4.8. Enfermedades mitocondriales.

Las enfermedades mitocondriales son un grupo de trastornos genéticos que afectan las mitocondrias, las estructuras celulares encargadas de producir energía en forma de ATP (adenosín trifosfato). Estas enfermedades son causadas por mutaciones en el ADN mitocondrial o en los genes nucleares que codifican proteínas relacionadas con la función mitocondrial. Debido a que las mitocondrias son cruciales para el metabolismo energético de las células, los trastornos mitocondriales pueden afectar múltiples sistemas del cuerpo, incluyendo el cerebro, el sistema nervioso, los músculos, el corazón y otros órganos.

Características o peculiaridades de las enfermedades mitocondriales.

Heteroplasmia. La heteroplasmia se refiere a la presencia de diferentes tipos de ADN mitocondrial en una célula o individuo. Las mitocondrias se multiplican dividiéndose de forma independiente al ciclo celular, y en el proceso de copiado pueden producirse errores que se van acumulando con el tiempo. Esta variación en el ADN mitocondrial se conoce como heteroplasmia.
Herencia mitocondrial. Las mitocondrias se heredan principalmente a través de la madre, y por lo tanto, el ADN mitocondrial (ADNmt) se hereda exclusivamente de la madre, a diferencia del ADN nuclear, que se hereda de ambos progenitores. Las mutaciones o variantes en el ADN mitocondrial se transmiten de madre a hijos, pero solo las hijas pueden transmitir estas mutaciones a sus descendientes. Los hijos varones no transmiten su ADN mitocondrial a su descendencia.

Código genético mitocondrial. El código genético mitocondrial es el conjunto de reglas que determina cómo la información contenida en el ADN mitocondrial (ADNmt) se traduce en proteínas dentro de las mitocondrias, y es similar pero no idéntico al código genético universal utilizado en el resto de la célula, que se encuentra en el ADN nuclear. En el código genético mitocondrial, algunas de las codificaciones de aminoácidos son diferentes, lo que significa que ciertos codones en el ARNm se traducen en aminoácidos diferentes en comparación con el código genético nuclear. Algunas de las diferencias más notables en el código genético mitocondrial son:
- El codón AGA en el código nuclear codifica para el aminoácido arginina, mientras que en el código mitocondrial codifica para la serina.
- El codón AGG en el código nuclear codifica para el aminoácido arginina, mientras que en el código mitocondrial también codifica para la serina.
- El codón UGA en el código nuclear suele ser un codón de parada (codón de terminación), pero en el código mitocondrial codifica para el aminoácido triptófano.

Cromosoma mitocondrial. El término “cromosoma mitocondrial” se refiere al material genético contenido en las mitocondrias, pero es importante destacar que las mitocondrias no tienen estructuras cromosómicas similares a los cromosomas del núcleo. Aquí hay algunas características clave del ADN mitocondrial:
- Forma y Estructura: El ADN mitocondrial suele presentarse en forma de un círculo cerrado, en contraste con los cromosomas lineales en el núcleo.
- Genes: El ADN mitocondrial contiene un total de 37 genes.
- Transcripción y Traducción: Las mitocondrias son capaces de transcribir y traducir su propio ADN, lo que les permite sintetizar las proteínas necesarias para su función. Sin embargo, la mayoría de las proteínas requeridas para la función mitocondrial son codificadas por el núcleo y luego importadas a las mitocondrias.

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Genes codificados en el ADNmt

The 37 genes of the Cambridge Reference Sequence for human mitochondrial DNA and their locations[30]

Gene	Type	Product	Positions in the mitogenome	Strand
MT-ATP8	protein coding	ATP synthase, Fo subunit 8 (complex V)	08,366–08,572 (overlap with MT-ATP6)	H
MT-ATP6	protein coding	ATP synthase, Fo subunit 6 (complex V)	08,527–09,207 (overlap with MT-ATP8)	H
MT-CO1	protein coding	Cytochrome c oxidase, subunit 1 (complex IV)	05,904–07,445	H
MT-CO2	protein coding	Cytochrome c oxidase, subunit 2 (complex IV)	07,586–08,269	H
MT-CO3	protein coding	Cytochrome c oxidase, subunit 3 (complex IV)	09,207–09,990	H
MT-CYB	protein coding	Cytochrome b (complex III)	14,747–15,887	H
MT-ND1	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 1 (complex I)	03,307–04,262	H
MT-ND2	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 2 (complex I)	04,470–05,511	H
MT-ND3	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 3 (complex I)	10,059–10,404	H
MT-ND4L	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 4L (complex I)	10,470–10,766 (overlap with MT-ND4)	H
MT-ND4	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 4 (complex I)	10,760–12,137 (overlap with MT-ND4L)	H
MT-ND5	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 5 (complex I)	12,337–14,148	H
MT-ND6	protein coding	NADH dehydrogenase, subunit 6 (complex I)	14,149–14,673	L
MT-RNR2	protein coding	Humanin	—	—
MT-TA	transfer RNA	tRNA-Alanine (Ala or A)	05,587–05,655	L
MT-TR	transfer RNA	tRNA-Arginine (Arg or R)	10,405–10,469	H
MT-TN	transfer RNA	tRNA-Asparagine (Asn or N)	05,657–05,729	L
MT-TD	transfer RNA	tRNA-Aspartic acid (Asp or D)	07,518–07,585	H
MT-TC	transfer RNA	tRNA-Cysteine (Cys or C)	05,761–05,826	L
MT-TE	transfer RNA	tRNA-Glutamic acid (Glu or E)	14,674–14,742	L
MT-TQ	transfer RNA	tRNA-Glutamine (Gln or Q)	04,329–04,400	L
MT-TG	transfer RNA	tRNA-Glycine (Gly or G)	09,991–10,058	H
MT-TH	transfer RNA	tRNA-Histidine (His or H)	12,138–12,206	H
MT-TI	transfer RNA	tRNA-Isoleucine (Ile or I)	04,263–04,331	H
MT-TL1	transfer RNA	tRNA-Leucine (Leu-UUR or L)	03,230–03,304	H
MT-TL2	transfer RNA	tRNA-Leucine (Leu-CUN or L)	12,266–12,336	H
MT-TK	transfer RNA	tRNA-Lysine (Lys or K)	08,295–08,364	H
MT-TM	transfer RNA	tRNA-Methionine (Met or M)	04,402–04,469	H
MT-TF	transfer RNA	tRNA-Phenylalanine (Phe or F)	00,577–00,647	H
MT-TP	transfer RNA	tRNA-Proline (Pro or P)	15,956–16,023	L
MT-TS1	transfer RNA	tRNA-Serine (Ser-UCN or S)	07,446–07,514	L
MT-TS2	transfer RNA	tRNA-Serine (Ser-AGY or S)	12,207–12,265	H
MT-TT	transfer RNA	tRNA-Threonine (Thr or T)	15,888–15,953	H
MT-TW	transfer RNA	tRNA-Tryptophan (Trp or W)	05,512–05,579	H
MT-TY	transfer RNA	tRNA-Tyrosine (Tyr or Y)	05,826–05,891	L
MT-TV	transfer RNA	tRNA-Valine (Val or V)	01,602–01,670	H
MT-RNR1	ribosomal RNA	Small subunit : SSU (12S)	00,648–01,601	H
MT-RNR2	ribosomal RNA	Large subunit : LSU (16S)	01,671–03,229	H

Criterios diagnósticos de enfermedad mitocondrial. Cuando sospechar la presencia de una enfermedad mitocondrial.

Cuando solicitar estudio de enfermedades mitocodriales si se ha realizado secuenciación NGS. Que te puedes perder si has realizado una secuenciación NGS y buscas una enfermedad mitocondrial.