La impronta genómica es un fenómeno epigenético que hace que los genes se expresen de una manera específica del padre de origen. [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 han informado 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 involucra la metilación del ADN y la metilación de 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 de células mitóticas en las células somáticas de un organismo. [11]
La impronta apropiada 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 el momento de la fertilización . El alelo expresado depende de su origen paterno. 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 genes de mamíferos, estos juegan un papel importante en la embriogénesis, particularmente en la formación de estructuras viscerales y el sistema nervioso. [13]
El término "impronta" 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 óvulo fertilizado. En las mujeres, todos los cromosomas permanecen eucromáticos y funcionales. En los embriones destinados a convertirse en machos, un conjunto haploide de cromosomas se vuelve heterocromatinizado después de la sexta división de escisión y permanece así en la mayoría de los tejidos; los machos son, por tanto, funcionalmente haploides. [15] [16] [17]
Esa 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 núcleos 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 se derivan de la partenogénesis (denominados partenogénesis, con dos genomas maternos o de huevo) y androgénesis.(llamadas androgenonas, con dos genomas paternos o de esperma) mueren en la etapa de blastocisto / implantación o antes. En los raros casos en que se desarrollan hasta las etapas posteriores al implante, 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 unos pocos (en un artículo de 1984). [19] [20] [21]