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D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA 20032003 Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El uso de diagramas ramificados y tablas.

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1 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El uso de diagramas ramificados y tablas de doble entrada Análisis del polihibridismo Alelismo múltiple El sistema AB0 de grupos sanguíneos, un ejemplo de alelismo múltiple Cómo establecer relaciones de dominancia entre alelos Letalidad Penetración y expresividad Pleiotropía Relaciones entre genes: interacción y epistasia Función génica A. Garrod y los errores congénitos del metabolismo G. Beadle, E. Tatum y el inicio de la genética bioquímica La disección genética de una ruta bioquímica La anemia falciforme: cada gen codifica un polipéptido La complementación génica El flujo de la información hereditaria

2 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El uso de diagramas ramificados y tablas de doble entrada LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA ¿Podríamos predecir las proporciones (9:3:3:1) de la F2? Según el principio de la segregación la frecuencia con que aparecerá cada uno de los dos alelos de cada par génico en los gametos de estos híbridos será 0.5 La probabilidad de que dos alelos determinados, por ejemplo los dos recesivos, se encuentren presentes en el mismo gameto nos vendrá dada por la regla del producto y será 0.5 x 0.5 = 0.25 Podremos construir una matriz de 4x4 con objeto de determinar la proporción de los diferentes tipos de individuos de la F2. Esta matriz recibe el nombre de cuadro de Punnett

3 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El uso de diagramas ramificados y tablas de doble entrada LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA FIGURA 3.1. Cuadro de Punnett con la predicción fenotípica de la generación F2 del cruce dihíbrido de la Figura 2.5. A la derecha R.C. Punnett. Rápidamente podemos darnos cuenta que la construcción de cuadros de doble entrada puede ser relativamente sencilla y cómoda para casos de dihibridismo pero la predicción se haría mucho más complicada cuando hablamos de más de dos pares génicos.

4 D epartament de G enètica Tema 3-Cálculo de proporciones y contraste de hipótesis El uso de diagramas ramificados y tablas de doble entrada LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA En estos casos es mejor acostumbrarse a calcular las proporciones esperadas de las diferentes clases fenotípicas mediante diagramas ramificados. En ellos se determinan las probabilidades co- rrespondientes a la se- gregación de cada par génico y se combinan entre ellas secuencial- mente FIGURA 3.2. Diagramas ramificados para obtener la progénie de un dihibridisme

5 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El uso de diagramas ramificados y tablas de doble entrada LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Tabla 3.1. Cálculo de las proporciones genotípicas de un dihibridismo utilizando diagramas ramificados

6 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Análisis del polihibridismo LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Mendel demostró que los pro- cesos de segregación y trans- misión independiente también pueden ser aplicados a tres pares génicos, lo que deno- minaríamos trihibridismo. los diagramas en horquilla pueden ser un método de trabajo más conveniente en estas situaciones. [(3/4 + 1/4) x (3/4 + 1/4)] x (3/4 + 1/4) = = (9/16 + 3/16 + 3/16 + 1/16) x (3/4 +1/4) = = (27/64 + 9/64 + 9/64 + 9/64 + 3/64 + 3/64 + 3/64 + 1/64) FIGURA 3.3. Proporciones fenotípicas de la F2 de un trihíbrido utilizando diagra- mas ramificados

7 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Análisis del polihibridismo LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Cuando estamos considerando varios pares génicos, todos ellos con la misma segregación, el desarrollo y correcta interpretación del binomio correspondiente, nos puede dar a conocer directamente tanto los posibles fenotipos como las proporciones de cada uno de ellos. Por lo general tendremos que de desarrollar la expresión (p + q) n, siendo necesario que sea igual a la unidad, y donde p es la probabilidad del primer tipo fenotípico, q es la probabilidad del fenotipo alternativo y n es el número de pares génicos implicados.

8 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Análisis del polihibridismo LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Cada término del binomio nos vendrá dado por la expresión: C n,m p (n-m) q m = [n! / (n-m)! m!] p (n-m) q m y lo podremos interpretar así: el número combinatorio nos indica cuántos feno- tipos hay de cada tipo, la interpretación de los supraíndices presentes en p (n-m) y q m, nos está indicando cada uno de los diferentes tipos fenotípicos, y la resolución de cada producto p (n-m) q m la pro- babilidad o proporción del mencionado tipo fenotípico.

9 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Análisis del polihibridismo Así, por ejemplo para analizar la segregación de un trihibri- dismo, con segregaciones individuales de 3:1, es decir (3/4+1/4) 3, el desarrollo del binomio nos dirá: y podremos hacer la siguiente lectura: hay un tipo fenotípico triple dominante (A-B-C-) que se presenta con una frecuencia de 27/64 hay tres tipos fenotípicos con dos características fenotípicamente dominantes y la otra recesiva (A-B-cc; aaB-C-; A-bbC-) cada una presente en una proporción de 9/64 hay tres tipos fenotípicos con una característica fenotípicamente dominante y las otras dos recesivas (A-bbcc; aaB-cc; aabbC-) cada uno presente en una proporción de 3/64 hay un tipo fenotípico triple recesivo (aabbcc) que está presente con una frecuencia de 1/64

10 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Alelismo múltiple LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA En aquellos casos donde se han descrito tres o más alelos de un gen particular se habla de alelismo o alelomorfismo múltiple Este concepto sólo puede ser analizado a nivel de poblaciones puesto que cualquier organismo diploide presentará, en principio, tan sólo dos copias, alelos, de todas las posibles para determinado gen. Cada una de estas dos copias ocupará un sitio concreto (locus) en uno de los cromosomas de la pareja de homólogos correspondiente.

11 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El sistema AB0 de grupos sanguíneos, un ejemplo de alelismo múltiple LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Los alelos I A y I B son responsables de la formación de antígenos tipo A y B respectivamente, mientras que el alelo I 0 no produce ningún antígeno detectable. Karl Landsteiner (1931) Los alelos I A y I B son codominantes entre ellos al presentar los eritrocitos de un individuo I A I B los dos tipos antigénicos en su superficie, y a la vez presentan una relación de dominancia frente al alelo I 0 puesto que este no produce ninguna enzima funcional que pueda transformar la sustancia H confiriéndole capacidad antigénica.

12 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano El sistema AB0 de grupos sanguíneos, un ejemplo de alelismo múltiple LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA A la izquierda base bioquímica del sistema AB0. A la derecha relaciones de aglutinación entre los diferentes grupos sanguíneos humanos.

13 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Como establecer series de dominancia entre alelos Las lentejas ofrecen otro ejemplo de serie alélica. Hay un gen para el patrón de la cubierta de las semillas que presenta cinco alelos: claro, punteado (dotted), manchado (spotted), jaspeado-1 y jaspeado-2 (marbled-1 y -2). Llevando a cabo cruces recíprocos entre pares de líneas puras de todos los patrones se clarifican las relaciones de dominancia entre ellos lo que permite establecer la serie de dominancia en la que los alelos se escriben desde el más dominante hasta el más recesivo. Cruces para establecer las relaciones de dominancia entre varios alelos. En caso de dominancia de un alelo el fenotipo de la F1 corresponde con este y la segregación de la F2 es de tipo 3:1 mientras que sí se da una relación de herencia intermedia el fenotipo de la F1 se presenta más o menos intermedio entre los dos fenotipos parentales y la segrega- ción fenotípica que se presenta en la F2 es 1:2:1.

14 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Letalidad LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA En el año 1905 Lucien Cuenot publicó los resultados de sus estudios sobre la herencia de la coloración del pelo del ratón y en ellos presentaba un patrón que parecía no segregar según las pautas mendelianes esperadas. Nos encontramos con un alelo Yellow que presenta un efecto fenotípico dominante, coloración amarilla, sobre el resto de alelos que controlan a nivel de este gen la coloración del pelo del ratón pero a la vez presenta un efecto letal recesivo de manera que los homocigotos amarillos son inviables

15 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Letalidad LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA letal recesivo: el efecto letal sólo se produce en condición homocigota letal dominante: la presencia de un solo alelo del gen es suficiente para provocar el efecto letal semiletal o subletal: permite sobrevivir a parte de los genotipos afectados letales condicionales: en algunos casos y según sean las condiciones ambientales, determinados genotipos se expresarán como normales (condiciones permisivas) o manifestarán su efecto fenotípico letal (condiciones restrictivas)

16 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Letalidad LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA H. Müller denominó sistema de letales equilibrados al efecto producido por la presencia de dos letales diferentes en una determinada cepa que le permiten autoperpetuar su genotipo doble heterocigoto H. Müller Autoperpetuación de la cepa Beaded gracias a la presencia de un segundo gen letal en el cromosoma homólogo al portador del alelo Beaded

17 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Penetración y expresividad LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Penetración: porcentaje o frecuencia de individuos con un genotipo determinado que presentan el fenotipo aso- ciado al mencionado genotipo (poblacional).

18 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Penetración y expresividad Ejemplo de expresividad variable presente en diez grados de aparición de manchas de tipo picazo en perros de la raza labrador. Todos ellos presentan el mismo genotipo con la presencia del alelo S p, responsable de la aparición de las anchas. Expresividad: rango de expresión fenotípica que puede presentar una característica hereditaria (individual)

19 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Pleiotropia LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Muchas enfermedades heredita- rias humanas están causadas por genes que además de producir un mal funcionamiento puntual, como puede ser por ejemplo la interrupción de una ruta metabólica debido a la carencia o mala función de una enzima, presentan un amplio cuadro de cambios fenotípicos respeto de lo que se considera normal los cuales constituyen los que se han denominado efectos pleiotrópicos o característi- cas de diagnóstico Representación esquemática de algunas de las características de diagnóstico asociadas a la fenilce- tonúria: niveles altos del amino- ácido fenilalanina en sangre, bajo cociente intelectual, pelo claro y cabeza de tamaño reducido

20 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA La adquisición de un fenotipo determinado suele ser resultado de la interacción, a veces muy compleja, que se produce entre varios pares génicos (y el medio, no lo olvidemos). Muchas veces, esta interacción entre genes se detecta por la observación de proporciones mendelianas modificadas. La interacción puede producirse, por un lado, entre pares génicos diferentes que simplemente controlan la misma característica hereditaria, posibilitando que aparezcan nuevos fenotipos e incluso proporciones fenotípicas modificadas en función del tipo y grado de interacción entre los productos de los genes implicados y, por otro lado, entre pares génicos en los que la expresión fenotípica de uno de ellos depende del genotipo del otro. En este segundo caso la interacción recibe el nombre de epistasia

21 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Los genes modificadores se caracterizan por su capacidad para modificar el fenotipo esperado de la acción de otro par génico: 1.genes complementarios se definen por la necesidad de su acción conjunta para producir un producto génico determinado. 2.genes duplicados es suficiente la acción de uno solo de ellos para producir el fenotipo deseado. 3.genes supresores son aquellos genes modificadores que reducen y a veces anulan totalmente la expresión de otro gen. En este caso el gen modificador es considerado epistático mientras que el gen que ve enmascarada su expresión se denomina hipostático.

22 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA TIPO de INTERACCIÓN GÉNICA 9 A-B- 3 A-bb 3 aaB- 1 aabb PROPORCIONES Cuatro fenotipos diferentes 93319:3:3:1 Epistasia simple del recesivo 9349:3:4 Epistasia doble de los recesivos (genes de acción complementaria) 979:7 Epistasia simple del dominante :3:1 Epistasia doble de los dominantes (genes duplicados) 15115:1 Epistasia doble, del dominante y del recesivo (genes supresores dominantes) :3 Proporciones fenotípicas modificadas más comunes de la F2 de un dihibridismo cuando los dos pares génicos presentan relación alélica de dominancia.

23 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 1. Aparición de nuevos fenotipos por la acción combinada de dos pares génicos: el color de las lentejas la combinación de genotipos de dos genes que segregan independientemente interactúa para producir los cuatro fenotipos.

24 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 2. Genes de acción complementaria (9:7): la coloración de las flores del guisante de jardín Se puede pensar que hay dos genes que trabajan conjuntamente para dar flores de color púrpura de manera que ha de estar presente al menos un alelo dominante de cada par.

25 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 3. Epistasia simple del recesivo (9:3:4): el caso de la coloración del pelo en los perros de caza de la raza labrador Nos encontramos con tan solo tres clases fenotípicas puesto que el genotipo bb enmascara completamente la acción del otro gen sobre la coloración.

26 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia el caso del fenotipo Bombay ¿Cómo explicar que personas de sangre tipo 0 (fenotipo) tengan descendientes de tipo A o B? El fenotipo Bombay se origina por la homocigosidad del alelo recesivo mutante (hh) de un segundo gen que enmascara los efectos que puedan presentar cualquiera de los alelos ABO Epístasi simple del recesivo (hh) hh /

27 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 4. Epistasia simple del dominante (12:3:1): la coloración de las semillas de la calabaza de verano (summer squash) Aquí encontramos que la presencia del alelo B enmascara los efectos del otro gen produciendo frutos de color blanco y por lo tanto es epistático sobre éste.

28 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 5. Epistasia doble del dominante y del recesivo (13:3): la coloración de las plumas de las gallinas Leghorn y Wyandotte Se puede explicar esta segregación asumiendo un doble efecto epistático; en primer lugar el de uno de los alelos dominantes, por ejemplo B, sobre el otro par génico, y en segundo lugar el del otro par génico, en concreto de los homocigotos aa, sobre el par génico B,b.

29 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Relaciones entre genes: interacción y epistasia 6. Epístasi doble dels dominants (15:1): la coloració del germen de blat Es pot explicar aquesta segregació assumint un doble efecte epistàtic; en primer lloc el dun dels al·lels dominants, per exemple A, sobre laltre parell gènic, i en segon lloc el de laltre al·lel dominant, B, sobre el parell gènic A,a. ABAbaBab AB AABBAABbAaBBAaBb Ab AABbAAbbAaBbAabb aB AaBBAaBbaaBBaaBb ab AaBbAabbaaBbaabb 15 (9) A_B_ (colorejat) (3) A_bb (colorejat) (3) aaB_ (colorejat) 1 (1) aabb (blanc) X

30 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano Función génica es la ciencia que estudia la función de los genes, el proceso denominado expresión génica y la manera como las interacciones funcionales entre los diferentes genes posibilitan y controlan (i) el metabolismo celular, La Genética, que hemos definido como la ciencia que estudia el fenómeno de la herencia y la variación, se tiene que plantear, y así lo hace, el problema de cómo funcionan los genes, de cómo el DNA de un determinado organismo es capaz de utilizar la información que posee para dirigir su desarrollo y controlar las funciones metabólicas de todas y cada una de las células que lo constituyen. Por lo tanto, ampliando la definición de genética, decimos que es la ciencia que estudia la función de los genes, el proceso denominado expresión génica y la manera como las interacciones funcionales entre los diferentes genes posibilitan y controlan (i) el metabolismo celular, (ii) la construcción del organismo dando lugar a la aparición de los fenotipos, y (iii) su perpetuación en el tiempo, entendida como la transmisión de la información hereditaria a la generación siguiente.

31 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano A. Garrod y los errores congénitos del metabolismo LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA En 1902, Archibald Garrod, estudiando la alcaptonuria, presentó la primera evidencia de la relación específica existente entre genes y enzimas. Analizando la presencia de la alcaptonuria en las familias de personas afectadas por esta enfermedad, Garrod y su colega Bateson concluyeron que se trata de una característica simple recesiva. Por otro lado, Garrod estudió el efecto que presentaba en individuos enfermos y sanos (i) un aumento en el contenido proteico de la dieta y (ii) el hecho de añadir los aminoácidos fenilalanina o tirosina a la misma. El resultado le llevó a proponer que la información hereditaria controla las reacciones químicas del organismo

32 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Un resumen del metabolismo de la fenilalanina. El funcionamiento incorrecto de diferentes enzimas provoca el bloqueo de diferentes pasos de la vía y los convierte en responsables, en último tér-mino, de toda una serie de síndromes. La alcaptonuria aparece por la carencia de actividad de la ácido homo-gentísico oxidasa, lo que provoca la acumulación del ácido homogentísico (alcapto-na) que, al transformarse en ácido acético benzoquinona y una vez polimerizada, se deposita en el tejido con-juntivo del organismo y es excretada con la orina. Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano A. Garrod y los errores congénitos del metabolismo

33 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA E. L. Tatum Posteriormente, Beadle estudió junto con Edward Tatum los mutantes nutricionales del hongo Neurospora crassa, estudios que han sido considerados el comienzo de la genética bioquímica. Como resultado de estas inves- tigaciones propusieron la que se denominó hipótesis un gen-un enzima. Neurospora crassa Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano G. Beadle, E. Tatum y el inicio de la genética bioquímica

34 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Beadle y Tatum expusieron a la acción de los rayos X las esporas de origen asexual de este hongo a fin de inducir mutantes gené- ticos. Figura. Procedimiento seguido por Beadle y Tatum para obtener una cepa auxotrófica mutante de Neurospora, en este caso para el aminoácido prolina Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano G. Beadle, E. Tatum y el inicio de la genética bioquímica

35 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano La disección genética de una ruta bioquímica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Una vez aislados e identificados una serie de mutantes nutricionales de Neurospora, Beadle y Tatum empezaron a analizar las vías metabólicas que se encontrarían afectadas por las mutaciones. Beadle y Tatum denominaron hipótesis un gen-un enzima esta relación entre los genes de un organismo y las enzimas necesarias para llevar a cabo todas las reacciones de las vías metabólicas. Ruta metabólica hipotética para la conversión de un precursor (P) en un pro-ducto final (F).

36 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Trp ninguna Trp -2, ácido antranílico Trp Indol glicerofosfato (IGP) Mutación de genes del triptófano medio suplementado con Mínimo Ac.antranílico IGP Indol Triptófano Sustancia acumulada trp-1,-6,-7, -9, -10, Indol glicerofosfato (IGP) y indol Cuando Beadle y Tatum dispusieron de más datos sobre mutantes nutricionales aportados por numerosos autores, descubrieron que las mutaciones que bloquean la síntesis de un compuesto concreto no siempre lo hacen en el mismo paso metabólico. El análisis de la vía en los distintos mutantes permite establecer el orden en que actúan los genes. Precursor // trp-8 A.antranílico // trp-2,-4 IGP // trp-3 Indol // trp-1,-6,-7 -9,-10,-11 Triptófano Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano La disección genética de una ruta bioquímica

37 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano La anemia falciforme: cada gen codifica un polipéptido LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Pronto fueron modificados dos factores de la hipótesis un gen-un enzima. Se pasó a la frase un gen-una proteína y posteriormente a enunciarse como un gen-una cadena polipeptídica. Estas dos precisiones de la hipótesis original se hicieron patentes merced al estudio bioquímico de la anemia falciforme. En el año 1949, James Neel y E. A. Beet demostraron que esta enfermedad tiene un fundamento genético que es heredado siguiendo un patrón de herencia mendeliana basado en un solo par génico constituido por los alelos H A y H S. El mismo año, el grupo de Linus Pauling encontró la primera pista sobre la base molecular de esta anemia y concluyeron que los dos tipos de hemoglobina son química- mente diferentes.

38 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Vernon Ingram resolvió cuál de los dos era el componente modificado al demostrar que el cambio químico tenía lugar en la estructura primaria de la parte proteica de la hemoglobina: el sexto aminoácido de la cadena de la hemoglobina el ácido glutámico en la hemoglobina A- es una valina en la hemoglobina S. Con esta explicación bioquímica para la causa de la anemia falciforme, se estableció firmemente el concepto de enfermedad molecular y llevó a un amplio análisis de las he- moglobinas humanas. (A) Secuencia de aparición de las diferentes hemoglobinas humanas desde la concepción hasta el nacimiento. (B) Algunas sustituciones de aminoácidos encontradas en los polipéptidos o de diferentes hemoglobinas hu-manas Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano La anemia falciforme: cada gen codifica un polipéptido

39 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Las agrupaciones de genes de la α- globina en el cromosoma 16 y de la β- globina en el cromosoma 11. Las flechas verticales indican la localización de sitios hipersensibles a la DNAsaI que se piensa están involucrados en la regulación del gen. Los productos de los genes Gγ- y Aγ- son cadenas gamma (γ) con glicina (Gγ) o alanina (Aγ) en la posición 136. La gráfica situada entre las agrupaciones génicas muestra la activación secuencial de las globinas embrionaria, fetal y adulta. Un megaloblasto es un precursor de células rojas de gran tamaño, un macrocito es una célula roja de gran tamaño y un normocito es una célula roja de tamaño normal. (LCR, región de control del locus.) Tema 3-Extensiones del análisis mendeliano La anemia falciforme: cada gen codifica un polipéptido

40 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliana La complementación génica. Las características hereditarias pueden encontrarse deter- minadas por la acción de varios genes. Por ejemplo una cincuentena de genes tienen alelos mutantes que provocan sordera en humanos. Podemos decir que la sordera es una característica heterogénea: la mutación de uno cualquiera de estos genes puede dar lugar a la aparición del mismo fenotipo. Heterogeneidad genética en humanos: mutaciones en muchos genes pueden causar sordera. Una correcta audición requiere de la presencia de muchas estructuras complejas en el oído las cuales son el resultado de la expresión de un buen número de genes. Dos padres sordos pueden tener una des-cendencia normal: se trata de un ejemplo de complementación genética, se da porque los padres son homocigotos para genes diferentes. Por otro lado, dos padres sordos pueden tener una descendencia toda sorda cuando no se produce complementación debido a que los dos presentan mutado el mismo gen.

41 D epartament de G enètica Cuando nos encontramos frente a individuos que presentan el mismo efecto fenotípico mutante podemos sospechar que es debido a la acción de alelos de un mismo par génico. Pero también podría darse el caso de que se tratara de muta- ciones que afectan a genes diferentes los productos de los cuales estén involucrados en la misma función. Para resolver este dilema podemos llevar a cabo un test de complementación, también denominado prueba cis-trans o prueba de alelismo. Este test consiste en cruzar individuos con dicho fenotipo parecido y observar el fenotipo de la descendencia (producto de la acción génica en trans de los genes involucrados) LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Tema 3-Extensiones del análisis mendeliana La complementación génica.

42 D epartament de G enètica LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Test de complementación Prueba cis-trans Prueba de alelismo Cuando dos mutaciones no complementan en trans podemos concluir que afectan a la misma función y, en consecuencia, las asignamos a un mismo grupo de complementación, termino equi- valente a gen y cistrón. En el ejemplo, se cruzan dos mutantes con el mismo fenotipo (cuerpo amarillo) descubiertos en lugares diferentes. Si la descendencia presenta fenotipo mutante habrá que considerarlos alelos del mismo gen. Si la descendencia se presenta normal, podremos halar de dos pares génicos diferentes: los genes pale y yellow. Las mutaciones ye y pa son recesivas! Tema 3-Extensiones del análisis mendeliana La complementación génica.

43 D epartament de G enètica Tema 3-Extensiones del análisis mendeliana El flujo de la información hereditaria. LLUÍS PASCUAL UNIVERSITAT DE VALÈNCIA Flujos de información posibles entre los tres tipos de moléculas biológicas capacitadas para contenerla. Las flechas continuas indican las posibles direcciones de transferencia de información en los organismos vivos. Las flechas discontinuas hacen referencia a posibles direcciones de transferencia de información todavía no demostradas en los organismos vivos y muy probablemente inexistentes.


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