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Dr. Antonio Barbadilla
A-B-
A-bb
aaB- aabb
Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano
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Objetivos tema 6
Extensiones del análisis mendeliano
Deberán quedar bien claros los siguientes puntos
•Relaciones genotipo-fenotipo
•Un gen
–Alelismo múltiple
–Gen esencial y letal
–La distinción entre dominancia incompleta, parcial y
codominancia
–Pleiotropía
–Penetrancia y expresividad
•Más de un gen
–Caracteres determinados por más de un gen
–Interacción entre genes
•Genética bioquímica: la hipótesis un gen-una enzima
•Prueba de complementación
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Alelismo múltiple
• Grupos AB0
•A=B>0
•Fenotipo
ABAB
0
Genotipo
AA ó A0
BB ó B0
AB
00
•Color pelaje conejo
C+ > Cch > Ch > c
C+
Salvaje
Cch
Chinchilla
Ch
Himalaya
c
albino
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Alelismo múltiple
A nivel de secuencia nucleotídica prácticamente cada copia
de un gen es diferente en algún nucleótido de su secuencia.
El alelismo múltiple es ubicuo.
BRCA2
Individual
Individual
Individual
Individual
Individual
Individual
Individual
Individual
Individual
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acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtatgcgttagacggggtggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtatgcgttagacggcggggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
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acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag
acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag
acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag
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Se usa la notación AA, Aa y aa para denominar a los genotipos
¿Cómo explicamos los
mendelianos que determinan un fenotipo, pero en realidad éstos son
genotipos mendelianos si en internamente heterogéneos en el nivel de DNA. Su asignación como
genotipo AA ó aa se debe generalmente a que todas las secuencias
el nivel del DNA cada alelo que pertenecen al genotipo AA comparten un fenotipo distinto de las
que pertenecen al genotipo aa y esta diferencia fenotípica se debe
suele ser distinto?
posiblemente a un nucleótido (o a unos pocos) que sería el verdadero
genotipo que causa los diferentes fenotipos
Indiv1Secuencia 1
Indiv1Secuencia 2
Indiv2Secuencia 1
Indiv2Secuencia 2
Secuencia nucleotídica de una región del gen A en
distintos individuos
acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtatgcgttagacggggtggtagcaccagtacag
Genotipo AA = aa -> Fenotipo A
Alelo A = a
Alelo a = t
acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag
Genotipo Aa = at -> Fenotipo A
Indiv3 Secuencia 1 acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag
Indiv3 Secuencia 2 acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag
Genotipo aa = at -> Fenotipo a
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•Gen letal y esencial
•Un gen que cuando está alterado es letal, es un gen esencial
•Gen y del ratón doméstico es un ejemplo
Alelo y es dominante para el color amarillo, letal en homocigosis. Alteración
proporciones mendelianas de la F2 es 2:1
Yy x Yy
2 Yy : 1 YY
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•Edad de aparición de un
fenotipo
•Temprana
•Tardía
•Impronta parental
Aparición tardía de la enfermedad de
Huntington (autosómica dominante)
•Ejemplo
Factor crecimiento II tipo insulina (Igf2) en ratón y humanos.
Mutante homocigoto -> enano.
El fenotipo del heterocigoto depende del origen del alelo
Alelo salvaje es paterno -> fenotipo salvaje
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Alelo salvaje es materno -> fenotipo enano (el gen procedente8
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de la madre no se expresa)
Relaciones genotipo-fenotipo
Ausencia de
dominancia
en el Dondiego
de noche
(Mirabilis jalapa)
P1
F1
F2
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Relación genotipo-fenotipo:
Variación en la dominancia
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Relación genotipo-fenotipo:
Codominancia
•Presencia de ambos fenotipos paternos en el
heterocigoto
•Grupo sanguíneo AB0
•Heterocigoto proteína detectada por
electroforesis en hemoglobina
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Relación genotipo-fenotipo:
Niveles de dominancia: la dominancia o codominancia no es
una propiedad del genotipo sino del fenotipo
HbAHbA: Normal.
HbSHbS: Anemia grave.
HbAHbS: No anemia
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Relación genotipo-fenotipo:
Retinoblastoma hereditario
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R > r en el nivel celular
pero
r Tema
> R en
el nivel del
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del organismo
análisis mendeliano
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Pleiotropía:
un gen -> varios caracteres
Ejemplo anemia falciforme
Cambio de un nucleótido
en el DNA del gen de
la hemoglobina
Rápida destrucción de
los glóbulos rojos
Problemas
circulatorios
Acumulación de células
falciformes en el bazo
Producción de hemoglobina S
en lugar de la A
Baja concentración de
oxígeno en lo tejidos
Daño
cerebral
Anemia
Daños en
otros órganos
Daño en
el bazo
Agregación de la hemoglobina S para
formar estructuras casi cristalinas en
aguja en los glóbulos rojos
Debilidad
física
Distorsión de los glóbulos rojos,
adquieren forma de hoz (falciforme)
Fallo
cardiaco
Función mental
disminuida
Parálisis
Neumonía
Reumatismo
Fallo renal
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Penetrancia y expresividad
Ambos conceptos se refieren a la expresión
fenotípica variable de ciertos genes
Penetrancia: Proporción de individuos en una
población que presentan el fenotipo
correspondiente a su genotipo. Si P < 1 se habla
de penetrancia incompleta
Expresividad: El grado de expresión individual
de un fenotipo para un genotipo dado
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Expresividad
La polidactilia se manifiesta en grados distintos
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Expresividad
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10 grados de expresividad variable en el
carácter piel manchada en perros de la raza
beagle. Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano
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Caracteres determinados
por más de un gen
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Caracteres determinados por
más de un gen
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Caracteres determinados por más de un gen:
color del fruto pimiento Capsicum annum
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Interacción entre genes:
dos o más genes determinan el fenotipo de un
modo que alteran las proporciones mendelianas
esperadas
Variedad blanca 1
Variedad blanca 2
aaBB
AAbb
Púrpura
AaBb x AaBb
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1/4 AB
1/4 Ab
1/4 aB
1/4 ab
1/4 AB
AABB
AAbB
AaBB
AaBb
1/4 Ab
AABb
AAbb
AabB
Aabb
1/4 aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
1/4 ab
AaBb
Aabb
aaBb
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aabb
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Tipos de interacción genética según la
modificación de las proporciones mendelianas
•Epistasia: enmascaramiento de la expresión de un
gen por la acción de otro gen distinto
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3
3
1
9:3:3:1
Epistasia dominante y
13:3 recesiva (supresora)
9:7 Epistasia recesiva doble
9:3:4
Epistasia recesiva
12:3:1
Epistasia dominante
15:1
A-B-
A-bb
Epistasia dominante doble
(duplicación)
aaB- aabb
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Genética bioquímica: estudio de
la relación entre genes y
enzimas
Hipótesis un gen - una enzima (Beadle y
Tatum 1941) -> Estudio de la ruta
biosintética de la niacina (vitamina B3 en
el hongo del pan Neurospora crassa)
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Genética bioquímica: muchos genes
cooperan en el producto final
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Explicación bioquímica de la proporción 9:7
en el color de la aleurona del maíz
Precursor
blanco
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Intermediario
blanco
Producto final
púrpura
Enzima A
Enzima B
Gen A
Gen B
Para obtener el producto final púrpura necesitamos
que tanto el gen A como el B produzcan una enzima
funcional. Si uno de los dos genes falla (genotipo aa
ó bb), el producto final será blanco
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Explicación bioquímica de la
epistasia recesiva 9:3:4 en la
síntesis de los pigmentos de
los pétalos de la planta “Mary
ojos azules” (Collinsia
parviflora)
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Prueba de complementación:
permite saber si dos mutaciones están en el mismo
locus o en diferentes loci
Mismo locus
Diferentes loci
Complementación:
un individuo con dos
mutaciones fenotípicas
presenta un fenotipo salvaje
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•
Buscad ejemplos de caracteres en los que se dan
interacciones genéticas que no se han ilustrado en este
tema (como por ejemplo la epistasia dominante doble)
•
Proponed rutas bioquímicas u otros mecanismos genéticos
para explicar los tipos de interacción descritos en los que no
se ha presentado un mecanismo
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