Impronta genómica y efectos de origen parental

Para un pequeño conjunto de genes, es relevante de qué progenitor proviene un alelo: la impronta silencia una copia parental mediante marcas epigenéticas, de modo que la herencia puede violar la simetría habitual de la transmisión mendeliana.

Definition

La impronta genómica es un proceso epigenético en el que ciertos genes se expresan a partir de un solo alelo parental, según si fue heredado de la madre o del padre, produciendo efectos de origen parental en el fenotipo.

Scope

Este tema abarca el fenómeno de la impronta genómica, el marcaje epigenético de alelos en la línea germinal según el origen parental, la expresión monoalélica y específica del progenitor resultante de los genes improntados, el restablecimiento de las improntas entre generaciones y los trastornos clásicos de la impronta que surgen cuando las marcas o los cromosomas que las portan se alteran. Trata los efectos de origen parental como un caso especial de regulación epigenética; los mecanismos generales de la cromatina se abordan en el tema adyacente.

Core questions

• ¿Cómo se establecen las improntas en la línea germinal y se restablecen entre generaciones?
• ¿Por qué el progenitor de origen de un alelo determina si se expresa?
• ¿Cómo causan enfermedades los errores de impronta y la disomía uniparental?
• ¿Por qué la impronta pudo haber evolucionado a pesar de la redundancia que sacrifica?

Key concepts

• Impronta genómica y expresión monoalélica
• Establecimiento en la línea germinal y restablecimiento de las improntas
• Regiones de control de la impronta
• Disomía uniparental
• Trastornos de la impronta

Mechanisms

Durante la gametogénesis, la metilación diferencial del ADN se establece en las regiones de control de la impronta según el sexo parental, de modo que las copias materna y paterna de un gen improntado portan marcas distintas; estas silencian un alelo en la descendencia, y debido a que las marcas se borran y se restablecen en cada generación, la expresión depende del origen parental más reciente en lugar de la secuencia de ADN.

Clinical relevance

La impronta explica por qué las deleciones de la misma región cromosómica causan el síndrome de Prader-Willi cuando se heredan del padre y el síndrome de Angelman cuando se heredan de la madre, y por qué la disomía uniparental puede producir enfermedad; reconocer los patrones de origen parental es importante en el diagnóstico y asesoramiento genético.

History

Los experimentos de transferencia nuclear en ratones a mediados de la década de 1980 mostraron que los genomas materno y paterno no son equivalentes, estableciendo la impronta; los primeros genes improntados se identificaron alrededor de 1991, y la hipótesis del conflicto parental de Haig ofreció una justificación evolutiva de por qué surgió la impronta.

Debates

Por qué evolucionó la impronta

La principal hipótesis del conflicto parental sostiene que la impronta refleja un tira y afloja entre los alelos paternos que favorecen una mayor extracción de recursos por parte de la descendencia y los alelos maternos que la restringen, pero existen explicaciones alternativas y la cuestión sigue abierta.

Key figures

• Azim Surani
• Davor Solter
• David Haig

Seminal works

• allis2007

Frequently asked questions

¿Qué significa el efecto de origen parental?

Significa que el fenotipo producido por un alelo depende de si fue heredado de la madre o del padre; para los genes improntados, una copia parental es silenciada epigenéticamente, por lo que solo se expresa la copia del otro progenitor.

¿Cómo puede la misma deleción causar dos síndromes diferentes?

Si una región cromosómica contiene genes improntados, perderla del cromosoma paterno elimina las únicas copias activas de los genes de expresión paterna, mientras que perderla del cromosoma materno elimina las de expresión materna, produciendo trastornos distintos como los síndromes de Prader-Willi y Angelman.