Enfermedades Mitocondriales

ENFERMEDADES GENÉTICAS DEL DNA MITOCONDRIAL HUMANO
Las mitocondrias son organelos subcelulares que se encuentran en el citoplasma de las células eucariotas, su función principal es la producción de trifosfato de adenosina (ATP); una de sus particularidades es poseer un sistema genético propio. El ácido desoxirribonucleico mitocondrial (mtDNA) humano es una molécula circular compuesta por 16,569pares de bases, contiene información para 37 genes: dos ácidos ribonucleicos ribosómicos (rRNA), componentes de los ribosomas específicos mitocondriales, 22 de transferencia (tRNA), que son capaces de leer todo el código genético, y 13 polipéptidos que forman parte cuatro de los cinco complejos multienzimáticos del sistema de fosforilación oxidativa (sist. Oxphos), etapa terminal de la ruta deproducción de ATP.
El tipo de herencia del sistema genético mitocondrial, su localización en un organelo citoplasmático, la distribución continua de los genes sin nucleótidos intermedios ni intrones y la poliplasmia, proporcionan caracteres genéticos que los diferencian de los del DNA nuclear. El mtDNA se hereda por vía materna con un patrón vertical no mendeliano; la madre trasmite su genomamitocondrial a todos sus hijos, pero solamente las hijas lo pasarán a todos los miembros de la siguiente generación y así sucesivamente.
El fenotipo de una línea celular puede variar durante la división celular debido a que las mitocondrias se distribuyen al azar entre las células hijas por lo que si en una célula coexisten dos poblaciones de mtDNA, una normal y otra mutada (heteroplasmia), a lolargo de las divisiones se podrán originar tres genotipos diferentes: homoplásmico para el mtDNA normal, homoplásmico para el DNA mutado y heteroplásmico; por tanto el fenotipo de una célula con heteroplasmia dependerá del porcentaje de DNA mutado que contenga. Si el número de moléculas de mtDNA dañado es relativamente bajo se produce una complementación con las moléculas de DNA normal y no semanifestará el defecto genético. Cuando el DNA mutado sobrepasa un umbral determinado se manifestará un fenotipo patogénico, es decir, si la producción de ATP llega a estar por debajo de los mínimos necesarios para el funcionamiento de los tejidos, debido a la producción defectuosa de proteínas codificadas en el mtDNA, se produce la aparición de la enfermedad.
El mtDNA presenta una tasa de mutación 10veces superior a la del DNA nuclear. Este fenómeno puede estar causado porque en la mitocondria se producen continuamente radicales de oxígeno, como consecuencia de la oxidación final de los compuestos carbonados, que pueden dañar a un DNA que no esta protegido por proteínas.
En 1988 se encontraron las primeras mutaciones en el mtDNA y se asociaron a enfermedades. Las enfermedades originadas pordaños en el genoma mitocondrial tienen en común el estar producidas por una deficiencia en la biosíntesis de ATP, ya que toda la información que contiene este DNA está dirigida a la síntesis de proteínas componentes del sistema Oxphos. Las manifestaciones de estas enfermedades pueden presentar una serie de aspectos clínicos, morfológicos y bioquímicos muy concretos, dando lugar a síndromes biencaracterizados que en la mayoría de los casos se da principalmente en edad pediátrica. Entre las manifestaciones clínicas se encuentran: desórdenes motores, accidentes cerebrovasculares, convulsiones, demencia, intolerancia al ejercicio, ptosis, retinopatía pigmentada, atrofia óptica, sordera, entre otras. La presencia de estos síntomas requiere de un estudio morfológico, histoquímico y bioquímicopara asegurar la naturaleza de estas enfermedades.
Con mucha frecuencia se presenta: fibras rojo-rasgadas (acumulación de mitocondrias anormales en tamaño y número) en biopsias musculares teñidas con tricromo de Gomori y fibras no reactivas a la tinción histoquímica de la citocromo c oxidasa; defectos en uno o varios complejos de la cadena respiratoria; y desarreglos metabólicos con elevación...