¿Qué es un fenotipo?
¿Alguna vez has escuchado que tienes los ojos de tu madre? ¿O la nariz de tu padre? ¿Compartes el color del cabello o el color de la piel con tus hermanos? Estas características son producto de la herencia genética o del ADN heredado de sus padres. El ADN que hereda cambia sus rasgos, que llamamos su fenotipo . Diferentes combinaciones de genes producen diferentes fenotipos. Sin embargo, no es solo el lote de ADN que hereda lo que controla su fenotipo. También hay otros factores. Hoy, primero veremos los conceptos básicos de cómo el ADN controla sus rasgos, luego veremos escenarios más complicados, como las influencias ambientales.
Influencias genéticas
Cada rasgo o característica de su cuerpo está controlado por al menos un gen. Los genes vienen en diferentes «sabores» (formas) llamados alelos . Por ejemplo, hay un alelo, o una versión de un gen, para la textura del cabello que te da cabello rizado. También existe un alelo para el cabello lacio. Obtienes un alelo de cada padre para cualquier rasgo determinado. Entonces, podrías heredar un alelo para el cabello rizado de tu mamá y un alelo para el cabello lacio de tu papá. La combinación de alelos que obtienes determina tu fenotipo para ese rasgo. Sin embargo, algunos fenotipos son más complicados. Usan un patrón llamado epistasis , donde un gen controla la expresión de otro en una vía. Por ejemplo, el color de la piel en los seres humanos está determinado por múltiples genes en un patrón epistático. Hay un gen que es necesario para iniciar cualquier producción de pigmento en la piel. Muchos otros genes controlan la producción de pigmentos, pero el primer gen es como un interruptor maestro. Si las personas heredan una copia mutante de ese gen, no importa qué otros genes tengan, no producirán ningún pigmento y serán albinos. Su fenotipo está influenciado por múltiples genes, pero un gen actúa como un interruptor maestro para controlar el resto de la línea de ensamblaje para la producción de pigmentos.
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Influencias medioambientales
A estas alturas, probablemente comprenda que el genotipo controla nuestro fenotipo, y estaría completamente en lo cierto. Pero también existen factores ambientales que pueden moldear nuestro fenotipo. Echemos un vistazo a dos ejemplos.
Mutaciones
Aunque el sol puede sentirse bien en un día fresco, demasiado sol es malo para la piel. La radiación ultravioleta (UV) del Sol puede cambiar la estructura de su ADN, creando mutaciones . La radiación ultravioleta hace que partes de su ADN se peguen, cambiando el mensaje, las proteínas producidas y, en última instancia, su fenotipo. Con demasiados cambios en el ADN, una persona puede desarrollar un tumor o un crecimiento celular descontrolado y, finalmente, cáncer. Este cambio en el fenotipo (de saludable a canceroso) fue causado por factores ambientales como la exposición a la radiación ultravioleta.
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Epigenética
El medio ambiente no solo causa cambios estructurales en el ADN. También puede provocar cambios en la forma en que se expresa el ADN en la célula en un proceso llamado epigenética . En la epigenética, ciertos desencadenantes ambientales hacen que la célula agregue modificaciones al ADN. Una modificación se llama metilación . Adjuntan un compuesto especial llamado grupo metilo que hace que la célula interactúe con ese fragmento de ADN de manera diferente, provocando cambios en la expresión génica.
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Otra forma en que ocurre la epigenética es mediante la modificación de proteínas que ayudan a enrollar y almacenar el ADN, llamadas histonas . Estos cambios afectan la facilidad con la que se puede acceder al ADN para leerlo en la célula. Normalmente, el ADN se enrolla alrededor de las histonas y debe desembalarse para expresarse, como desempacar cajas de su armario para usar los elementos almacenados en ellas. Si se cambian las histonas, afecta la facilidad con la que puede llegar al ADN, al igual que si cambiara el tipo de sistema de almacenamiento en su armario, podría ser más difícil o más fácil acceder a sus cosas. También hay pequeños trozos de una molécula diferente llamada ARN. Algunas moléculas de ARN pueden causar interferencia con los genes, impidiendo que se expresen. Estas moléculas de ARN son diferentes de las que usa la célula para producir proteínas.
Herencia de la epigenética
Aunque solíamos pensar que estos cambios se borraban cuando se creaba un nuevo organismo, parece que en realidad se transmiten. La exposición ambiental de los padres no solo cambia su ADN, sino también el ADN de su hijo. Varios estudios han demostrado un vínculo entre la abundancia de alimentos y el riesgo de eventos cardiovasculares y diabetes en las generaciones futuras. Estos estudios se enfocaron en poblaciones que estaban en riesgo de morir de hambre cuando fallaron las cosechas. Los científicos recopilaron datos históricos para identificar cuándo los abuelos en una comunidad sufrieron hambre o una abundancia de alimentos, y luego examinaron la predisposición a enfermedades en los nietos actuales. Los estudios encontraron que el estrés alimentario durante una escasez se asoció con una mayor tasa de mortalidad, incluido un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular. Además, el riesgo estaba relacionado con el sexo. Los abuelos tenían más probabilidades de influir en el fenotipo de los nietos varones. Los científicos piensan que los cambios epigenéticos ocurrieron durante momentos en que la comida era escasa y estos cambios se transmitieron a la descendencia. Muchos estudios en animales también respaldan esta teoría.
Resumen de la lección
Los genotipos crean diferentes fenotipos en la descendencia. Los genes presentes tienen dos o más versiones diferentes llamadas alelos . La combinación de alelos que obtienes de tus padres crea tu fenotipo específico. A veces, ciertos genes actúan como un interruptor maestro, controlando otros genes en una vía, llamada epistasis . Las mutaciones son cambios en la estructura del ADN y pueden causar enfermedades como el cáncer si se acumulan suficientes mutaciones. El entorno también cambia la epigenética de su genotipo o cómo se expresan sus genes. Esto sucede por metilación , histona.modificación, y ciertos tipos de ARN. Los estudios muestran que la epigenética no solo afecta su genotipo, sino también el genotipo y, por lo tanto, el fenotipo de muchas generaciones futuras.
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