Factores que afectan la expresión génica

Penetrancia se define como el porcentaje de personas que tienen el alelo y que desarrollan el fenotipo correspondiente (véase figura Penetrancia y expresividad). Un alelo con penetrancia incompleta (baja) no puede expresarse, incluso cuando el rasgo es dominante o cuando es recesivo y el gen responsable de ese rasgo está presente en ambos cromosomas. La penetrancia de un mismo gen puede variar de persona a persona y puede depender de la edad. Aun cuando un alelo anormal no se exprese (sin penetrancia), el portador no afectado del alelo anormal puede transmitirlo a los hijos, que pueden tener la alteración clínica. En esos casos, el linaje parece saltar una generación. Sin embargo, algunos casos de aparente falta de penetrancia se deben al desconocimiento del examinador o a la incapacidad para reconocer manifestaciones leves de la enfermedad. A veces se considera que los pacientes con expresión mínima tienen una forma leve o incompleta del trastorno.

La expresividad es el grado en que un gen se expresa en una sola persona. Puede ser calificada como porcentaje; p. ej., cuando un gen tiene un 50% de expresividad, sólo la mitad de las características están presentes o la intensidad es sólo la mitad de lo que puede ocurrir con la expresión completa. La expresividad puede estar influida por el medio ambiente y por otros genes, por lo que personas con un mismo gen pueden variar en cuanto al fenotipo. La expresividad puede variar incluso entre miembros de una misma familia.

Penetrancia y expresividad

El modo en que el genotipo se traduce en fenotipo depende de la penetrancia y la expresividad. La penetrancia se refiere a si el gen se expresa o no. Es decir, se refiere a cuántas personas con el gen tiene el rasgo asociado con ese gen. La penetrancia puede ser completa (100%) o incompleta (p. ej., 50% cuando sólo la mitad de la personas tiene el rasgo). La expresividad determina cuánto afecta el rasgo o cuántas características del rasgo aparecen en la persona. Varía de completa a mínima, o puede no estar presente. Varios factores, como la genética, la exposición a sustancias nocivas, otras influencias ambientales y la edad, pueden afectar la expresividad. La penetrancia y la expresividad pueden variar: las personas con el gen pueden tener el rasgo o no y, en las personas con el rasgo, puede variar cómo éste se expresa.

Un rasgo que aparece sólo en uno de los dos sexos se denomina limitado por el sexo. Esto es diferente de la herencia ligada al cromosoma X, que se refiere a los rasgos que son transmitidos en el cromosoma X. La herencia limitada por el sexo, quizá más correctamente denominada herencia influenciada por el sexo, se refiere a casos en los cuales las hormonas sexuales y otras diferencias fisiológicas entre varones y mujeres alteran la expresividad y la penetrancia de un gen. Por ejemplo, la calvicie prematura (conocida como calvicie de patrón masculino) es un rasgo autosómico dominante, pero esta calvicie rara vez se expresa en las mujeres y en general, sólo después de la menopausia.

El sellado genómico es la expresión diferencial del material genético dependiendo de si ha sido heredado del padre o de la madre. Para la mayoría de los autosomas, se expresan los alelos paternos y maternos. Sin embargo, en < 1% de los alelos, la expresión es posible sólo desde el alelo paterno o materno. Por ejemplo, la expresión del gen del factor de crecimiento 2 similar a la insulina normalmente se expresa sólo desde el alelo paterno.

El sellado genómico suele estar determinado por efectos que suceden con normalidad en el desarrollo de los gametos. Cambios como la metilación del DNA pueden hacer que ciertos alelos maternos o paternos se expresen en grados diferentes. Un trastorno puede aparecer como que salta una generación si el sellado genómico impide que el alelo causante se exprese. El sellado defectuoso, como la activación anormal o el silenciamiento de alelos, puede dar como resultado la aparición de trastornos clínicos (p. ej., síndrome de Prader-Willi, síndrome de Angelman).

Se observan ambos alelos codominantes. Así, el fenotipo de los heterocigotos es distinto del de cualquiera de los dos homocigotos. Por ejemplo, si una persona tiene un alelo que codifica el grupo sanguíneo A y un alelo que codifica el grupo sanguíneo B, la persona tiene ambos grupos sanguíneos (grupo AB).

(Véase también Hipótesis de Lyon [inactivación del cromosoma X]).

En las mujeres, que tienen 2 cromosomas X (o > 2 anomalías cromosómicas sexuales) (salvo en los óvulos), todos excepto uno de los cromosomas X está inactivado; es decir, la mayoría de los alelos en ese cromosoma no se expresa. Cuál cromosoma se inactiva está determinado de manera aleatoria individualmente en cada célula temprano en la vida fetal; a veces es el X proveniente de la madre el que se inactiva, y otras, es el X del padre. En ocasiones, la mayor parte de la inactivación del cromosoma X proviene de uno de los progenitores —llamada inactivación X sesgada. De cualquier manera, una vez que ha tenido lugar la inactivación en una célula, todos los descendientes de la célula tienen la misma inactivación X.

Sin embargo, algunos alelos se expresan en el cromosoma X inactivo. Muchos de estos alelos están en regiones cromosómicas correspondientes a regiones de los cromosomas Y (y por lo tanto, se denominan regiones seudoautosómicas porque tanto varones como mujeres reciben 2 copias de estas regiones).