Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Homoplasmia

La célula en la parte superior izquierda es heteroplásmica, como lo demuestran las mitocondrias normales en color púrpura y las mitocondrias con una mutación en el ADN mitocondr...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
La célula en la parte superior izquierda es heteroplásmica, como lo demuestran las mitocondrias normales en color púrpura y las mitocondrias con una mutación en el ADN mitocondrial en color rojo. A medida que esta célula se divide, las mitocondrias se replican y se distribuyen de forma independiente en las células hijas. Esto da lugar a homoplasmia tanto positiva como negativa (célula mostrada en rojo).

La homoplasmia es un término utilizado en genética para describir una célula eucariota cuyas copias de ADN mitocondrial son todas idénticas. [ 1 ] En los tejidos normales y sanos, todas las células son homoplásmicas. [ 2 ] Las copias homoplásmicas de ADN mitocondrial pueden ser normales o estar mutadas; [ 1 ] sin embargo, la mayoría de las mutaciones son heteroplásmicas [ 2 ] [ 3 ] (solo ocurren en algunas copias de ADN mitocondrial). Se ha descubierto, no obstante, que las mutaciones homoplásmicas del ADN mitocondrial pueden encontrarse en tumores humanos. [ 4 ]

El término también puede referirse a la uniformidad del ADN de los plastidios de las plantas , ya sea que se produzca de forma natural o no.

Herencia

En casi todas las especies, el ADN mitocondrial se hereda por vía materna . [ 2 ] Esto significa que toda la descendencia de una hembra tendrá ADN mitocondrial idéntico y homoplásmico. Es muy raro que las hembras transmitan mutaciones heteroplásmicas u homoplásmicas debido al cuello de botella genético, donde solo unas pocas mitocondrias de entre muchas se transmiten a la descendencia. [ 2 ]

El mejillón Mytilus edulis es una anomalía en cuanto a la herencia del ADN mitocondrial. A diferencia de casi todos los animales, esta especie presenta herencia biparental del ADN mitocondrial, lo que significa que tanto el macho como la hembra aportan mitocondrias a la descendencia. Esto se descubrió cuando los investigadores se percataron de que la mayoría de los individuos de una población de Mytilus edulis eran heteroplásmicos. [ 5 ] Los investigadores también creen que esto podría ser un subproducto de la hibridación de especies. [ 5 ]

Mutaciones

Existe evidencia de mutaciones hereditarias tanto homoplásmicas como heteroplásmicas que conducen a enfermedades, aunque las mutaciones heteroplásmicas suelen ser precursoras de enfermedades homoplásmicas. [ 6 ] [ 7 ] Muchas enfermedades resultantes de mutaciones en el ADN mitocondrial no son hereditarias, sino que se desarrollan, ya que se cree que la región no traducida del ADN mitocondrial (ADNmt) es particularmente susceptible a mutaciones. [ 8 ] Muchos tipos de cáncer son el resultado de mutaciones en el ADNmt. Por ejemplo, se encontró que un tipo específico de mutación en un área específica del ADNmt estaba presente en varios tipos de tumores diferentes. [ 9 ]

Las mitocondrias suelen experimentar fisión y fusión , lo que significa que diferentes orgánulos de la misma célula pueden fusionarse para formar una mitocondria o separarse para formar dos. [ 10 ] Este proceso puede utilizarse para mitigar los efectos de las mutaciones heteroplásmicas. Cada mitocondria posee múltiples nucleoides , que consisten en varias copias de ADN mitocondrial (ADNmt), y cuando las mitocondrias se fusionan, estos nucleoides no intercambian ADN; por lo tanto, si dos mitocondrias con ADN diferente se fusionan, tendrán solo dos tipos de nucleoides. Esto significa que la fusión puede utilizarse para generar nucleoides complementarios si una mutación provoca que una mitocondria deje de ser funcional. Además, la fisión puede hacer que una mitocondria con dos nucleoides diferentes se convierta en dos mitocondrias, cada una con un solo tipo de nucleoide. [ 10 ] Algunos investigadores creen que esto podría ser una herramienta útil para tratar enfermedades causadas por mutaciones en el ADNmt. [ 10 ]

Enfermedades homoplásmicas hereditarias

Neuropatía óptica hereditaria de Leber

La neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON) es la enfermedad en humanos que se asocia más frecuentemente con la homoplasmia. [ 7 ] Esta condición se caracteriza por la atrofia de las células ganglionares de la retina , lo que conduce a ceguera central y eventualmente a ceguera total. [ 11 ] Aunque se transmite por vía materna, se observa con mayor frecuencia en hombres jóvenes que en otras edades o sexos, lo que lleva a los investigadores a creer que existen muchos otros factores genéticos o ambientales que contribuyen al desarrollo de la enfermedad. [ 11 ] Específicamente, los investigadores han pensado que el componente genético fuera de las mitocondrias estaría en el cromosoma X ; sin embargo, en múltiples estudios, no se han encontrado hallazgos que sugieran esto. [ 12 ] [ 13 ] Se ha demostrado que los factores ambientales, el humo del cigarrillo en particular, afectan la penetrancia de la LHON . [ 11 ] En un estudio, se utilizó condensado de humo de cigarrillo para demostrar los efectos del tabaquismo en células con la mutación de LHON. Todas las células eran homoplásmicas, pero algunas provenían de individuos afectados por LHON y otras de individuos portadores. Los investigadores descubrieron que el condensado del humo del cigarrillo reducía la cantidad de mitocondrias en las células, pero que los individuos portadores eran más capaces de compensarlo que aquellos provenientes de individuos con LHON. [ 11 ] Si bien existe un efecto ambiental aditivo, [ 11 ] aún queda mucho por aprender sobre por qué ciertos individuos homoplásmicos desarrollan la enfermedad y otros no.

Cáncer

Algunas investigaciones han demostrado que una mutación heteroplásmica heredada puede causar cáncer en la vejez, a medida que las células se vuelven homoplásmicas. [ 6 ] En un estudio, los médicos descubrieron que el tumor de un paciente con cáncer consistía únicamente en células homoplásmicas con ADNmt mutante y que las células sanas de su cuerpo eran heteroplásmicas para el ADNmt mutante. [ 6 ] Además, los investigadores encontraron que los hermanos del paciente tenían la misma mutación heteroplásmica. Esto indica que la mutación heteroplásmica fue heredada y, con el tiempo, dio lugar a células homoplásmicas que causaron cáncer. [ 6 ]

Véase también

Notas y referencias

  1. 1 2 Heteroplasmia vs. Homoplasmia. Facultad de Medicina de la Universidad de Miami. Consultado el 21 de octubre de 2012.
  2. 1234Dimauro, Salvatore; Davidzon, Guido (2005). "Mitochondrial DNA and disease". Annals of Medicine. 37 (3): 222–232. doi:10.1080/07853890510007368. PMID 16019721. S2CID 11114978.
  3. ↑Ballana, E.; Govea, N.; de Cid, R.; Garcia, C.; Arribas, C.; Rosell, J.; Estivill, X. (2008). "Detection of unrecognized low-level mtDNA heteroplasmy may explain the variable phenotypic expressivity of apparently homoplasmic mtDNA mutations". Hum. Mutat. 29 (2): 248–257. doi:10.1002/humu.20639. PMID 17999439. S2CID 25493822.
  4. ↑Coller, HA; Khrapko, K; Bodyak, ND; Nekhaeva, E; Herrero-Jimenez, P; Thilly, WG (2001). "High frequency of homoplasmic mitochondrial DNA mutations in human tumors can be explained without selection". Nature Genetics. 28 (2): 147–50. doi:10.1038/88859. PMID 11381261. S2CID 11929018.
  5. 12Hoeh, Walter R.; Blakley, Karen H.; Brown, Wesley M. (1 January 1991). "Heteroplasmy Suggests Limited Biparental Inheritance of Mytilus Mitochondrial DNA". Science. 251 (5000): 1488–1490. Bibcode:1991Sci...251.1488H. doi:10.1126/science.1672472. JSTOR 2875830. PMID 1672472.
  6. 1234Gasparre, Giuseppe; Iommarini, Luisa; Porcelli, Anna Maria; Lang, Martin; Ferri, Gian Gaetano; Kurelac, Ivana; Zuntini, Roberta; Mariani, Elisa; Pennisi, Lucia Fiammetta (1 March 2009). "An inherited mitochondrial DNA disruptive mutation shifts to homoplasmy in oncocytic tumor cells". Human Mutation. 30 (3): 391–396. doi:10.1002/humu.20870. ISSN 1098-1004. PMID 19086058. S2CID 33063313.
  7. 1 2 Wallace, Douglas C.; Singh, Gurparkash; Lott, Marie T.; Hodge, Judy A.; Schurr, Theodore G.; Lezza, Angela MS; Elsas, Louis J.; Nikoskelainen, Eeva K. (1988). "Mutación del ADN mitocondrial asociada con la neuropatía óptica hereditaria de Leber". Science . 242 (4884): 1427– 1430. Bibcode : 1988Sci...242.1427W . doi : 10.1126/science.3201231 . JSTOR 1702331 . PMID 3201231 .  
  8. ↑ Lightowlers, Robert N.; Chinnery, Patrick F.; Turnbull, Douglass M.; Howell, Neil (1997). "Genética mitocondrial de mamíferos: herencia, heteroplasmia y enfermedad" (PDF) . Trends in Genetics . 13 (11): 450– 455. doi : 10.1016/S0168-9525(97)01266-3 . PMID 9385842. Consultado el 8 de febrero de 2016 . 
  9. ↑ Gasparre, Giuseppe; Porcelli, Anna Maria; Bonora, Elena; Pennisi, Lucia Fiammetta; Toller, Matteo; Iommarini, Luisa; Ghelli, Anna; Moretti, Massimo; Betts, Christine M. (22 de mayo de 2007). "Las mutaciones disruptivas del ADN mitocondrial en las subunidades del complejo I son marcadores del fenotipo oncocítico en los tumores de tiroides" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 104 (21): 9001– 9006. Bibcode : 2007PNAS..104.9001G . doi : 10.1073/pnas.0703056104 . ISSN 0027-8424 . PMC 1885617. PMID 17517629 .   
  10. 1 2 3 Gilkerson, Robert W.; Schon, Eric A.; Hernandez, Evelyn; Davidson, Mercy M. (30 de junio de 2008). "Los nucleoides mitocondriales mantienen la autonomía genética pero permiten la complementación funcional" . The Journal of Cell Biology . 181 (7): 1117– 1128. doi : 10.1083/jcb.200712101 . ISSN 0021-9525 . PMC 2442202. PMID 18573913 .   
  11. 1 2 3 4 5 Giordano (2015). "La toxicidad del cigarrillo desencadena la neuropatía óptica hereditaria de Leber al afectar el número de copias de ADNmt, la fosforilación oxidativa y las vías de desintoxicación de ROS" . Cell Death and Disease . 6 (12): e2021. doi : 10.1038/cddis.2015.364 . PMC 4720897. PMID 26673666 .  
  12. ↑ Pegoraro, Elena; Vettori, Andrea; Valentino, Maria L.; Molon, Annamaria; Mostacciuolo, Maria L.; Howell, Neil; Carelli, Valerio (15 de mayo de 2003). "Patrón de inactivación del cromosoma X en múltiples tejidos de dos pacientes con neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON)". American Journal of Medical Genetics Part A . 119A (1): 37– 40. doi : 10.1002/ajmg.a.10211 . ISSN 1552-4833 . PMID 12707956 . S2CID 19349243 .   
  13. ↑ Handoko, HY; Wirapati, PJ; Sudoyo, HA; Sitepu, M.; Marzuki, S. (1 de agosto de 1998). "Mapeo del punto de ruptura meiótica de un locus de susceptibilidad a la pérdida visual ligado al cromosoma X propuesto en la neuropatía óptica hereditaria de Leber" . Journal of Medical Genetics . 35 (8): 668– 671. doi : 10.1136/jmg.35.8.668 . ISSN 1468-6244 . PMC 1051394. PMID 9719375 .   
  • Neuropatía óptica hereditaria de Leber
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Homoplasmy&oldid=1355055107 "