INTRODUCCIÓNUno de los mayores avances

de la medicina actual es la com-prensión de la base molecular deun gran número de enfermeda-des genéticas. El uso de esta in-formación mejora los métodos dediagnóstico y abre una nueva víapara su tratamiento potencial.

LA INFORMACIÓNGENÉTICA

El ADN (ácido desoxirribo-nucleico) contiene la informa-ción que determina la compo-sición de las proteínas estruc-turales, reguladoras, así comode factores que intervienen enel crecimiento, desarrollo y di-ferenciación celular. En las cé-lulas eucariotas, el ADN se en-cuentra mayoritariamente en elnúcleo, dentro de los cromo-somas. En las células somáti-cas, se encuentran 46 cromo-somas en forma de 23 pares dehomólogos (dotación diploide2n); 22 pares son autosomas yun par de cromosomas sexua-les. En las células germinales

sólo existe un cromosoma decada par (dotación haploide n).Cada par de cromosomas ho-mólogos posee característicasmorfológicas parecidas y susgenes contienen informaciónpara los mismos caracteres,aunque esta información pue-de ser distinta, ya que uno tie-ne origen paterno y otro mater-no.

Estructura del ADN

787

Bases moleculares de las enfermedades genéticas.Aproximación a la patología molecular

El poder actual de las técnicas moleculares está proporcionando un flujo casi constante denueva información, lo que permite el conocimiento progresivo de las bases moleculares de lavariabilidad genética y la enfermedad. El propósito de este artículo es la revisión delconocimiento actual de las bases moleculares de las enfermedades genéticas(cromosómicas, monogénicas y multifactoriales). Se describe la naturaleza de lasmutaciones y sus consecuencias, con especial énfasis en las enfermedades monogénicas.Se enumeran los tipos de estudios genéticos disponibles y se exponen sus características yaplicaciones. El uso progresivo de estos estudios en la clínica diaria hace necesario para elpediatra el conocimiento de sus implicaciones diagnósticas y limitaciones.Base molecular de la enfermedad; Mutación; Estudio genético.

CONCEPT AND METHODS FOR THE DIAGNOSIS OF PATIENTS WITH CONGENITALMALFORMATIONSThe power of current molecular techniques is providing a vast amount of new information whichallows the progressive understanding of the molecular bases of genetic variation and disease.The purpose of this review is to provide information about the current knowledge of themolecular bases of human genetic diseases (chromosomal, monogenic and multifactorial). Thenature of mutations and their consequences are described, focusing on single-gene disorders.Available genetic tests are reviewed, describing their characteristics and applications. Sincethese testing methods are increasing used in the daily clinical practice, it is necessary for thepediatrician the knowledge of their diagnostic implications and limitations.Molecular basis of disease; Mutation; Genetic test.

E. Guillén Navarro

Servicio de Pediatría. Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca. Murcia.

Resumen

El ADN, molécula que con-tiene la información genética,se encuentra mayoritariamen-te en los cromosomas del nú-cleo de las células.

Palabras clave

Abstract

Key words

Pediatr Integral 2002;6(9):787-794.

El ADN está formado pordos cadenas complementariasde nucleótidos con estructuraen doble hélice.

El ADN es una molécula for-mada por dos cadenas de de-soxirribonucleótidos (base ni-trogenada, pentosa y ácido fos-fórico) unidos covalentemente,orientadas en sentido opuesto yenrolladas alrededor de un eje.Esta estructura en hélice fue des-crita en 1953 por Watson y Crick.Existen cuatro tipos de desoxi-rribonucleótidos, que difieren en-tre sí por la base nitrogenada.Las bases características delADN son las purinas: adenina(A) y guanina (G); y las pirimidí-nicas: citosina (C) y timina (T).Las bases se enfrentan especí-ficamente en las cadenas opues-tas; una A se enfrenta siemprecon una T y una G siempre conuna C. A este par específico sele llama par de bases (pb) deADN. La secuencia de nucleóti-dos de una cadena determina lasecuencia de la otra (secuenciascomplementarias).

Una molécula de ADN se re-plica tras la separación de susdos cadenas y la síntesis, poruna serie de enzimas, de dosnuevas cadenas complementa-rias a partir de las cadenas ori-ginales que sirven de molde. Lacomplementariedad de las ba-ses también permite la repara-ción correcta y eficiente de lasmoléculas de ADN dañadas.

Flujo de informacióngenética

La secuencia de bases de unfragmento de ADN o gen deter-mina la secuencia de aminoáci-dos de una proteína. Para tradu-cir la información genética en unaproteína, la cadena reversa de unfragmento de ADN se transcribe,de forma complementaria, en unacadena de ARN (ácido ribonu-cleico) mensajero (ARNm). Los

genes presentan regiones codi-ficantes (exones) interrumpidaspor regiones no codificantes (in-trones). La transcripción originauna molécula precursora deARNm que corresponde al genentero (incluye intrones y exones).Todavía en el interior del núcleose eliminan los intrones de la mo-lécula de ARNm original y se re-ligan los exones dando lugar a lamolécula de ARNm maduro quesale al citoplasma y sirve comomolde para la síntesis proteíca(traducción). Los cuatro tipos debases del ARN se ordenan engrupos de tres, dando lugar a 64tripletes diferentes o codones.Cada codón es específico paraun aminoácido. Pero sólo existen20 aminoácidos diferentes, portanto, la mayoría de aminoácidosson codificados por más de uncodón (degeneración del códigogenético). La traducción comienzasiempre a partir de un codón queespecifica el aminoácido metio-nina (ATG) y finaliza al encontrarun codón de parada o stop (TGA,TAA o TAG).

Organización del genomahumano

El genoma humano, en su for-ma diploide, consiste aproxima-damente en 6 billones de pa-res de bases de ADN organiza-do en 23 pares de cromosomas.Se calcula que menos del 5%del ADN está constituido por ge-nes, un 50% o más correspon-dería a secuencias repetitivas yel resto a promotores, regula-dores de la transcripción y otroselementos por determinar. Se-

gún las estimaciones más re-cientes del International HumanGenome Sequencing Consortiumexisten de 30.000 a 40.000 ge-nes en el ADN nuclear humano,cuya secuencia inicial se ha pu-blicado a principios de este año2001. Cada gen está compues-to de dos copias alternativas oalelos, una procedente del cro-mosoma materno y otra del pa-terno, que ocupan su corres-pondiente locus genético en cro-mosomas homólogos. El tama-ño de un gen es variable, pue-de ser pequeño, como el gen dela globina que mide 1,5 kiloba-ses (1 kilobase equivale a 1.000pares de bases), o grande, co-mo el gen de la distrofina (2.000kilobases o kb). La caracteriza-ción completa de todos los ge-nes y el conocimiento de su or-ganización en el genoma ten-drán un enorme impacto en lacomprensión de los procesos fi-siológicos del cuerpo humano,en la salud y en la enfermedady, consecuentemente, en la prác-tica de la medicina en general.

Genoma mitocondrial

Aunque la gran mayoría degenes están localizados en elnúcleo, una pequeña proporciónresiden en el citoplasma, en lamitocondria. La molécula de ADNmitocondrial es una doble ca-dena circular de 16.569 paresde bases, ya secuenciada en1981 y que codifica, entre otras,algunas de las proteínas esen-ciales para la fosforilación oxi-dativa. Existe una gran variedaden el número de mitocondriaspor célula y en el número de mo-léculas de ADN por mitocondria788

ADN → ARN → Proteína

Se estima que menos del5% del ADN nuclear está cons-tituido por genes (30.000 a40.000 genes), el resto co-rresponde a secuencias repe-titivas y otros elementos.

Existe ADN mitocondrialque se hereda a través del óvu-lo materno siguiendo un patrónvertical no mendeliano.

(generalmente de 2 a 10), de ma-nera que cada célula contienemiles de copias de ADN mito-condrial. El contenido de mito-condrias en el espermatozoidees insignificante. En cada óvuloexisten de 200.000 a 300.000 co-pias y eso significa que cada in-dividuo hereda el genoma mito-condrial de su madre. Esto su-pone un patrón de herencia ver-tical materno no mendeliano. Mu-taciones de los genes mitocon-driales se han implicado en di-versas enfermedades como neu-ropatia óptica hereditaria de Le-ber, miopatías, epilepsia mio-clónica o síndrome de Kearns-Sayre, entre otras.

BASE MOLECULARDE LAS ENFERMEDADESGENÉTICAS

Tipos de enfermedadesgenéticas

1. Enfermedades cromosómi-cas. Son secundarias a la ca-rencia, el exceso o la confi-guración anormal de uno omás cromosomas, produ-ciendo material genético de-ficiente o excesivo que afec-ta a muchos genes. Son re-lativamente frecuentes. Laprevalencia de alteracionescromosómicas en los carioti-pos de neonatos estudiadosal azar es de 0,5%. En 50-60% de los abortos espontá-neos del primer trimestre sedetectan anomalías cromo-sómicas. En la mayoría deocasiones estas anomalíasocurren “de novo” salvo entranslocaciones desequili-bradas en donde en 1/3 de

los casos se detecta translo-cación equilibrada en uno delos progenitores. Las ano-malías cromosómicas tam-bién se dan con extraordina-ria frecuencia en procesosmalignos, como el cromoso-ma Filadelfia (translocacióndel brazo largo del cromo-soma 22 al brazo largo deotro cromosoma, frecuente-mente el 9) en la leucemiamieloide crónica u otras trans-locaciones que se encuen-tran con relativa especifici-dad en determinados tumo-res. Las anomalías se suelendetectar en las células tu-morales y, en ocasiones, unaalteración constitucional pue-de representar el primer pa-so en el proceso tumoral, co-mo en el retinoblastoma o eltumor de Wilms.

2. Enfermedades monogéni-cas o mendelianas. Se pro-ducen por la mutación de unúnico gen. Su prevalenciaglobal al nacimiento es de1%. Estas enfermedades pre-sentan un patrón de heren-cia simple o mendeliano quese clasifica en autosómicodominante (acondroplasia,neurofibromatosis I, esclero-sis tuberosa, entre otras), au-tosómico recesivo (fibrosisquística, fenilcetonuria, atro-fia muscular espinal, etc.) yligado a X (como distrofiamuscular de Duchenne o he-mofilia A). La alteración bio-química básica de estas en-fermedades reside en de-fectos de una gran variedadde proteínas, como: enzimas,receptores, proteínas detransporte, hormonas, inmu-noglobulinas, factores de co-agulación, de transcripcióno colágeno. El concepto tra-dicional de enfermedad mo-

nogénica asume la estabili-dad de las mutaciones, latransmisión de un alelo de ca-da progenitor para un deter-minado locus autosómico, lamisma expresión de ambosalelos en un locus autosómi-co y la transmisión al azar decualquier alelo a la descen-dencia. Sin embargo, existenexcepciones a esas reglascomo las mutaciones diná-micas, la disomía uniparen-tal o el imprinting genómicoque son objeto de revisión enotro capítulo.

3. Enfermedades multifacto-riales, resultado de la inte-racción de múltiples genes yfactores exógenos ambien-tales. Los defectos congéni-tos (labio leporino, fisura pa-latina, espina bífida, cardio-patía congénita) y las típicasenfermedades crónicas (dia-betes mellitus, enfermedadcoronaria, hipertensión esen-cial) están en este grupo. Laexistencia de una gran pro-porción de genes con alelospolimóficos sugiere una res-puesta diferente de cada unode ellos a distintos factoresambientales. Hasta ahora, elcomplejo mayor de histo-compatibilidad o HLA, situa-do en el brazo corto del cro-mosoma 6 y formado por dis-tintos loci (A, B, DR, DQ, yDP), es el que está más fre-cuentemente asociado a lapredisposición a ciertas en-fermedades. Existen diver-sas estrategias complejas(análisis de genes candida-tos con estudios de asocia-ción, análisis de hermanos,etc.) para el estudio de la ba-se molecular de estas enfer-medades y su clarificaciónes uno de los grandes retosactuales de la ciencia. 789

Clásicamente, las enfer-medades genéticas se dividenen cromosómicas, monogéni-cas y multifactoriales.

Esta clasificación, aunque útilpara aproximarnos a la etiopa-togenia, diagnóstico y consejogenético de cada uno de los ti-pos de enfermedad, es una sim-plificación de la realidad. Porejemplo, existen deleciones cro-mosómicas pequeñas que cau-san síndromes de genes conti-guos con la presencia simultá-nea de múltiples enfermedadesmonogénicas, como los varonescon deleción del brazo corto delcromosoma X que asocian dis-trofia muscular de Duchenne, en-fermedad granulomatosa cróni-ca, retinitis pigmentosa fenotipoMcLeod. También, los fenotiposde muchas enfermedades mo-nogénicas se modifican con laacción de factores ambientaleso genes en otros loci. Por tan-to, el límite entre los tipos de en-fermedades puede, en algunoscasos, estar difuminado.

Cambios en el ADN:origen de la diversidady la enfermedad genética

Se considera mutación acualquier cambio permanentedel ADN. No todos los cambiosen el ADN son necesariamentepatogénicos. Existen cambiosque no provocan efecto fenotí-pico (polimorfismos) o que alte-ran el fenotipo sin afectar la su-ceptibilidad a la enfermedad (di-ferencias en la talla, el color delpelo, etc.). Otros, sin embargo,pueden contribuir de forma me-nor en el proceso de la enfer-medad (como en las enferme-dades multifactoriales) o ser cau-santes directos de la misma (co-

mo en las enfermedades mono-génicas).1. Diversidad genética. Com-

parando dos genomas hu-manos escogidos al azar,existe una enorme variaciónnormal entre sus secuenciasde ADN. Se producen cam-bios en una de cada 100-200pares de bases del genoma.Estos cambios pueden pro-ducirse en las regiones co-dificantes (exones) dando lu-gar a variaciones múltiplesde un gen (alelos) en un lo-cus determinado que origi-nan varias formas de la mis-ma proteína. Los diferentesalelos derivan de los cambiosproducidos durante la evolu-ción, generalmente de unasóla base, a partir de un úni-co alelo precursor. En la ma-yoría de casos, suele ser uncambio neutral, que no afec-ta al aminoácido y, por tanto,no altera la proteína. El con-cepto de polimorfismo gené-tico se refiere a la existenciade múltiples alelos en un lo-cus, donde al menos dos ale-los se presentan con una fre-cuencia mayor del 1%. Lospolimorfismos del ADN ocu-rren con mayor frecuenciafuera de las regiones codifi-cantes y en regiones del ge-noma con efecto nulo o es-caso en la expresión génica.Además de los cambios deuna sóla base, los polimor-fismos pueden consistir eninserciones, deleciones y va-riaciones en el número de se-cuencias repetitivas en tan-dem. Éstos últimos se llamanVNTR (variable number of ta-dem repeats), si el númerode repeticiones es grande(10-60 nucleótidos), o STR(short tandem repeats), si elnúmero de repeticiones es

pequeño (1-4 nucleótidos).Estos polimorfismos son muyútiles en estudios de liga-miento y de identidad.

2. Mutaciones. Las enferme-dades genéticas son secun-darias a mutaciones del ADN.Las mutaciones pueden ocu-rrir en cualquier célula, tantoen células germinales (trans-misibles y responsables delas enfermedades heredita-rias) como en células somá-ticas (relacionadas con elcáncer y el envejecimiento).En el más amplio sentido, lasmutaciones se pueden clasi-ficar en tres categorías:

— Mutaciones genómicas, lasmás frecuentes, que provo-can aneuploidias como tri-ploidia (donde existe una ter-cera copia de la constitucióncromosómica completa) o tri-somías. Se producen por ma-la segregación cromosómi-ca durante la división celulary aumenta su frecuencia amedida que avanza la edadmaterna. Se calcula un su-ceso de mala segregaciónpor cada 25-50 divisionesmeióticas, aunque la fre-cuencia puede ser mayor yno registrarse por ser in-compatible con la vida en fa-ses precoces tras la con-cepción.

— Mutaciones cromosómicas,incluyen grandes alteracio-nes del tipo de deleciones,duplicaciones o transloca-ciones de una porción de uncromosoma a otro. Son me-nos frecuentes y se estimauna mutación de este tipo porcada 1.700 divisiones celu-lares.

— Mutaciones génicas. Here-ditarias; en su mayoría soncompatibles con la vida y conuna reproducción normal. Se790

No todos los cambios delADN son patogénicos. Las en-fermedades genéticas estánproducidas por mutaciones ge-nómicas, cromosómicas o gé-nicas.

originan por errores en el pro-ceso normal de la replicacióndel ADN o por mutágenos queinducen cambios de bases.El proceso de la replicaciónes enormemente seguro, consistemas de corrección deerrores muy eficientes que ha-cen que la tasa de mutacio-nes por este mecanismo seabaja, menor de un nuevo parde bases en el genoma pordivisión celular. Las mutacio-nes génicas pueden ser devarios tipos (Tabla I): a) Cam-bios de base o mutacionespuntuales. Cuando se produ-ce un cambio de base en unadeterminada posición, es po-sible que se cambie el codónpero codificando el mismoaminoácido (mutación silen-te, que ocurre en el 23% delos casos), que se incorporeun aminoácido distinto del ori-ginal (mutación de sentidoequivocado, comprende el73% de los cambios en las re-giones codificantes) o que es-te cambio codifique un codónde parada o stop (mutacionessin sentido, que acontecen enel 4% de los casos aproxi-madamente). En ocasiones,la sustitución de una basepuede ocasionar alteraciónen el proceso de maduracióndel ARN, afectando al corte yreligamiento de los exones. b)Deleciones/Inserciones. Si es-tas alteraciones son múltiplode tres bases (cada tres nu-cleótidos codifican para unaminoácido) la proteína re-sultante tendrá un número deresiduos menor en el caso dedeleciones o mayor en el deinserciones. Si no es múltiplode tres, la pauta de lecturacambiará y los aminoácidosvariarán a partir de ese pun-to. c) Inversiones /Duplica-

ciones. La mayoría de inver-siones se dan en las célulasgerminales masculinas. Lasduplicaciones pueden ser detodo el gen o sólo exones y sesuelen producir por entrecru-zamiento desigual entre ho-mólogos en la división celu-lar. d) Mutaciones por ex-pansión de repeticiones de tri-nucleótidos. La inestabilidadde ciertas repeticiones de tri-nucleótidos y su expansión endeterminados genes puedecausar enfermedades here-ditarias, como: síndrome deX frágil, distrofia miotónica,atrofia muscular espinobulbar,enfermedad de Huntingtono ataxia espinocerebelosa, en-tre otras. La repetición de tri-pletes es polimórfica en la po-blación. Así, por ejemplo, enlos individuos normales, el nú-mero de repeticiones CGG enel extremo 5’ del primer exóndel gen FMR-1 es menor de60. Si el número de repeticio-nes se encuentra entre 60 y200, está en el rango de pre-mutación para el síndrome deX frágil y puede pasar a mu-tación completa (> 200 repe-ticiones) al transmitirla a la des-cendencia. Se les llama mu-taciones dinámicas. En ge-neral, el tamaño mayor de lasrepeticiones de nucleótidosse correlaciona con mayorgravedad de la enfermedad

o su aparición más precoz.Muestran fenómeno de anti-cipación, en el cual el fenoti-po de la enfermedad empeo-ra en generaciones sucesivasde una misma familia.La frecuencia de las diferen-

tes mutaciones no es la mismapara cada gen. En cada gen pre-domina un tipo de defecto y sue-le depender de la secuencia deADN (presencia de repeticiones,secuencias homólogas) y de lafunción de la proteína codificada.Además, determinados loci, co-mo acondroplasia o esclerosis tu-berosa, muestran una alta tasade mutaciones “de novo”, algu-nas de estas mutaciones ocurrencon mayor frecuencia en relacióncon la edad paterna avanzada.

MÉTODOS DE ESTUDIODE LAS ENFERMEDADESGENÉTICAS

Como en cualquier tipo dediagnóstico clínico, una anam-nesis detallada (recogiendo cui-dadosamente los antecedentesfamiliares en forma de árbol ge-nealógico) y el examen físico, su-plementado con análisis bioquí-micos específicos, en caso ne- 791

Tipo Ejemplo

Mutaciones Silente Fibrosis quística (FQ)

puntuales De sentido equivocado Acondroplasia/FQ

Sin sentido Neurofibromatosis/FQ

Mutaciones Deleción Distrofia de Duchenne

grandes Inserción Hemofilia A

Duplicación Charcot-Marie-Tooth

Inversión Hemofilia A

Expansión de tripletes X frágil/Huntington

TABLA I. Tipos de mutacionesgénicas.

Las enfermedades cromo-sómicas se analizan mediantelos estudios citogenéticos y lasmonogénicas mediante estu-dios moleculares indirectos (li-gamiento) o directos.

cesario, constituyen el punto departida para establecer el diag-nóstico clínico genético de sos-pecha. A partir de ahí, y en fun-ción de la presunción diagnós-tica, se indicará un tipo u otro deestudio genético.

1. Estudios citogenéticos. Sise sospecha una enfermedadcromosómica se realizará uncariotipo y será necesario apli-car técnicas especiales de hi-bridación in situ fluorescente(FISH), aplicando la sonda es-

pecífica, en el caso que hayaindicios de un síndrome demicrodeleción en el pacien-te u otra alteración que pue-da identificarse de esta for-ma. A este tipo de estudios sele ha dedicado un capítulo in-dependiente.

2. Estudios moleculares. El nú-mero de análisis molecularesdisponibles para el estudio deenfermedades monogénicasse está ampliado progresiva-mente gracias al progreso dela tecnología molecular. La apli-cación del conocimiento de lahibridación de los ácidos nu-cleicos, las enzimas de res-tricción (endonucleasas bac-terianas que cortan el ADN enpuntos específicos de su se-cuencia), técnicas como la re-acción en cadena de la poli-merasa o PCR (amplifica se-lectivamente secuencias deADN) y Southern Blot (trans-ferencia de ADN amplificadoa papeles de filtro para su hi-bridación con sondas espe-cíficas) constituyen las herra-mientas básicas de la genéti-ca molecular.

— Indicaciones. Un estudio mo-lecular puede estar indicadocuando se sospeche una en-fermedad monogénica, mito-condrial o cáncer hereditario,ocasionalmente en enferme-dades multifactoriales. Pue-de servir para: a) confirma-ción de un diagnóstico (co-rrelación genotipo-fenotipo);b) identificación de portado-res; c) diagnóstico prenatal.d) diagnóstico preimplanta-ción; e) diagnóstico presin-tomático en enfermedades deaparición tardía; f) estimacióndel riesgo de padecimientode ciertas enfermedadescomplejas, como las neuro-degenerativas o el cáncer en792

Tipos de estudio Tipos de cambios identificados

Polimorfismos: Variaciones no patológicas*FRLP Estudio de un fragmento de ADN**VNTR (tamaño/ secuencia), no***STR necesariamente el gen

No identifica mutaciones del gen

*Fragmentos de restricción de longitud polimórfica. **Número variablede repeticiones en tandem. ***Repeticiones cortas en tandem(microsatélites).

TABLA II. Tipos de estudios

genéticos molecularesindirectos.

Tipos de estudio Tipos de cambios identificados

Screening de mutaciones 90% de cualquier mutación/(*SSCP, **DGGE, ***PTT) deleción pequeña

Estudio de mutacionesespecíficas (ensayos conenzimas de restricción, ****ASO) Sólo una mutación concreta

Southern Blot Reestructuraciones génicas degran tamaño

Secuenciación Cualquier mutación

*Polimorfismos de conformación de cadena única. **Electroforesis engel de gradiente desnaturalizante. ***Test de la proteína truncada.****PCR alelo específica.

TABLA III. Tipos de estudios

genéticos molecularesdirectos.

FIGURA 1. Mutación (Gly380Arg)en el gen del receptor

3 del factor decrecimiento de los

fibroblastos,responsable de un

cuadro clínico deacondroplasia.

GlyC C A C C C C G T A G C T GC C A C C C T G T A G C T G

Arg

Gly380Arg

GGG → AGG

Acondroplasia

Secuencia gen FGFR3 (sentido reverso)

Cortesía de las Dras. Trujillo y Ayudo. Servicio de Genética. Fundación JiménezDíaz. Madrid.

individuos sanos; g) scree-ning poblacional.Dada la heterogeneidad ge-nética de algunas enferme-dades, así como la compleji-dad de sus análisis, es nece-sario referir los casos a Uni-dades de Genética Clínicaque puedan orientarlos ade-cuadamente y remitir lasmuestras a los laboratorios es-pecializados para su estudio.

— Muestra. Los estudios mole-culares se realizan habitual-mente en el ADN del pa-ciente. Se suele extraer demuestras de sangre (5-10 mL)que se guardan en tubos deEDTA. El ADN también sepuede obtener de cualquiertejido, mucosa oral, pelo, se-men, vellosidad corial, célu-las embrionarias, muestrasde anatomía patológica o in-cluso de las tarjetas del scre-ening neonatal. Es importan-te, en ocasiones, obtener elADN de un paciente y guar-darlo para uso posterior, so-bre todo en el caso de pa-cientes fallecidos con sos-pecha de enfermedad gené-tica. Cuando los genes tie-nen muchos exones o se sos-pecha un determinado tipode mutaciones que truncanel producto proteíco, es pre-ferible utilizar ARN. Su ex-tracción es más complicada,requiriendo un procesamientoespecial de las muestras.

— Tipos de estudios molecu-lares. El estudio molecular sepuede abordar mediante elestudio genético indirecto odirecto, según el estado deconocimiento del gen o ge-nes implicados en la enfer-medad sospechada.

• Indirecto o de ligamiento:se puede realizar cuando elgen está localizado, aunque

no esté secuenciado e iden-tificado (Tabla II). Se analizael ligamiento de la enferme-dad a marcadores polimórfi-cos cercanos al gen. Puededarse error en la interpreta-ción en las ocasiones en queexista recombinación. Es im-prescindible estudiar a todala familia, incluyendo indivi-duos de diagnóstico conoci-do, tanto sanos como afec-tos, de varias generaciones.

• Directo: se utiliza cuando elgen se ha identificado y se-cuenciado. Es de elecciónsiempre que sea posible. Noprecisa el estudio de otrosmiembros de la familia (TablaIII). Se puede realizar en en-fermedades como acondro-plasia, X frágil, Duchenne, atro-fia medular espinal, fibrosisquística, etc. En la acondro-plasia, donde más del 90%presentan el mismo cambiode nucleótido, se suele se-cuenciar directamente el frag-mento de ADN que lo contie-ne (Figura 1). En caso de he-terogeneidad alélica (nume-rosas mutaciones distintas enun gen) se emplean técnicasde screening de mutacionesinicialmente, seguido de se-cuenciación. Es importante re-saltar que un resultado positi-vo confirma el diagnóstico clí-nico, pero en la mayoría de ca-sos un resultado negativo pue-de no descartar la enferme-dad. Por ello, es muy impor-tante conocer el rendimientode cada técnica para inter-pretarla adecuadamente.

BIBLIOGRAFÍALos asteriscos reflejan el interés del ar-tículo a juicio del autor.1.** Antonorakis SE. Mutations in hu-

man diseases: nature and con-sequences. In: Rimoin DL, ConnorJM, Pyeritz RE, eds. Emery and Ri-

moin´s Principles and Practice ofMedical Genetics. Third edition.New York, NY: Churchill Livings-tone, 1997. p. 53-66.

Este capítulo expone los tipos de muta-ciones en los genes humanos y sus con-secuencias. Hace consideraciones muyinteresantes acerca de la correlación ge-notipo-fenotipo.

2.*** Beaudet AL, Scriver CR, Sly WS,D Valle. Genetics, Biochemistry,and Molecular Bases of Variant Hu-man Phenotypes. In Scriver CR,Beaudet AL, Sly WS et al, eds. TheMetabolic and Molecular Basis ofInherited Disease. 8th ed. NewYork, NY: Mc-Graw Hill, Inc. 2001.p. 1-45.

Importante revisión actualizada sobrelas bases moleculares de las enferme-dades, así como de de las técnicas deestudio molecular disponibles para suestudio, ilustradas con ejemplos muy de-mostrativos.

3.*** Committee on Genetics. Ameri-can Academy of Pediatrics. Mo-lecular genetic testing in Pedia-tric Practice. Pediatrics 2000; 106:1494-7.

Revisión sobre los estudios genéticosmoleculares aplicados al estudio de en-fermedades monogénicas y síndromesde microdeleción. Reflexión acerca delas limitaciones de su uso en niños y ado-lescentes.

4.** Guillén Navarro E. Estudios mole-culares en dismorfología. An EspPediatr 2001; 54, supl 4: 105-12.

Se revisan los conceptos básicos de labiología molecular y las técnicas mole-culares disponibles para el estudio deenfermedades monogénicas frecuentesen Pediatría.

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Artículo que recoge el primer borradorde la secuencia del genoma humanoanalizando las conclusiones prelimina-res derivadas del mismo.

6.** Malcolm S. Molecular methodo-logy. In: Rimoin DL, Connor JM,Pyeritz RE, eds. Emery and Ri-moin´s Principles and Practice ofMedical Genetics. Third edition.New York, NY: Churchill Livings-tone, 1997. p. 67-86.

Repasa las principales técnicas mole-culares para el diagnóstico genético par-tiendo de las herramientas básicas. 793

794

ALGORITMO:APROXIMACIÓN

DIAGNÓSTICA A LAPATOLOGÍA

MOLECULAR.

Diagnósticomolecular no

posible:guardar ADN

Análisis deligamento conmarcadorespolimórficos

Si no se encuentra la mutación se realizará ligamiento si es posible

Gen mapeado yclonado

Sospecha de undiagnóstico

Diagnósticoclínico definitivo

Gen mapeadopero no clonado

Análisis deligamiento

Análisis demutaciones

Miembros de lafamilia no

disponibles

Mutacionesmuy

heterogéneas

Miembros de lafamilia

disponibles

Alteracionesmoleculares

grandes

Mutacionescomunes

conocidas

Métodos descreening demutaciones

Southern, FISH,PCR múltiple

ASO: PCRalelo-específica

Recién nacida que ingresapara estudio por acortamien-to de extremidades. Es la ter-cera hija de padres sanos y noconsanguíneos (edad mater-na: 37 años; edad paterna: 48

años), sin otros antecedentesfamiliares de interés. Embara-zo sin incidencias. Parto eu-tócico, a término. Período neo-natal: APGAR: 9/10. Somato-metría: Peso: 3.080 g; longi-tud: 44 cm; PC: 36 cm. Explo-ración: impresiona de mega-cefalia con frente prominente,

hipoplasia mediofacial, acor-tamiento proximal de extremi-dades con manos en tridentee hipotonía axial. Mapa óseo:acortamiento proximal de ex-tremidades con ligera incur-vación y ensanchamiento me-tafisario. Estudio molecular delgen FGFR3: Gly380Arg.

Caso clínico

Análisispoblacional

BASES MOLECULARES DE LAS ENFERMEDADES GENÉTICAS

FISH: hibridación in situ fluorescente; PCR: reacción en cadena de la polimerasa; ASO: PCR alelo-específica.