INTERACCIONES GÉNICAS P F P F F = 3+:1st F = 3+:1br

INTERACCIONES GÉNICAS
Varios genes influyen sobre una característica concreta
A) Fenotipos nuevos
Color de los ojos de Drosophila: + = ojos rojo oscuro
st (scarlet) = ojos bermellón ; br (brown) = ojos marrones
F1
P
st/st
+/+
+/+
br/br
F2 = 3+:1st
st/+
F1
P
x
x
br/+
F2 = 3+:1br
INTERACCIONES GÉNICAS
Varios genes influyen sobre una característica concreta
A) Fenotipos nuevos
Color de los ojos de Drosophila: + = ojos rojo oscuro
st (scarlet) = ojos bermellón ; br (brown) = ojos marrones
x
P
st/st
+/+
x
F1
+/+
br/br
2 rutas metabólicas
que afectan al
mismo fenotipo
st/+ br/+
F2
9+
:
3st
:
3br
:
1w
+/- +/- : st/st +/- : +/- br/br : st/st br/br
INTERACCIONES GÉNICAS
B) EPISTASIA
La expresión de un gen (alelo) o de un par de genes (genotipo), enmascara o
modifica la expresión de otro gen o par génico, bien porque sean antagonistas o
cooperantes.
En el primer caso, el alelo o locus que ejerce la acción es el epistático y el que la
recibe el hipostático. En el 2º caso hablamos de genes complementarios.
Estas interacciones modifican las
proporciones fenotípicas de la F2
Ej: Pelaje en los ratones: en vez de 3:1 ó 9:3:3:1, aparece 9:3:4
2 genes, pero A es epistático sobre B, ya que los individuos aa son albinos, y sólo los A‐ presentarán color
9:agutí: 3 negros: 4 blancos
Nomenclatura A- significa que no
importa el alelo que acompañe a
A, su fenotipo será A (AA ó Aa)
Epistasia recesiva (aa enmascara al
locus B)
Posible explicación:
Sustancia incolora
aa
X
enzima A
patrón negro
bb
X
enzima B
Patrón agutí
INTERACCIONES GÉNICAS
B) EPISTASIA
>  Enmascara al locus
E. simple recesiva
bb >A
E. simple dominante A- > B
E. complementaria A-B- = E. doble recesiva
DoDo ≠ ReDo ≠ ReRe
E. doble dominante-recesiva A- = bb
DoDo =ReRe ≠ ReDo ≠ DoRe
E. doble dominante A- = B-
Nota: Cuando al estudiar un carácter aparece una
proporción que se expresa en 16avos, esto sugiere que hay
dos pares de genes interaccionando en la expresión del
fenotipo en cuestión
INTERACCIONES GÉNICAS
B) EPISTASIA
La epistasia se puede dar sin que haya dominancia.
Gen FUT I (H,h)
añade la fucosa al
precursor
Fenotipo Bombay
Lo distinguimos del grupo 0 porque aglutina la sangre 0 (Ac H)
¿Qué fenotipos esperamos si se cruzan dos individuos HhAB?
(¾ H- : ¼ hh) * (¼ AA : ½ AB : ¼ BB)
3 A : 6 AB : 3 B : 4 O
PLEIOTROPÍA
La expresión de un solo gen puede tener efectos múltiples,
es decir, un cambio en un solo gen provoca la aparición de
muchos fenotipos distintos
Razón: interconexión de las vías metabólicas.
Productos intermedios son usados en varios escenarios
Ej: metabólicos.
- Fenilcetonuria (retraso mental, problemas en la pigmentación de la piel y olor
desagradable. …)
- Anemia falciforme: la mutación de un nucleótido produce la hemoglobina S,
lo que afecta de múltiples formas al organismo (cambio de forma en eritrocitos,
fuertes dolores por todo el cuerpo, cierta resistencia a la malaria...).
PLEIOTROPÍA
Algunos letales muestran pleiotropía
El alelo mutante (Ay) se
comporta como dominante
frente al alelo normal (A), en
cuanto al color del pelaje, pero
se comporta como recesivo
respecto a la letalidad.
A nivel molecular: deleción en la reg.
reguladora.
A) ganancia de función = muchísimo
pigmento amarillo
B) anula al gen adyacente Merc, que es
el causante de la letalidad
HERENCIA RELACIONADA CON EL SEXO
Herencia ligada al sexo: Genes que se encuentran en
la reg. diferencial del cromosoma X (ó en el Z)
Herencia limitada por el sexo: sólo se expresa en un
sexo
Herencia influenciada por el sexo: sexo influye en la
expresión del carácter
Herencia ligada al cromosoma Y: genes que se
encuentran en la reg. diferencial del cromosoma Y
HERENCIA LIGADA AL SEXO
Hembras 2 cromosomas X  2 alelos por cada gen 
Homo- ó Hetero-cigóticas
Macho homogamético 2 cromosomas W 2 alelos por cada gen 
Homo- ó Hetero-cigóticos
Machos 1 cromosoma X  1 alelo por cada gen 
Hemi-cigóticos
Concepto de dominancia y recesividad es irrelevante en ♂♂
Hembras heterogaméticas 1 cromosoma W  1 alelo por cada gen
 Hemi-cigóticos
Morgan (Drosophila) observó que los cruces recíprocos no
daban el mismo resultado
HERENCIA LIGADA AL SEXO
WW
wY
Ww
WY
WW:Ww:WY:wY
Patrón cruzado de herencia:
de una madre de fenotipo recesivo, todos sus hijos varones muestran ese fenotipo
Estos análisis le sirvieron para enunciar la Teoría cromosómica de la herencia
En el hombre detectamos los genes ligados al sexo por su patrón de herencia
cruzada
HERENCIA LIGADA AL CROMOSOMA Y
Sólo se transmiten por
línea paterna, es decir,
de padres a hijos
Marcador uniparental
(= ADNmt)
HERENCIA INFLUENCIADA POR EL SEXO
Heterocigóticos presentan diferente fenotipo según el sexo
♀
♂
CC
CC’
C’C’
Calvicie: Heteros:♂ calvos, ♀ no
calvas y homos H’H’ se manifiesta
antes en machos que en hembras.
HERENCIA LIMITADA POR EL SEXO
Genes que están en ambos sexos pero solo pueden expresarse
o en machos o en hembras, por las características propias de
cada sexo.
Ejemplos:
- El criptorquidismo o ausencia del descenso de los testículos en los machos solo
lo pueden expresar los machos y no las hembra; pero como los genes se hallan
en ambos sexos, las hembras pueden portarlos aunque no lo presentarán nunca
fenotípicamente.
- La producción lechera en las vacas: los
machos se seleccionan por la capacidad
productiva de sus hijas (tiene los genes),
sin embargo en el macho no puede evaluarse
cuantos litros de leche produce.
- Pluma de la cola y cuello en las
gallinas: Gallos hh plumaje de
gallo, pero las ♀ hh tienen
plumaje de gallina
Fenómenos genéticos no
explicados por las leyes de
Mendel
ANTICIPACIÓN GENÉTICA
Se han encontrado casos en que trastornos heredables se manifiestan a una edad progresivamente más temprana, aumentando su
gravedad, en generaciones sucesivas.
Recombinación ectópica:
entrecruzamiento desigual entre regiones homólogas no alélicas
Ej: Distrofia miotónica—autosómica
dominante—cataratas y debilidad muscular
e incluso retraso mental.
Algún ancestro con síntomas más leves
1992, causa a nivel molecular: ADN
inestable: microsatélite 5-35 copias en los
normales. Los poco afectados 150 copias y
los gravemente afectados 1500 copias.
Se acepta el incremento en el nº de copias
como la causa de la anticipación
IMPRONTA O SELLADO GENÓMICO
La expresión fenotípica varía dependiendo del origen paterno o
materno del cromosoma que lleva un gen concreto.
- Ciertas regiones cromosómicas retienen una “señal” de su origen
parental, que influye en si los genes se expresan o no.
- Las células sexuales pierden la impronta y esta vuelve a
generarse antes o durante la formación de los gametos, dando lugar
a genes, o regiones cromosómicas, marcados diferencialmente en
óvulos y esperma.
No es como la mutación, ya que la impronta puede revertirse en sucesivas
generaciones (madre-hijo ó padre-hija)
Ej en el hombre: deleción de la región del cromosoma 15 (15q1). Síndrome de
Prader-Willi (SPW) aparece si no esta delecionado el materno y el síndrome de
Angelman (SA) si solo permanece sin delecionar el cromosoma paterno.
Aunque el mecanismo molecular está en discusión, parece que está implicada la
metilación del ADN.
EPIGENÉTICA: Alteraciones genéticas reversibles.
Ej: metilación del ADN, modificación de las histonas,…
FENOTIPO = GENOTIPO + AMBIENTE
El fenotipo es la expresión del genotipo cuando este interactúa con
el medio interno y externo
PENETRANCIA Y EXPRESIVIDAD
Penetrancia: mide el % de individuos
mutantes que expresan el fenotipo, al
menos, en algún grado.
Expresividad: cuantifica el grado de
expresión del genotipo mutante.
Un alelo mutante recesivo determina una disminución en el nº de dedos. Analizando una
muestra de 100 individuos homocigóticos se detectó: 20 con dedos normales, 40 con 4
dedos en una mano, 10 con 4 dedos en las dos manos, 20 con 4 dedos en las manos y un pie,
10 con 4 dedos en ambas manos y pies.
Penetrancia = nº que expresan * 100 / nº total = 80*100/100 = 80%
Expresividad = 5 grados: 0%, 25%, 50%, 75% y 100%   freci * wi
(0,20 * 0 + 0,40*0,25 + 0,10*0,5 + 0,20*0,75 + 0,10*1) =0,4  40%
FONDO GENÉTICO: SUPRESIÓN Y EFECTOS DE POSICIÓN
Supresión: un gen anula el efecto del alelo de otro gen
Ej: Supresor de forked, restaura parcial o completamente el fenotipo normal en
un homocigótico forked (quetas bifurcadas).
Efecto de posición: La localización cromosómica
de un gen puede cambiar su expresión fenotípica.
Fuerte efecto si quedan en o cerca de la heterocromatina = regiones muy
condensadas y con poca o nula expresión.
Ej: w+/w tiene ojos rojos, pero si w+
se trasloca cerca de la región
heterocromática, la hembra tendrá ojos
variegados, con manchas blancas y
manchas rojas.
w/+
w/w
w/+
INICIO DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
EDAD
Causa de que algunas enfermedades no aparezcan
hasta la edad adulta.
ÓRGANO-TEJIDO
No todos los genes se expresan en todos los tejidos.
Causa de que, en ocasiones, no detectemos algunos
marcadores genéticos.
AGENTES EXTERNOS: EFECTOS AMBIENTALES
TEMPERATURA
Mutaciones “condicionales” y/o “sensibles a la
temperatura” = afectada su expresión por la temperatura
- Hierba del asno: flores rojas a 23ºC pero blancas a 18ºC
- Gatos siameses o conejos himalayas son blancos con color
oscuro en las regiones frías: nariz, orejas, final de las patas. La
enzima pierde su función catalítica a temperaturas mas altas.
- proteinas “heat shock” = genes del choque térmico. Se activan ante un stress de calor.
Esta mutaciones sensibles a la temperatura han sido muy importantes para
determinar muchas vías metabólicas y del desarrollo.
DIETA
Microorganismos AUXÓTROFO = mutante letal porque necesita un sustrato para crecer.
La adición de este sustrato en el medio hace que el organismo sea viable.
Hombre: no pueden metabolizar algunos sustratos. Ej:
-Fenilcetonuria—AA Fenilalanina; eliminando este AA de la dieta, no tienen problemas
-intolerancia a la lactosa– solución: eliminarla de la dieta, o ingirir lactasa
NORMA DE REACCIÓN
El fenotipo es el resultado de un genotipo que se expresa en un ambiente específico.
El genotipo señala el potencial de desarrollo y el ambiente selecciona, dentro de
ellos, la expresión fenotípica. Es decir, según las condiciones ambientales el mismo
genotipo puede producir distintos fenotipos.
Norma de reacción es el espectro fenotípico producido por un
genotipo concreto bajo diferentes condiciones ambientales.
Alas de las moscas
Genotipos diferentes,
diferentes normas de
reacción
La norma de reacción de un genotipo convierte la distribución de condiciones ambientales en la distribución de fenotipos del eje vertical