ciclo celular

CICLO CELULAR

De acuerdo a la teoría celular establecida por el biólogo alemán Rudolf Virchoff en el siglo XIX, “las células sólo provienen de células”. Las células existentes se dividen a través de una serie ordenada de pasos denominados ciclo celular; en el la célula aumenta su tamaño, el número de componentes intracelulares (proteínas y organelos), duplica su material genético y finalmente se divide El ciclo celular se divide en dos fases

1) Interfase, 

que consta de:
• Fase de síntesis (S): En esta etapa la célula duplica su material genético para pasarle una
copia completa del genoma a cada una de sus células hijas.
• Fase G1 y G2 (intervalo): Entre la fase S y M de cada ciclo hay dos fases denominadas
intervalo en las cuales la célula esta muy activa metabolicamente, lo cual le permite
incrementar su tamaño (aumentando el número de proteínas y organelos), de lo contrario las
células se harían más pequeñas con cada división.

2) Fase M

Mitosis (M): En esta fase se reparte a las células hijas el material genético duplicado, a través de la segregación de los cromosomas. La fase M, para su estudio se divide en:

• Profase: En esta etapa los cromosomas (constituidos de dos cromátidas hermanas) se condensan en el núcleo, mientras en el citoplasma se comienza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas.

• Metafase: Comienza con el rompimiento de la membrana nuclear, de esta manera los cromosomas se pueden unir al huso mitótico (mediante los cinetocoros). Una vez
unidos los cromosomas estos se alinean en el ecuador de la célula.

• Anafase: Se produce la separación de las cromátidas hermanas, las cuales dan lugar
a dos cromosomas hijos, los cuales migran hacia polos opuestos de la célula.

• Telofase: Aquí ambos juegos de cromosomas llegan a los polos de la célula y adoptan una estructura menos densa, posteriormente se forma nuevamente lanenvoltura nuclear. Al finalizar esta fase, la división del citoplasma y sus contenidos comienza con la formación de un anillo contráctil.

• Citocinesis: Finalmente se divide la célula mediante el anillo contráctil de actina y  miosina, produciendo dos células hijas cada una con un juego completo de cromosomas.

Cuando ya no se requieren más células, estas entran en un estado denominado G0, en el cual abandonan el ciclo celular y entran en un periodo de latencia, lo cual no significa que entren en reposo ya que éstas células presentan un metabolismo activo, pues si estas células reciben el estimulo adecuado abandonan el estado G0 y entran al G1. Algunas poblaciones celulares altamente especializadas como las fibras musculares o neuronas al entrar en estado G0 abandonan indefinidamente el ciclo celular.

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Mutaciones inestables por repeticiones de tripletes

Mutaciones inestables por repeticiones de tripletes o expansiones con repeticiones inestables

Definicion: transtornos por una expansion en el interior de un gen o de un segmento del DNA que tiene unidades repetidas de 30 o mas nucleotidos que son adyacentes unos con otros. Puede ser:

-CAG

-CCG

-CTG

Caracteristicas

Los genes asociados a estas enfermedades presentan alelos normales que son polimórficos

Transmision de un gen en cada generacion el numero de repeticiones aumenta que sobrepasa el rango polimorfico que causa alteraciones en la expresion y funcion del gen

Las expansiones pueden deberse a  un tipo de error en la repeticiones del DNA (emparejamiento incorrecto con deslizamiento)

Tipo 1

Enfermedad de Huntington

Atrofia muscular espinal

Ataxia espinocerebelar 1 y 2

Tipo 2

Distrofia miotonica

Ataxia de Friederich

Sindrome de cromosoma x fragil

Clasificacion

• Clase 1: Enfermedades debidas a la expansión de repeticiones no codificantes que causan una pérdida de función proteica al alterar la transcripción del preRNA por parte del gen afectado. Ejemplos: síndrome del cromosoma X frágil y ataxia de Friedreich.

• Clase 2: Enfermedades debidas a expansiones de repeticiones no codificantes que confieren propiedades nuevas al RNA. Ejemplos: distrofias miotónicas 1 y 2, síndrome de temblor/ataxia asociados al cromosoma X frágil.

• Clase 3: Enfermedades debidas a la expansión repetitiva de un codón (ejemplo CAG para la glutamina) que confieren propiedades nuevas a la proteína afectada. Ejemplos: enfermedad de Huntington, ataxias espinocerebelosas.

MELAS

MELAS

El síndrome MELAS (miopatía, encefalopatía, acidosis láctica y episodios semejantes a apoplejías) es un trastorno neurodegenerativo progresivo caracterizado por episodios agudos neurológicos comparables a la apoplejía, asociados a la hiperlactatemia y la miopatía mitocondrial. 
Se desconoce la prevalencia exacta de la enfermedad. Los pacientes generalmente se presentan durante la infancia o la edad adulta temprana con crisis agudas, que pueden estar desencadenadas por una infección o por el ejercicio físico. Estas crisis asocian cefaleas con vómitos y, en ocasiones, signos de pseudoapoplejía, como confusión, hemiparesia y hemianopsia. A menudo se producen en pacientes con síntomas crónicos como debilidad muscular, sordera, diabetes, baja estatura, miocardiopatía, retraso en el desarrollo, pérdidas de memoria o trastornos de atención. 
La enfermedad está causada por mutaciones en el ADN mitocondrial. Se han identificado al menos 10 mutaciones diferentes, pero el 80 % de los casos se deben a la mutación 3243A> G en el gen del ARNt de leucina. Así pues, se suele mencionar esta mutación con el nombre de mutación de MELAS a pesar de su asociación con diversos cuadros clínicos: su prevalencia en la población general en Europa se ha estimado en 1/6 250. La mutación 3271T> C del gen ARNt Leu se asocia con el síndrome en un 7,5 % de los pacientes. 
El diagnóstico del síndrome MELAS se basa en el cuadro clínico y en la resonancia magnética nuclear cerebral. La RM puede revelar muchas lesiones hiperintensas en T2 en sustancia cerebral gris y blanca, mientras que la tomografía computarizada muestra atrofia cerebral y calcificación de los ganglios basales. En ellas se observa que las lesiones no se limitan a los territorios vasculares y por lo tanto que los episodios agudos no son apoplejías típicas. La acumulación anómala de lactato en sangre es frecuente y casi constante en el líquido cefalorraquídeo. La biopsia muscular es anómala en aproximadamente el 85 % de los pacientes. El análisis de la actividad de la cadena respiratoria muscular puede revelar una deficiencia del complejo I o una deficiencia combinada de los complejos I y IV. La identificación de la mutación causal debe tener en cuenta la heteroplasmia constante, es decir, su coexistencia con una población residual de ADN mitocondrial de tipo salvaje. La proporción de las mutaciones puede variar considerablemente entre los tejidos, pero con frecuencia es muy alta y por lo tanto pueden ser investigadas en sangre. 

En el síndrome MELAS es muy difícil el asesoramiento genético debido a la heteroplasmia. Las mutaciones en el ADN mitocondrial se transmiten por herencia materna, de modo que un hombre afectado no puede transmitir la enfermedad. La mutación se transmite a lo largo de la línea materna, pero su proporción es esencialmente impredecible. Aunque proporciones más altas de la mutación en la sangre de la madre tienen como resultado un mayor riesgo de dar a luz un niño con un fenotipo grave, hay muchos ejemplos de segregación extrema de la mutación de la madre al niño, que impiden una orientación genética adecuada genética a nivel individual. La heterogeneidad de las posibilidades en las proporciones de la mutación entre los tejidos dificulta teóricamente el diagnóstico prenatal. Se han realizado muy pocos ensayos clínicos adecuados con pacientes con MELAS. En un análisis reciente se ha encontrado que el dicloroacetato tiene efectos negativos a medio plazo. La evolución espontánea de la enfermedad con crisis agudas, remisión y recurrencia hace que sea difícil evaluar la mejoría clínica observada en algunos pacientes con MELAS sometidos a tratamientos de apoyo o los efectos perniciosos de tratamientos como el ácido valproico. El pronóstico del síndrome MELAS es desfavorable. Los pacientes pueden morir durante un episodio de apoplejía y a menudo desarrollan deterioro mental, pérdida de visión y audición y miopatías graves.

ADN MITOCONDRIAL

El ADN mitocondrial es una molécula bicatenaria y circular. En los humanos tiene un tamaño de aproximadamente 16.569 pares de bases. Tiene un pequeño número de genes: 37 genes que codifican elementos relacionados con la cadena de producción de energía, frente a los 20.000-25.000 genes totales que se encuentran en el genoma celular. Se organiza en nucleoides que contienen entre 5 y 7 cromosomas cada uno.

El ADN mitocondrial, como el resto de material genético, se transmite a las células hijas.

cada célula tiene un número variable de mitocondrias, y cada mitocondria un número variable de copias de su genoma. Este ADN está en replicación constante, y las mitocondrias se dividen independientemente del ciclo y del tipo celular. Además, cuando la célula eucariota va a dividirse las mitocondrias están repartidas aleatoriamente por el citoplasma, haciendo que las dos células hijas hereden cantidades distintas de mitocondrias. Todo esto significa que cualquier pareja de células del cuerpo tenga un número diferente de copias del genoma mitocondrial.

Otro factor importante es que las mitocondrias se heredan de la madre. Cuando el óvulo y el espermatozoide se juntan en la fecundación, las defensas del primero destruyen las pocas mitocondrias del segundo. Es decir, el genoma mitocondrial del padre no se transmite, y todas las copias son de origen materno.

Hay varios factores que hacen que el genoma mitocondrial mute con mayor frecuencia. Para empezar, está en replicación constante, así que solo por números ya hay una mayor probabilidad de que haya un error en la replicación. Al mismo tiempo, al ser la mitocondria el orgánulo respiratorio, su ADN está en contacto constante con compuestos de oxígeno muy tóxicos que pueden alterar su estructura (las llamadas “especies reactivas de oxígeno” o ROS). Algunas de las mutaciones resultantes pueden provocar enfermedades.

Hay descritas unas 150 mutaciones del genoma mitocondrial que acaban en enfermedad. Como este genoma solo codifica para 13 proteínas implicadas en la producción de energía (ya que la bacteria endocitada cedió gran parte de su ADN al núcleo celular), estas enfermedades tendrán que ver con esa función. Los tejidos afectados suelen ser los que más energía utilizan: músculos, cerebro, corazón, hígado y riñones. Algunos ejemplos son:

• Neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON): pérdida bilateral de la visión central causada por una atrofia del nervio óptico. También pueden aparecer trastornos en el sistema circulatorio, en el sistema nervioso periférico y en el cerebelo.
• Síndrome de epilepsia mioclónica con fibras rojo-rasgadas (MERRF): epilepsia, convulsiones generalizadas y miopatía. También puede aparecer demencia, sordera, atrofia óptica, fallo respiratorio o cardiomiopatía.
• Diabetes de herencia materna con sordera: diferente de los dos tipos más frecuentes de diabetes. El nombre lo dice todo.

Mosaicismo

MOSAICISMO

El mosaicismo consiste en la presencia en un individuo o un tejido de al menos dos líneas celulares que son genéticamente diferentes pero que proceden de un único cigoto. Aunque solemos considerar que nosotros mismos estamos constituidos por células que son portadoras de un complemento de genes y de cromosomas idéntico, realmente ésta es una contemplación demasiado simplista. Ya se ha introducido el concepto de mosaicismo debido a inactivación del cromosoma X, que genera dos poblaciones diferentes de células somáticas en los individuos de sexo femenino, una población constituida por células en las que el cromosoma X paterno es el cromosoma activo y otra población en la que el cromosoma X es el de origen materno. 

En términos más generales, las mutaciones originadas en una sola célula durante la vida prenatal o posnatal pueden originar clones de células genéticamente diferentes a partir del cigoto original debido a que una vez que se produce una mutación ésta puede persistir en todos los descendientes clonales de dicha célula . El mosaicismo respecto a alteraciones numéricas o estructurales de los cromosomas es un fenómeno clínicamente importante  y sabemos que la mutación somática es un elemento contribuyente importante en muchos tipos de cáncer . El mosaicismo respecto a mutaciones en genes únicos, tanto de células somáticas como de células de la línea germinal, explica diversas observaciones clínicas infrecuentes como la neurofi bromatosis segmentaria, en la que las manifestaciones cutáneas no son uniformes y aparecen de manera parcheada, y la recurrencia de la osteogénesis imperfecta (un trastorno autosómico dominante con penetrancia intensa) en dos o más hijos de progenitores no afectados.

Mosaicismo somático

Una mutación que altera la morfogénesis y que aparece durante el desarrollo embrionario se podría manifestar en forma de una alteración segmentaría o parcheada, según la etapa en la que se produjo la mutación y según las células somáticas en las que se originó.

Mosaicismo en las células germinales

 la posibilidad de que un trastorno autosómico ligado al cromosoma X y causado por una mutación nueva pueda aparecer más de una vez en un grupo de hermanos es baja debido a que las mutaciones espontáneas son generalmente infrecuentes. de manera que la aparición de dos mutaciones independientes de este tipo en el mismo gen y en la misma familia es extraordinariamente infrecuente.

un pequeño video para entender mejor el tema ^^

Retinoblastoma

¿Qué es el retinoblastoma?

El retinoblastoma es un tipo de cáncer poco frecuente que se produce en la retina (la capa más profunda del ojo, ubicada en la parte posterior, que recibe las imágenes necesarias para la visión). 

El retinoblastoma se producen a causa de la mutación de un gen supresor de tumores (denominado RB1), que se encuentra en el cromosoma #13. Se necesitan dos mutaciones (o cambios en un gen) para destruir este gen y causar el crecimiento descontrolado de células. Cuando el retinoblastoma es hereditario (40 por ciento de los casos), la primera mutación se hereda de uno de los padres, mientras que la segunda se produce durante el desarrollo de la retina. Cuando el retinoblastoma es esporádico (60 por ciento de los casos), ambas mutaciones se producen durante el desarrollo de la retina. Esporádico significa que ocurre por azar. También se han descubierto alteraciones en el gen RB1 en otros tumores, entre los que se encuentran el osteosarcoma y el cáncer del mama.

¿Cuáles son los síntomas del retinoblastoma?

Dolor o enrojecimiento alrededor de uno o ambos ojos
• Leucocoria. Reflejo de luz blanca que se produce en determinados ángulos cuando la luz pasa por la pupila.
• Estrabismo (también llamado bizquera u ojo perezoso). Desviación de los ojos, en la cual uno o ambos no "miran" en la misma dirección.
• Escasa visión o cambios en la visión del niño

El método más tradicional para determinar los estadios del retinoblastoma es el de Reese-Ellsworth (este sistema es únicamente para tumores que no se propagaron más allá del ojo):

• Grupo I. Implica uno o más tumores cuyo tamaño es inferior a 4 diámetros discales (DD) y están ubicados en o detrás del Ecuador.*
• Grupo II. Implica uno o más tumores cuyo tamaño oscila entre los 4 y 10 diámetros discales y están ubicados en el Ecuador o detrás del mismo.
• Grupo III. Abarca cualquier lesión que se encuentre frente al Ecuador o todo tumor cuyo tamaño supere los 10 diámetros discales.
• Grupos IV. Implica tumores múltiples cuyos tamaños superan los 10 DD, o cualquier lesión que se extienda más allá de la parte anterior de la ora serrata (parte periférica de la retina).
• Grupo V. Implica tumores muy grandes que abarcan más de la mitad de la retina y que se han propagado al cristalino (el material gelatinoso que rellena el ojo)

El "Ecuador" es una línea imaginaria que divide el ojo en dos partes iguales: la parte de adelante y la parte de atrás

Síndrome de Angelman

En 1965, el Dr. Harry Angelman, médico inglés, describió por primera vez a tres niños con características similares, ahora conocidas, como el síndrome de Angelman (AS). Él notó que todos tenían rigidez, andar espástico, ausencia de habla, risa excesiva y crisis convulsivas. La enfermedad fue considerada sumamente rara, y muchos médicos dudaron de su existencia. El diagnóstico fue puramente clínico.

El síndrome de Angelman (SA) es una enfermedad de base genética, causada por anomalías que afectan a un único gen de expresión materna, el gen UB3A1 . El tipo de alteraciones genéticas que inactivan la región 15q11-q13 son las siguientes: 
a) deleción de 4-6 megabases (70- 75 %) 
b) microdeleciones (< 1 %) que afecten al centro imprinting (CI) o al área donde reside el gen UB3A; c) reorganizaciones cromosómicas (< 1%) del tipo translocaciones o inversiones
d) disomía uniparental paterna (DUP) entre 2 y 5%; e) defectos del CI (1-5%)
f) mutaciones intragénicas relacionadas con la metilación del gen UB3A (10-15%)

Existe un 10-15% de los casos que cumplen los criterios diagnósticos, pero los estudios genéticos no revelan ninguna alteración, incluyendo resultados negativos en la prueba del gen UB3A2.

El síndrome de Angelman, normalmente no se reconoce en el recién nacido o en la infancia, dado que los problemas de desarrollo son inespecíficos durante este tiempo. La edad más común de diagnóstico está entre los 3 y 7 años, cuando las conductas, características y rasgos, se hacen más evidentes. 

Los niños con SA se caracterizan por hipopigmentación, dismorfia craneofacial (microcefalia, prognatismo, protusión lingual), marcha espasmódica, lenguaje prácticamente nulo, risa inmotivada, hipermotricidad, retraso mental grave y convulsiones.

Tratamiento
No existe cura o tratamiento específico. El tratamiento actual está dirigido a aliviar los problemas de la enfermedad. Puede incluir:

 Fármacos antiepilépticos para tratar las convulsiones; 
• Terapias conductuales; 
• Medicamentos estimulantes como el metilfenidato para la hiperactividad
• Programas de formación y de enriquecimiento educativo
• Terapia física
• Terapia ocupacional
• Terapia del habla
• Corrección quirúrgica de ojos bizcos (estrabismo)
• Dietas especiales en caso de estreñimiento
• Tratamiento ortopédico para la escoliosis u otros problemas

Es muy importante establecer la extensión de la enfermedad en un individuo diagnosticado con el síndrome de Angelman (AS). Se recomiendan las siguientes evaluaciones:

• Resonancia magnética (MRI) de cráneo y electroencefalograma (EEG).
• Examen físico y ortopédico.
• Examen de ojos para evaluar si hay estrabismo, albinismo ocular (que puede estar presente en los casos de deleción del cromosoma 15 y agudeza visual.
• Evaluación del desarrollo. 
• Evaluación del reflujo gastroesofágico en los bebés y niños pequeños. Evaluación de la dieta para asegurar que tengan un buen estado nutricional.