La epigenetica y su importancia en la salud

1. Epigenética
alumna: Perla Meneses Sánchez
GENÉTICA MÉDICA

2. ¿Qué es la Epigenética?
Rama de la biología que
estudia las interacciones
causales entre los genes y
sus productos que dan lugar
al fenotipo
Definido como el
mecanismo por el cual los
organismos multicelulares
desarrollan múltiples tejidos
diferentes a partir de un
único genoma.

3. EPIGENÉTICA
Indica cambios heredables en la
estructura y organización del
ADN
No involucran
cambios en su
secuencia pero que
modulan la expresión
genética
Cambios heredables
en el fenotipo (lo que
vemos)
La epigenética (del griego epi, 'en' o 'sobre'), por tanto,
se refiere a los cambios reversibles del ADN y las
proteínas que se unen a él, y que hace que unos genes
se expresen o no en función de condiciones exteriores.

4. • “La diferencia entre genética y epigenética
probablemente puede compararse con la diferencia
que existe entre escribir y leer un libro. Una vez que el
libro ha sido escrito, el texto (los genes o la
información almacenada en el ADN) será el mismo en
todas las copias que se distribuyan entre los lectores.
Sin embargo, cada lector podría interpretar la historia
del libro de una forma ligeramente diferente, con sus
diferentes emociones y proyecciones que pueden ir
cambiando a medida que se desarrollan los capítulos.
De una forma muy similar, la epigenética permitiría
diferentes interpretaciones de un molde fijo (el libro o
código genético) y resultaría en diferentes lecturas,
dependiendo de las condiciones variables en las que se
interprete el molde.”
• Thomas Jenuwein (Viena, Austria)

5. En medicina…
• Pretende explicar por qué los organismos
vivos expresan unos genes y silencian otros
para conformar así sus características físicas
particulares y la susceptibilidad de desarrollar
determinadas enfermedades.

6. Mecanismos de
regulación Epigenética
Metilación del ADN
Modificaciones en las
histonas
Encargadas de
empaquetar el ADN
Participan en la
modulación de
completos reguladores
de la cromatina
SUS MODIFICACIONES DIRIGEN A
CAMBIOS EN LA CONDENSACION DE
LA CROMATINA QUE REGULAN EL
INGRESO DE LA MAQUINARIA
TRANSCRIPCIONAL Y POR LO TANTO
DE LA EXPRESION GÉNICA.

7. ADN
Empaquetado como cromatina en el núcleo
Posteriormente es
organizada en
HETEROCROMATINA
SILENCIOSA
Mayor parte de
material nuclear
Incluye telómeros y
regiones
pericentroméricas
Ricas en secuencias
repetitivas
Bajo contenido
génico.
EUCROMATINA
ACTIVA
Transcripcionalmente
activa
Contiene la mayoria
de los genes

9. UNIDAD BASICA DE LA
CROMATINA
Consiste en 147pb envueltos en
octámeros de histonas
H2A, H2B, H3 Y H4 forman
núcleo de histonas

10. CROMOSOMA
CROMATINA
FIBRA SOLENIODE
nucleosomas enrollados
en la cromatina
NUCLEOSOMAS
Envueltos en
octámeros de
histonas

12. MODIFICACIONES DE LAS HISTONAS
METILACIÓN EN LOS
RESIDUOS DE LISINA Y
ARGININA
ACETILACIÓN DE LOS
RESIDUOS DE LISINA
UBIQUITINACIÓN Y
SIMOILACIÓN DE LISINAS
FOSFORILACIÓN DE SERINAS Y
TREONINAS
COLAS AMINOTERMINAL NO ESTRUCTURADA

13. MODIFICACIONES DE LAS HISTONAS
ACETILACIÓN DE
RESIDUOS DE
LISINA
METILACIÓN DE
LOS RESIDUOS DE
LISINA
MARCAS
MODULADORAS
CLAVE PARA LA
ACTIVACIÓN O
REPRESIÓN
TRANSCRIPCIONAL
Mecanismo para la modificación de estructura
de la cromatina
Metilación de histonas es un proceso por el cual
los grupos metilo se transfieren a los
aminoácidos de las proteínas histonas de los
cromosomas.
Residuos de lisina y
arginina contienen
grupos amino, que
confieren
características básicas
e hidrofóbicas.

14. METILACIÓN DEL ADN
• La DNA contiene
combinaciones de cuatro
nucleótidos que incluyan la
citosina, la guanina, el timina
y la adenina.
• La metilación de la DNA
refiere a la adición de un
grupo metílico (CH3) a los
nucleótidos de la citosina o
de la guanina.
• Este grupo metílico puede
ser agregado al quinto átomo
de carbón de la base de la
citosina o al sexto átomo del
nitrógeno de la base de la
adenina.
• Enzimas que pueden metilar
el ADN: DNAmetiltranferasas

15. METILACIÓN
MODIFICACIÓN
DEL QUINTO
CARBONO DE
CITOCINA
DINUCLEOTIDOS
CpG, ( Citosina
fosfo Guanina)
ISLAS CpG
200pb con >50%
guaninas y
citocinas

16. ¿ qué hacen los grupos metilo
adicionados?
• Se concentran especialmente en la región
promotora de los genes. (regulan)
– Los promotores son secuencias específicas de ADN
localizadas en los extremos 5'-terminales de los genes
y contiene la información necesaria para activar o
desactivar el gen que regula.
– La ARN polimerasa se une a las secuencias de dichos promotores
iniciando el proceso de la transcripción.
• Mientras más metilado esté un tramo de ADN, menos
probable es que se exprese la información que contiene.

17. ¿qué es importante conocer?
• Los patrones de metilación del ADN una vez
establecidos deberan ser mantenidos de
forma estable en las divisiones celulares.
• Proceso bien conservado y la falla para
mantener la información epigenetica correcta
conlleva a consecuencias graves como la
expresión génica anormal y apoptosis,
mecanismos asociados con el cáncer.

19. IMPACTO EN LA SALUD-ENFERMEDAD
• Dado que los cambios epigenéticos pueden ser
transmitidos entre generaciones de células e
individuos, estos cobran gran importancia para la
medicina
Expresión génica aberrante
cáncer
Diabetes tipo II
esquizofrenia
Resistencia de microorganismos
a medicamentos
Enfermedades autoinmunes
Vinculada con enfermedades
como

20. Enfermedades por alteración en la
metilación: Síndrome ICF
• inmunodeficiencia, inestabilidad, centromerica y anomalias faciales
• El síndrome ICF es un padecimiento autosómico recesivo raro, en el cual los pacientes
cursan con deficiencia de al menos dos tipos de inmunoglobulinas y ocasionalmente
defectos en la inmunidad celular.
• Presentan retraso mental y una facies peculiar que incluye una cara redonda,
hipertelorismo, puente nasal plano, micrognatia y macroglosia; además de infecciones
respiratorias recurrentes.
• Normalmente, el ADN satélite de estas regiones se encuentra metilado en las células
somáticas, pero en los pacientes con ICF presenta una marcada hipometilación,
indicando que la metilación es esencial para una adecuada estructura centromérica y
estabilidad cromosómica.

21. Ejemplo: Cáncer Islas CpG normalmente
no metiladas estan a
menudo hipermetiladas
para silenciar gener
supresores tumorales y
favorecer el desarrollo de
neoplasia.

22. Enfermedad del adulto
Factores ambientales
DIETA
Alimentos ricos en folato
(vitamina B9) incluyendo
varias verduras, frutas cítricas
y fresas, son fuentes
alimenticias de metilo. La
vitamina B12, presente en el
pescado, la carne, la leche y
los huevos, puede donar
grupos metilo al metabolismo

23. HIPÓTESIS BARKER MALNUTRICION
MATERNA
Bajo peso al nacer
Riesgo aumentado de
muerte por
enfermedad
cardiovascular y ACV

24. FENÓMENO MALNUTRICIÓN
MATERNA
Malnutrición fetal
PROGRAMACIÓN FETAL
Adaptación a un medio donde
hay carencias nutricionales
FENOTIPO AHORRADOR
Expuesto a una alta ingesta de
alimentos, alto consumo de
grasa y poco gasto de energía
DESORDENES METABOLICOS Y
ENFERMEDADES EN EL ADULTO

25. ¿En que mas se ocupa la epigenética?
María Domínguez, especialista en Biología del Consejo Superior
de Investigaciones Científicas (CSIC), en el trabajo que acaba de
publicar la revista “nature” en el que demuestra que ciertos
factores epigenéticos son capaces de desencadenar la aparición
de tumores altamente invasivos cuando se combinan con un
oncogen activo.
Los trabajos de Domínguez han permitido confirmar que el
cáncer no es sólo cuestión de genética. Según sus conclusiones,
cuando dos proteínas (bautizadas como Pipsqueak y Lola) se
expresan de forma aberrante, se produce la desactivación de
genes supresores tumorales que contribuye a la formación del
tumor. "Ambas cosas deben darse a la vez", explica Domínguez.
María Domínguez con su equipo (Foto: CSIC)
"En el cáncer”la memoria celular está alterada. Muchos genes
que deberían estar activos están silenciados, y si antes esto se
asociaba exclusivamente a una mutación ahora sabemos que es
necesaria además la implicación de mecanismos epigenéticos".