25/11/10 1

TEMA 3: GENÉTICA DE LA CONDUCTA

25/11/10 2

CONCEPTO DE GENETICA DE LA CONDUCTA Su objetivo es explicar cómo y cuánto influyen, los

genes (genotipo), sobre la conducta (fenotipo) Esta influencia puede darse de dos formas: 1- Rasgo o herencia monogenética o mendeliana:

Cuando es un único gen el involucrado en el fenotipo conductual (p.e. Corea de Huntintong): Hay escasa influencia del ambiente

2- Rasgo o herencia poligénica: Es la más frecuente y se trata la influencia de varios genes sobre la conducta (p.e. la memoria). Hay una gran influencia del ambiente

Entre individuos de una misma población cabe esperar que las diferencias fenotípicas estén marcadas por la cantidad (cuantitativas) y no por la calidad (cualitativas)

Los rasgos cuantitativos suelen estar afectados por varios genes (poligénicos) en donde cada alelo, va aportar al fenotipo una cierta cantidad de rasgo genético

25/11/10 3

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA(MONOGÉNICA):CONDUCTA HUMANA

Se refiere a aquellas conductas en las que sólo se ve afectado un gen

Casos más conocidos: fenilcetonuria y el X frágil Fenilcetonuria: Enfermedad recesiva que implica

déficit intelectual menor de 50 de CI. Se debe a una afectación de un gen recesivo del cromosoma 12. Se produce porque se acumula fenilalanina en el cerebro y no se sintetiza, empezando a producir, si no se detecta en pocos días después del nacimiento, retraso mental

25/11/10 4

25/11/10 5

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA HUMANA

Síndrome de X frágil: segunda causa de deficiencia intelectual moderada en varones, los cuales se ven afectados en una proporción 2:1 con respecto a las mujeres.

Es una enfermedad ligada al sexo ya que afecta al cromosoma X

Otra sintomatología asociada es: habla repetitiva y/o desorganizada y aversión a mantener el contacto ocular

La causa de las alteraciones comportamentales parece ser la mutación de un gen que se expresa en el tejido cerebral

Esta mutación consiste en un aumento de la repetición de las bases CGG en más de 200 veces, cuando lo normal, sería de 6 a 54 repeticiones

25/11/10 6

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA HUMANA (NO VA PARA EXAMEN)

Distrofia muscular de Duchenne: Ligada también al cromosoma X, la padece 1/3500 varones, presentan un CI de 85 en promedio y un deterioro de las habilidades verbales más que las no verbales

Enfermedad de Lesch- Nyhan: Ligada al cromosoma X. Lo sufre 1/ 20000 varones. La sintomatología es: Conducta compulsiva por la automutilación, consistente en morderse los dedos, y los labios hasta ocasionarse daños graves, además de una baja capacidad de AP

Enfermedad de Tay- Sachs: Enfermedad autosómica recesiva que se caracteriza por retraso mental y fisiológicamente por una alteración en el metabolismo de los lípidos que se van acumulando en el cerebro y terminan por dañarlo. Afecta 1 /100000 nacidos que mueren a los 3- 4 años

Enfermedad Alzheimer: Existe una afectación genética en aquellas personas que sufren la enfermedad y que involucran a los genes 21, 14 y 1.

Cromosoma 21: donde se puede encontrar la PPA Cromosoma1 y 14: donde se puede encontrar, la PS1 y la PS2 Los signos neurológicos son: atrofia cortical, del hipocampo, amígdala y tálamo Los síntomas neuropsicológicos son: Especialmente una pérdida de memoria y de la

capacidad cognitiva de manera generalizada

25/11/10 7

HERENCIA MONOGÉNICA: OBESIDAD Nos referimos a aquella obesidad que se manifiesta

principalmente por el gen responsable de la producción de una hormona peptídica, producida por los adipocitos llamada leptina

Dicha hormona regula la cantidad de ingesta actuando directamente sobre los receptores hipotalámicos

Su efecto es el de potenciar la señal de saciedad y reducir la sensación de disfrute que la comida origina

¿Qué ocurre cuando la leptina funciona mal? Que el hipotálamo no recibe las señales de saciedad provenientes del aparato digestivo de una forma adecuada

¿Cómo se origina el problema a nivel genético? Varias posibles causas:

1- Mutación que consiste en una deleción (pérdida de un fragmento de ADN de un cromosoma) de guanina en la posición 133 que da lugar a una leptina incompleta

2- Mutación genética que da lugar a la ausencia total de síntesis de leptina

En cualquiera de los dos casos la manifestación fenotípica, la obesidad, es exactamente la misma

3- Mutación genética que consiste, no en el mal funcionamiento del alelo que codifica la leptina (dos primeros casos) si no en el mal funcionamiento del gen que codifica el receptor neuronal de la leptina y que anula su funcionalidad

4- Mutación genética que se produce en el gen que codifica la melanocortina (agente anoréxico más potente del cerebro) que deteriora su funcionalidad provocando como síntomas hiperfagia y obesidad

25/11/10 8

HERENCIA MONOGÉNICA: LENGUAJE

Caso más famoso de afectación del rasgo mendeliano humano que afecta al lenguaje: Caso de la familia KE

Muchos de los miembros de esta familia padecían una notable alteración en su capacidades lingüísticas unida a dificultades motoras orofaciales que deterioran la articulación del lenguaje (dispraxia verbal): En estos casos, saben lo que quieren decir pero son incapaces de controlar los músculos que necesitan para hacerlo. El problema afecta tanto a la producción de sonidos como a la secuencializacion de los mismos.

Los individuos afectados son portadores de una mutación ilógica del gen FOXP2

El gen y proteína FoxP2, está relacionado con el lenguaje humano: su mutación se correlaciona con determinados trastornos específicos del lenguaje. se expresa en varias zonas del cerebro durante la embriogénesis, aunque no está claro si la activación del gen se produce en la fase embrionaria o si eso ocurre en el momento en que se empieza a aprender a hablar. Sus niveles más altos aparecen en la capa VI del córtex, sobre todo en estructuras subcorticales de la base (la capa VI envía fibras eferentes al tálamo, estableciendo una interconexión recíproca muy exacta entre la corteza y el tálamo, que va a ser imprescindible para el Procesamiento de la informacion)

HERENCIA MONOGÉNICA:NARCOLEPSIATrastorno neurológico caracterizado por episodios de sueño en momentos inapropiados.

Los síntomas de la narcolepsia son:- Crisis de sueño: Necesidad irresistible de dormir en cualquier momento del día pero suele coincidir

con periodos de inactividad- Cataplejia: Debilidad muscular hasta el pto. De poder quedar totalmente paralizada y desplomarse

en el suelo debido a que se produce atonía muscular en un momento inapropiado, es provocada, a diferencia del sueño narcoléptico, por una excitación emocional brusca

- Parálisis del sueño: Incapacidad de moverse justo antes de que comience el sueño- Alucinaciones hipnagógicas: Actividad propia de la fase REM que irrumpe durante la parálisis del

sueño y que se caracteriza por la elaboración de sueños mientras que la persona yace despierta

- Suele aparecer con más probabilidad en situaciones estresantes o emotivas.- La causa de la narcolepsia es una anomalía cerebral que alteran los mecanismos neurales del sueño

y del arousal- Es poco frecuente 1/ 2.000 personas- La patologia parece estar relacionada con la mutación de un gen que se encuentra en el cromosoma

6 y que está muy influído por factores ambientales Es un gen recesivo por lo que implica que ambos progenitores al menos lo portan en su código- Este gen es receptor de un neurotransmisor peptídico llamado orexina, en resumen, dicha mutación

provoca pérdida de neuronas orexinérgicas que se necesitan para el buen funcionamiento de mecanismos del sueño.

- El déficit pues de estas neuronas provoca en los sujetos narcolépticos que se pase directamente del estado de vigilia a la fase REM del sueño

25/11/10 10

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA: BASE NEUROBIOLÓGICA: SEROTONINA Y DOPAMINA I Son especialmente interesantes las

investigaciones que relacionan la actividad de los neurotransmisores con algunas conductas alteradas

Serotonina: Neurotransmisor que está especialmente producido por las neuronas de una zona del Tronco Encefálico llamada núcleo del rafe

Según las variaciones que se den en la cantidad de serotonina segregada se pueden presentar diferentes conductas con las que está relacionada, a saber:

1- Niveles bajos: Están relacionados con síntomas depresivos

2- Niveles muy escasos: Con dificultad para el autocontrol (control de impulsos) y un exceso de conductas agresivas

25/11/10 11

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA: BASE NEUROBIOLÓGICA: SEROTONINA Y DOPAMINA II Los genes que parecen estar involucrados en las variaciones de

serotonina en el organismo (variaciones anómalas), son los siguientes:

1- Gen que codifica el transportador de serotonina: Del cual existen dos alelos : Uno largo (L) y uno corto (S).

*Los homocigóticos para el alelo S tienden a presentar con mayor frecuencia ansiedad y conductas evitativas ante situaciones amenazantes, así como puntuar más alto en el rasgo de personalidad “Neuroticismo”.

*La función del transportador de serotonina, en este caso, es devolver este neurotransmisor a la neurona presináptica desde el espacio sináptico, lo que constituye una forma de inactivación.

*Lo que ocurre en este caso, es que al sufrir un bloqueo constante de la recaptación, la actividad serotoninérgica será menor y en consecuencia, hace a estos sujetos más proclives a la depresión y ansiedad. *

Tanto los homocigóticos para el alelo S como los heterocigóticos para el alelo LS (en menor medida) se aprecian mucho más vulnerables a experiencias traumáticas y los hace más proclives a trastornos depresivos que los homocigóticos para el alelo L

2- Gen de la monoaminoxidasa A (MAOA): *Este gen aparece inactivo o poco activo en personas con un

historial de impulsividad y/o antisociales La monoaminooxidasa A (MAO-A) es una enzima que regula la

degradación metabólica de serotonina y noradrenalina en el sistema nervioso. Ambos neurotransmisores han sido claramente involucrados en la modulación de la agresión. De hecho, el sistema serotoninérgico representa uno de los principales sistemas de neurotransmisión relacionado con la aparición de conductas impulsivas y violentas

25/11/10 12

GENÉTICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA: BASE NEUROBIOLÓGICA: SEROTONINA Y DOPAMINA III Dopamina: Las variaciones de dopamina están relacionadas con

alteraciones en el gen que codifica la proteína responsable de la extracción de la dopamina del espacio sináptico. Según la variación de dopamina se pueden dar distintos patrones conductuales, a saber:

1- Niveles bajos: Producen las alteraciones motrices en la Enfermedad de Parkinson

2- Niveles altos: Producen el deterioro conductual propio de la Esquizofrenia

Por otro lado, se ha detectado en humanos un polimorfismo en la proteína que constituye el receptor D4 de dopamina: Los individuos que portan la variante de alelo largo tienden a ser personas ávidas de novedad y buscadoras de situaciones placenteras en mucha mayor medida que los que portan el alelo corto

El receptor D4 se expresa en distintas partes del SNC: En el hipotálamo y parte del Sistema Límbico relacionada con las emociones y en corteza prefrontal. Y las funciones cognitivas que se ven más afectadas y que están relacionadas especialmente con el córtex prefrontal son la atención y otras funciones como la concentración y procesos de memoria.

El hecho que este receptor inhiba la función neuronal especialmente las del córtex prefrontal, unido al hecho de que la variante larga es menos eficaz hace lógica la relación causal entre esta variante y algunas alteraciones observadas en el comportamiento de algunas personas, tal es el caso del: Síndrome de Déficit de Atención e Hiperactividad y también con el rasgo de personalidad “ búsqueda de sensaciones”

Existe también una especial sensibilidad al alcohol, cocaína y metanfetamina, para los portadores de este alelo lo que los predispone a hacerse adictos a sustancias de abuso

25/11/10 13

GENÉTICA CUANTITATIVA DE LA CONDUCTA Los genes que determinan los rasgos fenotípicos cuantitativos (presentan

una variación continúa en la población: estatura, peso, inteligencia, etc.) se transmiten de padres a hijos según los mismos principios de transmisión de la herencia descubiertos por Mendel

Estos rasgos son casi siempre poligénicos, donde cada alelo, en teoría, aporta un tanto por ciento del valor total del rasgo

Los alelos cuyo valor se suma al de otros para explicar el valor total del fenotipo se llaman alelos aditivos

Cuando un individuo es homocigótico para un determinado alelo, se dice que posee una dosis génica = 2

Dosis génica: es el nº de veces que aparece un alelo en un genotipo Sumando el producto de cada dosis génica por el valor aditivo del alelo

correspondiente se obtiene el valor del genotipo total respecto al rasgo que estemos considerando

25/11/10 14

CONCEPTO DE HEREDABILIDAD Es la proporción de variabilidad atribuída a diferencias genéticas Es un valor numérico estimado entre 0 y 1 Ese valor numérico representa la proporción de la variabilidad del rasgo

fenotípico atribuible a los genes a la que llamamos H En contraposición a este valor, aparece la ambientalidad que es la

proporción de la variable atribuída a factores ambientales y a la que llamamos A

El parámetro que cuantifica la variabilidad de un rasgo es la varianza, que en este caso se llama varianza total o fenotípica (Vt) que es = a Vg + Va (genética + ambiental)

A partir de ahí se obtiene la fórmula para calcular la heredabilidad: H= Vg/Vt

Del concepto de heredabilidad surgen dos variantes: H. en sentido estricto: Atribuible específicamente a la varianza genética

aditiva H. en sentido amplio: que tiene en cuenta además los fenómenos

atípicos de dominancia y epistasia En cualquier caso, ambas tienen la misma fórmula para hallar la

heredabilidad

25/11/10 15

GENÉTICA CUANTITATIVA DE LA CONDUCTA HUMANA: INTELIGENCIA La inteligencia es un rasgo fenotípico cuantitativo semejante a otros rasgos como la altura,

peso, color de piel, etc. La medición de la inteligencia se hace a través de tests psicológicos que permiten clasificar

a los individuos Los indicadores estándares en población “normal” son de Media= 100 y desviación típica=

15 Pero en el caso de la inteligencia, a diferencia de otros rasgos como la altura, peso, etc. Su

medida sólo nos da una medida estimativa que nos indica en que puesto nos encontramos en la población

Al no ser una medida tangible, las pruebas intelectuales al hacer la estimación del CI nos dan una puntuación en base a la normalidad y tb una estimación en percentiles que nos indica el tanto por ciento de personas que se encuentran por encima y por debajo

En cuanto a la heredabilidad la inteligencia tb sufre variaciones inter e intra sujetos, a saber: 1- Intersujetos: En el sentido de que el valor de la heredabilidad comparada varía en

función del grado de parentesco con el que se compare 2- Intrasujeto: En el sentido de que el valor de la heredabilidad en este caso tb varía dado

a que a lo largo del desarrollo evolutivo individual tb se producen variaciones Por supuesto, estamos hablando siempre que en el valor de H. medido es en sentido amplio

ya que hay que considerar todos los tipos de herencia genotípica posibles

25/11/10 16

GENÉTICA CUANTITATIVA DE LA CONDUCTA HUMANA: PSICOPATOLOGÍA Las enfermedades mentales más importantes tanto por su incidencia en la población como por el deterioro que

ocasionan son: la esquizofrenia, las alteraciones del estado de ánimo ( en su doble vertiente maníaca y depresiva) y los trastornos de ansiedad, dentro de los cuáles se considera al de mayor gravedad al trastorno obsesivo- compulsivo (TOC)

Esquizofrenia: Se caracteriza sobre todo, por la presencia de alucinaciones y falsas creencias (delirios) y por un deterioro significativo para distinguir la realidad de lo que no lo es

En cuanto a la posibilidad de padecer la enfermedad en población general sin antecedentes familiares se estima que un 1% de dicha población padecerá la enfermedad

Dicha posibilidad irá en aumento conforme la concordancia genética es más estrecha siendo la más afectada de todas la que comparten los gemelos monocigóticos que se ve estimada en casi un 50% de posibilidades

Alteraciones del estado de ánimo: La alteración más grave es la del trastorno bipolar Dicho trastorno se caracteriza por dos fases de enfermedad totalmente contrarias (una de otra) que se constituyen

en: 1- Fase maníaca: En la que el sujeto de manera anormal, experimenta un gran entusiasmo por todo, actividad y

emociones muy positivas y lleno de energía y vitalidad y todo esto, sin un motivo concreto y casi de forma constante

2- Fase depresiva o hipomaníaca: En la que el sujeto de manera tb anómala experimenta tristeza aguda, sufrimiento, pasividad, llanto fácil y riesgo de suicidio que en este caso está estimado que entre un 15- 20% de los enfermos llegan a suicidarse de hecho

Estas dos fases se van alternando de manera cíclica y sujeta a muchas condiciones que van desde las ambientales hasta las más biológicas

La fase depresiva del Trastorno Bipolar coincide con el Trastorno Depresivo normal tb conocido como Depresión Unipolar

Al igual que pasa con la esquizofrenia este tipo de trastorno está influído por factores genéticos en alguna medida Trastornos de ansiedad: Se encuentran, los TOC, los ataques de pánico y las fobias. Todas las patologías de tipo

neurótico tienen como nexo común un síntoma: La sensación experimentada psicofisiológicamente del miedo en circunstancias en las que no se justifica el tenerlo

En el caso, de los trastornos de ansiedad no está tan claro la heredabilidad de la patología, si bien, si es más factible que se herede un factor de predisposición a nivel de personalidad (rasgo neuroticismo)

25/11/10 17

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Y CONDUCTA HUMANA: ALTERACIONES EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

POLIPLODÍAS: Alteración que se da cuando el número de cromosomas de una célula o de todas las células es múltiplo exacto del número haploide de esa especie y distinto del número diploide normal. Hablamos de triplodías, tetraploidías, etc.

En el caso de las triploidías se piensa que una de las causas es la fecundación de dos espermatozoides en un óvulo, con lo que el cariotipo del cigoto resultante presentará tres copias de cada cromosoma

Este tipo de alteraciones no son viables para la supervivencia humana en el caso de la tripoidía, se estima que entre un 15- 18% de los abortos humanos son fetos triploides, lo mismo ocurre con los tetraploides

25/11/10 18

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Y CONDUCTA HUMANA: ALTERACIONES EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

Aneuploidías: Es el fenómeno que se manifiesta cuando existe un cromosoma de más o de menos y en este caso se establecen: las monosomías y las trisomías

25/11/10 19

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Y CONDUCTA HUMANA: ALTERACIONES EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS MONOSOMÍAS: No son compatibles con el

desarrollo, salvo la que causa: Síndrome de Turner Caracterizado por la expresión 45, X: En el que 45 es

el nº total de cromosomas y la X señala que sólo hay una copia del cromosoma sexual

Estas personas se caracterizan por tener un CI bajo Lo sufre 1/3.000 mujeres nacidas vivas El otro cromosoma X (cromatina sexual o corpúsculo

de Barr) que falta es imprescindible para el crecimiento normal, el desarrollo de los ovarios y del sistema nervioso y su ausencia genera problemas a todos estos niveles

25/11/10 20

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Y CONDUCTA HUMANA: ALTERACIONES EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

TRISOMÍAS AUTOSÓMICAS: El síndrome más conocido es el Síndrome de Down descrito por John Langdon Down

Sus características son una peculiar presencia física, riesgo muy alto de sufrir malformaciones físicas, retraso en el desarrollo corporal y CI muy bajo (en torno a 50)

Su afectación genética consiste en la presencia de otro cromosoma en el par 21 del cariotipo

La incidencia es de 3/ 20.000 nacidos vivos El factor de riesgo más importante es la edad

de la madre, posiblemente porque a medida que la mujer se hace mayor el proceso de formación del cariotipo pierde eficacia que da como resultado anomalías cromosómicas (como la de la trisomía 21) que tienden a ser abortadas espontáneamente

25/11/10 21

ALTERACIONES ESTRUCTURALES DE LOS CROMOSOMAS DELECIONES E IMPRINTING GENÓMICO: Es la pérdida

de un trozo de cromosoma y éste trozo desaparece del cariotipo

Caso típico: Síndrome del Maullido del gato: Las personas que padecen esta anomalía manifiestan una malformación de la laringe y de glotis, deficiencia mental y malformaciones anatómicas

TRASLOCACIONES: Es la separación de un fragmento de ADN de un cromosoma y su posterior unión a otro cromosoma, con lo que no hay pérdida de material genético.

En la medida que no hay pérdida de material genético se dice que la reordenación genética es equilibrada.

Existen dos tipos de traslocaciones: 1- T. recíprocas: Cambio de material genético. En

realidad, de un fragmento del cromosoma, entre dos cromosomas no homólogos. En este caso ni se aumenta ni se reduce el número de genes, sino que sólo se producen una reordenación del material genético

2- T. robertsonianas: Es la unión por el centrómero de los brazos largos de dos cromosomas con pérdida de los brazos cortos que al fusionarse aparecen como uno solo

25/11/10 22

25/11/10 23

ALTERACIONES ESTRUCTURALES DE LOS CROMOSOMAS INVERSIONES: Consiste en una

reorganización de un fragmento pero de la siguiente manera: es como si cortásemos un trozo de cromosoma y lo volviéramos a soldar en el mismo sitio pero este material experimenta un giro de 180º. Cuando el fragmento cortado conserva el centrómero se le llama I. pericéntrica y si no lo conserva I. paracéntrica

DUPLICACIONES: Es la repetición de un fragmento de un cromosoma dentro de un mismo cromosoma normalmente por un intercambio desigual entre cromátidas durante el entrecruzamiento de la meiosis