INTRODUCCI~N: LA GENÉTICA COMO ESFUERZO HUMANO 1

Transcripción

1 Prefacio xvii INTRODUCCI~N: LA GENÉTICA COMO ESFUERZO HUMANO 1 Conceptos antiguos de la genética 1 El cultivo de la tierra y la doma de los animales 1 Mitos y mutantes 3 Los griegos: El origen de la tradición occidental 5 Darwin y Mendel 6 El auge de la eugenesia 9 El nacimiento de la genética humana 10 El futuro 12 Otras lecturas 13 LOS CROMOSOMAS, LA MITOSIS Y LA MEIOSIS 15 Organización de las células 16 Tamaño y forma de la célula 17 Estructura celular 18 Identificación y clasificación de los cromosomas 20 Comportamiento de los cromosomas en la mitosis 23 Los fenómenos de la interface y el ciclo celular 23 La mitosis 23 Significado de la mitosis 28 La dotación cromosómica del ser humano 30 CAPITULO CAPITULO 2

2 Comportamiento de los cromosomas en la meiosis 32 Meiosis 1 34 Meiosis Entrecruzamientos 35 Formación de los gametos 40 Consecuencias genéticas de la meiosis 43 Resumen 45 Preguntas y problemas 49 Otras lecturas 49 CAPlTULO 3 Los experimentos de Mendel 52 Fundamentos 52 Cruces de monohíbridos 54 Resultados y conclusiones 55 El principio de la segregación 57 Cruces de dihíbridos 59 Resultados y conclusiones 59 El principio de la diversidad independiente 60 La herencia mendeliana en los seres humanos 63 Variaciones en las proporciones mendelianas 69 Dominancia incompleta 69 Codominancia 70 Mendel y la meiosis 71 Resumen 75 Preguntas y problemas 76 Otras lecturas 78 CAPITULO 4 LA HERENCIA MENDELIANA EN LOS SERES HUMANOS 79 Los seres humanos como objeto de la herencia 80 Análisis de la genealogía 81 Rasgos autosómicos recesivos 85 Expectativas 85 Albinismo 87 Fibrosis quística 89 Anemia de células falciformes 91 Rasgos autosómicos dominantes 94 Expectativas 94 Síndrome de Marfan 96 Acondroplasia 97 Neurofibromatosis 98 Alelos múltiples 99 El sistema ABO 99 Hipercolesterolemia familiar 100 viii Contenido

3 La herencia mitocondrial 101 Ligamiento y cartografía 102 Ligamiento y mapas genéticos 102 Variaciones en la expresión de los genes 110 Penetrancia y expresividad 11 1 Edad y expresión de los genes 11 2 Pleiotropia 11 3 Dominancia y recesividad 11 3 Resumen 114 Preguntas y problemas 11 5 Otras lecturas 117 HERENCIA LIGADA AL SEXO Y DETERMINACI~N DEL SEXO 119 La herencia ligada a X 121 Herencia dominante ligada a X 122 Herencia recesiva ligada a X 122 La herencia ligada a Y 130 Existen genes ligados a Y? 130 Herencia pseudoautosómica 131 La determinación sexual en los seres humanos 132 Mecanismos de XY 132 La proporción varónlmujer 133 La diferenciación sexual 134 Sexo cromosómico y sexo fenotípico 134 Los fenómenos de la embriogénesis 134 Regulación genética de la diferenciación sexual 138 Compensación de la dotación 143 Los genes del cromosoma X 143 Los corpúsculos de Barr y la inactivación de X 144 Las mujeres como mosaicos 145 Herencia influida por el sexo y limitada por el sexo 147 Resumen 148 Preguntas y problemas 149 Otras lecturas 151 CAPITULO 5 Variaciones en el número de cromosomas 154 Poliploidía 155 Triploidía 156 Tetraploidía 157

4 Aneuploidía 158 Monosomía 158 Trisomía 159 Aneuploidía de los cromosomas sexuales 166 Aneuploidía de los cromosomas sexuales: Algunas conclusiones 170 Variaciones en la estructura de los cromosomas 172 Deleciones 172 Translocaciones 177 Diagnóstico prenatal de las anomalías cromosómicas 180 Amniocentesis 180 Toma de muestras de las vellosidades placentarias 182 Consecuencias de la aneuploidía de los cromosomas 183 Sitios frágiles 185 Resumen 187 Preguntas y problemas 189 Otras lecturas 189 CAPITULO 7 ESTRUCTURA DEL ADN Y ORGANIZACIGTU' DE LOS CROMOSOMAS 191 Los cromosomas y el ADN 193 Estructura del ADN y del ARN 196 Revisión parcial de la química básica 197 Nucleótidos: Los sillares de los ácidos nucleicos 198 El modelo de Watson-Crick y la estructura del ADN 200 Estructura del ARN 205 Estructura de los cromosomas 206 El cromosoma mitocondrial 206 Los cromosomas del núcleo 207 La replicación del ADN 209 Aspectos moleculares de la replicación del ADN 21 0 Resumen 212 Preguntas y problemas 213 Otras lecturas EL ADN RECOMBINANTE Y LA TECNOLOGÍA GENÉTICA 215 Los clones 216 La clonación de plantas y animales 21 7 La clonación del ADN y la técnica del ADN recombinante 221 Enzimas para cortar el ADN 221 Los vectores y la construcción del ADN recombinante 223 Las genotecas 225 La reacción en cadena de la polimerasa 228 Aplicaciones de la técnica del ADN recombinante 230 Análisis de los RFLP 231 CAPITULO 8 x Contenido

5 Cartografía de los procesos hereditarios 232 El proyecto del genoma humano 234 Diagnóstico de los procesos hereditarios 237 Las huellas dactilares del ADN 240 Terapéutica génica 241 Biotecnología 245 Elaboración de proteínas humanas 245 Animales y plantas nuevos 248 Resumen 251 Preguntas y problemas 252 Otras lecturas 253 CAPITULO 9 ACCIÓN DE LOS GENES 255 Los genes y las proteínas 256 Dinámica de la información genética 257 Elementos de la síntesis de las proteínas 258 Los aminoácidos 258 Los componentes del ARN 259 La transcripción 260 El gen eucariótico y el procesado del ARNm 261 El código genético 265 La traducción 266 Estructura y función de los ribosomas 267 Estructura y función del ARNt 267 Los pasos de la traducción 268 El polipéptido producido 270 Funciones de las proteínas 273 Resumen 276 Preguntas y problemas 277 Otras lecturas 278 GENÉTICA BIOQUIMICA 279 CAPITULO 10 El papel de las proteínas 280 Vías metabólicas y procesos hereditarios 282 Metabolismo de los aminoácidos 284 Metabolismo de los carbohidratos 288 Metabolismo del ácido nucleico 292 Metabolismo de los Iípidos 292 Proteínas de los receptores 297 Proteínas de transporte: El modelo de la globina 297 Variedades de hemoglobina 300 Talasemias 304 Proteínas estructurales: Enfermedades hereditarias del tejido conectivo 306 Reguladores de la transcripción 307

6 Resumen 309 Preguntas y problemas 310 Otras lecturas 311 CAPITULO 11 Detección de las mutaciones 314 Determinación de la frecuencia de las mutaciones 317 Determinación directa de las mutaciones 31 7 Determinación indirecta de las mutaciones 320 Mutaciones de los gametos 321 La mutación a nivel molecular: El ADN como objetivo 323 Sustituciones de los nucleótidos 323 Deleciones e inserciones 326 Repeticiones de trinucleótidos 328 Mutaciones, genotipos y fenotipos 331 Mutación y fenotipo resultante 332 Grabación (imprinting) genómica 334 Resumen 337 Preguntas y problemas 338 Otras lecturas 339 CAPITULO 12 Radiación 342 Medida de la radiación 344 Fuentes de la radiación 345 Radiación ambiental 346 Exploraciones médicas 348 Pruebas nucleares y energía nuclear 348 Fuentes diversas de exposición 349 Promedio anual de exposición a la radiación 349 Efectos biológicos de la radiación 349 Efectos genéticos de la radiación 351 Mutágenos químicos 355 Acción de los mutágenos químicos 357 Detección de los mutágenos 358 La prueba de Ames 358 Mecanismos de reparación del ADN 360 Procesos hereditarios y reparación del ADN 362 Evaluación del riesgo de daños para el ADN 368 Teratógenos 370 Síndrome del alcoholismo fetal 371 xii Contenido

7 Resumen 372 Preguntas y problemas 373 Otras lecturas 373 Los tumores 377 Formas hereditarias de cáncer 377 Genes de supresión tumoral y cáncer 381 Retinoblastoma 381 Tumor de Wilms 383 Cáncer de colon 384 Inestabilidad genética y cáncer 387 Oncogenes y cáncer 388 Virus 388 Oncogenes 390 Cromosomas y cáncer 394 Síndrome de Down 394 Síndromes de inestabilidad cromosómica 394 Anomalías cromosómicas y leucemia 396 El cáncer y el ambiente 398 Epidemiología 398 Riesgos profesionales 399 El cáncer y la sociedad 401 Modelos hereditarios de la susceptibilidad al cáncer 403 Resumen 404 Preguntas y problemas 405 Otras lecturas 405 Componentes del sistema inmunitario 409 Fagocitos, células T y células B 410 Anticuerpos 412 Formación de los anticuerpos 414 La respuesta inmunitaria 415 Respuesta inmunitaria humoral 415 Respuesta inmunitaria celular 417 Genética de los trasplantes 418 El sistema HLA 420 Enfermedad de injerto contra huésped 421 Asociaciones de enfermedades 423 Grupos sanguíneos 424 Grupos sanguíneos ABO 424 Grupos sanguíneos Rh 426

8 Enfermedades hereditarias del sistema inmunitario 427 Agammaglobulinemia ligada a X (XLA) 427 Síndromes de inmunodeficiencia de las células T 428 Síndrome de inmunodeficiencia combinada grave 428 Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) 430 Enfermedades autoinmunes 432 Resumen 434 Preguntas y problemas 435 Otras lecturas 436 Genes múltiples y rasgos multifactoriales 438 Variación continua 439 Regresión a la media 442 Los genes y el ambiente 444 Efectos con umbral 446 lnteracciones entre el genotipo y el ambiente 448 Heredabilidad 448 Estudios en gemelos 452 Gemelos y obesidad 455 Rasgos humanos poligénicos 457 El color de la piel 457 Inteligencia 459 lq y raza 462 Resumen 463 Preguntas y problemas 465 Otras lecturas 465 GENÉTICA DEL COMPORTAMIENTO 467 CAPITULO 16 Modelos, métodos y fenotipos 469 Modelos genéticos de la herencia y el comportamiento 469 Métodos de estudio de la genética del comportamiento 470 Los fenotipos: Qué es el comportamiento? 472 Modelos animales: la búsqueda de los genes del comportamiento 472 Comportamiento en régimen abierto 473 Aprendiendo con la Drosophila 474 Efectos de los genes únicos sobre el comportamiento humano 475 Enfermedad de Charcot-Marie-Tooth 475 Ataxia de Friedreich 476 Enfermedad del cabello rizado de Menkes 477 Enfermedad de Huntington 477 Conducta agresiva y metabolismo cerebral 478 La herencia de los trastornos afectivos y la esquizofrenia 480 Trastornos del humor: enfermedad unipolar y bipolar 481 Esquizofrenia 482 Otros trastornos del comportamiento de carácter multifactorial 486 xiv Contenido

9 Síndrome de Tourette 486 Enfermedad de Alzheimer 487 Alcoholismo 489 Orientación sexual 491 Recapitulación: estado actual de la genética del comportamiento humano 493 Resumen 495 Preguntas y problemas 496 Otras lecturas 496 LOS GENES EN LAS POBLACIONES 499 Las poblaciones como reservorio genético 501 Medida de las frecuencias de los alelos 502 La ley de Hardy-Weinberg 506 Empleo de la ley de Hardy-Weinberg en genética humana 509 Alelos autosómicos codominantes 509 Alelos autosómicos dominantes y recesivos 509 Rasgos ligados a X 51 0 Alelos múltiples 511 Estimación de la frecuencia de los heterocigotos 511 Antropología y estructura de la población 515 Resumen 517 Preguntas y problemas 520 Otras lecturas 520 CAPITULO 17 CAPITULO 1s Orígenes de la diversidad 524 Mutación 525 Variación 528 Selección 530 Cultura, sociedad, genes y diversidad 533 Emigración 534 Selección de la pareja 535 La cultura como fuerza de selección 538 Frecuencia de los procesos hereditarios humanos 543 La cuestión de las razas 545 Definiciones genéticas y no genéticas 545 Existen razas humanas? 546 Diversidad y evolución humana 547 Flujo de los genes entre las poblaciones 549 Evolución de los primates y orígenes del hombre 552 La transición hasta el hombre moderno 554 Evolución humana reciente 558 Dispersión de las poblaciones humanas 560 Resumen 564 Contenido xv

10 Preguntas y problemas 565 Otras lecturas 566 PRUEBAS GENÉTICAS DE DETECCIÓN SELECTIVA, Y CONSEJO GENÉTICO 567 Pruebas genéticas de detección selectiva 568 Pruebas prenatales de detección selectiva 569 El recién nacido y la detección selectiva de los portadores 574 Pruebas ocupacionales de detección selectiva 576 Pruebas de detección selectiva de la reproducción 579 Estudio de la rentabilidad de las pruebas genéticas de detección selectiva 580 Repercusiones de las pruebas genéticas de detección selectiva y del consejo genético 582 Consecuencias para el individuo 582 Consecuencias sociales 584 Problemas y consecuencias legales 585 El consejo genético 586 Cómo se efectúa el asesoramiento? 586 Resumen 589 Preguntas y problemas 590 Otras lecturas 591 CAPITULO 20 Los comienzos: la eugenesia y la ley 593 Historia 595 Leyes sobre el matrimonio 598 Esterilización 599 Inmigración 600 Las nuevas técnicas genéticas y la ley 603 La ley y los procesos hereditarios 603 Nacimientos no deseados y vidas injustificadas 605 La venta de tejidos humanos 606 Obtención de formas de vida patentadas 607 Marcadores del ADN y pruebas genéticas 609 El futuro: genética, ley y bioética 611 Elección del sexo 61 1 Donantes de órganos 61 2 Epílogo 613 Otras lecturas 614 XV~ Contenido