Los polimorfismos genéticos son las variaciones naturales en un gen, secuencia de ADN, o cromosoma que no tienen efectos adversos en el individuo y se producen con frecuencia bastante alta en la población general.
La diversidad genética es un factor esencial en la evolución y la adaptación de los organismos. Dentro de esta variabilidad, los polimorfismos de genes representan cambios en la secuencia del ADN que están presentes en más del 1% de la población. Estas modificaciones pueden influir en la función de los genes y en la predisposición a diversas enfermedades, así como en la respuesta a fármacos y en otros rasgos biológicos.
A lo largo de los años, el estudio del polimorfismo en Biología ha cobrado gran relevancia en áreas como la medicina personalizada, la farmacogenómica y la genética de poblaciones. Identificar y comprender estas variaciones es fundamental para avanzar en el tratamiento y la prevención de enfermedades.
Polimorfismos genéticos: definición
No todas las variantes genéticas se consideran polimorfismos. Un polimorfismo es una variante genética que aparece en al menos 1% de una población. Al establecer el punto de corte en el 1%, se excluyen las mutaciones espontáneas que puedan haber ocurrido en – y difundido a través de los descendientes de – una sola familia.
El polimorfismo implica una de dos o más variantes de una secuencia de ADN particular. El tipo más común de polimorfismo implica la variación de un solo par de bases. Pero los hay que pueden ser mucho más grandes en tamaño e implicar largos tramos de ADN.
El polimorfismo genético promueve la diversidad dentro de una población.
Estas variaciones pueden encontrarse en regiones codificantes y no codificantes del genoma, afectando en mayor o menor medida la expresión y función de los genes.
A diferencia de las mutaciones, que suelen ser menos frecuentes y potencialmente patológicas, los polimorfismos pueden ser neutros o incluso beneficiosos. En algunos casos, pueden conferir ventajas evolutivas, como la resistencia a enfermedades infecciosas o la adaptación a diferentes dietas.
Tipos de polimorfismos genéticos
Los polimorfismos pueden presentarse de diversas formas, dependiendo del tipo de alteración en la secuencia del ADN. Entre los más estudiados se encuentran:
Polimorfismos de nucleótido (SNP)
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Son las variaciones más comunes en el ADN humano y consisten en el cambio de un solo nucleótido en una posición específica. Se estima que existen millones de SNPs en el genoma humano, muchos de los cuales no tienen un efecto funcional evidente, mientras que otros pueden modificar la expresión génica o la estructura de proteínas.
Ejemplo: Un SNP en el gen CYP2C19 puede influir en la metabolización de ciertos fármacos, afectando su eficacia y seguridad.
Inserciones y deleciones (Indels)
Se producen cuando se añaden o eliminan pequeños fragmentos de ADN en una secuencia genética. Estas alteraciones pueden afectar la función de una proteína si ocurren dentro de un exón.
Ejemplo: Una deleción en el gen CCR5 ha sido asociada con la resistencia al VIH, ya que impide que el virus ingrese a las células inmunitarias.
Repeticiones en tándem (VNTRs y STRs)
Son secuencias de ADN que se repiten en número variable en diferentes individuos. Estas variaciones se utilizan en análisis forenses y estudios de genealogía.
Ejemplo: Los STRs son fundamentales en pruebas de paternidad y en la identificación criminal.
Polimorfismos: ejemplos
Algunos ejemplos de polimorfismos genéticos en humanos son los siguientes:
- Los grupos sanguíneos AB0
- El factor Rh
- El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC)
Los grupos sanguíneos son creados por moléculas presentes en la superficie de las células rojas de la sangre (y a menudo en otras células también). Los grupos sanguíneos ABO fueron los primeros en ser descubiertos (en 1900), y son los más importantes para asegurar las transfusiones de sangre seguras.
Los antígenos Rh son proteínas transmembrana con bucles expuestos en la superficie de las células rojas de la sangre. Parecen ser utilizados para el transporte de dióxido de carbono y / o amoníaco a través de la membrana plasmática. Se nombran para el mono rhesus en que fueron descubiertos.
El complejo mayor de Histocompatibilidad es una familia de genes cuyos productos están implicados en la diferenciación de lo propio y lo ajeno en el sistema inmunitario.
¿Cómo surgen los polimorfismos y por qué persisten?
Los polimorfismos genéticos surgen por mutación. Un polimorfismo que persiste durante muchas generaciones por lo general se mantiene porque posee una ventaja sobre los demás en términos de selección natural.
Varios factores pueden mantener el polimorfismo en una población. Por ejemplo, el efecto fundador. Si una población comenzó con unos pocos individuos – uno o más de los cuales llevaba un alelo particular – este alelo puede llegar a ser representado en muchos de los descendientes.
Algunos polimorfismos no tienen manifestaciones visibles y requieren técnicas bioquímicas para identificar las diferencias que se producen entre los cromosomas, proteínas o ADN. Los polimorfismos genéticos tienen una gran utilidad, por ejemplo en los laboratorios cefegen.
Métodos de identificación de polimorfismos genéticos
El avance de la biotecnología ha permitido desarrollar diversas técnicas para detectar polimorfismos en el ADN. Algunas de las más utilizadas incluyen:
Secuenciación del ADN
Método de referencia para identificar cualquier tipo de variación genética, desde SNPs hasta reordenamientos estructurales complejos.
PCR y RFLP
- Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Amplifica regiones específicas del ADN donde se sospecha la presencia de polimorfismos.
- Polimorfismos en la longitud de fragmentos de restricción (RFLP): Usa enzimas de restricción para detectar diferencias en secuencias de ADN.
Microarrays de ADN
Permiten analizar miles de SNPs simultáneamente, siendo útiles en estudios de asociación genética y medicina personalizada.
Genotipado por NGS (Next-Generation Sequencing)
Ofrece una visión global del genoma con alta precisión, facilitando el descubrimiento de nuevas variantes genéticas.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un polimorfismo y una mutación?
Los polimorfismos son variaciones genéticas comunes en la población, mientras que las mutaciones suelen ser más raras y pueden estar asociadas con enfermedades.
¿Cómo influyen los polimorfismos en la respuesta a medicamentos?
Algunas variantes pueden modificar la velocidad a la que una persona metaboliza un fármaco, afectando su eficacia y posibles efectos adversos.
¿Todos los polimorfismos tienen un efecto biológico?
No, muchos son neutros y no afectan la función del organismo, pero algunos pueden modificar la expresión o actividad de genes.
¿Por qué son importantes los polimorfismos en la evolución humana?
Porque contribuyen a la adaptación de las poblaciones a distintos entornos y enfermedades.
¿Pueden los polimorfismos predecir enfermedades hereditarias?
Algunos polimorfismos pueden indicar una mayor predisposición a ciertas enfermedades, pero no determinan su aparición con certeza.
Dra. Mercedes Alemañ Romero es la Directora Técnica del laboratorio CEFEGEN y una especialista en Bioquímica Clínica y Genética Forense con más de 20 años de experiencia.
Entre sus principales áreas de especialización se encuentran la Bioquímica Clínica, la Genética Forense y Clínica, la Antropología Forense y la Reproducción Humana Asistida. La Dra. Alemañ es miembro activo de la Sociedad Internacional de Genética Forense (ISFG) y de la Sociedad Española de Antropología y Odontología Forense, lo que respalda su constante actualización en las técnicas y avances más recientes en su campo.
