Tema 4. Mapeo e Identificación de Genes.

Question 1

Tipos de Enfermedades Genéticas

Answer 1

Cromosómicas, monogénicas y multifactoriales

Question 2

Para determinar si una enfermedad tiene componente genético:

Answer 2

• Se estudia el riesgo en la familia. Ejemplo: mirar si el riesgo es mayor entre hermamos que en la población general.
• Estudios de gemelos monocigóticos. Ejemplo: mirar si el riesgo es mayor entre gemelos monocigóticos o entre hermanos.
• Estudios de adopción. Saber si la enfermedad tiene mayor componente genético o ambiental.

Si los resultados anteriores son significativamente positivos se habla de una enfermedad multifactorial.

Question 3

La penetrancia de una enfermedad monogénica se puede observar por medio de…

Answer 3

Un pedigrí.

Question 4

Análisis de Ligamiento

Answer 4

Utilización de marcadores genéticos para seguir un fragmento cromosómico a lo largo de una genealogía. Se utilizan SNP, STRP O VNTR.

Question 5

Características Marcador (Análisis de Ligamiento)

Answer 5

• Región polimórfica.
• Herencia mendeliana.
• Alelos fácilmente clasificables.
• Localización conocida.

Question 6

Ligamiento

Answer 6

Tendencia de los alelos de dos loci cercanos a ser transmitidos juntos de una generación a la siguiente. Cuanto más lejos se encuentre un gen de un marcador, menor probabilidad habrá de que se hereden conjuntamente, pero mayor probabilidad de que haya recombinación. En estudios de ligamiento se observará a individuos heterocigotos, ya que los homocigotos no aportan información relevante.

Question 7

LOD

Answer 7

Logaritmo de Odds. Cuanto mayor sea el ligamiento, mayor valor tendrá.

Question 8

Desequilibrio de Ligamiento

Answer 8

Combinación en la cual alelos de dos loci cercanos se transmiten con una mayor frecuencia de la esperada. Estudio que se realiza en contraposición del análisis de ligamiento. Este depende de la proximidad y el tiempo que ocurre desde la mutación fundadora. Una combinación más posible indica que los loci se encuentran próximos y la mutación fundadora es reciente.
Se calcula como la diferencia de la frecuencia observada y la esperada, si es significativa se habla de LD.

Question 9

Haplotipo

Answer 9

Combinación específica de alelos que se encuentra en el mismo fragmento cromosómico. La frecuencia esperada del haplotipo será el producto de la frecuencia alélica de cada alelo.

Question 10

HapMap

Answer 10

Se estudian millones de SNPs para determinar LD entre ellos. El objetivo de este proyyecto es conocer la composición genética de forma más precisa así como determinar variantes genéticas relacionadas con enfermedades genéticas.

Question 11

Proceso HapMap

Answer 11

Secuenciación de los SNPs. Se determinan hotspots y bloques de LD. A pesar de la proximidad, se produce recombinación entre ellos. De todas las posibilidades, solo un pequeño número presenta representación en la población.

Question 12

Tag-SNPs

Answer 12

Número mínimo de SNPs que se debe secuenciar para determinar el haplotipo de un individuo, dentro de un bloque de LD.

Question 13

Estrategias Mapeo Caracteres Mendelianos

Answer 13

• Dependientes de posición: estudio pacientes con alteraciones cromosómicas, análisis de ligamiento.
• Independientes de posición: secuenciación exoma o genoma completo.

Question 14

Estudio pacientes alteraciones cromosómicas

Answer 14

Estrategia dependiente de posición. Caracteres Mendelianos.
Determinación de genes candidatos por medio de sondas. Aquellas sondas que hibriden en los cromosomas y en el derivativo presentarán la zona de interés. Después se podrá determinar el gen candidato o interferirlo por medio de bases de datos.

Question 15

Análisis de Ligamiento (Estrategia Mendeliana)

Answer 15

Estrategia dependiente de posición. Caracteres Mendelianos.
En el caso de que el paciente no presente translocaciones ni deleciones se utiliza esta estrategia, basada en pedigrís. El uso de marcadores se complementa con el estudio de haplotipos.
En el análisis de ligamiento se utilizan marcadores genéticos y se estudia la segregación en diferentes familias de estos marcadores en relación a la enfermedad.

Question 16

Secuenciación (Estrategia)

Answer 16

Estrategia dependiente de posición. Caracteres Mendelianos. Comparación de la secuencia genómica de un individuo problema con uno de referencia.
Se parte de WGS, con unas 4 millones de variantes. De estas se descartan aquellas que no se encuentran próximas al exón. Se descartan las variantes demasiado frecuentes como para ser causantes de la enfermedad. Se descartan también aquellas variantes que causan cambios sinónimos. Después se determina qué tiene más sentido biológico, que sea una variante de novo o que sea heredada (comparación genoma padres).

Question 17

Estrategias Mapeo Caracteres Complejos

Answer 17

• Análisis de Ligamiento.

- Estudios de Asociación.

Question 18

Análisis de Ligamiento (Estrategia Complejas)

Answer 18

Estrategia Caracteres Complejos. En el caso de caracteres complejos se desconoce el número de locus asociados a la enfermedad. Para realizar el análisis asumimos que los parientes afectados por la enfermedad tienen más probabilidad de tener los alelos que predisponen a la enfermedad de lo que se esperaría por azar.

Question 19

Estudios de Asociación

Answer 19

Estrategia Caracteres Complejos. Estudiar la frecuencia de un alelo dentro de una población, de casos y de controles para poder establecer algún tipo de asociación. Para ello se utilizan marcadores. El marcador estará asociado indirectamente a la enfermedad puesto que al estar próximo al alelo causante de la enfermedad, estará ligado a este, con una frecuencia de recombinación baja.

Question 20

Parámetros Desequilibrio de Ligamiento

Answer 20

El desequilibrio de ligamiento puede desaparecer con el tiempo:

• Número de generaciones. Conforme aumenta mayor probabilidad de recombinación.
• Frecuencia de recombinación. Si aumenta se rompe el ligamiento, mayor probabilidad de recombinación entre marcador y gen.
• Proceso Selección Natural. Selección a favor o en contra de un haplotipo particular.

Question 21

Tipos Estudio Asociación

Answer 21

Control y Cohorte / Genes candidatos y GWAS

Question 22

Control (tipo estudio de asociación)

Answer 22

Se estudia una población problema (con enfermedad) y otra control. Comparación de genotipos para ver las diferencias entre ellos.

Question 23

Cohort (tipo estudio de asociación)

Answer 23

Se estudia una población y con el paso del tiempo se observa qué grupo presenta la enfermedad. Se buscan coincidencias entre individuos que padecen la enfermedad.
El cohort puede ser aleatorio o dirigido. Un ejemplo de dirigido sería tomar individuos expuestos a los mismos factores ambientales o que compartan genotipo.

Question 24

Odds

Answer 24

Probabilidad de que ocurra / Probabilidad de que no

Question 25

Risk

Answer 25

Probabilidad de que ocurra / (Probabilidad de que ocurra + probabilidad de que no)

Question 26

Odd Ratio

Answer 26

Numerador: la presencia del alelo X que causa la enfermedad / individuos con alelo que no la presenten.
Denominador: La presencia del alelo sin X que causa la enfermedad / individuos con sin alelo que no la presenten.

Question 27

Risk Ratio

Answer 27

Numerador: la presencia del alelo X que causa la enfermedad / número total individuos con alelo X
Denominador: La presencia del alelo sin X que causa la enfermedad / número total individuos sin alelo X

Question 28

Genes Candidatos (Estudio Asociación)

Answer 28

Para tomar genes candidatos nos podemos basar en: función biológica, posición, modelos animales o humanos. Después se realiza un estudio de asociación donde aparece un grupo control y uno problema. Se debe repetir el estudio para confirmar si la asociación es real. Finalmente se haría un análisis funcional de la variante.

Question 29

GWAS (Estudio Asociación)

Answer 29

Empezaríamos con una población pequeña y una cantidad de SNPs muy elevada, de los que intentaremos mirar cuáles son significativos y cuáles no. Aquellos SNPs que sean significativos pasarán al siguiente estadio, donde la población será más grande y los SNPs usados serán menos. La finalidad será alcanzar una población de gran tamaño en la que se utilice un número pequeño de SNPs. Esto se hace para reducir costes y la cantidad de SNPs asociados a una enfermedad.