Download Tema 4: Herencia del sexo
Document related concepts
Transcript
OBJETIVOS TEMA 4: Herencia del sexo Determinación del sexo, ligamiento al sexo, compensación de dosis Deberán quedar bien claros los siguientes puntos •Determinación del sexo •Determinación en Drosophila •Determinación en humanos •Herencia ligada al sexo •Herencia influida por el sexo y herencia limitada a un sexo •Compensación de dosis •Drosophila •C. elegans •Humanos: el corpúsculo de Barr y la hipótesis de Lyon 2 Determinación del sexo •Genética •Cromosomas sexuales (heteromórficos) Sistemas XY, X0, ZW y cromosomas múltiples •Ploidía (himenópteros) •Genes no asociados a cromosomas heteromórficos (hongos,...) •Ambiental •Temperatura (salamandras, gambas, reptiles) •Substrato de fijación (gusanos y gasterópodos marinos) •Tamaño corporal (anélidos marinos, algunos peces) Tema 4: Herencia del sexo 3 Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY En 1905 N. Stevens observó que Drosophila melanogater tiene 4 pares de cromosomas •Un par de cromosomas, que se llegaron a designar X e Y, eran heteromórficos (homólogos de forma claramente distinta) •Las hembras de Drosophila portaban dos cromosomas X y los machos portaban un X y un Y (por tanto su herencia es mendeliana, razón 1:1) Complemento cromosómico: 2A + XX 2A + XY 2A = diploidía cromosomas autosómicos X = cromosoma Temasexual 4: Herencia del sexo 4 Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY •Calvin Bridges (1922) Demuestra estudiando individuos poliploides (3n, 4n,...) que el sexo en Drosophila viene determinado por el cociente de cromosomas X (el cromosoma sexual) y los cromosomas no sexuales (llamados autosómicos) Tema 4: Herencia del sexo 5 Resultados experimentales de Calvin Bridges en D. melanogaster Número de Ploidía Número Razón cromosomas autosomas total de X/A X (A) cromosomas 3 4 4 3 2 1 2 1 1 2 3 4 3 2 1 3 2 3 9 13 16 12 8 4 11 7 10 1,50 1,33 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,50 0,33 Sexo Metahembra Hembra Hembra Hembra Hembra Hembra Intersexo Macho Metamacho X/A = 0,5 Conclusión: 0,5 < X/A < 1 Intersexo X/A = 1 Tema 4: Herencia del sexo 6 Sistema XY Determinación en Drosophila: equilibrio génico X/A gen Sex-lethal (Sxl) -> Interruptor maestro (enzima que corta RNA) Tiempo Embrión Drosophila X:A = 1 X:A = 0,5 gen Sxl activo gen Sxl inactivo Se han localizado al menos 3 genes en el X (elementos del numerador X/A) y otros tantos en los autosomas (elementos del denominador) Tema 4: Herencia del sexo 7 Sistema XY •Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro sexual) en el cromosoma Y (Tdy en ratones) Tiempo Actúa gen TDF si está presente Inhibición Gen Od Gónadas se convierten en testículos Tema 4: Herencia del sexo 8 Sistema XY •Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro sexual) en el cromosoma Y (Tdy en ratones) Tiempo Sin TDF Gen Od se expresa Gónadas se convierten en ovarios Tema 4: Herencia del sexo 9 Sex redefined -> Interesting article by Ainsworth, C. 2015 Sex redefined. Nature 2015 518: 288-91 Tema 4: Herencia del sexo http://www.nature.com/news/sex-redefined-1.16943 10 Sistema XY •Determinación humanos y ratón (mamíferos) síndrome de feminización testicular Cuatro hermanos (cromosómicamente) con síndrome de feminización testicular (insensibilidad congénita a los andrógenos). 22A + XY Tema 4: Herencia del sexo 11 Sistema X0, ZW y cromosomas múltiples •X0: Insectos (saltamontes) •ZW Aves y peces ZZ -> ZW -> •Cromosomas múltiples Nemátodo (Ascaris incurva) 35 cromosomas (26A + 8X + Y) 42 cromosomas (26A + 16X) Tema 4: Herencia del sexo 12 Tipos de herencia ligada al sexo Porción no homóloga, genes ligados al X X Región pseudoautosómica Y Genes holándricos Tema 4: Herencia del sexo 13 Tipos de herencia ligada al sexo Cromosomas sexuales humanos Tema 4: Herencia del sexo 14 Degeneración del cromosoma Y en mamíferos Scientific American 2001 Tema 4: Herencia del sexo 15 Herencia ligada al X Thomas H. Morgan (1910) mutante white Drosophila Fenotipo Salvaje Tema 4: Herencia del sexo Fenotipo White 16 x P1 X + X+ Xw Y F1 y X+ X w F 2 1/2 X+ X+ 1/2 X + Xw Tema 4: Herencia del sexo X+ Y 1/2 X+ Y 1/2 Xw Y 17 Cruce recíproco x P1 Xw Xw X+ Y F1 X+ Xw F 2 y Xw Y 1/2 X + Xw 1/2 Xw Y Tema 4: Herencia del sexo 18 Ejemplo de herencia ligada al X en humanos: Ceguera a los colores o daltonismo Tema 4: Herencia del sexo 19 Carácter limitado por el sexo Los caracteres que se expresan sólo en un sexo, aunque los genes que lo determinan estén presentes en ambos sexos. Ejemplos: formación de las mamas y ovarios en hembras, distribución del vello facial y producción de esperma en machos, coloración del plumaje y el canto en aves, cuernos de cabras y antílopes,... Tema 4: Herencia del sexo 20 Carácter influido o controlado por el sexo Caracteres que aparecen en ambos sexos, pero se expresa más en uno que en otro. Los genes se localizan en regiones autosómicas o pseudoautosómicas y sus expresión depende del contexto hormonal. Ejemplo: Calvicie prematura en humanos Genotipo a’a’ a’a aa Fenotipo Hombres Mujeres Calvicie Calvicie No calvicie Tema 4: Herencia del sexo Calvicie No calvicie No calvicie 21 Compensación de dosis • Mamíferos: Corpúsculo de Barr (1949, cromatina muy condensada perteneciente al cromosoma X). Hipótesis de M. Lyon: Todos los X - 1 de una célula se inactivan al azar dando lugar al corpúsculo de Barr Corpúsculo de Barr Mary F. Lyon (1925– 2014) Nature: Obituary Núcleo de una célula de la mucosa bucal en humanos Tema 4: Herencia del sexo 22 Compensación de dosis • Mamíferos: Inactivación al azar del X Tema 4: Herencia del sexo 23 Compensación de dosis Mamíferos: Consecuencias de la compensación de dosis por inactivación aleatoria del X Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó Un centro de inactivación del X inicia la inactivación Patrón de ausencia de glándulas sudorípadas en hembras heterocigotas para el gen de la displasia ectodermal Tema 4: Herencia del sexo Mosaicismo en 24 mujeres Ejemplos de mosaicismo ligados al cromomosoma X en hembras Gata calicó Tema 4: Herencia del sexo 25 Evolución de la inactivación del X en mamíferos Scientific American 2001 Tema 4: Herencia del sexo 26 Compensación de dosis Diferentes mecanismos de compensación de dosis Tema 4: Herencia del sexo 27 • El síndrome de Turner se debe a una constitución X0. ¿Por qué no son mujeres normales si tienen, como todas las mujeres, un único cromosoma X activado? • ¿Qué función tiene el cromosoma Y en Drosophila? • ¿Cuántos genes se han descrito en el cromosoma Y humano? ¿Cómo explicarías la escasez de genes en este cromosoma? • ¿Cómo explicas que el gen white se encuentre en el cromosoma X de Drosophila melanogaster? • ¿Te has preguntado que consecuencias evolutivas puede tener las herencia ligada al X sobre los genes que se encuentran en este cromosoma? • Muchas aves son tetracromáticas, ¿cuántos tipos de ceguera a los colores predecirías en estas aves? ¿y en el hombre? • Dos interesantes lecturas sobre la evolución de los cromosomas sexuales: – – Evolución del cromosoma Y El País 23 de abril 2014 The story of the X chromosome Tema 4: Herencia del sexo 28