GENÉTICA BIOQUÍMICA o METABÓLICA Definición. Herencia de caracteres que tienen relación con el funcionamiento de las vías metabólicas Vía Metabólica. Serie de reacciones que tienen el objetivo de producir, utilizar, transformar o degradar moléculas de los seres vivos

ARCHIBALD GARROD Establece la existencia de errores genéticos del metabolismo * Estudió la alcaptonuria o enfermedad de la orina negra

ENFERMEDAD DE LA ORINA NEGRA ALCAPTONURIA ENFERMEDAD DE LA ORINA NEGRA Coloración oscura de la orina Pigmentación y Artritis debilitante

ENFERMEDAD DE LA ORINA NEGRA ALCAPTONURIA ENFERMEDAD DE LA ORINA NEGRA Ac. Homogentísico -metabolito intermedio de metabolismo PHE TYR - excresión grandes cantidades en la orina - un producto de oxidación da pigmentación y artritis Enzima Homogentitasa dioxigenasa - rompe el anillo del HGA Gen que codifica la HGO - 60kb - 18 exones - mutación dé pérdida de función ( no actividad de enzima)

ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO Orígen genético Genes de enzimas de vías metabólicas Infrecuentes Cientos En conjunto importantes en morbimortalidad: 1 / 2 500 nacimientos 10% enf. monogenéticas

Trastornos del Metabolismo de los Carbohidratos GENÉTICA BIOQUÍMICA: Trastornos del Metabolismo de los Carbohidratos Función: principal fuente de energía Componentes de DNA y RNA Córnea Glucoproteínas, glucolípidos = Reconocimiento Vías: Glucólisis Cíclo de Krebs Fosforilación Oxidativa Glucogenólisis glucógeno a glucosa Glucogenogénesis glucosa a glucógeno Gluconeogénesis precursores a glucosa Ejemplos : Galactosemia clásica Intolerancia a la fructosa hereditaria Hipolactasia Diabetes mellitus tipo 1 Diabetes mellitus tipo 2 Pompe

GALACTOSEMIA CLÁSICA Trastorno mas frecuente Galactosa: 80% energía 20% síntesis de glucoproteínas y glucolípidos Se ingiere en la leche Enzima afectada GALACTOSA 1 P URIDIL TRANSFERASA ( galactosa- glucosa) Gen. 4kb 11 exones Mutáción sentido erróneo Afectación: no pueden convertir galactosa en glucosa acumulación de galactosa y metabolitos galactitol y galactonato Síntomas: mala succión, falta de crecimiento, ictericia, shock mortal retraso del desarrollo Tx: eliminación de la galactosa en la dieta galactiol y galactonato Galatosemia clásica: ictericia Gala-- Glu

Diabetes mellitus 2: aumento de DIABETES MELLITUS Tipo 2 Proteína afectada: Receptor de Insulina Gen. 150 kb con 22 exones, cromosoma 19 Mutáción: autosómica recesiva, pérdida de función Afectación: No traslocación de transportadores GLUT a m. plasmática y no captación de glucosa a la célula Síntomas: altos niveles de glucosa sérica asintomática en un inicio, pérdida calidad de vida, visión borrosa, polidipsia (sed), poliuria (frecc. orina) polifagia Tx: nutrición, control de peso, actividad física Diabetes mellitus 2: aumento de Glucosa sérica

ENFERMEDAD DE POMPE Trastornos de almacenamiento de glucógeno: Forbes, Cori, Anderson, Gierke Enzima: glucosidasa α 1-4 ácida, lisosómica (cataliza ruptura de enlaces 1-4 glucosídicos) (desramificante, fosfoglucomutasa) Afectación: acumulación de glucógeno en hígado y músculo no obtención de glucosa Gen en el cromosoma 17 Mutación: autosómica recesiva, 200 diferentes, pérdida de función Síntomas: intolerancia al ejercicio, debilidad progresiva, muerte prematura Tx: reposición enzimática Enfermedad de Pompe: Debilitamiento progresivo Glucogenólisis

Trastornos del Metabolismo de las Proteínas GENÉTICA BIOQUÍMICA: Trastornos del Metabolismo de las Proteínas Función: Estructural: miosina, colágena, elastina, queratina Funcional: transportador O2, anticuerpos neurotransmisores, hormonas, transportadores Vías: Degradación proteica: de ubiquitina y lisosómica Transaminación: transferencia de NH3 de aa a α-cetoácido Desaminación oxidativa: eliminación de NH3 NH3 a amoniaco a urea, Esqueletos C Krebs Fuente de Proteínas Ejemplos: Fenilcetonuria Tirosinemia Enf. Jarabe Maple Alcaptonuria Albinismo oculocutaneo Metabolismo de las Proteínas

FENILCETONURIA Enzima: fenilalanina hidroxilasa ( fenilalanina a tirosina) Trastorno: acumulación de fenilalanina Gen: PAH cromosoma 12q Mutación: autosómica recesiva, diversas: sustituciónes, inserciones, deleciones . Con pérdida de función Síntomas: afectación a SNC, retraso mental grave Tx: restringir ingesta de alimentos con PHE pavo, atún Dopamina Melanina Fenilcetonuria Síntesis de Tyr a partir de Phe

ALCAPTONURIA Enzima: homogentitasa 1 2 dioxitenasa (rompe anillo aromático de Ac. Homogentésico) Gen: 60 kb con 60 exones Mutación: autosómica recesiva con pérdida de función Trastorno: ac. Homogentísico se excreta en grandes cantidades en la orina Síntomas, oscurecimiento de orina, pigmentación piel artritis por acumulamiento de sus metabolintos Alcaptonuria: pigmentación ocular Vía metabólica

Trastornos del Metabolismo de los Lípidos GENÉTICA BIOQUÍMICA: Trastornos del Metabolismo de los Lípidos Función: Energía a largo plazo Membranas celulares, cubierta grasa Precursores de esteroides Vías de Señalización Vías Metabólicas: Beta- oxidación Síntesis de colesterol Síntesis de hormonas esteroides Síntesis de colesterol Β-oxidación Ejemplos: Deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media (MCAD) Hiperplasia suprarrenal congénita (CAH) Adenoleucodistrofia Neonatal Síindrome de Zellweger Síntesis de hormonas esteroideas

DEFICIENCIA DE Acil-CoA deshidrogenasa de cadena media (MCAD) Enzima: acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga, primera reacción de oxidación de β-oxidación formar acetil Co-A a partir de ac. grasos Afectación: acumulación de intermediarios de ac. grasos no producción suficiente de Acetil Co-A ni de ATP Gen: Mutación: sentido erróneo A por G con sustitución de LYS por Ac Glu, otras: inserción y deleción Síntomas: hipoglucmia. Letargo, vómitos y ayuno edema cerebral, ecefalopatía y muerte por ac. de intermediarios Tx: asegurar fuente suficiente de calorías MCAD: letargo Debilitamiento progresivo Β-Oxidación

HIPERPLASIA SUPRARRENAL CONGÉNITA (CAH) Enzima: 21 hidroxilasa , reacción para formar aldosterona y cortisol a partir de progesterona Afectación: deficiencia de cortisol, aldosterona sobreproducción de precursores, y andrógenos Gen: CYP21A2, en cromosoma 6p Mutación: autosómica recesiva por conversión Síntomas: niñas con genitales ambiguos por alta concentración de andrógenos en útero niños masculinización prematura pérdida de sal Tx: reposición de cortisol, inhibición de secreción de andrógenos, administración de administración de mineralocorticoides para concentración de electrolitos. operación de feminización primera año de vida Incidencia: 1/15 000, en Yupics de Alaska 1/280 CAH: genitales ambiguos Síntesis de Esteroides

SÍNTESIS DE HORMONAS ESTEROIDEAS A PARTIR DE COLESTEROL

ADENOLEUCODISTROFIA NEONATAL Grupo de trastornos de biogénesis de los peroxisomas Peroxisoma: organelo con enzimas de metabolismo de lípidos Enzima: ALD, transporta ac grasos de cadena larga al interior de peroxisoma Afectación: acumulación de ácidos grasos en los tejidos: SNC, corteza renal y células de Leydig (testosterona) Gen: ABCD1 en cromosoma X Mutación: recesiva, ligada al cromosoma X Síntomas: rápida degeneración a estado vegetativo. Desmielinización, convulsiones hiperactividad, parálisis, pérdida de audición y debilidad muscular Tx: restricción de ingesta de ac. Grasos aceite de Lorenzo inhibe elongación de ac grasos (no detiene degradación neurológica) transplante de células progenitoras de tejido hematopoyéticas para no desmielización terapia génica, eficaz contra la desmielización Peroxisoma Biogénesis de peroxisomas Aceite de Lorenzo

Trastornos relacionados con metales pesados GENÉTICA BIOQUÍMICA: Trastornos relacionados con metales pesados Metales pesados: Cofactores de las enzimas metabólicas: - orientan el sustrato al sitio activo de la enzima - dan estabilidad a forma activa de enzima - centro catalítico En exceso son muy tóxicos, llevan a la muerte Proteínas controlan transporte y almacenamiento de los metales pesados Cu, Zn, Fe, Mn. Mg. K Alimentos ricos en Cu, Zn, Fe Ejemplos: Enfermedad de Wilsom (Cu) Enfermedad de Menkes (Cu) Hemocromatosis hereditaria (Fe) Acrodermatitis enteropática hereditaria (Zn) Enzima con cofactor

HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA Enzima: mioglobulina β, proteína membranal que impide la entrada de Fe a la célula bloqueando el sitio de unión de transferrina Afectación: Intestino delgado absorbe demasiado Fe, acumulación en hígado, riñón, corazón, páncreas y articulaciones Gen: HH cromosoma 6p, en región de Complejo Mayor de Histocompatibilidad Mutación: autosómica recesiva de sentido erróneo: Cys por Tyr Síntomas: fatiga, dolor articular, aumento de pigmentación de piel, cirrosis, miocardiopatía, diabetes. Tx: reducción de Fe en el cuerpo con fármacos (deforoxamina) Detección de Fe en tejido hepático Tinción de hemosiderina Hemocromatosis hereditaria: pigmentación de piel