10.15: Impronta genómica y herencia

La impronta genómica es un fenómeno en el que la regulación de la expresión génica está influenciada por el progenitor que transmitió el gen a su descendencia.

Las células somáticas de muchos organismos, como los mamíferos, son diploides, es decir, tienen dos copias del genoma, una heredada del padre y otra de la madre. Las copias del mismo gen en las células somáticas se conocen como alelos.

En la mayoría de los casos, ambos alelos se expresan simultáneamente. Sin embargo, se expresa un pequeño número de genes en función de la fuente de la herencia, debido a una impronta o marca que acompaña al gen, como la metilación.

Esta metilación es resistente a la desmetilación que se produce después de la fertilización y, por lo tanto, es heredada por la descendencia. La metilación del ADN puede regular positiva o negativamente la expresión génica.

En ratones, la copia del gen del factor de crecimiento similar a la insulina-2 heredada de la madre se silencia, mientras que la copia del padre se expresa debido a la impronta.

Una secuencia reguladora de ADN reprime el gen del factor de crecimiento similar a la insulina-2 cuando se une a una proteína aislante. Para el alelo heredado de la madre, la ausencia de metilación da lugar a la represión del gen por la proteína aislante.

Para el alelo del padre, la metilación en esta secuencia influye positivamente en la expresión del alelo al evitar que la proteína se una, lo que resulta en la expresión génica.

La impronta genómica puede ser perjudicial para una descendencia cuando el alelo típicamente expresado está mutado. A diferencia de la mayoría de los genes, el otro alelo no puede compensar la mutación debido al silenciamiento por impronta genómica.

Por ejemplo, el inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 1C es un gen codificante de proteínas responsable de la modulación de la división celular. La impronta genómica asegura la expresión solo del alelo materno. La ausencia o mutación del alelo materno contribuye a una afección conocida como síndrome de Beckwith-Wiedemann, caracterizada por un gran tamaño corporal, una lengua grande y la protuberancia de los órganos internos fuera del cuerpo a través del ombligo.