Presentación de PowerPoint - Blogs de Cátedras de la UNLP
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Patrones de herencia y pedigrees Patrones de herencia Modo de transmisión de los caracteres de generación en generación. Los antecedentes familiares son una herramienta para determinar: - la ubicación del gen en el genoma - la relación de dominancia entre alelos Patrones de herencia Ubicación en el genoma: - Herencia autosómica - Herencia ligada al sexo (cromosoma X) - Herencia holándrica (cromosoma Y) - Herencia mitocondrial / cloroplastos Patrones de herencia Relación de dominancia: - Dominante - Recesivo - Codominante - Dominancia incompleta Genealogías o pedigrees aportan datos claves sobre la Historia, la variación de expresión y el patrón de herencia de una característica en estudio. - Medicina - Manejo de especies animales de interés económico Símbolos y abreviaturas utilizados en árboles genealógicos médicos Bennett et al. (1995) AJHG 56: 745-752 Símbolos y abreviaturas utilizados en árboles genealógicos médicos Bennett et al. (1995) AJHG 56: 745-752 Símbolos y abreviaturas utilizados en árboles genealógicos médicos Bennett et al. (1995) AJHG 56: 745-752 Símbolos y abreviaturas utilizados en árboles genealógicos médicos Bennett et al. (1995) AJHG 56: 745-752 Símbolos y abreviaturas utilizados en árboles genealógicos médicos Bennett et al. (1995) AJHG 56: 745-752 Herencia autosómica Biparental, independiente del sexo 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Herencia autosómica Biparental, independiente del sexo Herencia autosómica dominante Fenotipo presente en generaciones sucesivas, igual proporción en ambos sexos Herencia autosómica dominante Ej. Pisum sativum Herencia autosómica dominante Ej. Corea de Huntington Herencia autosómica dominante Ej. Polidactilia postaxial Herencia autosómica recesiva Alternancia de generaciones, igual proporción de sexos Fibrosis quística, fenilcetonuria,anemia falciforme, …. Herencia autosómica recesiva Ej. fenotipo albino en pelaje de diversos mamíferos Herencia autosómica recesiva El fenotipo se manifiesta sólo en homocigosis numerosas patologías genéticas humanas: fibrosis quística, fenilcetonuria,anemia falciforme, enfermedad poliquística renal, etc. H. Autosómica influida por el sexo - genes autosómicos, respetan los ppios. mendelianos. - expresión alterada por el entorno hormonal - un fenotipo se expresa en mayor proporción en uno de los sexos H. Autosómica influida por el sexo diferente expresión en ♂ y ♀ Ej. barbas de las cabras BbBb B b B+ B+B+ macho hembra barbas barbas sin barbas barbas sin barbas sin barbas H. Autosómica influida por el sexo ♂ ♀ x ♂ ♀ H. Autosómica influida por el sexo Herencia ♂ ♀ B+ B+ F1 100% BbB+ Bb Bb x ♂ ♀ H. Autosómica influida por el sexo Herencia ♂ ♀ Bb B+ x Bb F2 Bb B+ Bb B+ B+ ¾ machos con barba ¼ machos sin barba ¾ hembras sin barba ¼ hembras con barba H. Autosómica limitada a un sexo Sólo se manifiestan en uno de los sexos, requieren un ambiente hormonal determinado. De ubicación autosómica. Ej: caracteres sexuales secundarios, producción de leche en mamíferos, criptorquidia otros defectos testiculares defectos uterinos Herencia ligada al sexo (cromosoma X) uniparental - biparental Herencia ligada al sexo dominante No alterna generaciones. Distinta proporción de sexos. Herencia cruzada. Raquitismo hipofosfatémico, incontinencia pigmentaria tipo 1 Herencia ligada al sexo recesiva Alternancia de generaciones. Distinta proporción de sexos. Herencia cruzada. Hemofilia, daltonismo, distrofia muscular de Duchenne, deficiencia de HPRT, …… Herencia ligada al sexo Hemofilia Ligada al X recesiva. Identificada en la antigüedad y registrada en el Talmud. Herencia holándrica (cromosoma Y) patrilineal Herencia holándrica (cromosoma Y) patrilineal Antígeno de histocompatibilidad Hy (no patológico). Azoospermia (casos severos no se heredan) Herencia mitocondrial matrilineal Herencia mitocondrial = Herencia citoplasmática Encefalomiopatías (varios tipos), Neuropatía óptica hereditaria de Leber, Epilepsia mioclónica con enf. de fibra roja irregular, diabetes mellitus con sordera, síndr. de Leigh, síndrome de Wolff-Parkinson-White. Herencia mitocondrial Enfermedades mitocondriales: deficiencia de proteínas de la cadena de transporte de electrones - Encefalomiopatías (s. Leigh, MERRF y otras) - Neuropatía óptica hereditaria de Leber - Diabetes mellitus con sordera - Síndrome de Wolff-Parkinson-White Cálculo de probabilidades Regla de multiplicación 2 o más sucesos ocurren en forma independente uno del otro. El resultado de uno no afecta al resultado del otro. Ej: tener una hija mujer y al próximo embarazo tener otra hija mujer Regla de suma Un resultado que puede ocurrir en más de una manera posible. Cada resultado es excluyente de los otros Ej: tener 1° un hijo varón y luego una hija mujer, o bien 1° una hija mujer y luego un varón Series de sucesos Se calcula la probabilidad de una serie concreta de entre un gran número de sucesos potenciales. Combinación de hijos varones y mujeres: p= n! av * b m v! * m! Teorema del binomio Combinación de hijos: ej. 5 varones y 2 mujeres. N° total: n=7 N° de veces que resultaría varón: v=5 N° de veces que resultaría mujer: m=2 Probabilidad de que sea varón: a=1/2 Probabilidad de que sea mujer: b=1/2 n! av x b m v! x m! p= 21/128= 0,164 p= p= 7! 5! x 2! 1/25 x 1/2 2 Factores que modifican los principios básicos mendelianos Proporciones mendelianas Un gen: P x P = F1 monohíbrido (heterocigota) fenotipo dominante F1 x F1 = F2= proporción fenotípica 3:1 Dos genes: P x P = F1 dihíbrido, fenotipo dominante F1 x F1 = F2 proporción fenot. 9:3:3:1 Relaciones de dominancia Relación entre alelos de un mismo locus Dominancia completa, incompleta, codominancia Letalidad Interacción génica Sin modificac proporc. 9 Simple dominante Simple recesiva : 3 : 12 : 9 : 3 Doble dominante Doble recesiva 9 Doble dom-reces. Efecto acumulativo 9 3 : 1 3 : 1 : 4 15 : : 7 13 : : 6 1 3 : 1 Mutaciones nuevas o de novo Ocurrencia de una mutación en una célula de la línea germinal de uno de los progenitores, o en la zigota. Aparece por 1ra. vez en una familia un fenotipo sin antecedentes previos. Mutaciones nuevas o de novo Acondroplasia: 70% de los casos de condrodistrofias Autosómica dominante Mutaciones nuevas o de novo Mosaicismo Mutación durante el desarrollo fetal temprano que se propaga parcialmente. El individuo tiene dos o más poblaciones de células que difieren en su composición genética y coexisten. Ej. mosaicismo cutáneo Mosaicismo de línea germinal Mutación en línea germinal durante el desarrollo fetal temprano. Se propaga parcial o totalmente a la línea germinal. La línea somática se mantiene intacta. La descendencia del individuo será diferente de su línea somática. Fenocopias Fenotipo producido por factores ambientales Imita a un fenotipo de origen genético. Ej. raquitismo clásico por deficiencia nutricional de vit. D es fenocopia del raquitismo hipofosfatémico por mutación del gen PHEX en Xp22. Fenocopias Drosophila expuesta a metaborato de sodio: ojos reducidos Mutación eyeless: ojos reducidos Herencia citoplasmática Características determinadas por información genética ubicada en el citoplasma matermmp. Genes mitocondriales y de cloroplastos. Herencia citoplasmática Experimentos de C. Correns: cruzamiento de flores de distintas ramas = segregación al azar de los cloroplastos en la ovogénesis. Herencia citoplasmática Los cruzamientos entre ramas recíprocas dan diferente resultado ♀ ♂ Albina x Verde = albinas Verde x Albina = verdes Herencia citoplasmática Experimentos de C. Correns: hojas variegadas en Mirabilis jalapa. No existen mecanismo de distribución pareja de genes en la división celular. Variación fenotípica. Herencia de cloroplastos = Herencia citoplasmática Las organelas citoplasmáticas se heredan de la gameta femenina, salvo algunas gimnospermas. Efecto materno Proteínas y otras sustancias reguladoras del desarrollo embrionario, en citoplasma del óvulo. Fenotipo de la progenie según genotipo materno. El fenotipo materno depende del genotipo de su progenitora. Ej. variación en los niveles de andrógenos en la yema de huevo influyen en el desarrollo de los pollos Edad de presentación del fenotipo corea de Huntington: autosómica dominante, Edad de presentación: 30-50 años Edad de presentación del fenotipo Anticipación: un fenotipo heredable se manifiesta a una edad progresivamente más temprana, y con un fenotipo más acentuado. Ej. distrofia miotónica, síndrome X frágil, corea de Huntington. Anticipación Distrofia muscular de Duchenne Ligada al X recesiva Penetrancia reducida Expresión fenotípica normal o silvestre en individuos que portan un genotipo no silvestre (en un % de individuos no se manifiesta un genotipo dado). Ej.: retinoblastoma familiar = enf. autosómica dominante, con penetrancia del 90% el 10% de los individuos con el genotipo, no presentan la enfermedad Expresividad variable Diferencias en el grado de expresión fenotípica de un genotipo particular. Causas posibles: diferentes mutaciones de un mismo gen, interacción génica, factores ambientales Ej.: genotipo recesivo eyeless en D.melanogaster - ausencia completa de ojos - ojos reducidos a ¼ - ojos reducidos a ½ - ojos normales Expresividad variable Neurofibromatosis tipo I = enf. de von Recklinghausen = enf. autosómica dominante de penetrancia completa y expresión variable Manifestaciones: manchas cutáneas, pecosidad nódulos benignos en el iris tumores benignos del nervio óptico neoplasias malignas, neurofibrosarcomas Impronta genómica (imprinting) Marca epigenética que define una región genómica como materna o paterna en la descendencia. El fenotipo expresado depende de qué progenitor proviene la herencia (materno o paterno). La metilación diferencial de secuencias nucleotídicas altera el nivel de expresión génica (se añaden grupos metilo al C5 de citosinas). Impronta genómica (imprinting) Ej.: deleción brazo largo cr. 15 (15.q.1) = síndrome de Prader-Willi (paterna) vs. síndrome de Angelmann (materna) Impronta genómica (imprinting) El desarrollo normal requiere tanto de la región materna como de la paterna. Síndrome de Prader-Willi: trastorno de alimentación, obesidad, RM, R crecimiento. Síndrome de Angelmann: trastornos del comportamiento, RM Efecto ambiental Expresión del gen directamente en el fenotipo Influencias genéticas Influencias ambientales Efecto ambiental Variación en el color de las hortensias A- en suelo ácido: azul A- en suelo alcalino: rosa aa: blanco Efecto ambiental Drosophila melanogaster vg vg <29°C alas vestigiales 31°C alas más largas Efecto ambiental Fenilcetonuria: mutación PAH, produce retardo mental por acumulación de fenilalanina. Al reducir la ingesta de fenilcetonúricos: vida normal.
