejido, que a su vez adquieren conformaciones espaciales particulares

dando origen a órganos y otras estructuras corporales (organogénesis y morfogénesis). Dentro de la célula ya diferenciada, el metabolismo celular varía continuamente a lo largo de su ciclo vital. Distintas rutas de síntesis –anabolismo-, o de degradación –catabolismo-, se activan o desactivan en función de las necesidades puntuales que la célula deba satisfacer.

Regulación de la expresión génica a corto plazo: En este proceso están implicados los genes reguladores, que codifican la secuencia de las denominadas proteínas reguladoras o factores de transcripción, que impiden la expresión de los genes estructurales. Se unen de forma selectiva a una región específica del ADN situada al inicio de los genes estructurales, la secuencia reguladora, impidiendo la unión de la ARN polimerasa, y la expresión del gen estructural. En algunos casos la conformación espacial adecuada para que la proteína pueda unirse a la secuencia reguladora depende de la interacción que establezca con otras moléculas denominadas correpresores e inductores.

Correpresores: Moléculas a las que necesitan acoplarse algunas proteínas reguladoras para adoptar la conformación espacial adecuada que les permita unirse a una secuencia reguladora concreta del ADN e impedir la expresión de un gen. Un ejemplo es el ARN de interferencia, que bloquea la expresión de genes con una extraordinaria especificidad, y desempeña una función esencial en la regulación del desarrollo y la plasticidad neuronales. El efecto represor del ARNi se ejerce principalmente por la acción conjunta de un ARN de doble hebra o ARNdh, y la formación de un complejo multiproteico que tiene como resultado final la inhibición del proceso de traducción del ARNm al que se había acoplado el ARNdh. Este ARN de doble hebra es transcrito a partir de unos pequeños genes llamados microARN (miARN), situados en regiones no codificadoras del genoma.

Inductores: Moléculas que al unirse a las proteínas reguladoras hacen que éstas experimenten un cambio en su estructura tridimensional que les impide unirse al ADN, permitiendo que el gen pueda ser transcrito. Tanto en eucariotas como en procariotas se ha descrito este tipo de procesos de regulación de la expresión génica.

Modelo del operón: Por François Jacob y Jaques Monod. La bacteria Escherichia coli utiliza como fuente de energía el disacárido lactosa. La enzima β-galactosidasa la degrada a glucosa y galactosa directamente, o transformando primero la lactosa en alolactosa. La cantidad de moléculas de esta enzima está relacionada directamente con la cantidad de lactosa en el medio. El incremento de lactosa induce su síntesis a través del incremento en la expresión del gen estructural que codifica la secuencia de esa enzima, denominado lac Z, junto con los genes lac Y y lac A.

En las cercanías de estos genes lac se encuentra el gen regulador, que codifica la secuencia de una proteína reguladora, conocida en este modelo como represor. Esta proteína reconoce y se une a la secuencia reguladora de ADN denominada operador, situada después del promotor de los genes lac, impidiendo que la ARN polimerasa pueda acoplarse al ADN y se lleve a cabo la transcripción de los genes lac.

Cuando en el medio hay lactosa, las β-galactosidasas de la célula la transforman en alolactosa, que actúa como inductor de la transcripción de los genes lac, ya que se une al represor provocando un cambio en su estructura tridimensional, rompiendo su unión con el operador. Al quedar éste libre, la ARN polimerasa se puede acoplar al promotor y comenzar la transcripción de los genes lac. A medida que se degrade la lactosa desaparecerá y se bloqueará la transcripción de los genes lac, por lo que la célula economiza recursos y energía, y solo cuando haya lactosa se creará la maquinaria enzimática para el metabolismo de dicha molécula.

Regulación de la expresión génica a largo plazo: Causa la diferenciación celular y la compleja organización pluricelular que da lugar a los distintos órganos del cuerpo, haciendo que éste adopte su forma tridimensional típica. Los homeogenes juegan un papel importante en la diferenciación de las estructuras corporales, dependiendo de ellos el desarrollo y diferenciación del SN humano. También influyen mecanismos de inactivación génica permanente como:

Metilación: Una reacción catalizada enzimáticamente mediante la cual se inserta un grupo metilo (-CH3) en la base nitrogenada de los nucleótidos –sobre todo a la citosina-, que impide la unión de la enzima ARN polimerasa y por ello la transcripción del gen afectado.

Condensación: Impide que la ARN polimerasa pueda acceder a los respectivos promotores, existiendo una relación inversa entre el grado de condensación del ADN y el proceso de transcripción. Afecta a grandes segmentos de ADN o cromosomas enteros.

Mediante ambos mecanismos se consigue que cada tipo celular (neurona, glía, fibra muscular, etc.), exprese determinadas propiedades, relacionadas con los genes que no han sido metilados o condensados. Esto suele suceder en las primeras etapas del desarrollo y una vez que se ha producido. Las zonas metiladas y condensadas se heredan a través de la mitosis. Es una de las causas de que una vez diferenciada una célula, sus descendientes sigan perteneciendo al mismo tipo celular.

Inactivación del cromosoma X: Un ejemplo de los mecanismos anteriores. Hubo dos hechos relacionados con las hembras de los mamíferos no se lograban explicar; a pesar de poseer dos cromosomas X, no producían una cantidad mayor que los machos de las proteínas codificadas en los genes de ese cromosoma. Y durante la interfase celular, aparecía en el núcleo una masa de cromatina denominada corpúsculo de Barr, estando presente también en los machos que anormalmente presentaban más de un cromosoma X. Además en una célula siempre aparecía un corpúsculo menos que el número de cromosomas X que portaran.

La explicación la dio Mary Lyon: en las células somáticas de las hembras de mamíferos sólo un cromosoma X stá activo. El otro permanece condensado, siendo su expresión citológica el corpúsculo de Barr o cromatina sexual. La inactivación comienza al principio de la vida embrionaria, en la fase de mórula, y ocurre al azar, en unas células se inactiva el origen materno y en otras el paterno. Las mujeres que son heterocigotas para algún locus situado en el cromosoma X, presentan dos poblaciones celulares atendiendo a qué cromosoma X esté activo. Esto se denomina mosaicismo.

Distrofia muscular de Duchenne: Se debe a un alelo recesivo situado sobre el cromosoma X, por lo que las mujeres heterocigotas no padecen la enfermedad, pero sus células musculares se presentan en mosaico. Unas fibras están afectadas y otras no.

Tema 3: Genética de la Conducta3.1 Concepto de Genética de la Conducta

Galton se basó en los principios de la teoría de la evolución de Darwin para deducir que todos los rasgos conductuales humanos debían tener una base genética, resultado de la selección natural, y demostró que cuanto mayor era el grado de parentesco entre familiares, mayor era la semejanza en eminencia intelectual.

3.2 Genética Mendeliana de la Conducta3.2.1 Conducta Humana

Fenilcetonuria: Es una enfermedad que produce en los sujetos que su CI sea menor de 50. Se debe a un alelo recesivo de un gen ubicado en el cromosoma 12, y la acumulación de fenilalanina, que varios años después del nacimiento empieza a ocasionar daños cerebrales. No son capaces de metabolizar la feilalanina a tirosina, porque la enzima fenilalanina-hidroxilasa –proteína formada por 451 aminoácidos-, que producen es defectuosa. Se trata de una mutación puntual que hace que la enzima producida por estos pacientes tenga triptófano en la posición 408, en vez de arginina. La fenilalanina fetal atraviesa la placenta y es metabolizada por la madre, por eso estos niños tienen un fenotipo normal al nacer y es preciso realizar con ellos pruebas bioquímicas.

Ley de Hardy-Weinberg y la fenilcetonuria: Establece una relación matemática entre frecuencias alélicas y genotípicas según la fórmula:

(p+q)2 = p2 + q2 + 2pq = 1

Donde:p = frecuencia alélica del alelo dominante.q = frecuencia alélica del alelo recesivo.p2 = frecuencia alélica del genotipo homocigótico dominante.q2= frecuencia alélica del genotipo homocigótico recesivo.2pq = frecuencia alélica del heterocigótico.

Ejemplo: Sabiendo que la frecuencia del genotipo homocigótico para el alelo que produce la enfermedad (homocigótico recesivo), es de 1/10.000 (la frecuencia con que aparece la enfermedad en la población), la fórmula nos indica que la frecuencia del alelo de la fenilcetonuria –llamémoslo f-, es de 0,01, resultado de la raíz cuadrada de 1/10.000. A partir de aquí, y siguiendo con la fórmula, averiguamos que la frecuencia p (del alelo f), es de 0,99; si p + q = 1, entonces:

p + 0,01 = 1; 1 – 0,01 = 0,99 = p

Ahora intentamos averiguar 2pq, las frecuencias de los genotipos homocigótico dominante y heterocigótico, FF y Ff, respectivamente. Para el primero basta con calcular el cuadrado de p:

p2 = 0,992 = 0,9801

Por lo que respecta a la frecuencia del genotipo Ff, su valor será el de 2pq:

2pq = 2 x 0,99 x 0,01 = 0,0198

Habría sido suficiente resolver la ecuación:

1 = 0,9801 + q; q = 1 – 0,9801 = 0,0198

Síndrome de X frágil: Es la segunda causa de subnormalidad moderada en varones, siendo dos veces más frecuente que en mujeres. Se trata de una alteración genética asociada al cromosoma X. Tres cuartas partes de los varones que presentan esta enfermedad adoptan alteraciones de la expresión hablada, aversión a mantener la mirada… Se manifiesta por una rotura o estrechamiento en la posición q27.3 del cromosoma X.

3.2.2 Obesidad

Un cierto tipo de obesidad es atribuible al gen responsable de la producción de leptina, una hormona peptídica producida por los adipocitos, que regula la ingesta actuando sobre receptores hipotalámicos; su efecto se atribuye a que potencia la señal de saciedad que la ingesta de comida provoca, además de reducir el valor hedónico de la comida. La cantidad de leptina circulante correlaciona con la masa de grasa corporal. La mutación consiste en una deleción de guanina en la posición 133, que da lugar a una leptina incompleta, fisiológicamente inactiva. Otro gen interesante relacionado con la alimentación codifica el receptor de melanocortina MCR4; mutaciones que deterioran su funcionalidad van acompañadas en los sujetos portadores de hiperfagia y obesidad (O’Rahilly, 2003).

3.2.3 Lenguaje

Un ejemplo interesante es el de la familia KE. Presentaban una notable alteración en sus capacidades lingüísticas, y dificultades motoras orofaciales que deterioran la articulación del lenguaje (dispraxia verbal). Este fenotipo es compatible con la acción de un alelo dominante. Los individuos afectados eran portadores de una mutación sin sentido del gen FOXP2, que codifica un factor de transcripción, aunque no es privativo de la especie humana. Sólo hay tres sustituciones de aminoácidos de la proteína que codifica este gen que diferencien entre ratones y humanos, y esto implica dos cosas:

Se trata de un gen muy conservado filogenéticamente, sometido a selección estabilizadora. Ha sufrido una evolución muy rápida y tardía.

En la especie humana apenas hay variantes de este gen (polimorfismos), y las que hay son muy negativas. No cabe duda de que nos hallamos ante un gen que ha sufrido una fuerte selección positiva en la especie humana (Fisher y Marcus, 2006).

3.2.4 Modelos Animales

La tecnología del ADN recombinante ha llegado a producir una cepa de animales transgénicos. En ellos es posible modificar enfermedades genéticas similares a las humanas y estudiarlas con toda minuciosidad, en aspectos comportamentales y anatomofisiológicos, bloqueando genes responsables de la síntesis de receptores neuronales y observando la conducta. En ratones knockout, por ejemplo, para el receptor 1B de serotonina, despliegan una agresividad desmesurada.

3.2.5 Narcolepsia

Es un trastorno relacionado con el sueño, y su síntoma más característico es la cataplejía, una pérdida súbita del tono muscular con pérdida del equilibrio durante la vigilia. Aparece con mayor frecuencia en situaciones estresantes o intensamente emotivas. Los pacientes entran directamente en la fase REM de sueño paradójico, aunque la persona está dormida, las ondas cerebrales son similares a las que aparecen normalmente durante la vigilia.

La hipocretina es un neurotransmisor que se encuentra única y exclusivamente en el hipotálamo y que participa en la regulación de los niveles de alerta o vigilancia; cuando está ausente por degradación de las neuronas que lo producen o no puede actuar por falta de receptor, es muy probable que ocurra la cataplejía, en momentos inapropiados y sin la pérdida de consciencia propia del sueño REM. La genética de la conducta también puede contribuir a desentrañar los mecanismos fisiológicos de la conducta humana (Chabas et al. 2003).

3.3 Genética Mendeliana de la Conducta: Base Neurobiológica

La acción de los neurotransmisores se ejerce en la sinapsis, que es el punto de contacto de las neuronas. El exceso o carencia de éstos se suele relacionar con alteraciones notables de la conducta humana, y sobre su actividad suelen actuar los psicofármacos (medicinas para aliviar síntomas psicológicos y conductuales), como las sustancias psicoactivas tomadas con fines recreativos (tabaco, alcohol, drogas…).

3.3.1 Serotonina

Es un neurotransmisor producido sobre todo por neuronas del núcleo del rafe, una estructura troncoencefálica que proyecta sus axones sobre muchas zonas del SNC, y su función parce ser la de modular la actividad fisiológica de las neuronas sobre las que actúa. Sujetos que padecen depresión presentan niveles bajos de serotonina, como quienes presentan dificultades para el autocontrol y un despliegue excesivo de conductas agresivas.

La estimulación de los receptores de serotonina 1B reducen esa conducta agresiva, apuntando a que interpreta un papel importante en este tipo de conductas, y a que cualquier reducción en sus niveles, como puede ocurrir con una síntesis reducida, o en su afinidad por su receptor, podría ocasionar aumento de las conductas agresivas (Olivier y van Oorscho, 2005).

Uno de los genes más estudiados es el que codifica el transportador de serotonina, del cual existen en la población humana dos alelos, uno largo (L), y otro corto (S). Los homocigóticos para el alelo S tienden a sufrir ansiedad y evitan las situaciones amenazantes, puntuando alto en el rasgo “neuroticismo”. La función del transportador constituye una forma de inactivación. El PROZAC, por ejemplo, es un inhibidor de la recaptación de serotonina, y lo que ocurre es que tras un bloque constante de la recaptación durante todo el desarrollo, los procesos de regulación en los receptores que eso produce hacen que al final, la actividad serotoninérgica en los individuos sea menor. En menor medida, los heterocigotos (LS), se ven muy afectados por experiencias traumáticas durante el desarrollo, pues provocan con mayor frecuencia trastornos depresivos que en los homocigóticos para el alelo L. Los individuos portadores del alelo S muestran una hiperreactividad de la amígdala, una estructura cerebral especialmente involucrada en el procesamiento emocional de los estímulos (Hariri y Holmes, 2006).

Otro gen es el de la monoaxinoxidasa A (MAOA); era inactivo o poco activo en los miembros de una familia holandesa con un historial de impulsividad y conductas violentas y/o antisociales. La agresividad se ve aumentada también en ratones en los que se ha inactivado este gen (Popova, 2006).

3.3.2 Dopamina

Variaciones en los niveles de actividad de ésta, se han relacionado con cambios conductuales, además de las alteraciones motoras propias del Parkinson, o del deterioro conductual propio de la esquizofrenia asociado a niveles elevados de dopamina. La actividad motora espontánea está modulada por este neurotransmisor, demostrado por la cocaína suministrada a ratones knockout, que bloquea el transporte hacia la neurona presináptica (recaptación) de la dopamina. Se ha detectado en humanos un polimorfismo en la proteína que constituye el receptor D4; quienes presentan la variante codificada por el alelo llamado largo, tienden a ser personas ávidas de novedad y buscadores de situaciones placenteras, en mucha mayor medida que quienes sólo portan la variante corta del gen. El receptor D4 se expresa en el hipotálamo y la parte del sistema límbico más especialmente involucrada en procesos emocionales, así como en la corteza prefrontal, y parece hallarse involucrado en procesos de atención y otras funciones cognitivas superiores. Es responsable del síndrome de déficit de atención e hiperactividad, y también del rasgo de personalidad tipificado como “buscador de sensaciones”. Los portadores e este alelo son propensos a hacerse adictos a sustancias de abuso.

3.4 Genética Cuantitativa de la Conducta

Los genes que determinan los rasgos fenotípicos cuantitativos –los que a diferencia de los discretos, presentan una variación continua en la población: estatura, peso, inteligencia…-, tienen la misma entidad y se transmiten de padres a hijos según los mismos principios de transmisión de la herencia descubiertos por Mendel. Los rasgos cuantitativos están determinados por varios genes, cada uno con dos o más alelos, donde cada alelo contribuye con una cierta cantidad al fenotipo

observado. Mientras que los rasgos cualitativos son monogénicos, los cuantitativos son, por lo general, poligénicos.

Josef Gottlieb Kölreuter, a partir del cruce de una raza de plantas de tabaco altas con otras enanas, obtuvo una generación de plantas F1 cuya altura era intermedia; al cruzar entre sí las plantas de altura intermedia de la generación F1, obtuvo una generación F2 en la que la altura de las plantas se distribuía según la curva normal o campana de Gauss: las plantas de altura intermedia fueron más abundantes que las de talla extrema, por lo que la altura era un rasgo cuantitativo o continuo.

Herman Nilsson-Ehle, cruzó trigo de grano rojo con trigo de grano blanco, y obtuvo como generación F1 trigo de grano rosa; al cruzar entre sí trigo rosa de esta generación F1, se encontró con que 1/16 granos de trigo de la generación F2 eran completamente blancos, en tanto que 15/16 tenían algún grado de color.

Alelos aditivos: Alelos cuyo valor se suma al de otros para explicar el fenotipo.Dosis génica: Número de veces que aparece un alelo de un gen en un genotipo.Valor genotípico: Resultado de sumar la dosis génica de cada alelo multiplicada por el

valor aditivo de cada alelo. El color de la piel humana es un rasgo cuantitativo determinado por al menos tres genes

aditivos, cada uno con dos alelos. Cualquier rasgo está determinado por los genes y por el ambiente en la medida en que el desarrollo de cualquier ser vivo requiere la existencia de un entorno del que nutrirse y donde crecer.

Heredabilidad: Proporción de variabilidad atribuible a diferencias genéticas.

3.4.1 Concepto de Heredabilidad

Es un valor numérico entre 0 y 1 que representa la proporción de variabilidad del rasgo fenotípico atribuible a los genes, mientras que la ambientalidad es la proporción de la variabilidad atribuible a factores ambientales. El parámetro que cuantifica la variabilidad de un rasgo en una muestra es la varianza: en nuestro caso, la varianza del rasgo tal como se presenta recibe el nombre de varianza total o fenotípica (VT). La VT es igual a la suma de la varianza génica (VG) más la varianza ambiental (VA):

VT = VG + VA

Donde:VG = fracción de la varianza fenotípica (varianza total) debida a diferencias genéticas entre

los individuos de la población.VA = fracción de la varianza fenotípica debida a diferencias en las condiciones ambientales

a las que se han visto expuestos los individuos de la población.

Para la heredabilidad:

H = VG/VT

H = VG/(VG + VA)

La heredabilidad representa la proporción o porcentaje de la variación fenotípica observada entre los individuos de la población que se debe a las diferencias genéticas entre esos mismos individuos.

Cría selectiva: Se selecciona como reproductores a los individuos que más se aproximan al ideal perseguido. También la llaman selección artificial.

Tolman, 1924: Empezó a criar selectivamente ratas en función de su eficacia para aprender un laberinto usando comida como refuerzo. Tyron completó el experimento, demostrando que la capacidad de aprendizaje en ratas se ve influida notablemente por factores genéticos, puesto que bastaron ocho generaciones para conseguir que todas las ratas “listas” fueran más rápidas en aprender la tarea que la más lista de las ratas “torpes”.

Una manera directa de calcular la heredabilidad consiste en evaluar el efecto de la cría selectiva entre dos generaciones. Johannsen, 1903, experimentó con alubias comestibles del género Phaseolus. A la diferencia entre la media de la población general (M) y la de las semillas elegidas (M’), se la designa con el nombre de diferencia de selección y con la sigla S; en este caso S = (M’ – M) = 691,7 – 403,5 = 288,2. La media del peso de las alubias descendientes M’’ resultó ser de 609,1: con lo que la llamada respuesta de selección o R es de 205,6. R = (M’’ – M) = 609,1 – 403,5 = 205,6. Para calcular la heredabilidad bastaría:

H = R/S = (M’’ –M)/(M’ – M) = 205,6/288,2 = 0,713

Dialético: Se refiere al hecho de que el locus de un gen aditivo es ocupado por uno de dos alelos posibles.

Se habla de interacción interloci cuando se trata la epistasia, mientras que es intralocus para referirse a la dominancia. La varianza debida a la dominancia será VGd y la de epistasia VGi, transformando la ecuación:

H = (VGa + VGd + VGi)/(VGa + VGi + VA)

El valor de la heredabilidad a partir del parentesco, es el valor de la correlación entre los parientes considerados, dividido por el grado de parentesco genético. El cálculo de las correlaciones fenotípicas entre individuos cuyo parentesco genético es conocido se realiza mediante el estudio de familias y de gemelos. En los estudios con humanos, la heredabiliad se calcula a partir del cociente de correlación o de regresión, según los casos.

Monocigótico: Se refiere al hecho de que ambos gemelos proceden de un único cigoto que, por razones desconocidas, al dividirse ha dado lugar a dos embriones distintos.

Dicigótico: Los gemelos proceden de la fecundación simultánea de dos óvulos por dos espermatozoides.

Tabla de Relación Genética según el Parentesco y Proporción de Varianza Genética Compartida

ParentescoGrado de Relación

Genética (R)

Pr. V. Ad. Compartida

Pr. V. Gen.por D.

CompartidaHermanos gemelos monocigóticos (MZ)

1 (100%) 1 1

Hermanos gemelos dicigóticos (DZ)

0,5 (50%) 0,5 0,25

Hermanos completos (HC) 0,5 (50%) 0,5 0,25Hermanos de un solo

progenitor (1/2H)0,25 (35%) 0,25 0

Progenitor/Hijo (PH) 0,5 (50%) 0,5 0

Dermatoglifia: Estudio de las huellas dactilares.

Tabla de Correlación entre Parientes y Heredabilidad de las Huellas Dactilares, Peso y Estatura

Rasgo Fenotípico Parentesco Génico Correlación Observada

Heredabilidad

Huellas Dactilares Gemelos Monocigóticos 0,95 0,95Huellas Dactilares Gemelos Dicigóticos 0,49 0,98Huellas Dactilares Hermanos Completos 0,50 1,00Huellas Dactilares Padre-Hijo 0,49 0,98Huellas Dactilares Madre-Hijo 0,48 0,96

Peso 0,75Altura 0,80

Falconer: Desarrolló una serie de fórmulas que permiten calcular tanto la heredabilidad como la ambientalidad, basándose en los factores que se sabe a priori están influyendo en el fenotipo según el parentesco (gemelos monocigóticos o dicigóticos), o la crianza (criados juntos o por separado). Cuando no se puede contar con gemelos criados por separado, la fórmula de Falconer nos ofrece otra estrategia para obtener la heredabilidad: H=2(rMZJ – rDZJ)

Desarrollándola se comprueba que se elimina el posible efecto del ambiente compartido c2:

H=2 (rMZJ – rDZJ )=(H+c2)−(0,5H+c2 )=2 (1,0H+1,0c2−0,5H−1,0c2)=2 (0,5H+0,0c2 )=H

Una segunda fórmula sirve para obtener el posible efecto del ambiente compartido:

c 2=(2· r DZJ)−rMZJ=2(0,5H+c 2) – (H+c2)=(H+2c2)−(H+c 2)=H+2c2– H –c 2=c23.5 Genética Cuantitativa de la Conducta Humana

3.5.1 Inteligencia

La inteligencia es un rasgo fenotípico de carácter cuantitativo, semejante a otros como la altura, el peso o el color de la piel. Se mide mediante tests psicológicos que permiten clasificar a los individuos. Su distribución se adecua a la campana de Gauss, con una media de 100 y una desviación típica de 15. Según estudios, la heredabilidad del CI evaluada en gemelos monocigóticos separados (MSZ) ronda el 0,75. Al parecer la heredabilidad aumenta a medida que aumenta la edad de los sujetos, y disminuye la influencia del ambiente (rMZJ = 0,68 = rDZJ) cuando el CI se mide a edad temprana (3-6 meses); (rMZJ = 0,83; rDZJ = 0,54) a los 15 años.

3.5.2 Psicopatología

Esquizofrenia: Se caracteriza por alucinaciones y falsas creencias, además de un deterioro notbale en la capacidad para distinguir entre lo real y lo imaginario, lo interno y los propios pensamientos, y la realidad externa; la paranoia o manía persecutoria es el epítome de sus síntomas.

Concordancia genética gemelar: Porcentaje de gemelos que coinciden en padecer la enfermedad con respecto al total de pares de gemelos de los que uno de los dos la padece.

Sobre las alteraciones del humor hay una cierta ambigüedad dado que es difícil asegurar que la maniacodepresión o síndrome bipolar sea distinto o sólo una forma más severa de la depresión unipolar, y que ambas sean manifestaciones extremas de los cambios de humor normales de cualquier ser humano, o bien enfermedades específicas. Entre un 15 y un 20% de los pacientes unipolares (sólo fases depresivas) se suicidan. Entre los trastornos de ansiedad destacan la neurosis obsesivocompulsiva y también los ataques de pánico y fobias. Si bien es cierto que el miedo es una respuesta adaptativa en muchas situaciones, cuando se despliega en las inapropiadas puede convertirse en un factor incapacitante; caso de la agorafobia o miedo a los lugares públicos. Por su parte, la neurosis obsesivocompulsiva se caracteriza por la intrusión de pensamientos obsesivos y la necesidad compulsiva de ejecutar repetitivamente actos normalmente irrelevantes (lavarse las manos, tocar objetos, etc.), con el fin de evadir la amenaza que sugieren los pensamientos obsesivos (contaminación, peligros difusos de perder el control, etc.). Estudios con ratones demuestran que la emocionalidad, una forma de llamar a la expresión de signos de ansiedad en situaciones concretas, como el campo abierto, es un rasgo influido por genes aditivos.

Tabla de Heredabilidad de los Principales Rasgos Psicológicos Humanos y del Tamaño del Cerebro.

Rasgo HeredabilidadCI 0,7

Tamaño del Cerebro 0,9Extroversión 0,5Neuroticismo 0,4-0,5

Psicopatía 0,4Ansiedad 0,2-0,4

Búsqueda de Novedad 0,6

Tabla de Heredabilidad de los Trastornos Mentales Más Comunes

Trastorno Mental HeredabilidadAutismo 0,9

Trastorno Bipolar 0,6Esquizofrenia 0,4-0,8

Trastorno Obsesivo-Compulsivo 0,45

Depresión 0,45Anorexia Nerviosa 0,64

Trastorno de Pánico 0,30Alcoholismo 0,40-0,50

Déficit Atencional con Hiperactvidad 0,53.6 Anomalías Cromosómicas y Conducta Humana3.6.1 Alteraciones en el Número de Cromosomas

Las células somáticas de la mayoría de los animales y vegetales son diploides, por lo que su número de cromosomas es par. Esto supone que por cada cromosoma, hay otro estructuralmente igual, que es su homólogo, y por tanto hay dos copias o alelos de cada gen, cada una de las cuales se halla n el locus correspondiente de cada uno de los dos cromosomas homólogos. En cuanto a la reproducción sexual, cada progenitor aporta un gameto o célula reproductora haploide: al fundirse los dos gametos se forma el cigoto, que vuelve a ser diploide.

3.6.2 Poliploidías

Cuando el número de cromosomas de una célula o de todas las células de un organismo s múltiplo exacto del número haploide normal (n), se dice que son euploides. El recuento de cromosomas es posible gracias a técnicas de tinción de células en metafase, cuando los cromosomas están condensados y son visibles al microscopio óptico.

Cariotipo: Es la dotación cromosómica de una célula.Cuando por algún motivo el número de cromosomas de una célula o de todas las de un

organismo es múltiplo exacto del número haploide de esa especie, y distinto del número diploide normal, se habla de poliploidía. Entre las causas posibles de triploidía se hallan la fecundación de un óvulo por dos espermatozoides, con lo que el cariotipo del cigoto resultante presentará tres copias de cada cromosoma; o que en alguna de las dos divisiones meióticas no tenga lugar la disyunción normal de los cromosomas y resulte un gameto diploide que, al ser fecundado, da lugar a un cigoto triploide. Entre un 15-18% de los abortos humanos son fetos triploides. En cuanto a la tetraploidía, aparece en un 5% de los abortos espontáneos humanos, y se trata de una duplicación cromosómica sin división celular.

Endoploidía: Proceso por el que una célula duplica su dotación cromosómica por endomitosis (duplicación cromosómica sin citocinesis o división celular). Es normal en muchos tejidos donde la actividad metabólica intensa. La poliplodía en humanos es biológicamente letal.

3.6.3 Aneuploidías

A veces en el proceso de meiosis, los dos miembros de una pareja de cromosomas homólogos nos e separan en la primera división meiótica, o las dos cromáticas de uno de los cromosomas no se separan la una de la otra en la segunda división meiótica, y el gameto resultante cuenta con un cromosoma repetido. Esto se conoce como no disyunción meiótica.

El efecto de la aneuploidía se produce cuando en las células el número no es el haploide ni múltiplo exacto del número haploide normal (euploide) de la especie de que se trata. Esto ocurre cuando se dan monosomías (2n-1) o trisomías (2n+1) cromosómicas.

3.6.4 Monosomías

El único caso de monosomía viable es el síndrome de Turner (aparte de otros síntomas, presentan un CI bajo), que se significa con la expresión 45,X, donde la cifra numérica representa el número total de cromosomas del cariotipo, y la X que hay una sola copia del cromosoma sexual.

3.6.5 Trisomías3.6.5.1 Cromosomas Sexuales

Hay tres trisomías de los cromosomas sexuales relativamente frecuentes: 47,XXX, la 47,XXY o síndrome de Klinefelter y la 47,XYY, en el primer caso el fenotipo es masculino, y los restantes femenino. Son complementarias del síndrome de Turner, resultado de un cigoto donde uno de los gametos que lo formaron sufrió una no disyunción meiótica. Siempre que aparece un cromosoma Y en el fenotipo es masculino y aparece un corpúsculo de Barr por cada cromosoma X extra.

3.6.5.2 Cromosomas Sexuales, Sexo y Cromatina de Barr

La masculinidad es el resultado de la expresión de un gen que se halla únicamente en el cromosoma Y. La expresión de este gen es la responsable de la producción de una sustancia llamada factor de determinación testicular (FDT o TDF). De hecho, los individuos XX que por circunstancias de traslocación poseen este gen, se diferencian como machos, y viceversa, individuos XY carentes de este gen aparecen como hembras.

3.6.6 Trisomías Autosómicas3.6.6.1 Par 21: El Síndrome de Down

A finales de los 50 se estableció la presencia de un cromosoma 21 extra como causa del síndrome de Down. La explicación es una no disyunción meiótica, y el factor de riesgo más importante del síndrome de Down es la edad de la madre, probablemente porque a medida que la mujer se hace mayor, pierde eficacia el proceso por el cual se abortan embriones cromosómicamente anormales (selección materna).

En un 5-6% de los casos la trisomía es de origen paterno. Existe además una variante llamada familiar, que implica una traslocación. Las demás trisomías no son viables, aunque las del cromosoma 13 (47,+13), síndrome de Patau, y la del 18 (47, +18), síndrome de Edwards, los niños nacen vivos para morir muy tempranamente.

3.7 Alteraciones Estructurales de los Cromosomas

A veces los cromosomas pierden o ganan material genético. Cuando se pierde un trozo del cromosoma y éste desaparece del cariotipo, hablamos de deleción. Cuando ese trozo escindido no se pierde, sino que se une a otro cromosoma, hablamos de traslocación. Si ese trozo se inserta donde estaba pero orientado en sentido contrario, lo llamamos inversión. Cuando un trozo de ADN de un cromosoma se copia (replica) dos veces en vez de una, hablamos de duplicación.

3.7.1 Deleciones e Imprinting Genómico

Cuando se pierde por deleción el trozo p15. del cromosoma 5 (el grupo de bandas más alejadas del centrómetro del brazo p), aparece un síndrome llamado maullido de gato, llamado así por su efecto en el llanto de los niños. Éstos son deficientes mentales y presentan malformaciones anatómicas. También el síndrome de William, caracterizado por una severa deficiencia mental, se debe a una deleción en el cromosoma 7 (7q11.23).

Grabación genómica: La forma de expresarse de un gen no se ajusta a lo establecido, sino que difiere en función de si el alelo procede del padre o de la madre.

En la especie humana se dan dos síndromes de origen genético, el de Prader-Willi (en el gameto masculino, provocando obesidad, apetito desmedido y retraso mental), y el de Angelman (en el gameto femenino, produciendo retraso mental grave, risa convulsiva y movimientos involuntarios de marioneta), que demuestran que existe impresión gamética (genómica): ambos síndromes aparece cuando se da una deleción en el brazo largo (q) del cromosoma 15. Cuando no hay deleción pero se heredan de la madre o del padre las dos copias del cromosoma 15, también se producen estos síndromes. Ocurre a veces, en determinados embarazos humanos, que un espermatozoide fecunda un óvulo que carece de núcleo; entonces se desarrolla lo que se conoce con el nombre de mola.

Mola: Una masa placentaria sin presencia del feto. Todo su genoma procede del espermatozoide (parece ser que sus cromosomas se duplican). Aunque el número de éstos es diploide, 46,XX, el hecho de que no haya aportación materna ocasiona un desarrollo anómalo.

3.7.2 Traslocaciones

Supone en la separación de un fragmento de ADN de un cromosoma y su posterior unión a otro cromosoma, con lo que no hay pérdida de material genético. En este caso, se consideran reordenaciones genéticas equilibradas, siendo las más interesantes las recíprocas y las robertsonianas.

Una traslocación recíproca es un intercambio de material genético, de un trozo o fragmento de cromosoma entre dos cromosomas no homólogos, produciendo una reordenación de la secuencia de los genes. Sólo puede ser detectada por bandeo de cromosomas. No hay pérdida ni ganancia de material genético, pero hay riesgos de provocar gametos con reordenamientos cromosómicos desequilibrados.

Una traslocación robertsoniana es la unión por el centrómetro de los brazos largos de dos cromosomas acrocéntricos con pérdida de brazos cortos: al fusionarse dos cromosomas, en el cariotipo aparecen como uno solo. Un 5% de individuos con síndrome de Down no presentan la trisomía del cromosoma 21 como característica, sino que son normales en términos del número de cromosomas (2n =46), siendo responsable de la aparición del síndrome una traslocación de este tipo.

3.7.3 Inversiones

Suponen un cambio en la orientación del ADN dentro del cromosoma. Es como si cortáramos un fragmento de cromosoma y lo volviéramos a pegar en el mismo hueco, tras rotarlo 180º. Cuando el fragmento contiene el centrómetro, se habla de inversiones pericéntricas, si no lo contiene, son inversiones paracéntricas. Las inversiones, como las traslocaciones, deleciones y duplicaciones, conllevan el que aparezcan dificultades en la recombinación, pues uno de los dos cromosomas homólogos presenta una cantidad de loci diferente del otro, y el acoplamiento de los cromosomas homólogos en la meiosis no es homogéneo a todo lo largo de los cromosomas, pudiendo aparecer bucles donde no hay correspondencia de loci entre los homólogos. Esto muchas veces produce gametos estériles.

3.7.4 Duplicaciones

En ellas un fragmento de un cromosoma se repite. En los humanos ocurrió una duplicación en uno de los genes dicromáticos primitivos ancestrales, hace 40 millones de años, con lo que los genes para el verde y el rojo se hallan ambos en el cromosoma X, y la coincidencia de la secuencia de aminoácidos de ambas opsinas o pigmentos visuales es del 96%, demostrando que la duplicación es una fuente muy importante de variabilidad susceptible de ser favorecida por la selección natural.

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