Herencia Extra Nuclear Adriana Escobedo

Marco Güilcapi

INTRODUCCIÓN

Durante muchos años prevaleció la idea de que el único vehículo para

transmitir algún rasgo era exclusivo de los genes que se encontraban en los

cromosomas. “Noticias ocasionales han desafiado los principios básicos de la

genética de la transmisión mendeliana, es decir, la producción del fenotipo

mediante la transmisión de genes nucleares localizados en los cromosomas de

ambos padres. En lugar de esto último, se han observado resultados genéticos

que no reflejan principios mendelianos ni neo-mendelianos. Algunas

observaciones han indicado una aparente influencia extranuclear sobre el

fenotipo, mas, eran consideradas como escepticismo.”(KLUG, 1999)

En el siglo XX, con el avance de la tecnología y a su vez, de

conocimientos en genética molecular, se ha podido llegar el descubrimiento de

ADN en mitocondrias y cloroplastos, por tanto se reconoce a la Herencia

extranuclear como una parte importante de la genética y en la cual se

encuentran posibles respuestas a fenómenos que no podían ser atribuidos a la

herencia nuclear.

El presente tiene como finalidad explicar los diferentes tipos de herencia

extranuclaer existentes y algunas de sus posibles aplicaciones.

OBJETIVO GENERAL

- Identificar los diferentes tipos de herencia extra nuclear existentes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Explicar la Herencia extra nuclear en animales, con lo que respecta a

Genoma mitocondrial y Transcripción de los genes del ADNmt.

- Presentar al genoma del cloroplasto como un medio de herencia.

MARCO TEÓRICO

Genoma Mitocondrial

Antecedente: En 1981 se determinó la secuencia completa de nucleótidos del

ADN de una mitocondria. En apariencia, la mitocondria utiliza un código que

difiere muy poco del utilizado por el núcleo. Actualmente se conocen las

secuencias completas del ADN de varios genomas mitocondriales. Al ADN

mitocondrial se lo conoce como ADNmt (mtDNA). (UNNE, 2003)

¿Qué es una mitocondria?

Una mitocondria es un organelo que se encuentra en el citoplasma tanto

en las plantas como en los animales. Contiene las enzimas de la cadena del

transporte de electrones que lleva a cabo la fosforilación oxidativa en la

producción de ATP. (Stansfield,W.2001)

Las mitocondrias son uno de los orgánulos más conspicuos del

citoplasma; contienen su propio ADN y se encuentran en casi todas las células

eucarióticas. (Encarta, 2005)

Estructura del genoma mitocondrial:

Su estructura es circular como en el genoma

bacteriano y humano. Se trata de una molécula circular

de ADN, helicoidal, con doble hebra, y súper

condensada. Se conocen también algunos pocos casos

de genomas mitocondriales de forma lineal. En muchos casos, el contenido de

GC (guanina-citosina) del ADNmt difiere en gran medida del ADN nuclear, y esto

permite separar el ADNmt del nuclear por centrifugación en un l gradiente de

cloruro de cesio. No existen histonas u otras proteínas semejantes asociadas al

ADNmt. Existen muchas copias del genoma mitocondrial en cada mitocondria,

las que se ubican en ciertas regiones llamadas nucleoides. En muchos animales,

las dos hebras que componen el ADNmt difieren en densidad porque las bases

nitrogenadas no están distribuidas de forma equilibrada en ambas hebras. Esto

hace que una hebra sea más "pesada" y otra más "liviana". en el ADNmt.El

contenido de genes de genomas mitocondriales de distintas especies es

bastante similar tanto en número como en cantidad de funciones distintas. Sin

embargo, el tamaño varía enormemente entre distintos organismos. (UNNE,

2003)

En los animales, el genoma mitocondrial generalmente es menor a 20 kb

(kilobases); por ej. en el hombre el ADNmt tiene 16.569 bp (pares de bases).

Por su parte, el ADNmt de una levadura contiene cerca de 80.000 bp (80 kb),

mientras que en las plantas varía entre 100 y 2.000 kb. La mayor diferencia

entre animales, hongos y plantas es que en los animales el ADNmt codifica

algún producto en casi toda su extensión, mientras que en el genoma

mitocondrial de hongos y plantas existen largas secuencias de DNA que no

codifican productos. (UNNE, 2003)

Una característica peculiar de las mitocondrias es que son de origen

materno, ya que sólo el óvulo aporta las mitocondrias a la célula original, y cómo

la mitocondria posee ADN , podemos decir que esta información va pasando a

las generaciones exclusivamente a través de las mujeres. (Junta de Andalucia,

2005)

Trascripción de los genes del ADNmt

En general, el ADNmt contiene información para la síntesis de una

cantidad de componentes de las mitocondrias, como ser: distintos ARNt y ARNr,

algunos de los polipéptidos que constituyen las enzimas citocromo-oxidasas,

NADH-deshidrogenasa, y ATPasas. Otros componentes de las mitocondrias

están codificados por genes nucleares y luego son introducidos a las

mitocondrias.. Estos componentes incluyen a la ADN-polimerasa y otras

proteínas necesarias para la replicación del ADNmt; también la ARN-polimerasa

y otras proteínas de la transcripción, o proteínas ribosomales para la formación

de los ribosomas mitocondriales, factores de transcripción proteicos, y algunas

otras subunidades peptídicas para la integración de las enzimas citocromo-

oxidasas, NADH-deshidrogenasa, y ATPasas. (UNNE, 2003)

Los genes mitocondriales que codifican proteínas se pueden encontrar en

cualquiera de las dos hebras del ADNmt. Los ARN mensajeros (ARNm) que se

sintetizan a partir de genes en el ADNmt permanecen dentro de la mitocondria y

son traducidos por ribosomas propios de la mitocondria. Los ribosomas

mitocondriales consisten de dos subunidades como sucede con los ribosomas

del citoplasma. (UNNE, 2003)

En los genomas mitocondriales de los hongos y las plantas, que son

mucho más grandes, los genes de ARNt no son separadores de los otros genes,

ya que existen secuencias no codificantes bastante grandes entre genes.

(UNNE, 2003)

El genoma del Cloroplasto

Antecedente: La historia del descubrimiento de la herencia a través de los

cloroplastos se empieza a escribir cuando en 1908 Carl Correns (uno de los

redescubridores del trabajo de Mendel) dió el primer ejemplo de esta herencia

ligada a los cloroplastos mediante la variedad de Mirabilis jalapa. (KLUG, 1999)

¿Qué es un cloroplasto?

Los cloroplastos son orgánulos aún mayores, que también poseen su

propio ADN, y que sólo se encuentran en las células de plantas y algas. Su

estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos

membranas de la envoltura, que no se repliegan formando crestas, los

cloroplastos tienen numerosos sacos internos en forma de disco (denominados

tilacoides), interconectados entre sí, que están formados por una membrana que

encierra el pigmento verde llamado clorofila. (Encarta, 2005)

Estructura del genoma del cloroplasto:

Su estructura es similar al mitocondrial.

Aquí también el ADN tiene forma circular,

está constituido por una doble hebra

supercontraída y no existen proteínas como

es el caso de las histonas de los

cromosomas nucleares. Muchas veces existe una gran diferencia en el

contenido de guanina-citosina del ADNcp en relación tanto al DNA nuclear como

al ADNmt, lo que permite separar el ADNcp en un gradiente de cloruro de cesio.

El ADNcp es una molécula más grande que el DNAmt de los animales, con un

tamaño que varía entre 80 y 600 kb. El número de copias del ADNcp en cada

cloroplasto es variable, pero siempre hay varias replicas por cada cloroplasto y

éstas se distribuyen en grupos que forman nucleoides. El genoma cloroplástico

contiene los genes para producir cada uno de los ARNr de los ribosomas típicos

del cloroplasto. También contiene genes para los ARNt, y genes que codifican

algunas (pero no todas) las proteínas requeridas en los procesos de

transcripción y traducción dentro del cloroplasto (como ser las proteínas de los

ribosomas, las subunidades de la ARN polimerasa y los factores de traducción),

o requeridas para la fotosíntesis. Algunas de las proteínas con funciones dentro

del cloroplasto son codificadas en el DNA nuclear y sintetizadas en el citoplasma

y luego ingresadas al cloroplasto. (UNNE, 2003)

APLICACIONES

Uso del ARNmt para determinación de parentescos

- Gracias a que en el genoma mitocondrial humano existe una región de

aproximadamente 400 pares de bases que es altamente polimórfica, y al hecho

que las mitocondrias se heredan a través del citoplasma materno (el del óvulo),

se puede decir que ese ADN se mantiene inalterable a través de la línea

materna. Esto permite analizar parentescos por medio de estudios de PCR del

ADN mitocondrial, porque el ADNmt de cada individuo es idéntico al ADNmt de

su madre. (UNNE, 2003)

- El análisis del ADNmt está siendo usado para estudios de relaciones

filogenéticas no solo en humanos sino también en muchos otros organismos.

Estas muestras pueden ser obtenido de muestras de sangre u otros tejidos, pero

también de los huesos, por lo que es posible usar esta técnica incluyendo a

individuos que hayan muerto hace muchos años. Por ejemplo, este sistema

puede ser usado para estimar la variabilidad genética existente en poblaciones

naturales. Estos estudios pueden ser de mucha utilidad en políticas de

conservación de especies, particularmente de aquellas bajo amenaza de

extinción. (UNNE, 2003)

CONCLUSIONES

-Existen otros tipos de herencia posibles además del nuclear, como lo es a

través del ADNmt y por medio del ADNcp.

- Los cloroplastos y mitocondrias tienen características en común como lo es su

estructura circular. Y cumplen papeles de gran importancia en cuanto procesos

vitales como lo son la codifican proteínas para el proceso de transcripción y

traducción.

- El conocimiento de este tipo de herencia permite aplicaciones de gran

importancia a nivel de parentesco.

BIBLIOGRAFÍA

Encarta, 2005. Célula. Consultado el 8 de Marzo de 2005. Disponible en: http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761568585_2____28/C%C3%A9lula.html#s28.

-“Genética," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2005 http://mx.encarta.msn.com © 1997-2005 Microsoft Corporation.

Junta de Andalucia, 2005. Consultado el 10 de Abril de 2005. Disponible en: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso98/accesit6/mitocond.html

- Klug et al. 1999. Conceptos de genética. Herencia extranuclear.5ta ed. Edt. Prentice hall iberia. Madrid. 219-232p.

- STANSFIELD, W. 2001. Genética. Organelos. Editorial Mc Graw Hill. Colombia. Pp. 513-516.

- UNNE Universidad Nacional del Nordeste. El Genoma Extranuclear. Documento en línea consultado el 26 de Enero de 2005. Disponible en www.biología.edu.ar