Efectos del origen parental en la expresión génica

Un efecto de origen parental ocurre cuando la consecuencia fenotípica de un locus genético depende de si el alelo fue heredado de la madre o del padre. Estos efectos son el resultado observable de la impronta genómica: debido a que un gen improntado se expresa a partir de un solo alelo parental, el mismo cambio puede tener consecuencias muy diferentes dependiendo de qué progenitor lo transmitió.

Definition

Un efecto de origen parental es una diferencia en la expresión génica o el fenotipo que depende de si un alelo o región cromosómica dada fue heredada de la madre o del padre, surgiendo porque los genes improntados se expresan a partir de un solo alelo parental.

Scope

El tema explica qué son los efectos de origen parental, cómo se derivan de la expresión improntada monoalélica, los patrones de herencia que crean en los pedigríes y los mecanismos por los cuales se lee el origen parental de un locus. Enmarca el fenómeno conceptualmente; los síndromes clínicos específicos se abordan en el tema de trastornos de impronta.

Core questions

• ¿Qué hace que el efecto de un alelo dependa del progenitor del que proviene?
• ¿Cómo aparecen los efectos de origen parental en los patrones de herencia familiar?
• ¿Por qué la misma deleción puede causar diferentes trastornos en el cromosoma materno versus el paterno?
• ¿Cómo se reconoce el origen parental de una región a nivel molecular?

Key concepts

• Expresión monoalélica dependiente del progenitor
• Alelos expresados maternalmente versus paternalmente
• Patrones de herencia que dependen del progenitor transmisor
• Fenotipos recíprocos de una región genómica
• Disomía uniparental como fuente de desequilibrio de origen parental
• Reinicio de la impronta en la línea germinal entre generaciones

Key theories

Teoría del conflicto parental (parentesco)

La pugna evolutiva entre los alelos heredados materna y paternalmente sobre el uso de recursos por parte de la descendencia predice efectos de crecimiento opuestos de los dos genomas parentales y proporciona un marco para muchos fenómenos de origen parental.

Mechanisms

Los efectos de origen parental son la manifestación fenotípica de la impronta. Debido a que un gen improntado es silenciado en un alelo parental y activo en el otro, la copia funcional proviene de un progenitor específico; una mutación o pérdida que afecte la copia parental activa se desenmascara, mientras que la misma lesión en la copia silente puede tener poco efecto. El origen parental está codificado por regiones diferencialmente metiladas establecidas en la línea germinal que marcan los alelos maternos y paternos de manera diferente y se mantienen durante el desarrollo. Cuando ambas copias de una región improntada provienen de un progenitor, como en la disomía uniparental, el equilibrio normal de genes expresados materna y paternalmente se altera, produciendo un fenotipo de origen parental incluso sin ninguna mutación de secuencia. En los pedigríes, esto se manifiesta como condiciones que aparecen solo cuando son transmitidas por las madres o solo cuando son transmitidas por los padres.

Clinical relevance

Los efectos de origen parental explican por qué el progenitor transmisor puede determinar si un niño está afectado y por qué las deleciones de la misma región cromosómica pueden causar diferentes síndromes dependiendo del origen parental. El tema apoya el razonamiento sobre la herencia en contextos de asesoramiento genético a nivel conceptual; es descriptivo y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento individual.

History

Los efectos de origen parental fueron reconocidos una vez que los experimentos de trasplante nuclear y transferencia de pronúcleos en la década de 1980 mostraron que los genomas materno y paterno contribuyen de manera no equivalente al desarrollo. La demostración en 1991 de que el gen Igf2 del ratón se expresa solo a partir del alelo paterno proporcionó una base molecular concreta, y la teoría del conflicto parental ofreció una explicación evolutiva para los efectos opuestos de los dos genomas parentales.

Key figures

• David Haig
• Wolf Reik
• Anne Ferguson-Smith
• Azim Surani

Seminal works

• dechiara-1991
• reik-walter-2001
• peters-2014

Frequently asked questions

¿Por qué importa de qué progenitor proviene un alelo?

Para los genes improntados, solo una copia parental está activa. Si la copia activa es la heredada de un progenitor en particular, entonces un cambio en esa copia mostrará su efecto, mientras que el mismo cambio en la copia silente puede no hacerlo, por lo que el progenitor de origen determina el resultado.

¿Puede ocurrir un efecto de origen parental sin ninguna mutación?

Sí. Si un niño hereda ambas copias de una región improntada de un solo progenitor (disomía uniparental), el equilibrio normal de genes maternos y paternos activos se altera, lo que puede causar un fenotipo de origen parental aunque la secuencia de ADN sea normal.