[EQC-2015]-Ancestría genética

¿Qué es la ancestría genética en poblaciones humanas?

En el ámbito de la genómica humana, la ancestría genética consiste en la distribución bio-geográfica (cómo varía la genética a lo largo de regiones geográficas) de la variación genética de las poblaciones humanas y su historia¹ . La ancestría genética es un concepto basado en el hecho de que como especie humana compartimos un origen común y como individuos estamos relacionados los unos a los otros con mayor o menor cercanía, la cual se manifiesta en el grado de variación entre nuestros genomas ¹ ² . En 1758, Carlos Linneo en un intento por clasificar objetivamente a la especie humana, propuso categorías taxonómicas utilizando datos biológicos y culturales. Su primera clasificación consistió en distinguir entre el Homo sapiens afer y el Homo sapiens europaeus. En una clasificación posterior incorporó 4 subdivisiones geogŕaficas: Europeos blancos, Americanos rojos, Asiáticos amarillos y Africanos negros. En 1775, Blumenbach propuso una división en 5 “razas” que corresponde en su totalidad a la de Linneo a excepción de un grupo adicional al que se le denominó “Malasio”, correspondiente a Oceanía ¹ ³ . A continuación, se presentan algunas de las repercusiones e inconvenientes de la elección de criterio y de datos para describir y clasificar a las poblaciones humanas.

¿Cuál es la diferencia entre ancestría genética, raza e historia familiar?

Históricamente, el término “raza” ha estado basado en características biológicas, sociales, culturales y geogŕaficas. Unos de los indicadores biológicos más utilizados para la clasificación en razas es el color de piel y la morfología; no obstante, estos rasgos pueden ser debidos a procesos adaptativos que a su vez pueden resultar en evolución convergente debido a que distintas poblaciones pudieron haberse adaptado a condiciones ambientales similares. La cultura tampoco es un buen indicador para detectar ancestría debido a que su variación es independiente de aquella en los rasgos biológicos; por ejemplo, la diversidad en idiomas, religiones y tradiciones en los Estados Unidos. Debido a las antiguas y recientes migraciones de las poblaciones alrededor del mundo, el origen geográfico tampoco es un indicador de “raza” ³ .La historia familiar o ““linaje”, se refiere a la secuencia de parientes a través de las generaciones de la línea paterna o materna de ascendencia. Sin embargo, la genealogía no confiere similitud genética en todos los sistemas biológicos ³ ⁴ . Por ejemplo, en ocasiones la propia progenie de un individuo podría no ser la mejor para donar un riñón o una transfusión de sangre. Considérese el caso en el que una pareja de individuos de países muy distantes tienen un hijo y uno de los padres requiere un trasplante de riñón. Debido a la gran distancia genética entre los padres, el hijo podría no ser el mejor candidato para el trasplante, ya que muy probablemente haya otras personas genéticamente más cercanas. Por otro lado, la ancestría genética toma en cuenta únicamente la distribución de la variación genética entre poblaciones en términos bio-geográficos¹ .

Inferencia de ancestría genética

En el campo de la genética de poblaciones, inferir ancestría genética comprende distintos problemas, por ejemplo:

Detectar la estructura genética de una población (los patrones genéticos a lo largo de toda una población)
Definir el número de sub-poblaciones en una muestra (población).
Asignar individuos a sub-poblaciones
Definir el número de poblaciones ancestrales (poblaciones existentes en el pasado que dieron lugar a otras) en poblaciones mestizas.
Asignar proporciones de poblaciones ancestrales a individuos mestizos (véase figura 1)
Identificar la ancestría genética de distintos segmentos cromosómicos en un individuo ⁵ ⁶

Fig.1 Ancestría genética en México — Figura 1: Figura 1. Ancestría genética global en regiones de México

Para diez poblaciones mestizas de México, fueron calculadas las proporciones correspondientes a poblaciones ancestrales globales: amerindios, europeos, euroasiáticos, asiáticos y africanos ⁷ .

Marcadores genéticos utilizados en la inferencia de ancestría genética

Los AIMs (marcadores informativos de ancestría, por sus siglas en inglés) son marcadores genéticos cuyas frecuencias son significativamente distintas entre dos o más poblaciones ⁶ . Típicamente, este tipo de marcadores suelen ser SNPs (polimorfismos de un sólo nucleótido, por sus siglas en inglés) .

SNPs: El abaratamiento de las plataformas de genotipificación basadas en SNPs han permitido la recolección de marcadores útiles para la inferencia de ancestría genética. Para ello, es necesario tener conocimiento previo sobre las frecuencias alélicas específicas para ciertas poblaciones. Los paneles de docenas a cientos de SNPs pueden ser útiles para definir la ancestría a un nivel global. En cambio, los paneles de cientos a miles de SNPs pueden ser utilizados para una estimación a nivel sub-continental ⁶
Microsatélites: Son menos utilizados que los SNPs. Si se seleccionan microsatélites y SNPs de manera aleatoria, los microsatélites son considerablemente más informativos para distinguir entre pares de poblaciones (debido a que presentan más de dos alelos a diferencia de los SNPs que generalmente son bialélicos).
No obstante, si se evalúa un número suficiente de SNPs, se puede obtener un conjunto de marcadores lo suficientemente informativo comparado al conjunto de microsatelites más informativos ⁷ .

Implicaciones en la salud

En el caso de las asociaciones genotipo – fenotipo basadas en casos y controles, el desconocimiento de la estructura genética de la población puede resultar en asociaciones espurias (con una tasa considerable de falsos positivos) . Considerando lo anterior, el conocimiento de la ancestría genética de las poblaciones es sumamente importante para tener un diseño adecuado para estudios de asociación casos- controles y para identificar los alelos que predisponen a ciertas enfermedades que difieren entre distintas poblaciones ¹ .

Por otra parte, la información de la ancestría genética a nivel individual puede ser relevante para el diagnóstico y tratamiento de ciertas enfermedades. A pesar de que se prefiere la medicina personalizada en la clínica, muchos trastornos poseen síntomas similares; por ello, en el diagnóstico diferencial se puede utilizar la información de ancestría para dar prioridad a ciertas pruebas de acuerdo a la etiología más probable ¹ .

Conclusiones

El conocimiento de la ancestría genética nos brinda conocimiento acerca de nuestros orígenes a nivel individual y poblacional. Además de describir la historia evolutiva, considerar la estructura genética de distintas poblaciones tiene un gran impacto en el área biomédica, ya que es vital para esclarecer las relaciones entre variantes en el genoma y las enfermedades.

Términos sugeridos al diccionario:

Evolución convergente: Es el proceso por el cual organismos no relacionados de manera cercana desarrollan rasgos similares independientemente e como resultado de la adaptación a ambientes parecidos. Fuente: http://www.sciencedaily.com/terms/convergent_evolution.htm

Falso positivo: Es un error que sucede al reportar la presencia de una condición cuando en realidad ésta no existe. Ejemplo: Al hacer una prueba clínica, reportar un resultado positivo para cáncer cuando en realidad éste no existe.

Diagnóstico diferencial: Es el proceso que consiste en distinguir entre una enfermedad y otras que presentan signos y síntomas similares. Fuente: http://www.merriam-webster.com/dictionary/differential+diagnosis?show=0&t=1419934834

Referencias

1. Tishkoff SA, Kidd KK. Implications of biogeography of human populations for ‘race’ and medicine. Nat Genet. 2004 Nov;36(11 Suppl):S21-7. PMID de PubMed:15507999.

2. Royal CD, Novembre J, Fullerton SM, Goldstein DB, Long JC, Bamshad MJ, Clark AG. Inferring genetic ancestry: opportunities, challenges, and implications. Am J Hum Genet. 2010 May 14;86(5):661-73. PMID de PubMed:20466090.

3. Marks, J. Human biodiversity: genes, race, and history. (Aldine de Gruyter, New York,1995)

4. Baylis, F. (2003). Developing World Bioethics 3, 142–150.

5. Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics. 2000 Jun;155(2):945-59. PMID de PubMed:10835412.

6. Liu, Y., Nyunoya, T., Leng, S., Belinsky, S. A., Tesfaigzi, Y., & Bruse, S. (2013). Softwares and methods for estimating genetic ancestry in human populations. Human Genomics, 7(1), 1. http://doi.org/10.1186/1479-7364-7-1

7. Martínez-Cortés G, Salazar-Flores J, Fernández-Rodríguez LG, Rubi-Castellanos R, Rodríguez-Loya C, Velarde-Félix JS, Muñoz-Valle JF, Parra-Rojas I, Rangel-Villalobos H. Admixture and population structure in Mexican-Mestizos based on paternal lineages. J Hum Genet. 2012 Sep;57(9):568-74. PMID de PubMed:22832385.

Cómo citar: Alquicira, J. (2015, 07 de Noviembre ) [EQC-2015]-Ancestría genética. Conogasi, Conocimiento para la vida. Fecha de consulta: Abril 19, 2024

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