1

Gua didctica

Lagenticadelaconductasladisciplinacientficaqueestudiaelsdiferentsfactorsgenticsi

ambientalssubjacentsa lesdiferncies individualsen laconducta i lacognici.S'hadepartir

d'uneixvertebralquesecentraenelfetquetantgenscomambientpodenafectarlaconducta

humana i diferents processos psicolgics. La conducta i la cognici humanes depenen de

mltiplesfactorssubjacents.Darrered'aquestsprocessossinnegableelpaperqueexerceixel

sistema nervis.Noobstant aix, hi ha una base gentica (determinada per un nic gen o

infludaperdiversosgens)eninteraccicontnuaambdiferentsfactorsambientals.

Al llarg dels diferents apartats

daquesta assignatura, s'intenta

complementar la resposta a la

preguntadequslagenticade

la conducta, aix com a moltes

altres de relacionades amb els

aspectesconceptuals iaplicatsde

lagenticadelcomportament.

Laprimerapartdel'assignatura(mdul1)examinaidescriulesprincipalstcniquesimtodes

utilitzats en gentica de la conducta. S'ha de partir del fet que el desenvolupament

experimental de la psicologia s'ha vist molt enriquit per la incorporaci de la gentica

conductual en la sevametodologia.Desdedels treballsde Plomin,DeFries i Loehlin fins a

arribaralesinvestigacionsdeScarriMcCartney,eltrfecdediferentsaspectesmetodolgics

no ha deixat d'augmentar. Aquest desenvolupament metodolgic ha estat en gran part

possiblegrciesalaincorporacidenovestcniquesiconceptesestadsticsaplicatsal'anlisi

de lesdades recollidesen recerquesengenticadelcomportament.Elsconceptesclaucom

l'heretabilitat, l'ambientalitat i lessevesrelacions, itambelsmodelspsicomtricsbsicsen

gentica del comportament es descriuen en el primer punt daquest mdul. s necessari

destacarqueenelcampdelagenticaconductualhihadiferentsmetodologiesperaestudiar

elsorgensdelesdiferncieshumanes.Aix,enelprimerapartatsobreaspectesmetodolgics

esdescriuenelstemesrelacionatsambelsestudisclssicsdegenticaconductual(estudisde

bessons, de famlies i d'adopcions) i amb aspectes diferencials de gentica quantitativa. A

continuaci,esproposauncaptolenqus'exposenlesprincipalstcniquesimtodesaplicats

al laboratori (mtodesd'hibridacid'cidsnucleics,anlisidemutacions,estudisd'expressi

2

genticaidemodificacionsepigentiques,etc.)ialgunsdelsmodelsanimalsmsutilitzatsen

recerca.Encaraquel'estudiant,clnicoinvestigadorengenticadelcomportamentnosempre

entri en contacte directe amb algunes d'aquestes tcniques de laboratori prpies de la

biologia, creiem que el seu coneixement bsic resulta en l'actualitat important en l'era de

l'estudide la genticamolecular i expressi gentiques, jaque com espotobservar en les

publicacionsmsrecents,aquestestcniquesrpidaments'hanposatalserveidelsobjectius

dels interessos de la gentica del comportament.No obstant de cara a lavaluaci final de

lassignatura els continguts que treballarem durant aquest semestre i que seran matria

dexamensnelsreferentsalpunt1delmdul(Mtodesestadstics).

scertqueeldesenvolupamentdediferentstcniquesdebiologiamolecularil'adquisicidels

coneixements associats enshaperms endinsarnos enun terrenyque fins faun segle era

impensable. Per aix, ens ha semblat crucial presentar de manera general els principals

aspectes de la biologia cellular i molecular relacionats. L'eix vertebral del mdul 2 de

lassignaturadel'assignaturaelconstitueixl'epigentica.Hemdepartirdelfetquecadateixit

del'organismesformatperdiferentstipusdepoblacionscellulars.Compotserquetotesles

cllulestinguinlamateixainformacigenticaiquelasevafuncisiguitandiferent?Ditd'una

altra manera, qu s el que fa que, per exemple, una cllula pancretica pugui alliberar

insulinaen certsmomentsdeldia segonselsprocessosmetablics,mentrequeuna cllula

piramidalde lamedulla espinal allibera acetilcolinapel seubot terminalper a generar la

contraccimuscular?Laresposta inicialmentpotsemblarsenzilla isquecadatipuscellular

fabricarunesprotenesespecfiques.Isienscentremenlesdifernciesmorfolgiquesdeles

cllules?Quselque faqueunhepatcit tinguiunamorfologiadeterminadamentreque

una cllulamuscularen tinguiunaaltrade significativamentdiferent? La resposta inicial la

podremcompletarargumentantqueencada tipusdecllula,elsgensques'expressensn

diferents.Hem de tenir present que aproximadament en cada tipus de cllula s'expressen

nomsun5%dels seusgens.D'aquestamanera,perexemple,enunaneurona s'activaran i

s'expressaran uns gens que romandran inactius en una cllula de la pell. Els gens que

s'expressina laneuronaseranelsque lipermetindura terme lesseves funcions i,per tant,

codificar les protenes que necessiti aquesta neurona. Quin mecanisme o sistema t la

capacitatd'establirqueenunacllulas'expressinunsgensmentrequeenaltrescllulesho

facin altres gens diferents? s molt complicat contestar aquesta pregunta amb els

coneixementsdequdisposemactualment.Noobstantaix,malgratqueencaraquedimolt

camperrecrrer,hihaalgunsaspectesde larespostaquesqueesconeixen.Perexemple,

s'hapogutcomprovarquehihadiferentsmolculesquesncapacesderegularl'activitatdels

3

gens.Aqusontunpaperfonamentall'epignesiocontrolepigentic.Elcontrolepigentic

fa referncia almecanismemitjanant el qual espotmodificar l'acci d'un gendeterminat

sense alterar l'ADN d'aquest gen. La lionitzaci, l'empalmament diferencial de l'ARN,

l'empremta genmica, el control trascripcional (metilaci de l'ADN, molcules reguladores,

hormones, etc.), els gens hometics, etc., serien exemples clars d'aquest tipus de control.

Partint del fet que els factors epigentics sn els responsables que les neurones siguin

neurones iqueelshepatcitssiguinhepatcits.Noobstantaix,comqueestractad'untext

degenticadelcomportament,s'hadepreguntarsispossiblequehihagialguna interacci

ambestmulsambientals iquins snelsmecanismes subjacentsaaquestes interaccions.De

fet, avui en dia sn mltiples les evidncies experimentals que suggereixen que diferents

factors epigentics sn els responsables d'activar els gens en resposta a diferents estmuls

ambientals. Imaginemnos dos subjectes que sn genticament idntics, per exemple, dos

germansbessonshomozigtics.Malgratquegenticamentaquestsbessonscomparteixenel

100% de la crrega gentica, podem trobar diferncies notables entre ells amb relaci a

mltiples factorsmsomenyscomplexos.Qusel realmentcrucial,elsgensque tenimo

quan i com s'expressen aquests gens? En definitiva, al mdul 2 es descriu com el control

epigentic exerceix un paper crtic en la diferenciaci cellular, en l'organognesi i en la

morfognesi. Aquest control permet que cada cllula es diferenci fisiolgicament i

morfolgicamentmalgrattenirelmateixADNquealtrescllules ladiferenciacide lesquals

ser totalmentdiferent.Ams,elsmecanismes implicatsenelcontrolepigenticpermeten

que les cllules que conformen un organisme assumeixin configuracions especfiques que

comportinlagnesidelesdiferentsestructurescorporalsidelsrgansinterns.Ams,aquests

mecanismes tamb permetran que les diferents protenes que necessita una cllula

determinada en moments temporals clarament diferenciats se sintetitzin amb relaci a

aquestsrequerimentsinodemaneralliure,laqualcosaencomportaunaproducciingento

una producci insuficient. De cara a lavaluaci final de lassignatura els continguts que

treballarem durant aquest semestre i que seran matria dexamen seran els relacionats

fonamentalmentambelconceptedepigentica,noobstantabansestudiaremelsmecanismes

dedivisicellular,elconceptedegen, lorganitzacidelmaterialgentic ielsprocessosde

transcripciitraducci(entredaltres).

Un altre aspecte al qual es dedica gran importncia en l'assignatura s als models de

transmissigenticailesanomaliescromosmiques(mduls3i4).Algunstretsfenotpicsque

presenta una persona es podrien explicar per un nic gen,mentre que d'altres implicarien

diferentsgensque interactuenamb l'ambient.Enaquestapartde l'assignatura,esdescriuen

4

elsdiferentsmodelsd'hernciamonognica ipolignica i esposa mfasi en com s'hereten

diferents trastorns. En el camp de la gentica de la conducta, hem de tenir present que

aproximadamentun20%delesdiferentsafeccionsquecursenambretardmentalesdeuena

unnicgen,enaquestscasosdiemquel'hernciasunifactorialomonognicailamalaltias

unifactorial.D'altrabanda,un40%delscasosderetardmentalamborigengenticsncausats

per l'acci combinada demltiples gens i factors ambientals, i llavors es tracta d'herncies

multifactorials o poligniques. Finalment, el 40% restant de casos es deu a anomalies

cromosmiques,sadir,amutacionsocanvisenl'ADNqueafectendemaneraimportantels

cromosomes,jasiguienl'estructuraoenelnombre.D'altrabanda,snecessaridestacarque

elstretsfenotpicsquantitatiusquepotpresentarunapersonasnmajoritriamentpolignics,

sadir,queresponenaunresultatcomderivatdel'accidemsd'ungen(juntamentamb

els factorsambientals implicats).En l'sserhumhihadiferents trets fenotpicsquepoden

seguiraquestpatrd'herncia.Tretscom lapressisangunia, l'estatura, lamassacorporalo

algunsde"tanpsicolgics"com la intelligncia i lapersonalitat.Decaraa lavaluacifinalde

lassignatura els continguts que treballarem durant aquest semestre i que seran matria

dexamenserantotselsdescritsalmdul3ielsbsicsdelmdul4.

Unapartdelmaterialdel'assignatura(mdul5)s'hadedicataladescripcidelsconeixements

principals sobre les influncies gentiques i ambientals en les principals malalties

neurodegenerativesialteracionspsicopatolgiques,itambalsaspectescognitiusenhumans.

Com es veur, els estudis de genticamolecular, elaborats cada vegada ambmostresms

grans de subjectes o pacients i que inclouen en alguns casos l'anlisi d'una quantitat

impressionant de variants gentiques, ha ajudat de manera molt clara a l'aven del

coneixementenaquesta lnia.Ams,hihatreballsrecentsqueafegeixenaaquestsaspectes

metodolgics un estudi de l'expressi en teixit cerebral de les variants gentiques

identificades,laqualcosa,sensecapdubte,permetentrarenunadimensiqueproporcionar

una informacid'extremautilitatenel futurprximen l'afanydecomplementaralgunsdels

aspectesquehihaentrelamolculadel'ADNielcomportament.Enaquestamateixalnia,es

dedica un apartat del material a l'estudi de les influncies dels aspectes gentics sobre

l'estructura ia funci cerebralenhumans.Elsavenosde les tcniquesdeneuroimatgeen

l'ltima dcada n'han perms l'aplicaci massiva en la recerca en neuropsicologia,

neuropsiquiatria i neurocincia cognitiva. Des del punt de vista de la gentica del

comportament, la informaci proporcionada per la neuroimatge es pot considerar un

endofenotip, s a dir, igual que l'estudi de l'expressi de gens, una variable que fa

d'intermediriaentreelsgenscomamolculesd'ADNilessevesmanifestacionsclniques.Aix,

5

la informacisobreendofenotipsquantitatius,com laproporcionadaper laneuroimatge,ens

permetunavegadams"omplir"unapartde ladistnciaexistentquehihaentreelgen iel

comportament. No solament aix, en la lnia dels aspectes epigentics, els treballs ms

rellevantshancomenatacontrolardemanera rigorosaaspectesambientalsde lesmostres

estudiades, laqualcosaevidencia(comnopodiaserdecapaltramanera)que les influncies

gentiquesen l'mbitdecomportament, funcioestructuracerebralsenhumanses troben

fortamentmoduladesper l'ambient.Decaraa lavaluacifinalde lassignaturaelscontinguts

del mdul 5 no seran matria dexamen, no obstant es treballaran a una activitat de

lavaluacicontinuadaoptativadirigidaatotselsalumnesquevulguinaprofundirenaquesta

temtica.

Finalment,elmaterialde lassignaturadnaunavisigeneralde l'assessoramentgentic ide

lesprincipalsaplicacionsengenticade laconducta(mdul6).scertques'haavanatmolt

enladetecciidiagnsticdediferentsalteracionsambetiologiagentica.Noobstantaix,no

s'ha fetunprogrsequivalenten l'mbitde laprevenci idel tractament.Peraix, resulta

crtic dur a terme un assessorament gentic correcte. L'assessorament gentic es basa en

l'anlisi del perill de presentar o transmetre una afectaci amb etiologia gentica. De la

mateixa manera, aquest procediment aporta als pacients i/o als seus nuclis familiars

informacisobrelamalaltia,elriscdetransmissiidemanifestaciilesprobabilitatsexistents

pera impedir latransmissialsseusdescendents, laqualcosaelsajudaaprendredecisions

informades.De caraa lavaluaci finalde lassignaturaels contingutsdelmdul6no seran

matriadexamen,noobstantestreballaranaunaactivitatdelavaluacicontinuadaoptativa

dirigidaatotselsalumnesquevulguinaprofundirenaquestatemtica.

Perltim,elcaptol8delmanualdeCurtis(LosexperimentosdeMendelyelnacimientode

lagentica) smatriadexamen. El futurde la genticade la conducta se circumscriuno

solamentaldescobrimentdegensespecficsquepuguininfluirsobrelaconductailacognici,

sintamben larecercadelsmecanismesd'interaccidedeterminatsgensambaltresgens i

ambl'ambientenlamodulacid'aquestsprocessos.LescontribucionsdeMendelalagentica

sn de crucial importncia per entendre el concepte de gen i els models de transmissi

gentica,aixcomlesexcepcionsaaquestsmodels.

6

Contingutsquesnmatriadexamenfinal:

Bases gentiques de la conducta Introducci

x Introducci x 1. Mtodes estadstics

x 1.3. cids nucleics. x 2.2 Meiosi x 4. Concepte de gen x 5. Organitzaci del material gentic: el cromosoma x 7. La transcripci x 8. El codi gentic: el llenguatge de la vida x 9. La traducci x 10. Mutacions x 11. Control epigentic, modificacions i nivells de l'expressi gentica x 12. Gens reguladors i gens codificadors de protenes x 13. Gens mitocondrials

x 1. Herncia unifactorial o monognica x 2. Herncia multifactorial x 3. Herncia extranuclear

x1. Qu s una cromosomopatia: definici, tipus i freqncies x2. Principals efectes de les cromosomopatiesx3. Origen de les principals cromosomopaties

Los experimentos deMendel y elnacimientodelagentica