Genética de tronos (IV). Daenerys. Mhysa, Madre de dragones, herencia materna y ceguera

Por biogeocarlos, el 28 abril, 2014. Categoría(s): Biología • Divulgación • Genética
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Para la cuarta entrega de la serie Genética de tronos, volvemos a rescatar a uno de los personajes favoritos, Daenerys Targaryen, de la que ya hablamos en el primer capítulo. Y seguramente que no sea la última vez que aparezca por aquí. Es recomendable que todos aquellos que todavía no han visto la serie completa o no han leído los libros, no lean los problemas, ni los originales ni los nuevos, puesto que puede haber spoilers, aunque intento poner los menos posibles. Avisados estáis.  😉

Capítulo 4. Daenerys. Mhysa, Madre de dragones, herencia materna y ceguera.

A la muerte de Khal Drogo, Daenerys Targaryen decidió incinerar el cuerpo de su marido y durante el funeral hizo quemar en la misma pira funeraria a Mirri Maz Duur, la bruja a la que había salvado la vida y a la que culpaba de haber dejado a Drogo en estado comatoso. También ordenó que depositaran en la pira los tres huevos de dragón que Illyrio Mopatis le había regalado. Tras los huevos se introdujo ella misma en las llamas. Debido a la magia del momento, los huevos eclosionaron y nacieron tres dragones, y milagrosamente, Daenerys salió viva de las llamas amamantando a los dragones y sin ningún daño, salvo que todo su cabello se había quemado. Desde entonces, fue llamada “La Que No Arde” y “Madre de Dragones“. Pero no sería la última vez que recibiría el sobrenombre de “Madre“.

Daenerys entrando a la pira funeraria. Fuente
Daenerys entrando en la pira funeraria. Fuente

Más adelante en la historia, Daenerys liberó a los Inmaculados en Astapor y a los esclavos de Yunkay y Mereen, y estos reconocieron el gesto que había tenido con ellos adorándola como si fuera una diosa y llamándola “Mhysa, que es la palabra que significa “Madre” en la lengua Ghiscari. Desde entonces los ex-esclavos la adoran como si fuera su propia madre y están dispuestos a sacrificarse por ella, ya que consideran que les ha dejado en herencia el mayor bien que pudieran desear, su libertad; una herencia materna que nunca olvidarán.

Los esclavos de Yunkay adorando a su Mhysa. Fuente
Los esclavos de Yunkay adorando a su Mhysa. Fuente

En genética, cuando hablamos de herencia materna nos referimos a la herencia del material genético extranuclear que se encuentra contenido en el interior de las mitocondrias, por lo que también recibe el nombre de herencia mitocondrial o herencia citoplasmática. La importancia de este tipo de herencia radica en las enfermedades mitocondriales, que son desordenes resultantes de la deficiencia de una o más proteínas localizadas en las mitocondrias y que están involucradas en el metabolismo. Hay descritas unas 150 mutaciones que acaban en enfermedades mitocondriales de distinto tipo, que pueden afectar a órganos tan dispares como el cerebro, el corazón, el hígado, los músculos esqueléticos, los riñones y así como distintas partes del sistema endocrino y respiratorio. Lógicamente los tejidos que requieren un mayor aporte energético son los más sensibles a las mutaciones mitocondriales. Algunos ejemplos de enfermedades mitocondriales, entre otras, son: el síndrome MELAS, el síndrome MERRF, el síndrome NARP, el síndrome de Kearns-Sayre y la neuropatía óptica hereditaria de Leber.

ADN mitocondrial. Fuente
ADN mitocondrial. Fuente

Esta última enfermedad, la neuropatía o atrofia óptica de Leber, consiste en una degeneración de la retina que produce una disminución aguda o subaguda e indolora de visión central. La enfermedad se manifiesta de forma rápida al principio, con una pérdida visual, bilateral y simétrica, que finalmente evoluciona a una atrofia del nervio óptico muy severa y una disminución permanente de la agudeza visual que puede terminar en ceguera total.

Retinografía de la atrofia hereditaria de Leber. Fuente
Retinografía de la atrofia óptica de Leber. Fuente

Las mitocondrias son orgánulos celulares muy importantes, encargados de suministrar la mayor parte de la energía que una célula necesita mediante el proceso de la respiración celular. Se suele hacer el símil de decir que son las centrales energéticas de la célula, que sintetizan ATP a partir de glucosa, ácidos grasos y/o aminoácidos. Debido a su origen endosimbiótico, las mitocondrias presentan en su interior, en la llamada matriz mitocondrial, ADN circular bicatenario, muy parecido al de las bacterias, junto a diversas enzimas, proteínas, ARN y ribosomas; y en dicho espacio tienen lugar rutas metabólicas tan importantes como el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de los ácidos grasos. La producción de ATP se lleva a cabo en la cadena de transporte de electrones y en las ATPasas que hay en las crestas mitocondriales.

Mitocondria. Fuente
Mitocondria. Fuente

La gravedad y la gran cantidad distinta de enfermedades mitocondriales parece, en un primer vistazo, desproporcionado respecto a la cantidad tan pequeña de ADN mitocondrial en el genoma humano si lo comparamos con la cantidad de ADN presente en el núcleo celular (alrededor del 0’1% corresponde al ADN mitocondrial, unos 37 genes; frente al 99’9% restante, unos 24000 genes nucleares). Esos 37 genes mitocondriales codifican para 13 proteínas, ARN transferente y ARN ribosómico. Sin embargo, esto tiene una explicación y no es tan desproporcionado si tenemos en cuenta que:

Casi todo el ADN mitocondrial es codificante, mientras que en el ADN nuclear existen múltiples intrones no codificantes de genes, y muchos genes reguladores, operadores y promotores. Existe un pequeño porcentaje de ADN no codificante que se encuentra en la llamada región control o D-loop.

– En las mitocondrias existen menos mecanismos de reparación genética de posibles mutaciones o errores de lectura que en el núcleo

– La mitocondria es un orgánulo donde existe una gran presencia de radicales libres, por lo que la tasa de mutación es unas diez veces mayor que en el núcleo.

En la herencia materna o mitocondrial, el ovocito destruye todas las mitocondrias paternas y la gran mayoría de las maternas, por lo que las mitocondrias maternas que quedan se multiplican. De esta manera, todo el ADN mitocondrial del ovocito y por tanto del cigoto es heredado de la madre. En el caso de existir una mutación en el ADN mitocondrial, las mujeres portadoras de dicha mutación siempre la transmiten a su descendencia, en  mayor o menor medida, mientras que los varones nunca lo harán. En consecuencia, un hijo comparte la misma secuencia de ADN mitocondrial con sus hermanos, hermanas, y madre, pero no con su padre.

Herencia materna o mitocondrial. Fuente
Herencia materna o mitocondrial. Fuente

En cuanto a las enfermedades nombradas anteriormente, algunas de ellas están causadas por el fenómeno de la heteroplasmia, que consiste en encontrar ADN mitocondrial de distinto tipo en la misma célula. Se dice de un individuo que es heteroplasmático cuando presenta una mezcla de poblaciones diferentes de mitocondrias. Si, por el contrario, todas las mitocondrias tienen el mismo genoma, se dice que es homoplasmático. Esto ocurre por acumulación de errores durante la replicación y por los daños causados por los radicales del medio oxidante del interior de la mitocondria comentado anteriormente. Si la heteroplasmia afecta al ovocito, puede transmitirse a la descendencia en diferentes proporciones, lo que puede dar lugar a que se padezca la enfermedad de forma grave, leve o que no se padezca.

Heteroplasmia. Fuente
Heteroplasmia. Fuente
 Según todo lo anterior, las enfermedades mitocondriales se transmiten únicamente por mujeres y a todos sus descendientes. Y ocurre que a menudo, el defecto genético no está presente en todas las mitocondrias, sino solo en una fracción de mitocondrias transmitidas; por lo que el efecto dependerá del número de mitocondrias afectadas.
Herencia mitocondrial Vs Herencia nuclear. Fuente
Herencia mitocondrial Vs Herencia nuclear. Fuente
ADN nuclear Vs ADN mitocondrial. Fuente
ADN nuclear Vs ADN mitocondrial. Fuente

 

Problema 14.

Aemon Targaryen, mas conocido como el Maestre Aemon de la Guardia de la noche, nos sorprendió a todos cuando descubrió su apellido y confirmó que era hijo de un rey de la dinastía Targaryen. El maestre Aemon es prácticamente ciego y, aunque no sabemos cual es la razón de su ceguera, suponemos que es debido  a las cataratas producidas por su avanzada edad. Pero para este problema, hagamos la suposición de que lo que produce la ceguera de Aemon es la neuropatía óptica de Leber, que como hemos comentado antes es una enfermedad mitocondrial, que evidentemente tuvo que heredar de su madre.

El Maestre Aemon Targaryen. Fuente
El Maestre Aemon Targaryen. Fuente

El Maestre Aemon es hermano del bisabuelo de Daenerys Targaryen, lo que lo convierte en algo así como un tío-bisabuelo de ésta. Según hemos supuesto antes, al ser la atrofia de Leber una enfermedad mitocondrial, el bisabuelo de Danny, Aegon V “El Improbable” también habría heredado dicha enfermedad, aunque no la desarrolló a lo largo de su vida. Teniendo en cuenta esto, observa el árbol genealógico de la familia Targaryen y contesta a las siguientes preguntas:

Árbol genealógico de la familia Targaryen. Fuente
Árbol genealógico de la familia Targaryen. Fuente. Click en la imagen para ampliar

a) ¿Es posible que Daenerys Targaryen pueda llegar a desarrollar esta enfermedad en algún momento de su vida por haberla heredado de su bisabuelo? Razona tu respuesta.

b) Si Rhaella Targaryen, madre de Daenerys, hubiera padecido la neuropatía óptica de Leber, ¿qué probabilidad de padecerla tendría Daenerys? ¿Y sus dos hermanos, Rhaegar y Viserys? ¿Qué diferencia hay entre hombres y mujeres a la hora de padecer y transmitir dicha enfermedad?

c) Explica de forma clara y sencilla por qué no se heredan las mitocondrias por vía paterna, a pesar de que los espermatozoides poseen una gran cantidad de estos orgánulos que les proporcionan energía para mover su flagelo y poder desplazarse.

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Referencias:

– Herencia materna.

– Patologías mitocondriales.

– Wikipedia. Human mitochondrial genetics.

– Wikipedia. Neuropatía óptica de Leber.

– Wikipedia. Heteroplasmia.

– Dallaire L, Huret JL. “Patrones mendelianos y atípicos de herencia“. Atlas Genet Cytogenet Oncol Haematol. December 2002

– Yu-Wai-Man P, Chinnery PF. “Leber Hereditary Optic Neuropathy“. 2000 Oct 26 [Updated 2013 Sep 19]. In: Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, et al., editors. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2014.

– Salud a la vista.

– Orpha. Neuropatía óptica de Leber.

DailyScienceBlog.

– Asshai. Casa Targaryen.



Por biogeocarlos, publicado el 28 abril, 2014
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