1 Human Genetics Concepts and Applications Tenth Edition RICKI LEWIS Copyright ©The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display PowerPoint ® Lecture Outlines Prepared by Johnny El-Rady, University of South Florida 8 Genetics of Behavior Genética de la Conducta

2 2 Objetivos Identificar bases físicas para rasgos de conducta en el cerebro. Discutir la dificultad para analizar rasgos y desórdenes de conducta. Explicar como la genética puede ser usada para entender desórdenes de conducta Discutir las influencias genéticas y ambientales en alimentacion, sueño, inteligencia, adicción, ánimo, esquizofrenia y autismo Explicar relaciones entre estos

3 3 8.1 Genes y Conducta Conducta: - Incluye desde las emociones, ánimos hasta inteligencia y la personalidad - Ocurren en respuesta a factores ambientales - Como respondemos?, tiene la genética subyacente Genética de la conducta – considera al sistema nervioso y las variaciónes

4 4 El Cerebro Peso – 3 libras; 2 tipos de células: - Neuronas - Neuroglias - gliomas - Neuronas se comunican por: - Sinapsis - neurotransmisores Genes controlan la producción y distribución de estos agentes químicos

5 5 Neurotransmisión Figure 8.1 Genes candidatos: controlan la produccion y distri- bución de NT Sinapsis Neurotransmisores Canales Bombas Mielina Enzimas

6 6 Genética Conductual Usa riesgo empírico, estudios de gemelos y de adopción Estudios de SNPs y mutaciones presentes en individuos con la conducta La Genética de los desórdenes de conducta reta a la psiquiatría clásica en su clasificación - La influencia poligénica: se observa un variación contínua de las conductas - autismo  deficit atención con hiperactividad  bipolaridad  depresión  esquizofrenia

7 7 Porque es difícil analizar comportamientos: -Síntomas de diferentes síndromes se solapan -Participantes pueden dar información “biased” o sea prejuiciada -Se puede imitar comportamientos (hermanas con anorexia)

8 8 8.2 Desórdenes de Alimentación 5-10 millones de personas en EU - 10% varones, PLT afecta ambos Heredabilidad 0.5-0.8 (basado en gemelos) Posible predisposición para estos desórdenes - Genes identificados, cuyos productos controlan apetito y regulan ciertos neurotransmisores - dopamina y serotonina (Tabla 7.7)

9 9 Desórdenes de Alimentación Anorexia nervosa – percepcion psicológica de obesidad PLT pasa hambre intencionalmente, ejercicios y laxantes de forma obsesiva -H= 0.5-0.8 Bulimia – percepción psicológica de obesidad PLT se autoinduce vómitos luego de comer exageradamente Dismorfia muscular – percepción psicológica de ser muy delgados, dietas de AA y proteínas

10 10 Desórdenes de Alimentación Estimados pueden estar erróneos, podrían haber excluido varones porque por mucho tiempo se pensó que era exclusivo de mujeres Si recurren en hermanos; es dificil de interpretar si es genético o si es imitación de conducta Cuatro regiones cromosomales – Genes activos en la parte del cerebro que regula conducta de alimentación

11 11 Leptina y Asociados Leptina -hormona proteica - producida por adipocitos - actua en el cerebro, disminuye apetito Grelina – hormona proteica - producida por estómago - responde al hambre, aumentando apetito Estas y otras hormonas importantes en la regulación del peso corporal (tabla 7.8)

12 12 Leptina y Asociados Table 7.8

13 13 8.3 Sueño - Sin sueño apropiado los animales mueren - Vital pero de función desconocida Estudios de gemelos indican que 4/5 etapas del sueño tienen componente hereditario - La 5ta-REM es la que se asocia a soñe Y PLT reflejas mas bien un efecto de experiencias y vivencias mas que de genes 1,2,3,4,REM – Ligero, semi profundo, profundo, profundo, agitado. - relajandote, mas relajado, como piedra, agitado - facil de despertar, cada vez mas dificil, soñando

14 14 Narcolepsia y Cataplexia narcolepsia- soñolencia diurna, tendencia a caerte dormido, signo mas obvio periodos de debilidad muscular (cataplexia) Genes primero en perros y luego en humanos Poligenico con gatillo ambiental Presencia en ciertas familias sugiere componente genetico Hipocretina/orexina Cromosoma 12 perros 6 en humanos Figure 8.3

15 15 Sindrome Familiar de Fases Avanzadas de Sueño Caracterizado por ciclo inusual en el patrón de sueño/despierto Miembros de familias afectadas permitieron identificar genes “reloj” en humanos - marcapaso circadiano: dos zonas de neuronas que expresan estos genes en respuestas a estimulos de luz u oscuridad - Gen periodo capacita a la persona a responder a estas señales

16 16 Condicion de herencia: Autosomal dominante Figure 8.4 Sindrome Familiar de Fases Avanzadas de Sueño -7:30pm duermen -4:30 am despiertan -Periodo en cromosma 2 mutados -Previene fosforilación

17 17 8.4 Inteligencia Rasgo muy complejo y variable Sujeto a multiples genes, ambiente y alta subjetividad (objetividad) Incluye: razonar, aprender, recordar, sintetizar, deducir, crear La prueba de IQ (coeficiente) desarrollada en 1904 Francia - Para predecir el exito académico de niños discapacitados

18 18 Prueba de IQ Stanford University lo modifica para evaluar blancos clase media Americanos IQ - distribución normal alrededor de 100 ▪ < 50 = Retardación mental severa ▪ 50-70 = Retardación mental ligera ▪ 85-115 = Inteligencia promedio ▪ > 115 = Sobre el promedio

19 19 IQ predice aparentemente bien sobre el exito en la escuela y el trabajo Figure 8.5 -100 es el promedio -66% de personas entre 85- 115 -3% con discapacidad intelectual -IQ predice bien el exito en la escuela -Bajo IQ tambien se relaciona con pobreza, incidencia de divorcios, fallo en la escuela superior, carcel, otros -Oportunidad = desarrollo intelectual?

20 20 IQ prueba: verbalización fluente, razonamiento matematico, memoria, habilidad para visualización espacial Valor “g” mide el factor para inteligencia general que representa la parte heredada del IQ La influencia del ambiente es cada vez menor, segun se envejece, PLT; H aumenta con la edad; y esto significa? Muchos desórdenes cromosomales la afectan PLT: Alta heredabilidad

21 21 8.5 Adicción Drogas Búsqueda y uso compulsiva de drogas aun conociendo sus efectos adversos Características - Tolerancia = necesidad de tomar cada vez mas droga para conseguir el mismo efecto - Dependencia = aparición de sintomas de destete al cesar la droga Se acumula evidencia a favor de que genes juegan un rol en la predisposición a la adicción

22 22 Adicción a Drogas H = 0.4-0.6 - Hijos con un padre afectado, riesgo aumenta por factor de 2-3 veces Estudios de gemelos y de adoptados sugiere un rol de genes en la adicción Adicción produce cambios duraderos en el cerebro - Estos cambios contribuyen a la adicción - Ocurren en el sistema límbico Ej: - Cocaina en el nucleo accumbens - Alcohol en la corteza prefrontal

23 23 Eventos de la Adicción- Asignado Figure 8.6

24 24 Proteinas asociadas a la adicción Enzimas: rutas biosintesis de NT Transportadores de NT, importantes en el reciclaje Receptores – Superficie celular Transduccion de señales – miembros de las vias en neuronas postsinapticas (Proteina G, y segundos mensajeros, AMPc, PPI, Ca+2, cascadas de fosforilación, quinasas, fosfatasas)

25 25 Drogas de Abuso Por lo general de origen vegetal  sintéticas - Cocaína, opio, and tetrahidrocanabinol (THC, MJ) - Reconocen receptores en neuronas humanas PLT:? Ej: Endorfinas y encefalinas son sus equivalentes para los opioides - analgésicos

26 26 Genes Candidatos para Adicción Nicotina- liga receptor normal para ACH; causa liberacion de dopamina  placer PLT genes candidatos pueden ser: - Gen del receptor de dopamina D(2) alelo A1 : sobreexpresado en alcoholismo - Receptor de nicotina o sus partes Variantes de dos partes: expresion asociada a deseo de fumar luego del primer cigarrillo - neurexina-1, proteina que transporta nicotina hacia la superficie de la neurona

27 27 8.6 Desórdenes del Ánimo (Mood) Todos tenemos variaciones de ánimo, pero las asociamos a situaciones normales. Desórdenes representan extremos de conducta, emocionales Los de mas alta prevalencia: - Desórden de depresión mayor = letargo, depresión y malestar marcados - 6% de la poblacion, riesgo de vida de 5-10% - Desórden de afección Bipolar = Depresión y manias alternadas - 1% de la población, riesgo de 0.5-1%

28 28 Depresión Mayor - 6% de la población EU, mujeres mas que hombres - Se cree que es causada por deficiencia de serotonina, norEpinefina - Afectan ánimo, emociones, apetito y sueño Drogas antidepresivas - selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs)

29 29 Desórden de Depresión Mayor: SSRIs: seletive serotonin re-uptake inhibitors Figure 8.7 -Mejoría en 1 semana -Estabilidad en 8 semanas -Antes – Trial and error approach -Ahora – Gene expression profiling approach

30 30 ST - SSRI

31 31 Desórden Bipolar Desórden maníaco-depresivo - 1% de la población - Depresión por semanas y meses alternados por periodos de manias e hiperactividad, exitación - Down, hipomaniaco, callado, sereno, inexpresivo - Up, hipermaniaco, lleno de ideas, donaciones, conductas extremas - - Asociado a lugares en los cromosomas - Poligénica- Amish se nota la fase hiperactiva y maniática - Otras familias – apunta a genes distintos - Dificil de ubicar la genética

32 32 8.7 Esquizofrenia Pérdida de la habilidad para organizar pensamientos y percepciones Enajenación, escape de la realidad – 1% afectado mundialmente, 10% suicidio - Aparición en adultez temprana Progresión - dificil prestar atención, memoria y aprendizaje - psicosis – alucinaciones

33 33 Esquizofrenia H de 0.8 y Riesgo empirico y concordancia indican alto componente genético

34 34 Esquizofrenia Muchos genes – pueden interactuar con el ambiente para causarla - Deficit de atencion en la adolescencia - Psicosis, alucinaciones adultez temprana - Voces, visiones, miedos, - Declive en destrezas cognitivas hasta un plateu - GWAS: Deleciones, duplicaciones, 24 sitios de alelos compartidos asociados entre hermanos Ambiente prenatal: - infecciones, influenza o herpes, citoquinas, inflamación - hipoxemia fetal

35 35 8.8 Autismo Autismo – espectro de desórdenes - pérdida de lenguaje, comunicación y destrezas de socialización - temprano en la niñez, antes de 3 años - convulsiones (25%), retardación (70%) 1 de cada 110, 3-6 niños de cada1,000 - 4 veces mas varones que hembras - Exposición prenatal – Rubela, droga valporate, - Hg en vacunas ?

36 36 Autismo M as de 30 genes han sido asociados, H=0.9 15% entre hermanos, 1% poblacion general Gemelos MZ: uno si otro no Síndrome de X fragil, Down, Rett 2 genes particulares - codifican para neurexinas y neuroliginas - proteinas de adhesión celular mutadas no adquieren estructuras 2rias, 3rias correctas - fortalecen conecciones sinápticas entre neuronas de aprendizaje y memoria que usan glutamato como NT

37 37 Autismo Fallo en sinapsis que permitiria integrar experiencias: neurexina-neuroliginas-Glutamato Figure 8.9

38 38 Figure 8.10