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- Dolores Farías Barbero
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1 :3 9:7 9:3:4 12:3:1 15:1 1 A-B- A-bb aab- aabb Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 1
2 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 2 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 2
3 Alelismo múltiple Grupos AB0 A=B>0 Fenotipo Genotipo A- AA ó A0 B- BB ó B0 AB AB 0 00 Color pelaje conejo C + > C ch > C h > c C+ Salvaje Cch Chinchilla Ch Himalaya c albino 3 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 3
4 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 1 Individual 2 Individual 3 Individual 4 Individual 5 Individual 6 Individual 7 Individual 8 Individual 9 acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag acgtagcatcgtatgcgttagacggggtggtagcaccagtacag acgtagcatcgtatgcgttagacggcggggtagcaccagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag 4 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 4
5 Cómo explicamos los genotipos mendelianos si en el nivel del DNA cada alelo suele ser distinto? Se usa la notación AA, Aa y aa para denominar a los genotipos mendelianos que determinan un fenotipo, pero en realidad éstos son internamente heterogéneos en el nivel de DNA. Su asignación como genotipo AA ó aa se debe generalmente a que todas las secuencias que pertenecen al genotipo AA comparten un fenotipo distinto de las que pertenecen al genotipo aa y esta diferencia fenotípica se debe posiblemente a un nucleótido (o a unos pocos) que sería el verdadero genotipo que causa los diferentes fenotipos Indiv1Secuencia 1 acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag Indiv1Secuencia 2 acgtagcatcgtatgcgttagacggggtggtagcaccagtacag Alelo A = a Alelo a = t Secuencia nucleotídica de una región del gen A en distintos individuos Genotipo AA = aa -> Fenotipo A Indiv2Secuencia 1 acgtagcatcgtatgcgttagacgggggggtagcaccagtacag Indiv2Secuencia 2 acgtagcatcgtttgcgttagacgggggggtagcaccagtacag Genotipo Aa = at -> Fenotipo A Indiv3 Secuencia 1 acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag Indiv3 Secuencia 2 acgtagcatcgtttgcgttagacggcatggcaccggcagtacag Genotipo aa = at -> Fenotipo a 5 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 5
6 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 F 2 es 2:1 Yy x Yy 2 Yy : 1 YY 6 Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano 6
7 Edad de aparición de un fenotipo Temprana Tardía Aparición tardía de la enfermedad de Huntington (autosómica dominante) Impronta parental 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 Alelo salvaje es materno -> fenotipo enano (el gen 7 procedente de la madre no se expresa) 7
8 Relaciones genotipo-fenotipo Ausencia de dominancia en el Dondiego de noche (Mirabilis jalapa) P 1 F 1 F 2 8 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 8
9 Relación genotipo-fenotipo: Variación en la dominancia 9 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 9
10 Relación genotipo-fenotipo: Presencia de ambos fenotipos paternos en el heterocigoto Grupo sanguíneo AB0 Codominancia Heterocigoto proteína detectada por electroforesis en hemoglobina 10 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 10
11 Relación genotipo-fenotipo: Niveles de dominancia: la dominancia o codominancia no es una propiedad del genotipo sino del fenotipo Hb A Hb A : Normal. Hb S Hb S : Anemia grave. Hb A Hb S : No anemia 11 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 11
12 Relación genotipo-fenotipo: Retinoblastoma hereditario 12 R > r en el nivel celular pero r > R en el nivel del organismo Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano 12
13 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 Agregación de la hemoglobina S para formar estructuras casi cristalinas en aguja en los glóbulos rojos Anemia Daño cerebral Daños en otros órganos Daño en el bazo Distorsión de los glóbulos rojos, adquieren forma de hoz (falciforme) Debilidad física Fallo cardiaco Parálisis Función mental disminuida Neumonía Reumatismo Fallo renal 13 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 13
14 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 14 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 14
15 Expresividad La polidactilia se manifiesta en grados distintos 15 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 15
16 Expresividad grados de expresividad variable en el carácter piel manchada en perros de la raza beagle. Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano 16
17 Caracteres determinados por más de un gen 17 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 17
18 Caracteres determinados por más de un gen 18 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 18
19 Caracteres determinados por más de un gen: color del fruto pimiento Capsicum annum 19 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 19
20 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 Púrpura AaBb x AaBb aabb 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 20 1/4 ab AaBb Aabb aabb aabb Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 20
21 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 :3:3:1 13:3 9:7 9:3:4 12:3:1 Epistasia dominante y recesiva (supresora) Epistasia recesiva doble Epistasia recesiva Epistasia dominante A-B- A-bb aab- aabb 15:1 Epistasia dominante doble (duplicación) 21 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 21
22 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 B 3 en el hongo del pan Neurospora crassa) 22 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 22
23 Genética bioquímica: muchos genes cooperan en el producto final 23 Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano 23
24 Explicación bioquímica de la proporción 9:7 en el color de la aleurona del maíz Precursor Intermediario Producto final blanco blanco púrpura Enzima A Enzima B Gen A Gen B 24 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 24
25 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) 25 25
26 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 27 Tema 8: Extensiones del análisis mendeliano 27
27 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 Léase y coméntese el artículo: El contexto de un concepto genético 28 Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 28
:3 9:7 9:3:4 12:3:1 15:1. A-B- A-bb aab- aabb
9 3 3 1 13:3 9:7 9:3:4 12:3:1 15:1 1 A-B- A-bb aab- aabb Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano 1 Objetivos tema 6 Extensiones del análisis mendeliano Deberán quedar bien claros los siguientes puntos
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