4- GENÉTICA BÁSICA PARA ENTENDER LAS TRANSMISIONES HEREDITARIAS DE LAS ATAXIAS. Por Miguel-A. Cibrián, paciente de Ataxia de Friedreich.

Para poder entender los próximos capítulos de este manual en lo que respecta a las ataxias hereditarias en cualquiera de sus formas de herencia, es imprescindible recordar algunas nociones básicas. Se resumirá todo lo posible para conseguir una explicación únicamente fundamental en un lenguaje asequible para no expertos en esta materia.

La ciencia de la genética nació hacia el año 1900, cuando se descubrió el trabajo sobre plantas vegetales del monje austriaco Gregor Mendel, que, aunque fue publicado en 1866, había sido prácticamente ignorado. Mendel sostenía la teoría de que cada progenitor tiene dos unidades de cada gen, pero que sólo aporta una unidad de cada par a su descendiente. Las unidades descritas por Mendel recibieron el nombre de genes.

Poco después del redescubrimiento de los trabajos de Gregor Mendel, los científicos se dieron cuenta de que los patrones hereditarios descritos por Mendel eran comparables a la acción de los cromosomas en las células en división, y sugirieron que las unidades mendelianas de la herencia, los genes, se localizaban en los cromosomas. Ello condujo a un estudio profundo de la división celular. Cada célula procede de la división de otra célula. Todas las células que componen un ser humano derivan de las divisiones sucesivas de una única célula, el cigoto.

Cada ser vivo es el resultado de la expresión de un programa biológico que corresponde a su información genética. Esta información, situada integralmente inscrita en su ADN, es transmitida a lo largo de generaciones a través del proceso de reproducción. Siendo así, los descendientes reciben de sus progenitores la información biológica como si se tratara de una herencia: los progenitores la transmiten y los descendientes la heredan.

Célula: La célula es la unidad básica de la vida. Puede ser dividida en dos zonas distintas: citoplasma y núcleo. En el primero se encuentran diversos orgánulos celulares, mientras que el segundo contiene la información genética que determina las características de cada ser individual: el ADN.

Genoma: El genoma es un resumen codificado de la información necesaria para la creación de un ser; es el sistema completo de cromosomas existentes en un organismo. El genoma humano está localizado en el núcleo de cada una de nuestras células. Es el código genético, o sea, el sistema de genes donde está toda la información para la construcción y funcionamiento del hombre. El hecho de haber sido descifrado el genoma humano puede posibilitar la comprensión de muchas características genéticas, así como de determinadas enfermedades, que con tal conocimiento, pudieran ser "prevenidas" o "corregidas".

ADN: El ADN (ácido desoxirribonucleico) se encuentra dentro de las células de un organismo. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. Se llama síntesis de proteínas a la producción de las proteínas necesarias para que la célula, o el virus, puedan realizar sus actividades y desarrollarse. La replicación es el conjunto de reacciones por medio de las cuales el ADN se copia a sí mismo cada vez que una célula, o un virus, se reproduce y transmite a la descendencia la información que contiene.

El ADN es el material del que están hechos los genes, que son las unidades portadoras de la información para fabricar las proteínas. No es más que una larga secuencia de nucleótidos emparejados formando una larga cadena doble enrollada en espiral. Cada larga y fina molécula de ADN se enrolla en proteínas-histonas, formación estructural asignada por cromosomas. Cada determinada porción de ADN forma el gen. Éstos son considerados como unidades indivisibles de los cromosomas donde se sitúan.

Proteína: Las proteínas codificadas en el ADN son las determinantes, entre otras cosas, de las características visibles del organismo, o de cómo el cuerpo metaboliza la comida o se defiende ante infecciones.

Cromosoma: Cromosoma, en citología, es el nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por ácidos nucleicos y proteínas, presente en todas las células vegetales y animales. El cromosoma contiene el ácido nucleico, ADN, y se divide en pequeñas unidades llamadas genes. Un individuo recibe un conjunto de cromosomas (23) del padre, los cuales harán parejas con el conjunto de cromosomas recibido de la madre (también otros 23), formando pares de cromosomas: cromosomas homólogos... o sea, cada cromosoma del par tiene información para un mismo grupo de características. Los genes existentes en cada cromosoma, que informan para la misma característica, son asignados por genes alelos. Éstos están situados en un mismo locus relativo de los cromosomas homólogos.

Gen: Gen, unidad de herencia, es una partícula de material genético que determina la herencia de una característica determinada, o de un grupo de ellas. Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular, y se disponen en línea a lo largo de cada uno. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición, o locus. Por esta razón, el término locus se confunde en muchas ocasiones con el de gen.

Siendo la vida un conjunto de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, las cuales son proteínas, el ser humano no es más que un conjunto de cerca de 30 mil genes organizado en 23 pares de cromosomas. Una célula humana tiene 23 pares de cromosomas: 22 pares de estos cromosomas son autosómicos, y 1 par es determinante del sexo (cromosomas X e Y). Los 22 pares autosómicos son comunes a ambos sexos... mientras el par sexual difiere en el hombre (X Y) en relación a la mujer (X X).

Alelo: La unión de los gametos combina dos conjuntos de genes, uno de cada progenitor. Cada una de las dos copias se llama alelo. Cuando las dos copias son idénticas se dice que el individuo es homocigótico (u homocigoto) para aquel gen particular. Cuando son diferentes, es decir, cuando cada progenitor ha aportado una forma distinta, o alelo, del mismo gen, se dice que el individuo es heterocigótico (o heterocigoto) para dicho gen.

Mitocondria: Las mitocondrias son los orgánulos responsables de la respiración celular, y fabrican más del 90 por ciento del aporte energético necesario para la vida y el crecimiento.

Nucleotido: La unidad estructural de ADN es asignada por nucleótidos. Cada nucleótido es constituido por un pentosa (desoxirribosa) ligada a un grupo fosfato y a una de cuatro bases nitrogenadas: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina.

Estructura del ADN (ácido desoxirribonucleico): El elemento más importante del cromosoma es la molécula continua de ADN. Esta molécula de doble cadena con forma de escalera retorcida, llamada doble hélice, está formada por compuestos químicos enlazados llamados nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres partes:
1- Un azúcar, llamado desoxirribosa.
2- Un compuesto de fósforo.
3- Una de cuatro posibles bases: adenina (A, abreviatura), guanina (G), timina (T) y citosina (C).

Estos componentes están enlazados de manera que el azúcar y el fosfato forman los lados paralelos de la escalera de ADN. Las bases de ambos lados se unen por parejas para formar los travesaños. La adenina (A) se enlaza siempre con la timina (T), y la guanina (G) siempre con la citosina (C).

El código genético viene determinado por el orden ocupado por las bases adenina (A), timina (T), guanina (G), y citosina (C) en la escalera de ADN. Por lo general, cada sección de esta escalera tiene una secuencia única de pares de bases. Como un gen no es más que una de estas secciones, posee también una secuencia única, que puede utilizarse para diferenciar unos genes de otros y fijar su posición en el cromosoma.

Síntesis proteica del ADN: El ADN incorpora las instrucciones para la producción de proteínas. Una proteína es un compuesto formado por pequeñas moléculas, llamadas aminoácidos, que determinan su estructura y función. La secuencia de aminoácidos a su vez está determinada por la secuencia de bases nucleótidas del ADN. Cada secuencia de tres bases, llamada triplete, constituye una palabra del código genético, o codón, especificante de un aminoácido determinado. Por tanto, por ejemplo, una proteína formada por 100 aminoácidos queda codificada por un segmento de 300 nucleótidos de ADN. De las dos cadenas de polinucleótidos que forman una molécula de ADN, sólo una, llamada paralela, contiene la información necesaria para producción de una secuencia de aminoácidos determinada. La otra, llamada antiparalela, ayuda a la replicación.

Mutación: Un gen es una secuencia de nucleótidos de ADN que especifica el orden de aminoácidos de una proteína por medio de una molécula intermediaria de ARNm (ARN mensajero). La sustitución de un nucleótido de ADN por otro conteniendo una base distinta, hace que todas las células o virus descendientes contengan esa misma secuencia de bases alterada. Como resultado de la sustitución, también puede cambiar la secuencia de aminoácidos de la proteína resultante. Esta alteración de una molécula de ADN se llama mutación. Casi todas las mutaciones son resultado de errores durante el proceso de replicación. Todos tenemos pequeños errores en la replicación de los genes. Cuando estos errores son pequeños y carecen de potencia y magnitud para causar enfermedad, se denominan polimorfismos.

ARN: ARN corresponde a las siglas de Ácido Ribo-Nucleico. El ARN es la "copia de trabajo" de la información genética. El ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN (ácido ribonucleico) para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).

Locus o loci: En la actualidad, se sabe que cada cromosoma contiene muchos genes, y que cada gen se localiza en una posición específica, o locus, en el cromosoma.

Gameto: Es la célula que en la reproducción sexual se une a otra para dar origen a un nuevo ser.

Exones, e intrones: Hay regiones del ADN llamadas exones (que se expresan), y contienen información para la codificación de proteínas... éstas regiones están interrumpidas por otras secuencias del ADN, llamadas intrones (que no se expresan).

Eucariota: Organismo constituido por células eucariotas. Se denomina eucariotas a las células cuyo material hereditario fundamental (su información genética) está encerrado dentro de una doble membrana (envoltura nuclear que delimita un núcleo celular).

Homocigoto: Individuo que posee dos alelos idénticos en un locus (localización) concreto de su par de cromosomas homólogos.

Heterocigoto: Individuo que posee dos alelos diferentes en un locus concreto de su par de cromosomas homólogos.