2.Herencia poligénica

8/19/2019 2.Herencia poligénica

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HERENCIA POLIGENICA


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Conceptos clave

• Epistasis

- Ejm. Pelaje de ratones, flores, etc.

• Pleiotropía

•

Penetrancia y Expresividad

GENETICA CUANTITATIVA

• Herencia poligénica

- Alelos aditivos• Heredabilidad

• Efectos ambientales


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Ejemplo: Anemia Falciforme

Pleiotropía: 1 gen causa

efectos múltiples sobre el

fenotipo

Alelo S S’

HbA Hb S

Forma

celular

Redondeada En forma de

hoz

Rpta a

malaria

Susceptible Resistente

en genotipo

SS‘


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HbS Causa una mutación en la

subunidad de beta-globina

Acido glutámico es reemplazado porvalina en la posición 6 de beta-

globina: Glu6Val

Múltiples efectos en el organismo:

• Anemia

• Mareos

• Dolores de cabeza

• Frío en las manos y pies

• Infecciones

• Hipertensión pulmonar

• Daño al bazo, daño y dolor en los

huesos, derrames, etc.


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Penetrancia y Expresividad

• Penetrancia % de

individuos con un

determinado genotipo

que exhiben elfenotipo.

• Expresividad el

grado en el que el

genotipo es expresado

al nivel fenotipico


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Ejemplo: Retinoblastoma en humanos (tipo raro de cáncer, que se desarrolla

antes de los 5 años)

Rb- Rb- cáncer

Rb+ Rb- propenso al cáncer

Penetrancia incompleta Solo el 75% de personas con el gen Rb-

muestran signos de retinoblastoma

Expresividad incompleta algunos pacientes desarrollan el retinoblastoma

en dos ojos, otros solamente en 1 ojo.


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Notar la expresividad variable

en el color del pelaje de losbeagles


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Epistasis

• Cuando 2 o más genes influyen en un solo caracter, y

uno de los genes enmascara o modifica la expresión

de los otros genes.

• Por ejemplo, la presencia de alelos recesivos pueden

alterar la expresión de alelos en un segundo locus

(epistasis recesiva)


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Lo que

esperarían

encontrar SIN

epistasis

9:3:3:1 para un

cruce dihíbrido


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De acuerdo a

Mendel 9:3:3:1

PERO conepistasis,

9:3:4:0

cc gen es epistáticosobre el gen B/b

B – gris

b -- marrón

CC o Cc -- sedeposita pigmento

cc -- no se deposita

pigmento


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EPISTASIS RECESIVA

Blanco es epistático sobre rosado La presencia de ww previene la

expresión de los otros alelos en la

via metabólica.

Gen w+ Gen m+

Sin color rosado azul


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GENETICA CUANTITATIVA

HERENCIA POLIGENICA


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Efectos aditivos de

múltiples genes sobre unsolo caracter

AA = oscuro Aa = menos oscuro

aa - claro

El mismo caso para los

otro dos genes- la

dominancia es incompleta

para cada gen.

HERENCIA POLIGENICA


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Alelos Aditivos

• Los alelos aditivos son la base de la variación continua.

• Los alelos aditivos son aquellos que contribuyen en una cierta

cantidad a la expresión de un fenotipo.

• Ejemplo experimentos Nilsson-Ehle en el siglo XX en trigo

Cruce de: Trigo de grano rojo X Trigo de grano blanco

F1- color intermedio

F2- 14/16 color intermedio; 1/16 blanco; 1/16 rojo.


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Genes aditivos A y B

Genes no aditivos a y b

Note que cuantas más

copias tenga de A y B

(alelos aditivos) la

expresión en el fenotipo

es mayor


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Los alelos aditivos

influyen sobre elfenotipo de manera

cuantitativa, y esto

resulta en una variacióncontinua.

El resultado de cruzar 2 heterocigotes

(de 2 a 5 pares de genes)


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Herramientas de estadística

DistribuciónDistribución normal curva simétrica en forma de campana


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• Promedio

• Varianza: variabilidad

de un grupo de

mediciones


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Aplicando estos conceptos en el estudio de un

carácter poligénico:


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Midiendo la varianza heredable


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Rasgos cuantitativos - Varianza


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Semillas genéticamente idénticas

En el CampoEn un invernadero

(ambiente controlado)

Longitud del tallo

¿Dónde será menor la V. ambiental?

Varianza

Ambiental

Varianza

Ambiental


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Plantas que crecieron en un ambiente controlado

Longitud del tallo

Semillas genéticamente

Idénticas

Semillas genéticamente

diversas

Varianza

Ambiental

Varianza

Genetica


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Longitud del tallo

Plantas que crecieron en el campo

Plantas genéticamente

idénticas

Plantas genéticamente

Diversas

Varianza fenotipica (VE + VG)

Varianza

Ambiental

Varianza

Genetica


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Varianza Ambiental


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Varianza Genética


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• La pregunta más básica

en los caracteres es

saber el grado en el que

la variación del fenotipo

está determinada por

una variación genética.

• En organismos no

humanos podemos

hacer un experimento


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MUY IMPORTANTE

En este contexto, preguntarse si un rasgo es heredableindica que:

• Deseamos saber el rol que tienen las diferencias genéticasen las diferencias fenotípicas observables entre grupos o

individuos.

• NO nos estamos preguntando si los genes intervienen enun determinado caracter.

• Entonces, un rasgo es heredable sólo si existe variabilidadgenética para dicho rasgo (en este contexto).


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Heredabilidad

H2 = σ2G/σ2

P

La proporción de la varianza fenotípica atribuida a la

varianza genética.

Heredabilidad 0%-100% (0-1)

0 -0.2 aprox. = la variación en el ambiente tiene un

fuerte efecto sobre la varianza fenotípica O no haymucha variabilidad en los loci O todos los genotipos

originan el mismo fenotipo

>0.5 aprox. = efectos genéticos importantes


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Dos tipos de heredabilidad

1. Heredabilidad en el sentido AMPLIO

1. Heredabilidad en el sentido ESTRICTO

Vp = VE + VA + VD + VEp


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Y= promedio de la

progenie

X= papa+mama/2

Heredabilidad = pendiente de la regresión entre el

fenotipo de las crías y sus padres


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Un experimento: la heredabilidad

en el tamaño del pico en

gorriones

1) El grado en el que uncarácter es heredablese ve en la semejanza

entre los padres y laprogenie.

2) A qué conclusiónpodemos llegarviendo las figuras 1 y2?

1

2


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Ejemplo en poblaciones humanas:

• Los estudios que reportan heredabilidad sugieren que la

heredabilidad para la talla varía de 0.6-0.9 en diferentes

poblaciones.

• La heredabilidad es menor en países sub-desarrollados que en

países desarrollados. Por ejemplo: heredabilidad de 0.56 en

Gambia, 0.68 en USA.


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Talla

- Stress nutricional una proporción mayor explicada porfactores ambientales.

En países subdesarrollados:-Algunos han visto cambios económicos bastante rápidos también disminuye la heredabilidad

•h es mayor debido a un apareamiento positivo noaleatorio (la cual es más notoria en poblacioneseuropeas)


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Algunos puntos importantes sobre la

heredabilidad:

1. La heredabilidad no se puede generalizar es específicapara una determinada población y para un determinadoambiente.

2. La heredabilidad no indica el grado exacto en el que unacaracterística es determinada genéticamente.

3. Nos permite analizar la importancia relativa que tienen losfactores genéticos vs los factores ambientes sobre lavariación de un determinado fenotipo.


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La respuesta a la selección ( R)

El grado en el que una característica sujeta a selección cambia

en una generación.

• Factores que influyen en la R:

1. Heredabilidad (sentido estricto- h)

2. Selección diferencial (S)

R = h2 × S


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La respuesta a la selección

R = respuesta

S = selección

diferencial


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Respuesta a la selección artificial de 1 caracter


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Respuesta a la selección artificial de 1 caracter

longitud de la cola del ratón

DondeR = respuesta

S = selección diferencial

Asumimos que O = P

Efectos del Ambiente


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Efectos del Ambiente

• El ambiente influye en el fenotipo

• Norma de reacción = el rango de fenotipos debido aefectos ambientales

• Las normas de reacción son más amplias en caracteres

poligénicos.

El color azul

requiere un pH

bajo


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El color del pelaje en los gatos siameses

depende de la temperatura

ó


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Desórdenes multifactoriales

•

Muchas enfermedades, tales como enfermedadescardiovasculares, diabetes, alcoholismo, desórdenes

mentales, etc tienen tanto componentes genéticos

como ambientales.


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PARA RESUMIR

- Genética Mendeliana- Genética Cuantitativa


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- Diferencias entre Genética Mendeliana y GenéticaCuantitativa

- Relevancia de la genética Mendeliana

- Las leyes que propuso

- Aplicación en enfermedades humanas causadas por 1solo gen. ¿Ejemplos?

- Genética Mendeliana dominancia completa

- ¿Qué otras situaciones de dominancia hemos visto?


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Dominancia completade un alelo

Relación entrealelos de un solo gen

Descripción Ejemplo

DominanciaIncompleta

Codominancia

Alelos múltiples

Pleiotropía

Fenotipo heterocigoto esel mismo que elhomocigoto dominante

Fenotipo heterocigotointermedio entre los dosfenotipos homocigotos

Ambos fenotipos seexpresan en elheterocigote

En la población, algunos

genes tienen más dedos alelos

Un gen puede afectarmúltiples caracteresfenotípicos

Los alelos del grupo desangre ABO

Anemia Falciforme

PP Pp

C RC R C RC W C W C W

I A I B

I A, I B, i

R l ió t d


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Epistasis

Herencia poligénica

Relación entre doso mas genes

Descripción Ejemplo

La expresiónfenotípica de un gen

afecta la de otro

Un solo caracterfenotípico se veafectado por doso más genes.

9 : 3 : 4

BbEe BbEe

BE BE

bE

bE

Be

Be

be

be

AaBbCc AaBbCc


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Algunas Referencias

• Sobre Dominancia/Recesividad

http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/

• Sobre Heredabilidad

http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889

• Sobre los principios de Mendel

http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-

principles-of-inheritance-593

• Si quieren profundizar información sobre enfermedades

http://ghr.nlm.nih.gov
http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://ghr.nlm.nih.gov/http://ghr.nlm.nih.gov/http://ghr.nlm.nih.gov/http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/gregor-mendel-and-the-principles-of-inheritance-593http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/

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