Fundamentos de Genética Molecular, Herencia y Procesos Celulares

1. Diferencias entre replicación, transcripción y traducción

En la replicación, la molécula molde es el ADN (se usan ambas hebras), el producto final son dos moléculas de ADN idénticas, ocurre en el núcleo (durante la fase S) y su enzima clave es la ADN polimerasa (junto con helicasa, primasa, ligasa y topoisomerasa).

En la transcripción, la molécula molde es una hebra de ADN (la hebra molde o antisentido), el producto final es ARN (pre-ARNm que luego se procesa a ARNm maduro), ocurre en el núcleo, y su enzima clave es la ARN polimerasa (ARN polimerasa II en eucariontes).

En la traducción, la molécula molde es el ARN mensajero (ARNm), el producto final es una cadena polipeptídica (proteína), ocurre en el citoplasma (en los ribosomas, muchas veces asociados al retículo endoplasmático rugoso), y su “enzima” clave es la peptidil transferasa, actividad catalítica propia del ribosoma (también puede mencionarse la aminoacil-ARNt sintetasa, que activa los aminoácidos antes de la traducción).

2. Condensación máxima de la cromatina en mitosis

La condensación máxima compacta el ADN en cromosomas visibles y manejables, lo que permite que las fibras del huso se unan a los cinetocoros y separen las cromátidas hermanas sin que el ADN se enrede o se rompa durante el movimiento hacia los polos. Esto es esencial para una segregación cromosómica precisa.

Sin embargo, la transcripción requiere que la ARN polimerasa y los factores de transcripción accedan físicamente a los promotores del ADN, algo que solo es posible con cromatina relajada (eucromatina). Al compactarse al máximo, esos sitios quedan inaccesibles, por lo que la transcripción se detiene casi por completo durante la mitosis. Existe, entonces, una relación inversa: lo que favorece la segregación segura (compactación) impide la lectura del ADN (transcripción).

5. Neurofibromatosis tipo 1 (Nn × nn)

• a) Riesgo por hijo: Nn × nn → 1/2 Nn (afectado) : 1/2 nn (sano). Por lo tanto, existe un 50% de riesgo para cada hijo.
• b) Genotipo de la abuela: Si el padre heredó la enfermedad de su madre, la abuela materna sería heterocigota, genotipo Nn. Dado que es un carácter dominante con penetrancia completa, basta un alelo N para expresar la enfermedad, y se asume que no hubo mutación de novo.

6. Hemofilia A (X^HX^h × X^HY)

• a) Cruce: X^HX^h (madre) × X^HY (padre). Hijos varones posibles: X^HY (sano) o X^hY (hemofílico). Existe un 50% de probabilidad de que el primer hijo varón tenga hemofilia.
• b) Hijas: X^HX^H (sana) o X^HX^h (portadora). Existe un 50% de probabilidad de que una hija sea portadora.
• c) Afectación femenina: Para que una hija esté afectada (X^hX^h), el padre tendría que aportar un cromosoma X^h, es decir, ser él mismo hemofílico (X^hY). Pero como el padre es sano (X^HY), esta pareja no puede tener una hija afectada, solo portadoras.

7. CDKN1C y síndrome de Beckwith-Wiedemann

• a) Patrón de herencia: Impronta genómica (genomic imprinting). El gen CDKN1C es de expresión materna (el alelo paterno está silenciado por impronta), por eso la mutación solo causa enfermedad si proviene de la madre.
• b) Relación con las leyes de Mendel: Contradice las leyes de Mendel porque estas asumen que el fenotipo no depende del sexo del progenitor que transmite el alelo (los cruces recíprocos deberían dar el mismo resultado). Con la impronta, el mismo alelo mutado causa enfermedad o no según de qué padre provenga, violando el principio de equivalencia parental.

8. Inactivación del cromosoma X

Mecanismo: En hembras (XX), al inicio del desarrollo embrionario, uno de los dos cromosomas X se inactiva al azar en cada célula. El gen XIST produce un ARN largo no codificante que recubre en cis el cromosoma a inactivar, reclutando complejos represores (como PRC2) que depositan marcas de heterocromatina (H3K27me3) y metilación del ADN, condensándolo en el corpúsculo de Barr. Esta inactivación es aleatoria pero se mantiene estable en todas las células hijas (clonalmente heredada).

Finalidad biológica: Compensación de dosis génica. Su objetivo es igualar el nivel de expresión de genes ligados al X entre hembras (XX) y machos (XY), evitando el doble de expresión en las hembras.

9. Epigenética vs. mutación genética

La epigenética corresponde a cambios reversibles y heredables en la expresión génica sin alterar la secuencia del ADN (metilación del ADN, modificaciones de histonas, ARN no codificantes). Se diferencia de una mutación genética tradicional porque esta última sí modifica la secuencia de nucleótidos del ADN de forma permanente y no es reversible por mecanismos regulatorios simples.

3. Mitosis vs. meiosis

• Propósito: Mitosis → crecimiento, reparación tisular y reproducción asexual (mantiene el número cromosómico). Meiosis → formación de gametos para la reproducción sexual (reduce el número cromosómico a la mitad).
• N° de divisiones: Mitosis → 1 división. Meiosis → 2 divisiones consecutivas (meiosis I y II) con una sola duplicación previa del ADN.
• Resultado genético: Mitosis → 2 células hijas diploides (2n), idénticas a la célula madre. Meiosis → 4 células haploides (n), genéticamente distintas entre sí por el crossing-over (profase I) y la segregación independiente de homólogos (anafase I).

4. Cruce de conejos (C⁺C^ch × C^chC^h)

a) Cuadro de Punnett

Nota: Según la jerarquía de dominancia (C⁺ > C^ch > C^h > c), el cruce resulta en:

Proporción: 2 agutí : 2 chinchilla (o 50% agutí y 50% chinchilla, dependiendo de la interpretación de la dominancia específica de los alelos parentales presentados).

b) Probabilidad de conejos himalayos

En este cruce específico (C⁺C^ch × C^chC^h), no pueden nacer conejos himalayos (fenotipo C^hC^h o C^hc), ya que solo uno de los padres porta el alelo C^h. Para que nazca un conejo himalayo, ambos padres deberían aportar al menos un alelo C^h (y ninguno un alelo superior en la jerarquía).