CAPÍTULO 1. LA ANTROPOGENÉTICA

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1 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. Indice

2 Bibliografía complementaria
Cummings MR (1995, 3ª edic) Herencia humana. McGraw-Hill, Madrid. Rebato E, Susanne C, Chiarelli B, Eds. (2005) Para comprender la Antropología Biológica. Estella (Navarra): El Verbo Divino

3 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 el segundo escritor más citado en el idioma Inglés, después de Shakespeare.

4 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.

5 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 Demografía Lingüística Microbiología

6 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

7 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 con una formulación específica, han permitido el estudio en profundidad de numerosos aspectos de la genética de las poblaciones abordables más dificilmente en otras especies, particularmente a una escala microevolutiva.

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

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

10 Estudios sobre gemelos
El balance entre genética y ambiente determina variaciones fenotípicas en gemelos 2. Los estudios comparados. Analizar un determinado carácter en gemelos, en personas sanas y afectadas por una determinada enfermedad genética, en humanos y otros primates, ha contribuído a menudo a detectar los genes responsables del mismo

11 Análisis estadísticos
Los análisis estadísticos permiten descomponer los diferentes factores que afectan a nuestro fenotipo 3. La estadística. Lógicamente es una herramienta fundamental para minimizar las limitaciones a la experimentación, en la forma de simulaciones, tests estadísticos o análisis multivariantes.

12 Marcadores genéticos Esquema del proceso de transcripción a traducción de un gen 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 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.

13 Frecuencias alélicas y haplotípicas
Diferentes alelos en un gen 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.

14 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. El análisis de las frecuencias haplotípicas en diferentes poblaciones puede informarnos sobre las principales migraciones humanas e incluso facilitar su datación.

15 Polimorfismos 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. 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 (las estimaciones oscilan entre el 99,9% y el 88%); 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 uno de ellos. 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 encuentra 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.

16 Algunos polimorfismos sanguíneos
GEN UBICACIÓN ALELOS POLIMÓRFICOS Antígenos eritrocitarios ABO 9q ABO*A1,ABO*A2,ABO*B,ABO*0 Diego DI*A,DI*B Duffy 1q21-25 FY*A,FY*B,FY Kell K,k Kidd 18q11-12 JK*A,JK*B Lewis 19 LE*LE,LE*Le Lutheran 19q12-13 LU*A,LU*B MNSs (2) 4q28-31 MNS*MS,MNS*Ms,MNS*NS,MNS*Ns P 22q11.2-qter P1*1,P1*2,P1*p Rh (3) 1p CDE,CDe,CdE,Cde,cDE,cDe,cdE,cde Secretor FUT2(SE)*Se,FUT2(SE) *se Proteínas plasmáticas alfa1-antitripsina 14q32.1 PI*M1,PI*M2,PI*M3,PIS,PIZ Ceruloplasmina 3q23-25 CP*B,CP*A,CP*C Componente de complemento 3 19p C3*S,C3*F Componente específico de grupo 4q12-13 GC*1F,GC*1S,GC*2 Haptoglobina 16q22.1 HP*1S,HP*1F,HP*2 La mayor parte de los marcadores tradicionales muestran un grado de polimorfismo limitado, con un número pequeño de alelos.

17 Algunos polimorfismos sanguíneos
GEN UBICACIÓN ALELOS POLIMÓRFICOS Inmunoglobulinas GM (3) 14q32.33 GM*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 3q21 TF*C1,TF*C2,TF*C3,TF*,TF*D Enzimas eritrocitarias Adenilato kinasa 1 9q AK1*1,AK1*2 Adenosín deaminasa 20q13.11 ADA*1,ADA*2 Esterasa D 13q ESD*1,ESD*2 Fosfatasa ácida 1 2p25 ACP1*A,ACP1*B,ACP1*C Fosfoglucomutasa 1 1p22.1 PGM1*1,PGM1*2,PGM1*3,PGM1*4 Peptidasa A 18q23 PEPA*1,PEPA*2 Antígenos leucocitarios HLA-A 6p21.3 A1,A2,A3,A11,A23,A24,A25,A26,A28,A29,A30,A31, A32,A33,A34,A36,A43 HLA-B 6p21.3 B7,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 6p21.3 Cw1,Cw2,Cw4,Cw5, Cw6,Cw7,Cw9,Cw10 Aunque hay algunas excepciones, como los genes HLA .

18 Algunos polimorfismos de determinación directa
GEN ALELOS 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 D7S820 6, 7, 8, 9, 9,1, 9,3, 10, 11, 12, 12,2, 13, 14, 15 D8S1179 7, 8, 9, 10, 11, 11,3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 D13S317 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 D18S51 8, 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 VWA31 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 CSF1PO 6, 7, 8, 9, 9.1, 10, 10.3, 11, 12, 13, 14, 15, 16 D16S539 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 TH01 5, 6, 7, 8, 8.3, 9, 9.3, 10, 11 TPOX 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 Minisatélites APOB 20, 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 D1S80 13, 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 D17S5 1, 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.

19 Algunos polimorfismos de determinación directa
GEN ALELOS Inserciones Alu ACE Inserción, 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 DRB1 DRB1*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 DQB1 DQB1*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.