Desviaciones de la herencia Mendeliana

(1)

Desviaciones de la

herencia Mendeliana

(2)

DESVIACIONES DE LA HERENCIA MENDELIANA

Dominancia Incompleta

Codominancia

Alelos Múltiples

Alelos letales

Pleiotropismo

Interacciones génicas

Herencia citoplasmática

Herencia ligada a sexo

Genes Ligados

Las proporciones en

cruzas Mendelianas se

encuentran alteradas

(3)

Dominancia Incompleta

AA

aa

Aa

AA

aa

Todos los descendientes

tienen fenotipo intermedio

F2

F1

Proporciones fenotípicas

1:2:1

A

R

_A

R

A

B

_A

B

A

R

_A

B

A

R

_A

B

_A

R

_A

B

A

R

_A

R

A

B

_A

B Antirrhinum majus Boca de dragón

(4)

TIPO DE SANGRE ANTÍGENO CELULAR ANTICUERPOS EN SUERO DONADOR

A

B

AB

O

_Ninguno

A

B

A y B

Ninguno

B

A

A y B

O

A y O

B y O

A, B y O

Codominancia

Grupo Sanguíneo (Sistema ABO)

- Tres alelos.

- No hay fenotipo intermedio

El fenotipo A (alelo

I

A

_{) y B (alelo}

_I

B

_{) se encuentra completamente expresado}

(

codominancia

).

(5)

Grupos Sanguíneos (Sistema ABO y RH)

Las moléculas aglu5nógenos A y B se depositan en la superﬁcie de los eritrocitos

La presencia/ausencia de la proteína RH (+/−) se determina por

otro gen

(6)

Prevalencia de grupos Sanguíneos

Feno?pos, Geno?pos y Herencia:

I

A

_{es dominante sobre i}

I

B

_{es dominante sobre i}

I

A

_{es co-‐dominante con I}

B

(7)

Tipo de Sangre

Genotipo

A

I

A

_/I

A

_{o I}

A

_/

_i

B

I

B

_/I

B

_{o I}

B

_/

_i

AB

I

A

_/I

B

O

i

/

i

I

A

_/I

B

_X

_i

_/

_i

I

A

_I

B

i

_I

A

_/

_i

_I

B

_/

_i

i

_I

A

_/

_i

_I

B

_/

_i

Descendencia

Fenotipo Genotipo

50 % A 50%

I

A

_/

_i

50% B 50%

I

A

_/

_i

I

A

_/

_i

_{X I}

B

_/

_i

_I

A

_/

_i

_X

_i/i

I

A

_i

I

B

_I

_A

_/I

_B

_I

_B

_/

_i

i

_I

A

_/

_{i i}

_/

_i

Descendencia

Fenotipo Genotipo

25 % A 25 %

I

A

_/

_i

25 % B 25 %

I

B

_/

_i

25 % O 25 %

i

/

i

25 % AB 25 %

I

A

_/I

B

I

A

_i

i

_I

A

_/

_{i i}

_/

_i

i

_I

A

_/

_{i i}

_/

_i

Descendencia

Fenotipo Genotipo

50 % A 50 %

I

A

_/

_i

50 % O 50 %

i

/

i

(8)

Alelos múltiples

vv Vl_Vl Vh_Vh _Vl_Vh Vf_Vf _Vl_Vf _Vh_Vf Vba_Vba _Vl_Vba _Vh_Vba _Vf_Vba Vb_Vb _Vl_Vb _Vh_Vb _Vf_Vb _Vba_Vb Vby_Vby _Vl_Vby _Vh_Vby _Vf_Vby _Vba_Vby _Vb_Vby

Hay mas de 2 formas para un gen y cada una muestra un grado de dominancia

diferente respecto a los demás alelos, lo que repercute en una gama de

fenotipos

Gen silvestre

(V

)

Múltiples formas de

a l e l o s ( m u t a n t e s )

para el gen silvestre V

V

l

V

h

V

f

V

ba

V

b

V

by

7 alelos diferentes del

locus V producen 22

fenotipos

(9)

Pleiotropísmo

Expresiones fenotípicas múltiples que ocurren como consecuencia de la

expresión de un alelo

Mutación cadena

β

Hemoglobina

AT TA

A U

Glu Val

Transversión

mRNA

Proteína

Hemoglobina

Normal

Alelo Hb

A

Genotipo

Hb

A

_/Hb

A

Fenotipo

Eritrocitos

forma

normal

Hemoglobina

Anormal

Alelo Hb

S

Genotipo

Hb

S

_/Hb

S

Fenotipo

Eritrocitos

con

forma de hoz

Genotipo

Hb

A

_/

_Hb

S

(10)

Pleiotropísmo

Expresiones fenotípicas múltiples que ocurren como consecuencia de la expresión

de un alelo

F

E

N

O

T

I

P

O

Físico

Cadena β globina anormal

AT TA A U Glu Val Transversión mRNA Proteína

Químico

Hb anormal. Cambio carga eléctrica y solubilidad

Celular

Glóbulo rojos en forma de hoz Destrucción celular Agrupamiento de células Retención celular en el bazo

Tejidos

Órganos

Sistemas

Anemia Alteraciones circulatorias locales

Corazón Músculos Cerebro Pulmón

Organismo

Debilidad

Escaso desarrollo físico

Falla cardiaca

Reumatismo

Parálisis Neumonia Fibrosis del bazo

Dosis

Letalidad

Ambiente

(11)

Alelos Letales

Alelos mutantes capaces de causar la muerte de un organismo

X F1 2/3 _1/3 X F1 1/2 1/2

y

Y

I

_Y

_I

_{y Y}

_I

_y

y

_yy

yy

Y

i

_y

Y

I

_y

yy

Y

I

_y

_Y

_I

_y

Y

I

_y

_yy

y

Y

I

y

yy

Y

I

_y

Y

I

_Y

I

_y

_Y

I

_Y

I Embriogénica Letal

(12)

Interacciones génicas

Gen A

Fenotipo

¿Es el fenotipo observado producto de un gen ó mas?

(13)

186

Chapter 6 • From Gene to Phenotype

CHAPTER OVERVIEW

M

uch of the early success of genetics can be attrib-uted to the correlation of phenotypes and alleles, as when Mendel equated Y with yellow peas and y with green. However, from this logic there arises a natural tendency to view alleles as somehow determining pheno-types. Although this is a useful mental shorthand, we must now examine the relationship between genes and phenotypes more carefully. The fact is that there is no way a gene can do anything alone. (Imagine a gene — a single segment of DNA — alone in a test tube.) For a gene to have any influence on a phenotype it must act in concert with many other genes and with the external and internal environment. So an allele like Y cannot pro-duce yellow color without the participation of many other genes and environmental inputs. In this chapter we examine the ways in which these interactions take place.

Even though such interactions represent a higher level of complexity, there are standard approaches that can be used to help elucidate the type of interaction

oc-curring in any one case. The main ones used in genetics are as follows:

1. Genetic analysis is the focus of this chapter. The genes interacting in a specific phenotype are identified by going on a hunt for all the different kinds of mutants that affect that phenotype.

2. Functional genomics (Chapter 12) provides powerful ways of defining the set of genes that participate in any defined system. For example, the genes that collaborate in some specific process can be deduced from finding the set of RNA transcripts present when that process is going on.

3. Proteomics (also Chapter 12) assays protein

interaction directly. The essence of the technique is to use one protein as “bait” and find out which other cellular proteins attach to it, suggesting the

components of a multiprotein cellular “machine.” How does the genetic analysis approach work? The mutants collected in the mutant hunt identify a set of genes that represent the individual components of the

CHAPTER OVERVIEW Figure

Figure 6-1 Genetic and environmental elements affect gene action. P ! phosphate group.

P P

P P P Gene for regulatory protein

Gene for protein modification

Gene of interest

Gene for binding protein

Environmental supply

Substrate

Environmental signal

44200_06_p185-226 3/4/04 10:58 AM Page 186

(14)

¿Cómo disectar la complejidad genética de un fenotipo?

1. Inducción de mutaciones

2. Observar Fenotipos

3. Cruzas Genéticas para dilucidar mutaciones

Campanilla azul

Campanilla blanca

(15)

MUTÁGENO

Azul

Línea pura

Blanca A

Línea pura

Blanca B

Línea pura

Blanca C

Línea pura

1. Inducción de mutaciones

2. Observar Fenotipos

(16)

Blanca A

Linea pura

Azul

Línea pura

x

F1

F2

100% Azul

_¼

_Azul

_¾

_Azul

Blanca B

Línea pura

Azul

Línea pura

x

F1

F2

100% Azul

_¼

_Azul

_¾

_Azul

Blanca C

Línea pura

Azul

x

F1

F2

100% Azul

_¼

_Azul

_¾

_Azul

Conclusión: las mutaciones son recesivas

Las mutaciones:

¿Son 3 alelos diferentes de un gen?

¿Son dos o tres genes?

(17)

3. Cruzas Genéticas para dilucidar mutaciones

Complementación

Se ha producido complementación cuando al reunir en una

misma célula dos mutantes recesivos se recupera un fenotipo

silvestre (los mutantes corresponden a

DIFERENTES

genes)

Blanca A

X

Blanca B

Blanca A

X

Blanca C

Blanca B

X

Blanca C

100% Azul

100% Blanco

F1

A y B no complementan

Son 2 mutaciones

distintas del mismo

gen.

Blanca A (w1

A

_/w1

A

₎

Blanca B (w1

B

_/w1

B

₎

A y C complementan

Son mutaciones en

genes diferentes

Blanca A (w1

A

_/w1

A

₎

Blanca C (w2

c

_{/ w2}

c

₎

A y C complementan

Son mutaciones en

genes diferentes

Blanca B (w1

B

_/w1

B

₎

Blanca C (w2

c

_{/ w2}

c

₎

(18)

Nomenclatura de los genes acorde a mutantes

1. Normalmente NO se designa cualquier letra A, B, C etc.

2. Si se designa una sola letra, tendría que ver con el feno5po

(w: white)

3. Es común darle nombre acorde al feno5po de la mutante y

poner sigla de tres letras (CLF: curly leaf)

4. Cuando hay más de un gen que interviene en el feno5po, se

u5liza numeración: w1, w2, w3…. ó CLF1, CLF2, CLF3....

5. Para diferenciar la versión normal o silvestre (wt) del gen de

la mutante se u5lizan mayúsculas (wt) vs. minúsculas

(mutante) ó signos + (wt) y sólo minúsculas (mutante).

6. Si queremos diferenciar entre mutaciones en el mismo gen

(19)

w1

+

Gen w1

Gen w2

Blanca A

w1

A

_w2

+

w2

+

Gen w1

w1

Gen w2

A

Blanca B

w1

B

w2

+

w2

+

Gen w1

w1

Gen w2

B

Blanca C

w1

+

_w2

c

w2

c

Gen w1

Gen w2

w1

+

Blanca A

X

Blanca B

w1

A

_w2

+

w2

+

Gen w1

w1

Gen w2

B

Blanca B

X

Blanca C

w1

B

w2

+

w2

c

Gen w1

Gen w2

w1

+

w1

+

w2

+

w2

+

(20)

Blanca A

X

Blanca B

w1

A

_w2

+

w2

+

Gen w1

w1

Gen w2

B

Blanca B

X

Blanca C

w1

B

w2

+

w2

c

Gen w1

Gen w2

w1

+ Enzima 2

Enzima 1 _{Enzima 1} _{Enzima 2}

Precursor de color 1 Blanco No precursor de color 2 No enzima 1 _{Enzima 2} sin sustrato Precursor de color 1 Azul Precursor de color 2

(21)

Enzima 1 Enzima 2 Precursor de color 1 Azul Precursor de color 2

Enzima 1 : gen w1

alelo w1

+

_(silvestre)

alelo w1

A

_(mutante)

alelo w1

B

_(mutante)

Enzima 2 : gen w2

alelo w2

+

_(silvestre)

alelo w2

C

_(mutante)

(22)

CRUZA DIHIBRIDA

w1

A

_/w1

A

_

_w2

+

_/w2

+

_{X w1}

+

_/w1

+

_

_w2

C

_/w2

C

w1

+

_/w1

A

_

_w2

+

_/w2

C

_F1

F2 ¿?

100%

blanca

9/16 w1

+

_/

₋

_

_w2

+

_/

₋

_azul

3/16 w1

+

_/

₋

_

_w2

C

_/w2

C

_blanca

3/16 w1

A

_/w1

A

_

_w2

+

_/

₋

_blanca

1/16 w1

A

_/w1

A

_

_w2

C

_/w2

C

_blanca

9:7

Epistasia recesiva doble

(23)

Epistasia:

un alelo de un gen enmascara la expresión de

los alelos de otro gen y expresa en su lugar su propio

fenotipo

Epistasia recesiva

Epistasia dominante

El alelo recesivo enmascara

(24)

Dihíbrido

w

+

_{/w ; m}

+

_/m

9/16 w

+

_{/- ; m}

+

_{/- Ambas enzimas activas}

w+

Enzima 1

m+

Enzima 2

3/16 w

+

_{/- ; m/m Bloqueo en la segunda enzima}

w+

Enzima 1

3/16 w/w ; m

+

_{/- Bloqueo en la primera enzima}

m+

Enzima 2

1/16 w/w ; m/m Bloqueo en la primera enzima

9

3

4 9:3:4

(25)

W/w ; Y/y

X

F1

P

W/W; Y/Y

X

w/w; y/y

F2

¾

W/-

¼

w/w

¼

y/y

¾

Y/-

¼

y/y

¾

Y/-

9/16 W/- ; Y/-

3/16 W/- ; y/y

3/16 w/w; Y/-

1/16 w/w; y/y

12

3

1 12:3:1

(26)

Vía hipotética para explicar la proporción 12:3:1

Blanco

Verde

Inhibidor 1

Gen W

Alelos:

W

à

Dominante

w

à

Recesivo

Enzima 1

Gen Y

Alelos:

Y

à

Dominante

y

à

Recesivo

Amarillo

(27)

Vía hipotética para explicar la proporción 12:3:1

Blanco

Verde

Amarillo

Inhibidor 1

Gen W

Alelos:

W

à

Dominante

w

à

Recesivo

Enzima 1

Gen Y

Alelos:

Y

à

Dominante

y

à

Recesivo

W/- ; Y/-

W/- ; y/y

(28)

Vía hipotética para explicar la proporción 12:3:1

Blanco

Verde

Amarillo

Inhibidor 1

Gen W

Alelos:

W

à

Dominante

w

à

Recesivo

Enzima 1

Gen Y

Alelos:

Y

à

Dominante

y

à

Recesivo

w/w; Y/-

(29)

Vía hipotética para explicar la proporción 12:3:1

Blanco

Verde

Amarillo

Inhibidor 1

Gen W

Alelos:

W

à

Dominante

w

à

Recesivo

Enzima 1

Gen Y

Alelos:

Y

à

Dominante

y

à

Recesivo

w/w; y/y

(30)

Otros ejemplos de interacción génica que pueden consultar:

Griffiths; A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H., Lewontin, R.C. 2005.

An

Introduction To Genetic Analysis.

8a ed. New York, Freeman, 2005.

QH430/I59/2005.

Cap. 6; p. 200-210.

(31)

1. A partir de un cruzamiento entre dos

Drosophilas

de alas normales se

obtuvo 27 individuos de alas

dumpy

y 79 normales. a) ¿Cuál es la

naturaleza del gen de alas

dumpy

?; b) ¿Cuáles eran los genotipos de los

padres?; c) En un cruce entre una mosca

dumpy

de la F1 y uno de sus

padres ¿Cuántas moscas de alas normales se esperaría obtener de una

descendencia de 120?

2. Se cruzó una planta de flores blancas de forma normal de

Antirrhinum

majus

con una planta de flores rojas de forma pelórica. La F1 de dicho

cruzamiento era rosa y de forma normal. Al autofecundar la F1 se obtuvo la

siguiente descendencia:

Rosa normal 94 plantas

Rojo normal 39 plantas

Blanco normal 45 plantas

Rosa pelórica 28 plantas

Rojo pelórica 15 plantas

Blanco pelórica 13 plantas

a)

 

Explicar dichos resultados

(32)

GENES LIGADOS

EECC x eecc

F1 = EeCc

Gametos de F1:

EC = P1

Ec = recombinante

eC = recombinante

ec = P2

Cuando los genes se encuentran en el mismo cromosoma

P1

P2

E

e

C

c

E

C

e

c

X

F1

(33)

Quiasma

Genes Ligados: producción de recombinantes

Es más frecuente la

producción de gametos con cromosomas parentales que con recombinantes

(34)

Se realiza una

Cruza de prueba

para determinar las

proporciones de parentales y recombinantes

(35)

Si en una cruza de prueba el 50 % de la progenie es

recombinante, entonces los genes se encuentran en cromosomas diferentes

ab

AB A

a

B

b

P

Ab A

a

bb P

aB a

a

B

b R

Ab a

a

b

b R

(36)

Si en una cruza de prueba MENOS del 50 % de la progenie es

recombinante, entonces los genes se encuentran en el mismo

cromosoma

(37)

Veamos esto con un ejemplo

…

.

En la mosca

Drosophila melanogaster

el cuerpo gris (silvestre; b+) es dominante sobre

cuerpo negro (mutante; b) y alas normales (silvestre; vg+) es dominante sobre alas

ves5giales (vg). Se cruzan moscas puras de cuerpo gris y alas normales con moscas de

cuerpo negro y alas ves5giales, obteniendo en la descendencia solo moscas de cuerpo gris

y alas normales. Cuando estas moscas (F1) se cruzan con moscas de cuerpo negro y alas

ves5giales se ob5enen:

965 moscas de cuerpo gris y alas normales

944 moscas de cuerpo negro y alas ves5giales

206 moscas de cuerpo gris y alas ves5giales

185 moscas de cuerpo negro y alas normales

(38)

Silvestre (cuerpo gris alas normales) Doble mutante (cuerpo negro alas vestigiales) F1 Silvestre (dihíbrido)

Cruza de prueba Doble mutante)

Descendencia Prueba Ovulos Espermatozoides Diferentes cromosomas Mismo locus Mismo cromosoma Cierta distancia