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Clase 04 Genética UNAB Año 2016...

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Clase IV - Jueves 15 de Septiembre 2016 GENÉTICA

Estos son todos los genotipos que vamos a obtener de la descendencia combinando estos cuatro gametos distintos que produce cada uno de los progenitores, por lo tanto esta es la F2 del cruzamiento que hizo Mendel. Pero algunos de estos fenotipos se repiten entonces estamos viendo cuantas veces se repiten: ● AALL: 1/16 ● AALl: 2/16 ● AaLL: 2/16 ● AaLl: 4/16 ● AAll: 1/16 ● Aall: 2/16 ● aaLL: 1/16 ● aaLl: 2/16 ● aall: 1/16 De manera que llegamos a una proporción genotípica de 1:2:2:4:1:2:1:2:1, es la proporción en que están los genotipos del entrecruzamiento de estos dos heterocigotos. Y les dije ayer que la proporción genotípica siempre explica la proporcion genotipica. De acuerdo a lo que Mendel veía tendríamos que tener cuatro tipos distintos de la descendencia: 1. Amarillo - Tallo largo: Para que una planta tenga este fenotipo a lo menos tiene que tener un alelo dominante de ambos genes A_/Ll_ 2. Amarillo - Tallo corto: A_/ll 3. Verde - Tallo largo: aa/L_ 4. Verde - Tallo corto: aa/ll Ahora veamos qué genotipos cumplen con estos requisitos: 1. Amarillo - Tallo largo: 9/16

2. Amarillo - Tallo corto: 3/16 3. Verde - Tallo largo: 3/16 4. Verde - Tallo corto/ 1/16 Finalmente llegamos a la proporción 9:3:3:1 que es la proporción fenotípica que observaba Mendel al hacer cruzamiento de dos dobles heterocigotos. Por lo tanto, lo que Mendel planteó como mecanismo para la herencia de los factores que hoy llamamos genes y que tienen alelos explicaba perfectamente bien esta proporción fenotípica que el observaba. Ahora, estos cuatro genotipos van a dar todos el mismo fenotipo. Si tuviéramos una planta que tuviera semilla amarilla y tallo largo, ¿cómo podríamos saber cuál de los cuatro genotipos tiene esa planta? Hay que cruzarla con un homocigoto recesivo en un procedimiento que se llama cruzamiento de prueba, y de acuerdo al resultado del cruzamiento de prueba puede determinar el genotipo que tiene la planta que fenotípicamente es semilla amarilla tallo largo. Por ejemplo si la planta tuviera ese genotipo, y la cruzamos con un homocigoto recesivo el resultado de ese cruzamiento será: - 50% Amarilla - Tallo largo - 50% Amarilla - Tallo corto Esto también me sirve para indicarles que el tablero de Punnett se construye siempre con en mínimo número de gametos sólo los distintos tipos que el individuo pueda generar, para que no estén como aweonaos anotando todo el rato lo mismo y pierdan mucho tiempo. Además del tablero de Punnett existe otro sistema para combinar los gametos donde se trabaja con los genes por separado, este se llama método dicotómico.

Con este método llegamos a la misma proporciòn genotìpica que con el cuadro de punnett, los dos mètodos son absolutamente vàlidos. Tanto la primera como la segunda ley de mendel, se basan en la meiosis. La primera ley de Mendel la de la segregación de los dos alelos de un gen se basa en la separación de los cromosomas homòlogos en la primera divisiòn meiòtica, los alelos de un gen quedan en distintas cèlulas, es por ello que los alelos segregan en forma independiente en los gametos y en la misma proporciòn. La segunda ley de Mendel “asociación independiente entre dos genes” se basa en la permutación cromosòmica en la primera división meiótica como se van combinando los homólogos de distintos pares hacia los polos. Entonces si tenemos dos genes A y B ubicados en cromosomas distintos de manera que el gen A está en el par azul y el B en el par cafè, por permutación cromosòmica se pueden dar estas 4 combinaciones distintas de la

migración de los homólogos hacia los polos entre estos dos pares de cromosomas y eso va a generar que un individuo heterocigoto para los dos genes genere 4 tipos de gametos diferentes. Entonces la permutaciòn cromosómica explica porque existe la segunda ley de Mendel, por lo tanto esta se va a cumplir si los genes que estemos analizando esten ubicados en cromosomas distintos. Cuando los genes están ubicados en el mismo cromosoma no se cumple la segunda ley de mendel. Cuando los genes están ubicados en cromosomas distintos se llaman “genes independientes” y cuando están ubicados en el mismo cromosoma son “genes ligados”. Supongamos que estamos analizando 5 genes independientes, y tenemos un individuo con este genotipo: AabbCcDDEe ¿cuantos tipos de gametos puede producir este individuo? la respuesta es 8, ya que se utiliza la forma 2 elevado a “n” donde “n” corresponde a los genes heterocigotos, en este caso son 3. Ahora para saber cuáles serán esos 8 gametos debemos utilizar la segunda ley de Mendel. Para el primer gen A el individuo es heterocigoto de manera que la mitad de sus gametos llevaràn el alelo dominante y la otra mitad el alelo recesivo. Cuando el individuo es homocigoto recesivo, todos sus gametos llevaràn el alelo recesivo, y así para C en el cual el individuo serà heterocigoto, para D el individuo es homocigoto dominante y para E el individuo es heterocigoto. AabbCcDDEe

AabbCcDDEe X aabbccddee (tiene un solo gameto)

Y si ese individuo se cruzará con un homocigoto recesivo para los 5 genes, ¿cuantos genes distintos habrìan en la descendencia? la respuesta es 8, ya que el homocigoto recesivo va a generar un solo tipo de gameto por lo tanto el que determina cuál será el genotipo de la descendencia es el con el 8 gametos distintos. Lo que Mendel viò en arvejas tanto en el monohibridismo como el dihibridismo es absolutamente vàlido para todos lo organismo con reproducción sexual, tanto animales como plantas y tenemos muchas características fenotìpicas que son caracteres mendelianos mendelianos es decir, que se heredan exactamente igual como planteò Mendel, que están controlados por un gen con dos alelos uno dominante y otro recesivo y que se heredan de acuerdo a lo que Mendel planteò, esas características pueden ser autosómicas dominantes o autosómicas recesivas (gen ubicado en cromosomas no sexuales). El fenotipo se manifiesta ya sea heterocigoto u homocigoto dominante en las dominantes, mientras que en las recesivas se manifiesta sólo si se es homocigoto recesivo. Ej 1: El cruzar el brazo izquierdo por encima del derecho es dominante, al revés es recesivo (carácter fenotípico mendeliano autosómico). Ej 2: El lóbulo de la oreja puede ser pegado (recesivo) o despegado (dominante). Ej 3: Enrollar la lengua (dominante) y no poder hacerlo (recesivo). Hay otras características mendelianas que sí son relevantes para la vida, las cuales son enfermedades heredables por este mecanismo: ●

-

●

La acondroplasia (o enanismo): Condición mendeliana autosómica dominante. La frecuencia de su alelo dominante es muy escasa en la población. Se tiende a pensar que el alelo dominante es más importante, pero ambos son igual de relevantes. Es una concepción que hemos creado para estudiarlo: el alelo dominante es quien se expresa fenotípicamente en el heterocigoto, nada más. Tampoco cabe esperar que un alelo dominante sea más abundante en una población que el recesivo, la misma enfermedad mencionada anteriormente demuestra que no es así. Polidactilia: Autosómica dominante, es la presencia de dedos extra tanto en manos como en pies o solo en uno, además el número extra también es variable (expresividad variable en como se plasma el fenotipo). No suelen ser dedos funcionales, normalmente se eliminan por cirugía plástica actualmente. Se ha dicho que por la poca funcionalidad del dedo pequeño del pie, este irá desapareciendo de la especie, pero esto es un error biológico. No es más que una idea Lamarkiana (“órgano sin uso se atrofia y desaparece”). La explicación a esto podría ser que haya un grupo de personas que por una mutación ya no desarrollen el quinto dedo del pie, y puede que estos individuos se reproduzcan y tengan descendencia sin el dedo; si eventualmente esto le otorga una ventaja evolutiva a la especie, puede que sean más exitosos en reproducirse, lo que llevaría a la extinción de este dedo. Lo anterior es muy poco probable, porque en nuestra especie la selección natural funciona muy poca, además es muy difícil que el hecho

de no tener un dedo los haga exitosos reproductivamente. ●

Pregunta: Pueden haber variaciones durante el desarrollo embrionario (mutaciones de novo), las cuales se pueden transmitir a la descendencia.

¿La penetración incompleta se da en los casos que hemos visto también se da? R: Sí, en menor medida porque la penetrancia del gen es muy alta pero puede pasar. Las muelas del juicio es el mismo tema que la teríam del dedo chico del pie, gente puede tenerla, otros no pero no tiene importancia en la evolución ya que no hace que un individuo sea más exitoso reproductivamente. Un remanente evolutivo cuando quedan cosas que antes tenían función y ahora no, como la muela del juicio, el apéndice, etc. Estos podrían llegar a desaparecer pero para eso se necesitan muuuuuuuchas generaciones. Así como hay enfermedades autosómicas dominantes también hay enfermedades autosómicas recesivas que ocurre cuando la persona tiene ambos genes recesivos. Por ejemplo el albinismo, que se da con igual frecuencia entre todas las razas, incluso en todos los vertebrados. En este caso el gen hace que estas personas no posean la enzima tirosinasa funcional, por lo que no permite el metabolismo de tirosina a melatonina, la que permite la pigmentación.

Dato freak para distraer la mente: los delfines albinos se ven rosados porque se le notan los casos sanguíneos :O. Para estudiar caracteres humanos tanto generales como enfermedades genéticas, como no se puede decidir con quien cruzar a quien se estudia lo que hay a través del estudio de la familia a través de genealogías o pedigree. Esta usa una simbología internacional. -Los cuadrados son varones y los círculos mujeres. -Si hay algún tipo de relación (da lo mismo quien con quien y el tipo de relación) se pone una línea al medio de la pareja. Si hay descendencia se colocan en orden de nacimiento. -Si son hermanos gemelos se hacen dos líneas partiendo del mismo punto, si son dicigóticos (mellizos) queda de la forma anterior pero, si son monocigóticos, siempre tienen el mismo sexo y se pone una línea al medio uniendolos. -Las generaciones se representan con números romanos y los individuos de cada generación con números arábicos en orden correlativo. -Los que presentan el fenotipo a estudiar se pinta de color negro. Los que aparecen pintados son los individuos afectados por la enfermedad (AFECTADOS, no infectados). Normalmente, el estudio parte por un individuo (generalmente un niño que nace con una enfermedad genética o alguien afectrado por una). Ese individuo que parte con el estudio se indica con una flecha y corresponde al propósito,

que es el individuo por el cual partimos. -Los miembros de la familia muertos se representan con una línea diagonal. -Un círculo pequeño y pintado siempre, es un aborto espontáneo, lo cual es muy importante en el estudio genético, ya que la mayoría de estos abortos espontáneos son por enfermedades genéticas. SIEMPRE se debe preguntar si hay antecedentes de aborto espontáneo al hacer un estudio en una familia, porque si hay muchos, eso nos indica de inmediato que algo puede estar causándolo. -Cuando se sabe que un individuo es heterocigoto, se le pinta la mitad (por ejemplo, si fuese una enfermedad autosómica recesiva, pintamos a los heterocigotos a la mitad para indicar que tienen un alelo normal y otro que produce la enfermedad. En el caso de las enfermedades asociadas al cromosoma X, existen las mujeres portadoras, que llevan en un X el alelo que produce la enfermedad y en el otro el alelo normal (son heterocigotos, pero en este caso se les llama mujer portadora) y se indican con un punto al medio. -Cuando se escribe un número dentro de un cuadrado o círculo en el pedigree, es para indicar el número de hombres o mujeres que hay en esa generación (sirve para no dibujarlos a todos y ahorrar tiempo). -Cuando una pareja tiene 2 líneas de unión, significa que es una relación consanguínea (son parientes). Comparten genes. Que sea relación consanguínea no significa que esté en una misma generación, solo que sean familiares de alguna manera (primos de primer o segundo grado, tíos abuelos, tíos de segundo grado, perros de la abuelita, el sobrino de 2 años, etc.), a menos que sea un ancestro común muy lejano, donde ya no se cuenta porque casi no afecta. Mientras mayor es el grado de consanguinidad, más peligroso es porque en las relaciones consanguíneas entre parientes cercanos con grado de consanguinidad alto, e smucho más probable que ambos hayan heredado de un mismo ancestro común un alelo mutado, y por lo tanto tengan hijos homocigotos con ese alelo mutado y se manifieste en una enfermedad genética (por eso se dice que en relaciones consanguíneas aumenta la probabilidad de hijos con anomalías genéticas por tener un ancestro común) → Ejemplo: la cola’e’shansho en “100 Años de Soledad”. Si no hay mutación en ancestros comúnes, tienen la misma probabilidad que cualquier persona normal en tener hijos con defectos. Supongamos que para un gen cualquiera tenemos 2 alelos A1 y A2, y en un individuo ocurre una mutación recesiva, pero como tiene un alelo dominante, fenotípicamente queda igual, Tiene 2 hijos, los cuales heredan del padre el alelo mutado y de la madre el alelo normal, como la mutación es recesiva sigue teniendo un fenotipo normal. Cada uno se casa y tiene hijos, los cuales heredan el alelo mutado de este progenitor y el normal del otro. En esta generación entonces, se casan los primos que tienen un alelo mutado de un mismo alelo común, lo que indica una probabilidad alta de tener hijos con ese alelo por ambas partes. Es por eso que se dice que personas que son parientes tengan hijos con enfermedades genéticas. Al hacer el estudio lo único que se puede determinar es si existe algún tipo de mutación, pero del estudio molecular no se puede saber cuál es dominante y cual es recesivo, solo en su expresión fenotípica. Se ha determinado que ciertos alelos de algunos genes son más frecuentes en algunas poblaciones más que en otras.

Propósito: individuo por el cual comienza el estudio. Ej. Genealogía para condición autosómica recesiva Todo individuo con el fenotipo están pintados siendo obligatoriamente homocigoto recesivo, y el resto que no lo presenta al menos presentan un alelo dominante, al no saber el otro alelo si es dominante o recesivo se pone una raya. Caracterizado por: *condición presente por igual en hombres y mujeres (autosómica) *no presente en todas las generaciones (recesiva) *individuos afectados hijos de padres que no tienen el fenotipo (recesiva) -Albinismo -Fenilcetonuria -Hipodontia -Para descubrir los genotipos en este caso se utilizan las leyes de Mendel. -Para los familiares no sanguíneos se asume genotipo homocigoto dominante hasta probar lo contrario. Pedigrí para autosómica dominante *Presente en todas las generaciones * Padres sin fenotipo no poseen hijos con fenotipo *no afectados homocigotos recesivos y los afectados tendrán un alelo dominante * basta con que un padre que afectado tenga un hijo no afectado para saber que el padre es heterocigoto *Asesoría genética según leyes de Mendel -De no conocer el genotipo de una pareja y esta no ha tenido descendencia se calcula revisando a sus progenitores y antecesores cercanos

¿ Qué tipo de genealogía es esta? Autosómica dominante, uno de los miembros tiene penetrancia incompleta....