CAPÍTULO 1. LA ANTROPOGENÉTICA - Lord Tennyson. - Definición de Antropogenética. - La Antropogenética, la Ética y la Bioestadística. - Variabilidad de origen genético: Marcadores genéticos. - Frecuencias alélicas y haplotípicas. Polimorfismo.

Lord Tennyson Alfred Tennyson, 1º barón Tennyson (agosto 6, 1809-octubre 6, 1892) fue y sigue siendo uno de los poetas ingleses más populares. Gran parte de su poesía se basa en temas mitológicos clásicos. Una de las más famosas obras de Tennyson es Idilios del rey (1885), una serie de poemas narrativos basado completamente en las historias del rey Arturo, siguiendo la temática de Sir Thomas Malory sobre el legendario rey. Intentó también escribir piezas dramáticas, pero tuvo poco éxito. Tennyson escribió una serie de frases que se han convertido en lugares comunes del idioma Inglés, incluyendo: "La naturaleza, rojo en dientes y garras", "Mejor haber amado y perdido", "No había ninguna razón para ello, pero lo hicieron y murieron" y " mi fuerza es como la fuerza de diez, / porque mi corazón es puro ". ("nature, red in tooth and claw", "better to have loved and lost", "Theirs not to reason why,/Theirs but to do and die", and "My strength is as the strength of ten,/Because my heart is pure".) Es uno de los escritores más citados en lengua inglesa.

Genealogía de Lord Tennyson La genealogía de Lord Tennyson muestra algunos aspectos interesantes del estudio de nuestro patrimonio genético. En primer lugar, la variabilidad: dentro de una misma familia que comparte muy probablemente alguna mutación que afecta al carácter, se observa una multitud de signos y fenotipos diferentes. Es un claro ejemplo de interacción entre patrimonio genético y ambiente. En segundo lugar, los complejos efectos de las interacciones entre los genes: lo que para la mayor parte de sus parientes resultó ser una pesada carga, al escritor le supuso la genialidad creativa. Cummings MR (1995, 3ª edic). Herencia humana. Interamericana McGraw Hill.

La Antropogenética La Antropogenética (Código UNESCO ) es la disciplina que estudia la variabilidad genética de nuestra especie. Se incluye dentro de la Antropología Física (2402), que contempla la variabilidad biológica, la cual puede tener un origen genético, pero también ambiental. Se identifica total o parcialmente con las áreas: Genética de Poblaciones Humanas Genética Forense Farmacogenética Epidemiología Genética Comparte datos, métodos y objetivos con las áreas: Paleoantropología Genética Humana DemografíaLingüísticaMicrobiología Definición de Antropogenética

La Antropogenética Las áreas en las que preferentemente se investiga: - La diversidad genética intra e interpoblacional de las poblaciones humanas. - El origen de la diversidad genética humana. - El origen y la dispersión de las enfermedades genéticas y su interacción con procesos de selección y autostop genético. - La caracterización genética de los diferentes grupos humanos y de los polimorfismos más adecuados con el fin de permitir la identificación de un individuo. - La caracterización de la variabilidad que permita desarrollar fármacos específicos para grupos o individuos -La identificación de factores que afecten a la estructura genética de las poblaciones Veamos algunos ejemplos

La Antropogenética ¿De dónde vienen los gitanos? O cualquier otro grupo étnico. Analizando su patrimonio genético y comparándolo con el de otras poblaciones de diferentes regiones, se ha deducido que provienen del noroeste de la India. Además, se ha observado que presentan una escasa variabilidad genética, fruto de un alto grado de endogamia.

La Antropogenética ¿Justin Bieber era el padre? Mariah Yeater, una seguidora de Bieber, presentó una demanda de paternidad en Días antes de que se realizaran los análisis la retiró. Quizá porque de no hacerlo, los abogados de él la habrían demandado por abuso de menores. En fin, los análisis habrían revelado la verdad, como ocurre habitualmente en multitud de casos.

La Antropogenética ¿Obama ha sido el primer presidente negro de Estados Unidos?

La Antropogenética ¿Trump ha sido el primer presidente neandertal de Estados Unidos? A todas estas cuestiones puede dar respuesta la Antropogenética.

La Antropogenética Por razones obvias, somos la especie más estudiada. Eso nos convierte en un modelo, sobre el que se prueban numerosos análisis genéticos y estadísticos, que luego pueden aplicarse a otras especies. Para, por ejemplo, descubrir dónde se ha pescado una anchoa, decidir si se pueden establecer cuotas generales de pesca, o bien es preciso aplicarlas por regiones.

Registros demográficos Acta de matrimonio y árbol genealógico de una dispensa de consanguinidad Un aspecto fundamental de la investigación sobre las poblaciones humanas es la imposibilidad de trabajar directamente en el laboratorio sobre individuos de nuestra especie. Las soluciones a este problema son de diferentes tipos: 1. Los registros demográficos. Una característica muy interesante de nuestra especie es la práctica generalizada en numerosas poblaciones y numerosos periodos históricos de conservar un registro escrito u oral de los acontecimientos vitales de los individuos. Estos registros han sido una muy importante fuente de datos que mediante métodos estadísticos específicos ha permitido el estudio en profundidad de numerosos aspectos de la genética de las poblaciones más difíciles de abordar en otras especies.

Registros demográficos Son numerosos los estudiosos que reconstruyen genealogías a partir de archivos demográficos. En algunos casos son profesionales y en otros aficionados que tan sólo pretenden identificar a sus antepasados. A partir de 86 millones de registros recogidos de este modo y publicados en Internet, Kaplanis et al, (2018) han conseguido reconstruir genealogías con una gran cantidad de familiares, incluyendo una con 13 millones de individuos. En la imagen, una genealogía con individuos de 7 generaciones. Kaplanis et al., 2018 Science /science.aam9309

Iconografía Antropogenética Acondroplasia: Sebastián de Morra en un cuadro de Velázquez 2. Los registros iconográficos también han sido útiles, por ejemplo para el conocimiento del origen de algunas enfermedades genéticas. Acondroplasia: Chnoum- Hotep, ayudante de cámara del faraón durante la V dinastía (c a. JC)

Tutankamon podría ser síndrome de Klinefelter (XXY) o síndrome de Wilson, un caso de hipotiroidismo reversible. Iconografía Antropogenética Prader-Willi: Monstrua desnuda (Eugenia Martinez Vellago) en un cuadro de Juan Carreño de Miranda

Estudios sobre gemelos El balance entre genética y ambiente determina variaciones fenotípicas en gemelos 3. Los estudios comparados. Analizar un determinado carácter en gemelos, en personas sanas y afectadas, en humanos y otros primates, ha contribuido a menudo a detectar los genes responsables del mismo

Análisis estadísticos 4. La estadística. Es una herramienta fundamental para minimizar las limitaciones a la experimentación, en la forma de simulaciones, tests estadísticos o análisis multivariantes.

Proyecto deCODE Una de las experiencias genéticas más interesantes en nuestra especie, por la gran cantidad de circunstancias favorables para la investigación es el proyecto deCODE en la población de Islandia. Esta isla se colonizó relativamente tarde, hacia el 874. Su población es relativamente pequeña, unos habitantes, lo que la hace asequible para manejar datos individualizados. Ha habido muy poca inmigración y por tanto es una población muy homogénea. Tienen documentadas genealogías muy completas de hasta seis y siete siglos de la mayor parte de la población. Y el gobierno Islandés dio una licencia a una compañía, deCODE genetics, para acceder a los datos del sistema nacional de salud y para analizar los genomas de todos aquellos voluntarios que precisasen. Han obtenido ya resultados muy interesantes sobre algunas enfermedades.

Marcadores genéticos El ADN porta toda la información precisa para la síntesis de las enzimas y otras proteínas necesarias para el organismo. Los fragmentos de ADN que codifican para un polipéptido (proteína o subunidad de proteína) se denominan genes y se componen de una serie de exones. Los fragmentos que son eliminados después de la transcripción se denominan intrones. Además, entre un gen y otro puede haber grandes regiones no codificantes, las regiones intergénicas, en las que se encuentran secuencias promotoras o reguladoras de la acción de los genes. Un marcador es un fragmento de ADN, que puede tener un sólo nucleótido o una larga cadena, que será utilizado para comparar individuos o poblaciones y puede encontrarse en una región de ADN codificante o no codificante.

Frecuencias alélicas y haplotípicas Todos los individuos portan en su genoma el mismo número de cromosomas y en cada cromosoma a menudo los mismos genes. En general, la ausencia de algún gen determinará alguna enfermedad genética grave. Sin embargo, la secuencia de ADN de cada gen no es igual en todos los individuos. Hay muchos genes en los que individuos de la misma o diferentes poblaciones pueden tener diferentes secuencias, sin que esto repercuta en la aparición de alguna enfermedad genética. Además, el ADN no codificante es extraordinariamente diferente entre diferentes individuos, ya que los cambios que experimenta generalmente no afectan a la viabilidad de los individuos. Se denomina alelo a cada una de las posibles secuencias de un fragmento de ADN, que pueden portar algunos o todos los individuos de una población. Precisamente la frecuencia de un determinado alelo (frecuencia alélica) es la proporción, en tanto por uno, en la que aparece dicho alelo en una población. Hay que tener en cuenta para su cálculo que cada individuo porta dos dotaciones cromosómicas completas (una paterna y una materna) y por tanto todos los genes (salvo los de los cromosomas sexuales X e Y) por duplicado. ¿Qué es un alelo?

Frecuencias alélicas y haplotípicas A veces es más informativo considerar simultaneamente dos o más marcadores fuertemente ligados, es decir, ubicados en el mismo cromosoma a escasa distancia. En esos casos, en lugar de los alelos de cada marcador por separado, pueden estudiarse las diferentes combinaciones de alelos de todos los marcadores considerados conjuntamente. Dichas combinaciones se denominan haplotipos y sus frecuencias, logicamente, frecuencias haplotípicas. En algunos casos, podrán establecerse filogenias de haplotipos. ¿Qué es un haplotipo?

Frecuencias alélicas y haplotípicas El análisis de las frecuencias haplotípicas en diferentes poblaciones puede informarnos sobre las principales migraciones humanas e incluso facilitar su datación. Al observar el mapa de distribución de los haplotipos del ADN.mt, vemos que en el África sudsahariana predomina el macrohaplogrupo L. En Asia los macrohaplogrupos M y R (que deriva de N), en Europa R, en Australia N y América, a pesar de su escasa variabilidad es un puzzle.

Polimorfismos Los genes que deben seleccionarse son aquellos que presenten variabilidad. Si se tiene en cuenta un gen para el que existe un único alelo, éste tendrá en todas las poblaciones una frecuencia alélica idéntica de 1 y resultará que todas las poblaciones son indistinguibles. En realidad, la mayor parte del ADN no presenta variabilidad en el conjunto del patrimonio genético humano e incluso compartimos al menos el 95% de la secuencia del ADN con nuestros parientes más próximos, los chimpancés (Britten, 2002). Por ello se estudian preferentemente los polimorfismos. Un polimorfismo es un marcador genético en el que existen al menos dos alelos, cada uno de los cuales se encuentra con una frecuencia mayor de 0,01 (es decir, el 1%) dentro de la población. Esto garantiza que existan en las poblaciones varios alelos y varios genotipos posibles, que podrán presentar diferentes frecuencias en cada una de ellas. A menudo se encuentran más de dos alelos y más de dos fenotipos en un marcador polimórfico. Por oposición a los marcadores polimórficos, se pueden encontrar marcadores monomórficos, en los que tan sólo se observa un alelo con una frecuencia significativa (es decir, mayor que 0,01), el cual suele mostrar una frecuencia casi igual o igual a 1. También existen variantes alélicas raras, que se encuentran con frecuencias menores que 0,01. No es extraño que existan alelos que sólo aparecen en un continente o una población a frecuencias muy bajas e incluso en una sola familia. Britten, R. J. (2002). Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(21), Si se pretende estudiar el patrimonio genético de una población, es decir, el conjunto de sus características de origen genético, para conocer el grado de semejanza que presenta en relación a otras poblaciones, es preciso seleccionar algunos caracteres que, analizados en todas ellas, nos permitan establecer comparaciones y concluir cuáles son las poblaciones más similares y cuáles son las más alejadas genéticamente.

Algunos polimorfismos sanguíneos GENUBICACIÓNALELOS POLIMÓRFICOS Antígenos eritrocitarios ABO 9q ABO*A1,ABO*A2,ABO*B,ABO*0 DiegoDI*A,DI*B Duffy 1q21-25FY*A,FY*B,FY KellK,k Kidd 18q11-12JK*A,JK*B Lewis 19LE*LE,LE*Le Lutheran 19q12-13LU*A,LU*B MNSs (2) 4q28-31MNS*MS,MNS*Ms,MNS*NS,MNS*Ns P 22q11.2-qterP1*1,P1*2,P1*p Rh (3) 1p CDE,CDe,CdE,Cde,cDE,cDe,cdE,cde SecretorFUT2(SE)*Se,FUT2(SE) *se Proteínas plasmáticas alfa 1 -antitripsina14q32.1PI*M1,PI*M2,PI*M3,PIS,PIZ Ceruloplasmina 3q23-25CP*B,CP*A,CP*C Componente de complemento 3 19p C3*S,C3*F complemento 3 19p C3*S,C3*F Componente específico de grupo 4q12-13GC*1F,GC*1S,GC*2 de grupo 4q12-13GC*1F,GC*1S,GC*2 Haptoglobina 16q22.1HP*1S,HP*1F,HP*2 La mayor parte de los marcadores tradicionales muestran un grado de polimorfismo limitado, con un número pequeño de alelos.

Algunos polimorfismos sanguíneos GENUBICACIÓNALELOS POLIMÓRFICOS Inmunoglobulinas GM (3)14q32.33GM*1,17 23' 21,28 GM*1, ,28 GM*1,2,17 23' 21,28 GM*1,2, ,28 GM*1,3,17 23' 5*,21,28 GM (3)14q32.33GM*1,17 23' 21,28 GM*1, ,28 GM*1,2,17 23' 21,28 GM*1,2, ,28 GM*1,3,17 23' 5*,21,28 GM*1,3, *,21,28 GM*1,2,3,17 23' 5*,21,28 GM*1,2,3, *,21,28 GM*1,3,17 23' 5* GM*1,3, * GM*3 23' 5* GM*3 23 5* Transferrina 3q21TF*C1,TF*C2,TF*C3,TF*,TF*D Enzimas eritrocitarias Adenilato kinasa 1 9q AK1*1,AK1*2 Adenosín deaminasa 20q13.11ADA*1,ADA*2 Esterasa D 13q ESD*1,ESD*2 Fosfatasa ácida 1 2p25ACP1*A,ACP1*B,ACP1*C Fosfoglucomutasa 1 1p22.1PGM1*1,PGM1*2,PGM1*3,PGM1*4 Peptidasa A 18q23PEPA*1,PEPA*2 Antígenos leucocitarios HLA-A6p21.3A1,A2,A3,A11,A23,A24,A25,A26,A28,A29,A30,A31, A32,A33,A34,A36,A43 HLA-B 6p21.3B7,B8,B13,B14,B18,B27,B35,B37,B38,B39,B41,B42, B44,B45,B46,B47,B48,B49,B50,B51,B52,B53,B54, B55,B56, B57,B58,B59,B60,B61,B62,B63,B67,B70,B73,B75 HLA-C 6p21.3Cw1,Cw2,Cw4,Cw5, Cw6,Cw7,Cw9,Cw10 Aunque hay algunas excepciones, como los genes HLA.

Algunos polimorfismos de determinación directa GENALELOS Microsatélites D3S , 11.2, 12, 13, 14, 15, 16, 16.2, 17, 18, 19, 20 D5S818 7, 8, 9, 9,2, 10, 11, 12, 13, 14, 15 D7S8206, 7, 8, 9, 9,1, 9,3, 10, 11, 12, 12,2, 13, 14, 15 D8S11797, 8, 9, 10, 11, 11,3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 D13S3177, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 D18S518, 9, 10, 11, 12, 13, 13.2, 14, 14.2, 15, 15.2, 16, 17, 17.2, 18, 19, 20, 20.2, 21, 22, 23, 24 D21S , 25, 25.2, 26, 26.2, 27, 28, 28.2, 29, 29.2, 30, 30.2, 31, 31.2, 32, 32.2, 33, 33.2, 34, 34.2, 35, 35.2, 36, 38 FGA (FIBRA)17, 18, 18.2, 19, 19.2, 20, 20.2, 21, 21.2, 21.3, 22, 22.2, 22.3, 23, 23.2, 23.3, 24, 24.2, 25, 25.1, 25.2, 26, 26.5, 27, 27.2, 28, 29, 30, 30.2 VWA3111, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 CSF1PO6, 7, 8, 9, 9.1, 10, 10.3, 11, 12, 13, 14, 15, 16 D16S5398, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 TH015, 6, 7, 8, 8.3, 9, 9.3, 10, 11 TPOX6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 Minisatélites APOB20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 D1S8013, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 D17S51, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 Por el contrario, los marcadores que se estudian directamente sobre el ADN muestran a menudo un gran número de alelos.

Algunos polimorfismos de determinación directa GENALELOS Inserciones Alu ACEInserción, No inserción TPA25 Inserción, No inserción PV92 Inserción, No inserción APO Inserción, No inserción D1 Inserción, No inserción FXIIIB Inserción, No inserción B65 Inserción, No inserción A25 Inserción, No inserción Genes HLA DRB1DRB1*0101, DRB1*0102, DRB1*0103, DRB1*0104, DRB1*1501, DRB1*1502, DRB1*1503, DRB1*1601, DRB1*1602, DRB1*1603, DRB1*1605, DRB1*0301, DRB1*03011, DRB1*0302, DRB1*0304, DRB1*0401, DRB1*0402, DRB1*0403, DRB1*0404, DRB1*0405, DRB1*0406, DRB1*0407, DRB1*0408, DRB1*0410, DRB1*0413, DRB1*1101, DRB1*1102, DRB1*1103, DRB1*1104, DRB1*1106, DRB1*1109, DRB1*1111, DRB1*1112, DRB1*1127, DRB1*1201, DRB1*1202, DRB1*1301, DRB1*1302, DRB1*1303, DRB1*1305, DRB1*1306, DRB1*1307, DRB1*1308, DRB1*1315, DRB1*1401, DRB1*1402, DRB1*1404, DRB1*1405, DRB1*1406, DRB1*1407, DRB1*1408, DRB1*1409, DRB1*1410, DRB1*0701, DRB1*0801, DRB1*0802, DRB1*0803, DRB1*08032, DRB1*0804, DRB1*0805, DRB1*0806, DRB1*0811, DRB1*0901, DRB1*09012, DRB1*1001 DQB1DQB1*0501, DQB1*0502, DQB1*05031, DQB1*0503, DQB1*06011, DQB1*0601, DQB1*0602, DQB1*0603, DQB1*0604, DQB1*0605, DQB1*0607, DQB1*0609, DQB1*0201, DQB1*0202, DQB1*0301, DQB1*0302, DQB1*03032, DQB1*0303, DQB1*0304, DQB1*0305, DQB1*0401, DQB1*0402 Aunque hay algunas excepciones, como las inserciones Alu o los SNPs.