La impronta genómica es un fenómeno epigenético que hace que los genes se expresen o no, según se hereden de la madre o del padre. [1] [2] [3] [4] [5] Los genes también se pueden imprimir parcialmente. La impronta parcial ocurre cuando los alelos de ambos padres se expresan de manera diferente en lugar de la expresión completa y la supresión completa del alelo de uno de los padres. [6] Se han demostrado formas de impronta genómica en hongos, plantas y animales. [7] [8] En 2014, se conocían alrededor de 150 genes impresos en ratones y aproximadamente la mitad en humanos. [9]A partir de 2019, se informaron 260 genes impresos en ratones y 228 en humanos. [10]
La impronta genómica es un proceso de herencia independiente de la herencia mendeliana clásica . Es un proceso epigenético que implica la metilación del ADN y la metilación de las histonas sin alterar la secuencia genética. Estas marcas epigenéticas se establecen ("imprimen") en la línea germinal (espermatozoides u óvulos) de los padres y se mantienen a través de divisiones celulares mitóticas en las células somáticas de un organismo. [11]
La impronta adecuada de ciertos genes es importante para el desarrollo normal. Las enfermedades humanas que involucran la impronta genómica incluyen el síndrome de Angelman, el síndrome de Prader-Willi y la infertilidad masculina . [12]
En los organismos diploides (como los humanos), las células somáticas poseen dos copias del genoma , una heredada del padre y otra de la madre. Por lo tanto, cada gen autosómico está representado por dos copias, o alelos, con una copia heredada de cada padre en la fertilización . El alelo expresado depende de su origen parental. Por ejemplo, el gen que codifica el factor de crecimiento similar a la insulina 2 (IGF2/Igf2) solo se expresa a partir del alelo heredado del padre. Aunque la impronta representa una pequeña proporción de los genes de los mamíferos, juegan un papel importante en la embriogénesis, particularmente en la formación de estructuras viscerales y del sistema nervioso. [13]
El término "impresión" se utilizó por primera vez para describir eventos en el insecto Pseudococcus nipae . [14] En Pseudococcids ( cochinillas ) ( Hemiptera , Coccoidea ) tanto el macho como la hembra se desarrollan a partir de un huevo fertilizado. En las hembras, todos los cromosomas permanecen eucromáticos y funcionales. En los embriones destinados a convertirse en machos, un conjunto haploide de cromosomas se heterocromatiniza después de la sexta división y permanece así en la mayoría de los tejidos; los machos son, por lo tanto, funcionalmente haploides. [15] [16] [17]
Que la impronta podría ser una característica del desarrollo de los mamíferos se sugirió en experimentos de reproducción en ratones que portaban translocaciones cromosómicas recíprocas . [18] Los experimentos de trasplante de núcleo en cigotos de ratón a principios de la década de 1980 confirmaron que el desarrollo normal requiere la contribución de los genomas materno y paterno. La gran mayoría de los embriones de ratón derivan de la partenogénesis (llamadas partenogenonas, con dos genomas maternos o de óvulos) y la androgénesis .(llamadas androgenonas, con dos genomas paternos o espermáticos) mueren en o antes de la etapa de blastocisto/implantación. En los raros casos en que se desarrollan hasta las etapas posteriores a la implantación, los embriones ginogenéticos muestran un mejor desarrollo embrionario en relación con el desarrollo placentario, mientras que para las androgenonas ocurre lo contrario. Sin embargo, para este último, solo se han descrito algunos (en un artículo de 1984). [19] [20] [21]