Herencia ligada al sexo y tipos de mutaciones

El daltonismo y la hemofilia son mucho más frecuentes en los hombres que en las mujeres. La explicación está en los cromosomas sexuales: los genes de estas enfermedades viajan en el cromosoma X.

Determinación del sexo

Las células humanas tienen 46 cromosomas: 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales.

Las mujeres tienen dos cromosomas X: XX.
Los hombres tienen un cromosoma X y uno Y: XY.

En la meiosis, todos los óvulos llevan un cromosoma X, mientras que la mitad de los espermatozoides lleva X y la otra mitad, Y. Por eso el espermatozoide determina el sexo del hijo, con una probabilidad de 50 % para cada sexo:

	X	Y
X	XX (mujer)	XY (hombre)
X	XX (mujer)	XY (hombre)

En otras especies el sistema es distinto: en las aves, la hembra es la que tiene dos cromosomas diferentes (ZW) y el macho dos iguales (ZZ); en algunos insectos, como los saltamontes, los machos son X0 (solo un cromosoma sexual).

Herencia ligada al sexo

Es la transmisión de características cuyos genes están en el cromosoma X (el cromosoma Y es pequeño y tiene pocos genes). Como los hombres tienen un solo X, basta un alelo recesivo para que manifiesten el rasgo; las mujeres necesitan dos. Una mujer con un solo alelo recesivo es portadora: no tiene la enfermedad, pero puede heredarla.

Se escribe el alelo como superíndice del cromosoma: $X^H$ (normal) y $X^h$ (hemofilia).

Hemofilia

Enfermedad en la que la sangre no coagula bien, porque falta una proteína de la coagulación (el factor VIII en la hemofilia A, la más común). Una herida pequeña puede causar una hemorragia grave. Fue famosa en las familias reales europeas descendientes de la reina Victoria, que era portadora.

Ejemplo: madre portadora ( $X^H X^h$ ) y padre sano ( $X^H Y$ ).

	$X^H$	$Y$
$X^H$	$X^H X^H$ mujer sana	$X^H Y$ hombre sano
$X^h$	$X^H X^h$ mujer portadora	$X^h Y$ hombre hemofílico

De las hijas: 50 % sanas y 50 % portadoras; ninguna enferma.
De los hijos: 50 % sanos y 50 % hemofílicos.

Observa que el hijo recibe el cromosoma X siempre de la madre: un padre hemofílico no transmite la enfermedad a sus hijos varones, pero todas sus hijas serán portadoras.

Daltonismo

Dificultad para distinguir ciertos colores, sobre todo el rojo y el verde. Se hereda igual que la hemofilia: afecta a cerca del 8 % de los hombres y a menos del 1 % de las mujeres.

Ejemplo: padre daltónico ( $X^d Y$ ) y madre de visión normal no portadora ( $X^D X^D$ ).

	$X^d$	$Y$
$X^D$	$X^D X^d$ portadora	$X^D Y$ normal
$X^D$	$X^D X^d$ portadora	$X^D Y$ normal

Ningún hijo es daltónico, pero todas las hijas son portadoras.

Otras enfermedades hereditarias

No todas las enfermedades genéticas están ligadas al sexo. La fenilcetonuria (PKU) se hereda como un rasgo autosómico recesivo: falta la enzima fenilalanina hidroxilasa del hígado y la fenilalanina se acumula y daña el sistema nervioso. Se detecta con el tamiz neonatal y se controla con una dieta especial. La distrofia muscular de Duchenne, en cambio, sí está ligada al X.

Mutaciones

Una mutación es un cambio permanente en el ADN. Puede no tener efecto, ser dañina o, a veces, resultar ventajosa.

Si ocurre en una célula somática, afecta solo al individuo (por ejemplo, puede originar un cáncer) y no se hereda.
Si ocurre en una célula germinal (que forma gametos), puede heredarse a la descendencia.

Causas

Espontáneas: surgen sin una causa externa conocida, por ejemplo por errores al copiar el ADN.
Inducidas: las provocan agentes mutágenos: radiaciones (rayos X, rayos ultravioleta, radiactividad) y sustancias químicas (benceno, asbesto, formaldehído, humo de tabaco).

Mutaciones génicas (puntuales)

Afectan a uno o pocos nucleótidos de un gen:

Sustitución: se cambia una base por otra. Puede ser silenciosa (no cambia el aminoácido, porque varios codones codifican el mismo), de cambio de sentido (cambia un aminoácido, como en la anemia falciforme) o sin sentido (aparece un codón de alto antes de tiempo).
Inserción o deleción de bases: alteran todo el «marco de lectura» de los codones siguientes y suelen tener efectos graves.

Según su efecto, también se habla de mutaciones letales, que causan la muerte, y silenciosas, que pasan inadvertidas.

Mutaciones cromosómicas (estructurales)

Afectan a un fragmento grande de un cromosoma:

Tipo	Qué ocurre
Deleción	Se pierde un segmento del cromosoma
Duplicación	Un segmento aparece repetido
Inversión	Un segmento se rompe y se vuelve a unir al revés
Translocación	Un segmento pasa a un cromosoma no homólogo
Inserción	Un segmento se introduce en otro lugar del mismo cromosoma o de otro

Mutaciones numéricas

Cambia el número de cromosomas, generalmente por errores en la meiosis:

Síndrome de Down: tres cromosomas 21 (trisomía 21).
Síndrome de Turner: mujeres con un solo cromosoma X (X0).
Síndrome de Klinefelter: hombres XXY.
Poliploidía: juegos completos de cromosomas de más. Es común en plantas cultivadas como el trigo y la fresa, y suele producir plantas más grandes.

Importancia de las mutaciones

Aunque muchas son dañinas, las mutaciones son la fuente original de la variabilidad genética. La selección natural conserva las variantes ventajosas, y así evolucionan las especies.

Comprueba lo aprendido

1. ¿Por qué el daltonismo es más frecuente en los hombres?

Porque los hombres tienen un solo cromosoma X: con un solo alelo recesivo ya son daltónicos. Las mujeres necesitan dos.

2. ¿Puede un padre hemofílico tener un hijo varón hemofílico si la madre no es portadora?

No: el hijo varón recibe el cromosoma Y del padre y el X de la madre, que es sano.

3. ¿Cómo se llama la mutación en la que un segmento de cromosoma se pierde?

Deleción.

Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:

Ejercicios de genética y herencia

Referencias

Solari, A. J. (2004). Genética humana: fundamentos y aplicaciones en medicina (3.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.
Curtis, H., Barnes, N. S., Schnek, A. y Massarini, A. (2008). Biología (7.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.
Colegio Nacional de Matemáticas. Guía práctica para el examen de ingreso a la universidad. Pearson Educación (temario de referencia).

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