Hace cincuenta aos, el 25 de abril de 1953 aparecieron tres artculos en la reviste Nature que cambiaron nuestra visin del mundo, la estructura de la doble hlice del ADN, con su apareamiento de bases complementarias, fue uno de los descubrimientos mas grandes de la biologa del siglo XX. Fue tambin el ms importante, ya que de manera inesperada la estructura misma indico la forma en la que una molcula de ADN podra replicarse, y por lo tanto revelo el secreto de la vida. La estructura fue resuelta en el laboratorio Cavendish, en Cambridge por Francis Crick y James Watson usando datos obtenidos por Rosalind Franklin en el Kings collige de Londres de difraccin de rayos X sobre fibras de ADN. (Bishop, et al., 2008)El ADN o cido desoxirribonucleico posee tres componentes fundamentales: un azcarla pentosa desoxirribosa-, un grupo fosfato y cuatro tipos de bases nitrogenadas (as denominadas porque pueden combinarse con iones de hidrogeno en soluciones cidas). Dos de las bases, citosina y timina, son anillos simples de carbono- nitrgeno denominadas pirimidinas. Las otras dos bases, adenina y guanina, son anillos dobles de carbono-nitrgeno denominadas purinas. Las cuatro bases se representan por cuatro primeras letras: C, T, A y G. Cada subunidad de DNA, compuesta por una desoxirribosa, un grupo fosfato y una base, se denomina nucletido. (Jorde et al., 2000)La estructura anatmica del ADN transporta la informacin qumica que permite la transmisin exacta de la informacin desde una clula hasta sus clulas hija y de una generacin a la siguiente. (Nussbaum et al., 2010)James Watson y Francis Crick propusieron el famoso modelo de doble hlice, en la cual el DNA se representa como una escalera de caracol con los enlaces qumicos a modo de peldaos. Los dos lados de la escalera se componen de azcar y fosfato, unidos por fuertes enlaces fosfodister. Desde ambos lados de la escalera las bases nitrogenadas se proyectan a intervalos regulares. La base de un lado se une con la base del otro mediante puentes de hidrgeno relativamente dbiles, y las bases nitrogenadas apareadas forman los peldaos de la escalera. (Jorde et. al., 2000).Las ilustraciones de los libros de texto suelen representar al ADN como una molcula de doble hlice que se prolonga en una recta y larga lnea. Sin embargo, si el ADN de una clula estuviera realmente estirado, medira alrededor de dos metros de longitud. (Jorde et. al., 2000). Para empaquetar todo este ADN en un ncleo diminuto, se enrolla a distintos niveles. Primero, el ADN se enrolla alrededor de un ncleo proteico de histonas y con un grupo heterogneo de protenas no histona. Existen cinco clases principales de histonas que desempean un papel importante en el correcto empaquetamiento de la fibra de cromatina. Dos copias de cada una de las histonas nucleares H2A, H2B, H3 y H4 constituyen un octmero, alrededor del cual se enrolla un segmento de doble hlice de ADN, como el hilo al carrete. Con cada octmero se asocian aproximadamente 140 pares de bases a su alrededor dando al menos de vueltas. Tras un corto segmento espaciador de ADN (entre 20 y 60 pares de bases), se forma el siguiente complejo ADN- octmero y as sucesivamente, lo que le confiere a la cromatina un aspecto de collar de perlas. Cada complejo de ADN con su ncleo de histonas se denomina nucleosoma, que es la unidad estructural bsica de la cromatina. (Jorde et. al., 2000).La quinta Histona H1, se enlaza con el ADN, en el margen de cada nucleosoma, en la regin espaciadora internucleosmica. Adems de los tipos principales de histonas, hay varias histonas especializadas que pueden sustituir a las histonas H3 y H2A dando lugar a caractersticas especficas del ADN genmico en esas localizaciones. Las Histonas H3 y H4 tambin pueden ser modificadas por cambios qumicos, estas modificaciones pueden modificar las propiedades de los nucleosomas, tambin denominados cdigo de histonas. (Nussbaum et al., 2010)Las hebras de nucleosomas estn empaquetadas a su vez en una estructura cromatinica helicoidal secundaria de 30 nm de dimetro con forma de tubo denominada solenoide. A su vez los solenoides se organizan en forma de bucles o dominios y se acoplan a intervalos de alrededor 100 kb, a un conjunto de protenas no histonas que forman la matriz nuclear situado en el interior del ncleo. Se ha especulado que los bucles sean de hecho unidades funcionales de replicacin del ADN o de transcripciones gnicas o ambas, y que los puntos de acoplamiento de cada bucle estn fijados a lo largo del ADN cromosmico. (Nussbaum et al., 2010)El genoma consiste en el conjunto completo de cromosomas de cualquier organismo especifico, de modo que comprende una serie de molculas de acido desoxirribonucleico (una para cada cromosoma), cada una de las cuales contiene numerosos genes. La principal definicin de un genoma es determinar la secuencia del ADN de cada cromosoma. Este puede ser dividido en varias molculas diferentes de acido nucledo y funcionalmente, en genes. Cada gen es una secuencia que dentro del acido nucledo representa a una sola protena. (Lewin, B., 2008)

Un gen es una secuencia de ADN que codifica a un ARN; en los genes codificadores de protenas, el ARN a su vez codifica a una protena. Cada gen reside en una localizacin particular del cromosoma. La localizacin se conoce de manera ms formal como locus. Los alelos de un gen son las diferentes formas que se encuentran en su locus. (Lewin, B., 2008)

Dentro de los tipos de ADN el primer tipo ms abundante se denomina ADN de copia nica o simple. Como su propio nombre lo indica, las secuencias de este DNA existen solo una vez (o posiblemente unas pocas veces) en el genoma. Este constituye el 75% del genoma e incluye a los genes que codifican las protenas. Sin embargo, el DNA que codifica las protenas slo representa una pequea proporcin de todo el DNA de copia nica. La mayora de este se encuentra en los intrones o en las secuencias de DNA localizadas entre los genes. (Jorde et. al., 2000).

El restante 25% del genoma esta formado por ADN repetitivo, secuencias que se repiten una y otra vez en el genoma, en ocasiones hasta miles de veces. Existen dos clases principales de AND repetitivo, el ADN disperso repetitivo y el ADN satlite. Las repeticiones de ADN satlite se disponen en tndem, agrupndose en ciertas regiones cromosmicas. Las repeticiones dispersas, como su nombre indica, tienden a estar repartidas aisladamente por todo el genoma (no se producen tndem). (Jorde et. al., 2000).El ADN satlite constituye alrededor del 10% del genoma y puede subdividirse a su vez en varios tipos: (Jorde et. al., 2000).El ADN satlite se presenta como repeticiones en tndem de secuencias de 171 pb (pares de base) que pueden abarcar varios millones de pares de bases, o mas, de longitud. Este tipo de ADN satlite se localiza cerca de los centrmeros de los cromosomas. Los minisatlites son grupo de repeticiones de mucha menor longitud. Estas repeticiones que poseen de 20 a 70 pb suelen alcanzar una longitud total de alrededor de unos pocos miles de pares de bases. Los microsatlites, el ltimo grupo, son aun ms pequeos, las unidades de repeticin poseen 2,3 o 4 pb y la longitud total de la serie suele ser inferior a unos pocos cientos de pares de bases. Los minisatlites y los microsatlites despiertan un inters especial en gentica humana, dado que su longitud vara de unos individuos a otros, lo que hace que sea muy til en el mapeo gentico. El ADN disperso repetitivo constituye alrededor de 15% del genoma y se distribuye en dos grupos SINEs (elementos disperso cortos) y LINEs (elementos dispersos largos). El tamao de los SINEs vara entre 90 y 500bp, mientras que los LINEs pueden alcanzar las 7.000kb. (Jorde et. al., 2000). Un importante subconjunto de genes codificados en el genoma humano reside en el citoplasma de la mitocondria, Los genes mitocondriales se heredan exclusivamente por va materna. Las clulas humana tienen entre cientos y miles de mitocondrias que contienen cada una varias copias de una pequea molcula de ADN mitocondrial. Dicha molcula solo tiene 16 kb de largo (menos del 0,03% de la longitud del cromosoma nuclear ms pequeo) y codifica solo 37 genes. Aunque los productos de estos genes realizan su funcin en la mitocondria, debe sealarse que la inmensa mayora de las protenas que se encuentra en las mitocondria, son de hecho, productos de genes nucleares. Se han descrito mutaciones en genes mitocondriales de varios trastornos de herencia materna y espordica. (Nussbaum et al., 2010).Una mutacin se define como cualquier cambio en la secuencia de un nucletido o en la organizacin del ADN. (Nussbaum et al., 2010).Dentro de los tipos de mutacin es importante mencionar a la mutacin de gen nico que es la sustitucin de un par de bases, esta ocurre cuando un par de bases es reemplazado por otro. Un segundo tipo de mutacin son las delecciones o inserciones de uno o ms pares de bases, estas mutaciones pueden producir la ganancia o prdida de un aminocido en una protena. Otros tipos de mutaciones pueden modificar la regulacin de la transcripcin o de la traduccin, por lo general, las mutaciones pueden originar una ganancia o prdida de funcin del producto proteico. (Jorde et. al., 2000).Las mutaciones pueden afectar a las clulas somticas o a las germinales (las clulas que producen gametos). Como consecuencia de una mutacin un gen puede variar entre los distintos individuos en funcin de su secuencia de ADN. Las diferentes secuencias se conocen como alelos. La localizacin de un gen en un cromosoma se denomina locus. Los alelos que estn presentes en un determinado locus constituyen el genotipo del individuo, algunos loci (plural de locus) varan considerablemente entre los individuos. Se dice que un locus es polimrfico (muchas formas) si tiene dos o ms alelos cuyas frecuencias de aparicin en una poblacin exceden del 1%. El locus polimrfico se denomina a menudo polimorfismo, que se define como la variabilidad gentica de un gen en una poblacin. (Jorde et. al., 2000).Existen varios tipos de polimorfismos genticos: SNP, STR y VNTR. Los SNP pronunciados (snips) tambin llamados polimorfismos de un solo nucletido, consisten en la variacin de una base nitrogenada, tambin se les denomina polimorfismo de nucletido simple, e incluyen adems de pequeas inserciones o deleciones. (Prez, A, 2013). Los SNP son los polimorfismos mas frecuentes, aparecen cada 200-300pb, y la mayor parte constituye sustituciones de una Citosina por una Timina. . (Prez, A., 2013). Los STR (short tndem repeats) tambin denominado microsatlites son repeticiones de uno a cinco nucletidos distribuidos por todo el genoma. Finalmente, lo VNTR (variable number of tndem repeats) o minisatlites son repeticiones de secuencias de nueve a cien pares de bases. . (Prez, A, 2013). El cromosoma Y es mucho mas pequeo que el X y tiene muchos genes. Su nica funcin resulta que solo los machos portan el cromosoma Y, del cual solo hay una copia, por lo tanto, los loci ligados a este ltimo son efectivamente haploides y no diploides, como el resto de los genes humanos. (Lewin, B., 2008)Durante muchos aos se pens que el cromosoma Y casi no portaba genes, excepto uno (o mas) de los que determinan el sexo y definen la masculinidad. Gran parte del cromosoma Y (mayor del 95% de su secuencia) no experimenta entrecruzamiento con el cromosoma X, lo cual condujo a la perspectiva que poda no contener genes activos porque no habra manera de evitar la acumulacin de mutaciones deletreas. Esta regin esta flanqueada por regiones seudoautosomicas cortas que se intercambian frecuentemente con el cromosoma X durante la meiosis masculina. Originalmente, a esta regin se le llamo recombinante, pero ahora se le conoce como regin especifica determinante de la masculinidad. La secuencia detallada del cromosoma Y muestra dicha regin contiene tres tipos de regiones: (Lewin, B., 2008) Las secuencias X transpuestas. Los segmentos X degenerados del cromosoma Y Los segmentos ampliconicos.

El cromosoma Y contiene relativamente pocos genes, aunque consta aproximadamente de 70 Mb de ADN. Se han identificado hasta el momento cerca de dos docenas de genes ligados a Y, entre los que se incluyen el gen que inicia la diferenciacin del embrin en un varn, varios genes que codifican factores especficos de la espermatogenesis testicular y un antgeno secundario de histocompatibilidad denominado HY. Varios genes constitutivos se localizan en el cromosoma Y, y todos tienen homlogos que escapan a la inactivacin en el cromosoma X. (Jorde et. al., 2000).

Los microsatlites son bloques de 2 a 6 bases que se repiten en tndem. El nmero de repeticiones de un STR puede ser muy variable entre individuos (los mas interesantes como marcadores genticos tienen entre 10 y 30 repeticiones), por lo que esta propiedad lo convierte en una herramienta muy interesante para la identificacin humana. (Blanco, A., 2008)

El tamao pequeo del locus del STR facilita la amplificacin del ADN de los alelos mediante la tcnica de PCR, porque la tipificacin se hace en forma muy rpida, con material biolgico, que incluso contiene, poco ADN o ADN altamente degradado, adems el producto de amplificacin de los STR, permiten discriminar fragmentos que difieren hasta en 1 par de bases. (Bravo, M., 2009).

Los microsatelites son ms populares que los minisatelites como marcadores de ADN por dos razones. Primero, los minisatelites no estn distribuidos en forma uniforme alrededor del genoma, sino que tienden a localizarse con mayor frecuencia en las regiones telomericas en los extremos de los cromosomas. Los microsatelites se distribuyen de manera ms convenientes por todo el genoma. Segundo, la forma mas rpida de tipificar un polimorfismo de longitud es por PCR es mucho mas rpida y mas exacta. (Brown, T., 2007)

En la actualidad hay miles de microsatelites polimrficos identificados en el ADN humano. Se estima que aparecen en el genoma con una media de una cada 10.000 nucletidos. (Blanco, A., 2008).

Los STR del cromosoma Y, han demostrado ser una importante herramienta en los casos de paternidad, sobre todo cuando el presunto padre ha fallecido. Es posible determinar el haplotipo completo del cromosoma Y, mediante el anlisis de cualquier pariente masculino en el patrilinaje. Sin embargo, un resultado basado exclusivamente en STR Y, no excluye que el padre sea otro pariente masculino del mismo patrilinaje. (Gusmo et al, 2003)Los STR tambin son tiles para el anlisis de manchas en las investigaciones forenses cuando un hombre sospechoso est involucrado, como es el caso en la mayora de los crmenes violentos, incluyendo delitos sexuales. El anlisis del cromosoma Y permite la deteccin de una fraccin de ADN masculino en manchas que involucran mezclas hombre-mujer. (Gusmo et al, 2003).Por otra parte, el deseo de comprender la historia de la humanidad y los patrones de migracin a travs del tiempo ha impulsado gran parte del estudio del cromosoma Y. (Butler, J., 2003).A comienzo del siglo XVI aproximadamente en el ao 1500 en Venezuela convivan cerca de cien etnias en el territorio de los cuales nicamente treinta lograron permanecer. Muchos de estos pueblos corren peligro de desaparecer en poco tiempo. Los warao, tambin conocidos como guaranos, habitan en los estados Delta Amacuro, Sucre, Monagas, Bolvar, as como tambin en la Repblica de Guyana. Estos indgenas se auto denominan warao, trmino que unos traducen como "dueos de la canoa" y otros como "gente sobre agua", Ambos reflejan la caracterstica ms resaltante de esta poblacin indgena que ha desarrollado una cultura adaptada al medio ambiente acutico, siendo la curiara el elemento inseparable de su vida. Su idioma es el warao. (Escalante, B. 2012, Fortunato,T. 2009)El grueso de la poblacin warao est asentado en la zona costera del Delta Central. Sus poblados se hallan ubicados a la orilla de los ros y su vivienda sigue siendo el tradicional palafito sin paredes, son pescadores por excelencia, pero tambin cazan, recogen frutos silvestres y, sobre todo, explotan la palma de moriche que, durante siglos fue el centro principal de su subsistencia. (Escalante, B. 2012).Tradicionalmente los hijos varones cuando se casan van a vivir con los suegros y esto ocurre a una edad muy temprana, a veces cuando la mujer es an muy joven. No suele haber ceremonia de matrimonio ni noviazgo previo. Por ello, la unidad familiar la componen: la pareja de ancianos jefes, los hijos varones an solteros y las hijas casadas con sus maridos e hijos, pudiendo reunirse hasta 4 generaciones ycon una disposicin jerrquica entre ellos. Cuando mueren los mayores, las parejas pueden emigrar y fundar su propio hogar. (Fortunato, T. 2009)En el Estado Delta Amacuro existe una poblacin llamada el Caigual al Noreste del Estado, perteneciente a la Parroquia Jos Vidal Marcano, Municipio Tucupita. De acuerdo a los datos obtenidos por el Comit de Hbitat y Vivienda del Consejo Comunal del Caigual, en la comunidad conviven 179 personas, agrupadas en 42 familias, de clase baja principalmente, de los cuales 172, pertenecen a la etnia indgena warauna, es decir 97 % de los habitantes, tan solo 7 habitantes son criollos.En los ltimo aos el estudio del cromosoma Y ha permitido descubrir marcadores STR y hasta febrero de 2003 toda la informacin sobre los ms de 200 marcadores encontrados, ha sido depositada en estudio del Proyecto Genoma Humano. Para el ao 2002 se descubren los marcadores STRs DYS 446 y DYS 458 respectivamente. . (Butler, J., 2003).

En relacin a las frecuencias allicas del marcador DYS 446, El alelo ms frecuente en Latinoamrica, representada por el estudio realizado por Padilla et al. en Guadalajara Mxico, citado por Bermdez et al (2013) result ser el 12 con una frecuencia de 0,368, mientras que en Asia; Corea China y Japn (Shin et al.2004; Ying et al. 2003; Asamura et al. 2008),citado por Bermdez et al (2013), obtuvo una frecuencia muy baja, dicho alelo en la poblacin europea (Rodig et al. 2007) citado por Bermdez et al (2013), es el segundo mas frecuente en Hamburgo, mientras que en Mnich es el tercero . El alelo ms frecuente en China y Japn fue el 14 con una frecuencia de 0,383 y 0,205 respectivamente, en Latinoamrica presento una frecuencia de 0,077 no siendo el ms frecuente y en Europa es el segundo en Mnich, pero el tercero en Hamburgo. El alelo ms frecuente en Europa, representada por las ciudades alemanas Hamburgo y Mnich fue el 13, que coincide siendo el alelo ms frecuente en Corea, en cambio en China, Japn y Latinoamrica no es tan frecuente.

Frecuencias allicas a nivel mundial para el marcador DYS446LOCALIDADALELO

1011121314151617181920

Mxico0,0950,2910,3680,1330,0770,0280,004---0.004------

Corea---0,05650,10960,36210,22590,10300,06310,05320,02330,0033---

China------0.0750.1750.3830.2500.058---0.0420.017

Alemania (Hamburgo)0.02040.04080.20410.57140.1633------------------

Alemania (Mnich)---0.03230.09680.54840.12900.06450.09680.0323---------

Japn---0,0378

0,0756

0,1597

0,2059

0.1050

0,0504

0,0798

0,0673

0,0588

0,1303

(Padilla et al. 2008; Shin et al.2004; Ying et al. 2003; Rodig et al. 2007; Asamura et al. 2008)Citado por; Bermdez et al (2013)

En un estudio realizado por Padilla et. al (2008), en Mxico para el marcador DYS 458, se obtuvo que el alelo ms frecuente fue el 17 con una frecuencia de 0,302, seguido de alelo 16 con una frecuencia de 0,239 y por ltimo el alelo 18 con una frecuencia de 0,189. En cambio en un estudio realizado por Ehler et al. (2010) en Republica Checa, se determino que el alelo mas frecuente es el 14 con una frecuencia de 0,340 seguido del alelo 16 con una frecuencia de 0,320 y el alelo 15 con una frecuencia de 0.260. En dicho estudio se determino que el alelo mas frecuente en la poblacin Europea fue el 14 y en la Americana el 17, pero es importante resaltar la frecuencia del alelo 16 en dichas poblaciones ya que es el segundo mas frecuente en estas investigaciones. (Padilla et. al (2008; Ehler et al.2010).

Frecuencias allicas en Mxico y Repblica Checa

PoblacinAleloFrecuencia

Mxico140,035

150,165

160,239

170,302

180,189

Republica Checa140,340

150,260

160,320

170.080

18--

(Padilla et. al (2008; Ehler et al.2010).

En base a lo anteriormente explicado, el objetivo de esta investigacin ser determinar la frecuencia allica y haplotpica de los loci STRs DYS446 y DYS458, ubicados en el cromosoma Y en la poblacin indgena Warao, de la comunidad El Caigual , Tucpita- estado Delta Amacuro.

Justificacin

La investigacin de marcadores en el cromosoma Y ha experimentado un tremendo crecimiento hace varios aos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:Establecer las frecuencias allicas y haplotpicas de los loci STRs DYS446 y DYS458 ubicados en el cromosoma Y, en la poblacin indgena Warao, de la comunidad El Caigual, Tucpita- estado Delta Amacuro.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Metodologa

Actividades Preparatorias

Instituciones y Personal Participante

Calendario y Horario de Actividades

Referencias Bibliogrficas

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