Herencia Mitocondrial

ADN Mitocondrial y Patrón de Herencia

ADN mitocondrial (ADNmt)

• ADN circular y bicatenario
• 37 genes que codifican 13 proteínas
• Todas las proteínas son parte del sistema de fosforilación oxidativa (mitocondrias = centrales eléctricas de la célula).
• Ubicado dentro de las mitocondrias, por lo tanto, separado del genoma nuclear de una célula
• La replicación no depende del ciclo celular.
• Cada mitocondria contiene varias copias de su genoma:
  • Homoplasmia: todas las copias de mtDNA en una célula eucariota son idénticas
  • Heteroplasmia: las copias de mtDNA en células eucariotas difieren entre sí → la mayoría de los casos de mtDNA mutado son heteroplasmáticos (solo algunas copias de mtDNA llevan la mutación).

Patrón de herencia

• La herencia mitocondrial es una forma de herencia extranuclear y, por lo tanto, no mendeliana.
• ADNmt heredado por vía materna:
  • La mayoría de las mitocondrias paternas se encuentran en la base de la cola del esperma, que se utiliza para impulsar los espermatozoides.
  • En la reproducción sexual, las mitocondrias de los espermatozoides de los mamíferos son destruidas por el óvulo (ovocito) después de la fertilización.
• Papel de la heteroplasmia:
  • La gravedad de la enfermedad depende de la proporción de alelos mutados versus no mutados que se heredan.
  • Debido a la heteroplasmia, los trastornos mitocondriales tienen una presentación variable dentro de una familia.

Trastornos Mitocondriales

Los trastornos mitocondriales son extremadamente variables y pueden variar de presentación clínica leve a grave dentro de la misma familia debido a la heteroplasmia.

• Neuropatía óptica hereditaria de Leber:
  • Degeneración de las células ganglionares de la retina y los nervios ópticos
  • Edad típica de inicio: adultez temprana
  • Pérdida de visión bilateral aguda o subaguda
  • Provoca pérdida permanente de la visión, predominantemente en hombres jóvenes
• Miopatía mitocondrial, encefalopatía, acidosis láctica y episodios similares a los de accidentes cerebrovasculares:
  • Edad típica de inicio: 2–10 años
  • La acidosis láctica provoca vómitos, dolor abdominal, fatiga y debilidad muscular.
  • Síntomas menos comunes: episodios similares a un accidente cerebrovascular, ceguera y actividad convulsiva
• Epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas:
  • Se manifiesta en la infancia después de un desarrollo previamente normal
  • Síntomas: mioclonías, convulsiones, ataxia y miopatía.
  • En la biopsia muscular se pueden observar fibras rojas rasgadas.
• Síndrome de Leigh:
  • Encefalopatía necrosante subaguda
  • Conduce a lesiones focales en el tronco encefálico, los ganglios basales y el cerebelo.
  • Puede ser causado por mutaciones en el ADNmt o en el ADN nuclear.
  • ↓ Niveles de trifosfato de tiamina
  • Síntomas:
    • Por lo general, comienzan en la infancia, pero pueden aparecer a cualquier edad.
    • Diarrea, vómitos, disfagia, convulsiones
  • Generalmente letal pocos años después de la aparición de los síntomas