La Genética Humana estudia los aspectos genéticos (herencia) del ser humano como especie. A pesar de que la genética se inicia en el siglo XIX, con el trabajo del monje Gregor Mendel, la genética humana comienza a desarrollarse durante la primera mitad del siglo XX.
La aplicación de la Genética Humana a la medicina se denomina Genética Médica. Su objetivo es el estudio de la etiología (causa), patogénesis e historia natural de las enfermedades del ser humano que tienen, al menos parcialmente, una base genética. Este área de la Genética Humana emerge, fundamentalmente, después de la segunda guerra mundial (1945), alcanzando un alto nivel de importancia a partir de la segunda mitad del siglo XX.
Áreas de la genética médica
1. Genética Clínica. Es el área de la medicina clínica relacionada fundamentalmente con los defectos congénitos y los desórdenes hereditarios. Su objetivo es el estudio de la causa de la enfermedad con el fin de informar a sus portadores y familiares de las características de la misma, el riesgo de recurrencia, los medios de diagnóstico pre y postnatal y los posibles mecanismos de prevención o tratamiento. Este proceso de información se denomina asesoramiento genético y ha de hacerse de forma “no directiva”; es decir, evitando la intromisión en el proceso de las opiniones personales del profesional que lo realiza, de modo que su perspectiva NO influya en las decisiones de las personas a las que se informa.
Para identificar la causa de un problema determinado, el genetista se basa en:
- Examen clínico.
- Árbol genealógico. Consiste en la identificación gráfica de las relaciones familiares y la transmisión de diferentes rasgos o enfermedades a través de varias generaciones.
- Análisis genético citogenético y/o molecular. Sirve para identificar la alteración genética responsable de la patología que se sospecha desde el punto de vista clínico, o identificar portadores de una alteración previamente identificada en la familia.
2. Citogenética. Analiza el material genético a nivel de cromosoma. Se basa clásicamente en su visualización con microscopio óptico y su ordenamiento en una célula en metafase (fase de la división celular) según su tamaño y forma. Es lo que denominamos cariotipo convencional. Hoy en día disponemos de nuevas técnicas de estudio, tales como el FISH (Hibridación in Situ Fluorescente) o la CGH (Hibridación Genómica Comparada), que permiten detectar alteraciones de pequeño tamaño, responsables de muchos desórdenes.
3. Genética Molecular. Se utiliza para identificar defectos o mutaciones que afectan a la estructura molecular del ADN. A diferencia de las cromosomopatías, estas alteraciones genéticas no se pueden ver a microscopio. Se trata frecuentemente de cambios en un gen determinado que pueden ser tan pequeños como el cambio de una sola base o más complejos como deleciones o duplicaciones de varios genes.
Desordenes de origen genético
La Genética Médica tiene un papel importante en el estudio, entre otras, de las siguientes áreas de la medicina:
1. Defectos congénitos y retraso mental. Un 3-5% de los recién nacidos presenta un defecto congénito y/o una deficiencia intelectual. Más de la mitad de estos problemas son secundarios a alteraciones del material genético, detectables mediante técnicas de análisis genético.
2. Problemas de la reproducción. Aproximadamente un 6-8% de las parejas con problemas reproductivos (esterilidad o infertilidad) tienen una alteración cromosómica, bien de tipo numérico (síndrome de Turner, síndrome de Klinefelter) o estructural (traslocaciones balanceadas). Además, algunas alteraciones o mutaciones génicas pueden dar lugar a azoospermia o una mayor susceptibilidad a procesos tromboembólicos, asociados a un mal pronóstico del embarazo.
3. Diagnóstico prenatal. El síndrome de Down, asociado fundamentalmente a la edad materna, es la causa más frecuente de retraso mental en nuestra sociedad. Esta y otras cromosomopatías se pueden diagnosticar intraútero, mediante el estudio de una muestra de líquido amniótico o vellosidad corial.
4. Desórdenes de herencia mendeliana. Aproximadamente un 1% de los recién nacidos presentan o desarrollarán durante su vida una enfermedad (Corea de Huntington, fibrosis quística, etc). La identificación de la mutación causal de la enfermedad puede también ayudar a la prevenirla en otros familiares.
5. Cáncer hereditario. Un 5-10% de los tumores tienen una base hereditaria, asociándose a mutaciones en diversos genes que se transmiten con un 50% de riesgo. Así, más del 50% de los casos de cáncer de mama/ovario hereditario son consecuencia de mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2, en tanto que el cáncer de colon familiar/hereditario se asocia a mutaciones de otros genes como, el MLH1, MLH2, etc.
EL GENOMA HUMANO
El DNA (ácido desoxirribonucleico) es lamolécula que contiene el código de la información genética. Elmaterial genético de las células de un organismo se denomina genoma, término acuñado en 1920 por HansWinkler, profesor de Botánica en la Universidad de Hamburgo, Alemania, como un acrónimo de las palabras gene y chromosoma.
En los seres humanos, el genoma nuclear se organiza en unas estructuras denominadas cromosomas (del Χρώμα, -ῑος chroma, color y σώμα, -ῑος soma, cuerpo o elemento) que se visualizan como entidades independientes durante la metafase de la división celular. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas en los que están contenidos los 6000 millones de pares de bases (pb). Se trata de una constitución diploide, indicando con ello la existencia de dos copias homólogas del genoma haploide (3000 pb), una de origen materno y otra de origen paterno. Cada pareja de cromosomas homólogos contiene los mismos genes y se sitúan en los mismos lugares o loci (locus en singular) a lo largo de aquéllos. Veintidós de los 23 pares son iguales en ambos sexos y se denominan autosomas; el otro par es diferente y determina el sexo del individuo.
En abril de 2003 finalizó la secuenciación del DNA del genoma humano, estimando que éste contenía unos 20.000 genes. Un gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. El gen se considera la unidad de almacenamiento de información y unidad de herencia en el proceso de transmisión de esa información a la descendencia. El gen es, pues, la unidad mínima de función genética, que puede heredarse.
La secuencia del genoma humano es casi (99,9%) exactamente la misma en todas las personas. Menos del 5% del material genético codifica instrucciones para la síntesis de proteínas. Un 50% lo constituyen secuencias repetidas a las que no se les atribuye una función directa en este proceso, pero mantienen la estructura y dinamismo de los cromosomas. Por otro lado, el genoma humano presenta diferencias interindividuales de tan solo una base en alrededor de 3 millones de localizaciones. Esta circunstancia podría estar en relación con una mayor o menor susceptibilidad a desarrollar enfermedades comunes como las cardiopatías, la diabetes, la artritis y los tumores.
Además del ADN nuclear, los humanos y la mayoría de los eurocariotes tienen ADNmitocondrial. En humanos éste tiene una longitud de 16kby codifica para 37 genes. Una de las características de este ADN es su exclusiva herencia materna, aunque sus alteraciones (enfermedades mitocondriales) afectan tanto a los hombres como a las mujeres. Su estudio permite, además, identificar a los descendientes de líneas maternas.