GENÉTICA

Los gametos son haploides porque sólo contiene un alelo de cada gen. Los progenitores transmiten su descendencia a través de los gametos. Los gametos al ser haploides sólo contienen un cromosoma de cada par de homólogos, es por esto que sólo contiene un alelo de cada gen.

Los gametos se fusionan durante la fecundación para dar lugar a cigotos. Los cigotos son diploides es decir que tienen los dos alelos por cada gen. Dado que los cigotos reciben un cromosoma de cada par de homólogos, uno heredado del padre y otro heredado de la madre reciben entonces un alelo por cada gen. Estos alelos pueden ser iguales (homocigoto) o diferentes (heterocigoto).

Ejemplo de herencia mendeliana: Para que puedan cumplir las Leyes de Mendel se debe considerar:

a. Dominancia completa entre los alelosb. Sólo dos alelos por genc. Alelos que se encuentran sólo en cromosomas autosómicosd. Alelos en cromosomas independientes, es decir nunca ligados.

Proporciones esperadas si se cumplen los puntos a, b, c y d.

EXPERIMENTOS DE MENDEL

1. El cruzamiento de dos individuos homocigotas uno recesivo y el otro dominante da como resultado una descendencia FENOTÍPICAMENTE uniforme donde todos los individuos PRESENTAN EL FENOTIPO DOMINANTE: 100% DOMINANTE

EJEMPLO:

GEN: COLOR DE LAS SEMILLAS DE

ALELOS:

Verde

Amarillo

GENOTIPO PARENTAL:

SE REALIZÓ EL CRUZAMIENTO DE INDIVIDUOS OBTENIDOS POR AUTOFECUNDACIÓN (ES DECIR HOMOCIGOTOS PARA EL GEN) QUE POSEÍAN SEMILLAS DE COLOR VERDE JUNTO A OTROS OBTENIDOS DE IGUAL FORMA PERO DE COLOR AMARILLO.

EL RESULTADO OBTENIDO FUE: 100% DE LOS INDIVIDUOS PRESENTARON SEMILLAS DE COLOR AMARILLO.

DE ESTE RESULTADO SE INFIERE QUE EL ALELO DOMINANTE ES EL AMARILLO Y ESTE EXPEIRMENTO SIRVIÓ JUNTO A OTROS PARA FORMULAR LA LEY DE A UNIFORMIDAD:

EL CRUZAMIENTO DE INDIVIUDOS PUROS UNO CON ALELO DOMINATE EL OTRO RECESIVO PRODUCE COMO RESULTADO INDIVIUDOS CON FENOTIPO DOMINANTE.

PLANTEO DEL PROBLEMA:

1- ALELOS

A: VERDEa: Amarillo

2. GENOTIPO PARENTAL: se cruzan individuos de semillas verdes con individuos de semillas amarillas

AA x aa3. OBTENCIÓN DE GAMETAS

A a

4. CRUZAMIENTO EN CUADRO DE PUNNETT

aA Aa

5. RESULTADO FENOTÍPICO DE LA FILIAL 1

100% SEMILLAS DE COLOR VERDE

SEGUNDA LEY CRUZAMIENTO MONOHÍBRIDO

SE CRUZAN LOS INDIVIDUOS DE LA FILIAL 1 (F1) ENTRE SÍ: F1 x F1

1. PLANTEO DE ALELOS:

A: VERDE

a: Amarillo

2. Genotipos parentales

Aa X Aa CRUZAMIENTO MONOHÍBRIDO: UN GEN (MONO) HÍBRIDO: HETEROCIGOTA

3. GAMETAS

A Aa a

4. PUNNETT

A a

A AA Aa

a Aa aa

5. Proporciones fenotípicas: ¾ verde, ¼ amarilla

PROPORCIONES EN UN CRUZAMIENTO DIHIBRIDO: DOS GENES CUATRO ALELOS,

EJEMPLO

GEN 1: COLOR DE LA SEMILLA

GEN 2: ALTURA DE LA PLANTA

ALELOS:

A: VERDE

a: amarillo

B: alto

B: enano

Genotipos parentales:

AaBb x AaBb

Gametas:

Ab aB Ab aB

AB ab AB ab

PUNNETT: completar el cuadro

Ab AB aB ab

Ab AAbb

AB

aB

ab

SACAR LAS PROPORCIONES

OTROS GENES DE INTERÉS QUE SIGUEN LAS PROPORCIONES DE MENDEL

Albinismo GEN: PRESENCIA DE MELANINA. CROMOSOMA 11

Alelos:

A: con presencia de melanina: fenotipo normal

a: sin presencia de melanina: fenotipo Albino (padece albinismo)

Fibrosis quística

GEN: PROTEÍNA TRANSPORTADORA DE IONES DE CLORO SECRETADOS EN EL SUDOR Y MUCUS GÁSTRICOS. Se encuentra en el cromosoma 7 es el GEN CFTR

Alelos:

C : Funcionamiento normal de las proteínas transportadoras de cloruro: Fenotipo normal

c: Funcionamiento deficiente de las proteínas transportadoras de cloruro: fibrosis quística:

FIBROSIS QUÍSTICA: EL mal funcionamiento de los canales transportadores de cloruro provoca una sudoración con excesivo contenido de cloruro de sodio y jugos gástricos y mucosidades con iguales características. Consecuencia: No se desplaza cantidades suficientes de agua por ósmosis a las mucosas por lo que se hacen viscosas y quedan pegadas en los pulmones (causa infecciones pulmonares) y conducto pancreático (impide la liberación de enzimas al duodeno).

En Europa una de cada 20 personas tiene probabilidad de portar un alelo de fibrosis quística (1/20) por lo tanto la probabilidad de que los dos progenitores tengan dicho alelo es 1/20 x 1/20: 1/400.

Siendo que la fibrosis quística se encuentra dentro de la herencia mendeliana si dos progenitores son portadores del alelo recesivo que probabilidad hay de que estos padres tengan un hijo con fibrosis quística?

Plantear el problema……

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON

La mayoría de las enfermedades tienen alelos recesivos, felizmente, sin embargo algunas tiene alelos dominantes como la enfermedad de Huntington. La presencia del alelo dominante provoca una enfermedad neurodegenerativa cuyos primeros síntomas aparecen a los 20 años provocando cambios conductuales. Las personas afectadas mueren por insuficiencia cardíaca o enfermedades infecciosas pero debido a que sus síntomas aparecen de adultos es probable que tengan hijos antes de saber que tiene el alelo dominante. Si bien sólo 1/10000 persona son portadoras del este alelo la probabilidad de tener un hijo con dicha enfermedad es del 50% si uno de los padres es portador del alelo.

GEN: SÍNTESIS DE LA PROTEÍNA HUNTINGTINA DE FUNCIÓN AÚN DESCONOCIDA. CROMOSOMA 4 GEN: HTT

ALELOS:

H: SE SINTETIZA LA PROTEÍNA HUNTINGTINA Y EN CONSECUENCIA SE DESARROLLA LA ENFEREMEDAD

h: Fenotipo normal. No se sintetiza la huntingtina y no se desarrolla la enfermedad

EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDELVEREMOS LOS CASOS DE: 1. HERENCIA LIGADA AL SEXO, 2. CODOMINANCIA CON DOS ALELOS Y 3. CODOMINANCIA CON TRES ALELOS

1. HERENCIA LIGADA AL SEXO: enfermedades heredadas en el cromosoma X (completar con explicación dada en clase). Se analizarán los tres casos a continuación:

a. Hemofiliab. Daltonismoc. Color de ojos en Drosophyla melanogaster

a. HEMOFILIAGEN: PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA ESPECÍFICA (FACTOR VIII) IMPLICADA EN LA COAGULACIÓN DE L SANGRE. LAS PERSONAS CON HEMOFILIA RECIBEN EL FACTOR VIII QUE SE EXTRAE DE SANGRE DE DONANTES.

ALELOS:

XH: sintetiza el factor VIII por lo tanto coagula normalmente

Xh: no sintetiza el factor VIII por lo tanto padece hemofilia

EJEMPLO DE PROBLEMA:

UNA MUJER FENOTÍPICAMENTE NORMAL RECIBIÓ UN ALELO RECESIVO DE SU MADRE, QUÉ PROBABILIDAD TIENE DE TENER UN HIJO VARÓN HEMOFÍLICO SI SU PAREJA ES NORMAL.

ALELOS:

XH: sintetiza el factor VIII por lo tanto coagula normalmente

Xh: no sintetiza el factor VIII por lo tanto padece hemofilia

GENOTIPOS PARENTALES

XH Xh x XH y

Gametas femeninas Gametas masculinas

XH XH

Xh y

PUNNETT

XH Xh

XH XH XH XH Xh

Y XH Y Xh Y

PROPORCIONES FENOTÍPICAS: HEMBRAS: 100% NORMAL, MACHOS: 50% NORMAL Y 50% HEMOFÍLICO.

b. DALTONISMOGEN: PRODUCCIÓN DE PROTEÍNAS DE LOS FOTORRECEPTORES, ESPECÍFICAMENTE LOS CONOS QUE SINTETIZAN FOTOPIGMENTOS.

ALELOS

XD: sintetiza los Fotopigmentos normales

Xh: síntesis deficientes de algunos Fotopigmentos.

c- Color de ojos en Drosophila melanogaster

Las moscas hembras, al igual que muchos otros animales, tienen dos copias del cromosoma X mientras que los machos tienen sólo una copia y un cromosoma Y. En caso del gene del color de ojos en las moscas de la fruta, este se encuentra localizado sólo en el cromosoma X. Por lo tanto en la herencia del color de ojos en Drosophila melanogaster se utilizará la siguiente notación:

XR: ojos rojos

Xr: ojos blancos

2. CODOMINANCIA CON DOS ALELOSLa codominancia se da cuando no existe un alelo que domine completamente sobre el otro y en consecuencia al encontrarse los dos alelos diferentes (heterocigoto) en un individuo se manifiesta un tercer fenotipo que suele ser una mezcla de los dos alelos. El caso más típico estudiado de codominancia es el del color en muchas especies de flores pero también es un ejemplo de codominancia la portación del alelo mutante para la síntesis de hemoglobina que da lugar a la anemia falciforme. (Por favor, volver a leer las explicaciones de la enfermedad y sus bases moleculares)

a. CODOMINANCIA PARA EL COLOR DE ALGUNAS ESPECIES DE FLORESGEN: COLOR DE LA FLORALELOS: SE UTILIZARÁ LA SIGUIENTE NOTACIÓN DE FORMA OBLIGATORIA:

CR: COLOR ROJO

CB : COLOR BLANCO

GENOTIPO FENOTIPO

CR CR ROJO

CB CB BLANCO

CR CB ROSA

b. CODOMINANCIA EN CON LA PRESENCIA DE HEMOGLOBINA MUTANTE GEN: SÍNTESIS DE HEMOGLOBINA

ALELOS: SE UTILIZARÁ LA SIGUIENTE NOTACIÓN DE FORMA OBLIGATORIA:

HbA: HEMOGLOBINA NORMAL

HbS: HEMOGLOBINA PORTADORA DE LA MUTACIÓN GLU POR VAL EN LA CUARTA CADENA POLIPEPTÍDICA

GENOTIPO FENOTIPO

HbA HbA NO ANÉMICO, PERO SUSCEPTIBLE A LA MALARIA

HbS HbS PADECE ANEMIA FALCIFORME, NO SUSCEPTIBLE A LA MALARIA

HbA HbS MUY LEVE ANEMIA, (CASI NORMAL) RESISTENTE A LA MALARIA

3. CODOMINANCIA CON TRES ALELOSESTE ES UN CASO DE DOBLE EXCEPCIÓN A LAS LEYES DE MENDEL YA QUE HAY MÁS DE DOS ALELOS Y ADEMÁS EXISTE CODOMINANCIA ENTRE DOS ALELOS..

GEN: PRODUCCIÓN DE UNA GLICOPROTÉINA ESPECÍFICA QUE SE ENCUENTRA SOBRE LOS GLÓBULOS ROJOS

ALELOS: EXISTEN TRES ALELOS

IA, IB, i

IA e IB son CODOMINANTES ENTRE SÍ.

Para entender la herencia de los grupos sanguíneos empezaremos definiendo qué es un antígeno:Un antígeno suele ser una molécula ajena o tóxica para el organismo (por ejemplo, una proteína derivada de una bacteria) que, una vez dentro del cuerpo, atrae y se une con alta afinidad a un anticuerpo específico. Cada anticuerpo es capaz de lidiar específicamente con un único antígeno gracias a la variabilidad que le otorga la región determinante de complementariedad del anticuerpo. La región determinante de la complementariedad (en inglés complementarity determining region o CDR) es una secuencia corta de aminoácidos que se encuentra en los dominios variables de proteínas con función de receptor deantígenos (inmunoglobulinas y receptor de linfocitos T) que complementa al antígeno y por tanto le da a este receptor su especificidad para el antígeno en particular.

Extraído de: https://es.wikipedia.org/wiki/Regi%C3%B3n_determinante_de_la_complementariedad

Extraído de:

https://es.wikipedia.org/wiki/Ant%C3%ADgeno#/media/File:Anticuerpo.svg

Retomando entonces:

Los antígenos son moléculas que el sistema inmunológico puede reconocer como extrañas y marcarlas para su destrucción. Las moléculas en sí pueden tener largos y complicados nombres científicos, por lo que a los antígenos se les da nombres cortos. A veces, los antígenos son simplemente denominados como letras para distinguirlos de otras moléculas, lo que puede dar lugar a diferentes antígenos que tienen el mismo nombre. Este es el caso para el antígeno H, que puede referirse al antígeno sanguíneo de un ser humano o a un antígeno bacteriano.

El antígeno H humano forma parte del sistema sanguíneo ABO. Este tipo de sangre separa a las personas en los grupos A, B, AB o O, dependiendo del tipo de antígeno que la persona tenga en la superficie de las células rojas de la sangre (eritrocitos).

El antígeno H es una molécula precursora de los los antígenos A y B.

1. El antígeno A se produce por una enzima que añade una molécula de N-acetil galactosamina en el antígeno H,

2. El antígeno B se produce por una enzima que añade una D-galactosa en el antígeno H.

3. Las personas con tipo de sangre O no producen antígenos A ni B. Por lo tanto, los antígenos H presentes en la superficie de los glóbulos rojos permanecen inalterados.

GENÉTICA

La especificidad de los antígenos A y B se basa en el azúcar terminal agregado al antígeno H.

La mayoría de los seres humanos tienen el antígeno “H” (hay excepciones que veremos más adelante).

El antígeno “H” puede unirse a tres tipos de azúcares:

a. galactosa ,b.  N-acetilglucosamina c. fucosa .

El alelo IA es responsable de la síntesis de una enzima que puede añadir N-acetilgalactosamina al antígeno “H”.

El alelo IB puede añadir galactosa.

Los heterozigotos IAIB pueden añadir N-acetilglucosamina y también galactosa.

Los individuos de tipo sanguíneo 0, no pueden añadir ningún azúcar, solo tienen la “sustancia H”. La situación de alelo i es especial. Los individuos ii no tienen la actividad de la enzima glucosiltransferasa y no pueden modificar la “sustancia H. La base molecular para estos fenotipos antigénicos es el resultado de las mutaciones en el gen que codifica la enzima glucosiltransferasa.

El gen que codifica a la glucosiltransferasa se encuentra en el CROMOSOMA 9

PARTE PRÁCTICA:

ALELOS: IA, IB, i

TABLA 1: Notación de genotipos sanguíneos y fenotipos.

GENOTIPO FENOTIPO ANTÍGENO ANTICUERPO donante aceptorIA IA A A B A y AB A,0IA i A A BIB IB B B A B Y AB B, 0IB i B B AIA IB AB AB NINGUNO Sólo AB universal

ii cero ninguno A y B universal Sólo cero

Tabla 2: Representación esquemática de los grupos sanguíneos

EXTRAIDO DE:

https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_sangu%C3%ADneo

Tabla 3: Imagen de resultados luego de la aplicación de diferentes test para la determinación de grupos sanguíneos

EXTRAIDO DE:

Allot, A. y D. Midendorff. Biology. 2014. Oxford, pág 175.

EXCEPCIONES: FENOTIPO BOMBAY

Este fenotipo fue descubierto en el año 1952 tras estudiar la genealogía de una mujer de Bombay. Ella fue clasificada dentro del grupo O. Sin embargo, su padre era del grupo AB

y la madre del A. La mujer tenía descendencia con un hombre del grupo A y sus hijos eran AB, A y B.

PLANTEAR EL PROBLEMA

Este árbol genealógico era imposible. Ella era genéticamente B, es decir, tenía el antígeno B, pero su sangre reaccionaba como si fuera del grupo cero y por tanto no aglutinaba con los sueros anti-A ni anti-B.

Se demostró que esta mujer era portadora de una mutación recesiva del gen FUT1, lo que impedía que se formase la enzima que une la fucosa al precursor de la sustancia H. Esta mujer no posee ANTÍGENO H y por tanto no pueden unirse el resto de monosacáridos que determinan el grupo sanguíneo B, en este caso.

La frecuencia del fenotipo Bombay es muy baja, en Tailandia es de 1 por cada 5000 donantes normales. L

as personas con este fenotipo tienen anticuerpos anti-A, anti-B y anti-H y solo pueden transfundirse con sangre del fenotipo Bombay.

Existen pruebas clínicas para detectar la presencia de la sustancia H.

El fenotipo Bombay es el nombre que recibe un tipo de sangre poco frecuente caracterizado por no presentar ninguno de los antígenosde membrana A, B o H en los eritrocitos. Esto se debe a que este individuo es homocigoto recesivo para el gen H, por lo que no puede transformar la molécula precursora en la molécula H, que es necesaria luego para ser transformada en antígeno A o B.

Es necesario no confundir a esta persona Bombay con una persona de grupo sanguíneo O, ya que esta última a pesar de que no tenga los antígenos A o B, presentara el antígeno H (molécula H) de la membrana de sus eritrocitos y no así un Bombay.

El sistema inmune del fenotipo Bombay rechaza las transfusiones de sangre de O, A, B y AB ya que posee anticuerpos anti-A, anti-B y además anti-H, por lo que en caso de transfusión sanguínea, el receptor "Bombay" produciría aglutinación sanguínea. Es decir, sólo podría recibir sangre de otro fenotipo Bombay

EXTRAÍDO DE:

https://es.wikipedia.org/wiki/Fenotipo_Bombay

Extraído de:

https://es.wikipedia.org/wiki/Fenotipo_Bombay

FACTOR RH O SISTEMA RHESUS

Se describió por primera vez por Landsteiner y Wiener en experimentos con el macaco Rhesus y por Levine en pacientes entre 1939 y 1940.

Es el sistema de mayor importancia clínica y transfusional tras el ABO.

El sistema Rh está determinado por 6 antígenos diferentes (proteínas de la membrana de los glóbulos rojos).

Estos antígenos se han denominado C, D, E, c, d, e.

De ellos, el más importante es el antígeno D y es el que se tiene en cuenta para la determinación del Rh.

Si una persona tiene el antígeno D en la membrana de sus eritrocitos, será Rh + y si no lo tiene, será Rh-.

A diferencia del grupo ABO, las personas Rh-, no tienen anticuerpos contra el antígeno D de manera natural, es decir, que sólo los sintetizarán cuando sean expuestos al antígeno D.

Si a una persona Rh- se le transfunde sangre Rh +, entonces creará los anticuerpos contra el antígeno D, alcanzándose la máxima concentración de estos unos meses más tarde, por lo que puede que no aparezca la reacción hasta entonces, aunque esta reacción suele ser leve.

Sin embargo, si a esta persona se le vuelve a transfundir con sangre Rh+, la reacción será mucho más grave.

Eritroblastosis fetal o enfermedad hemolítica del recién nacido

Es una enfermedad del feto y del recién nacido debida a la aglutinación de los eritrocitos del bebé. Se produce cuando la madre es Rh- y el hijo es Rh+. La aglutinación se produce porque los anticuerpos de la madre difunden a través de la placenta y se unen a los glóbulos rojos del bebé provocando su aglutinación. Si una mujer Rh- tiene un primer bebé Rh+, no suele tener anticuerpos suficientes como para causarle daño

WEB REFERENCES (VISITADAS EL 01/10/2015)

https://es.wikipedia.org/wiki/Inmunogen%C3%A9tica

https://en.wikipedia.org/wiki/ABO_blood_group_system

http://evolucionismo.org/forum/topics/tipos-sanguineos

https://es.wikipedia.org/wiki/Fenotipo_Bombay

https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_sangu%C3%ADneo

https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_sangu%C3%ADneo

https://es.wikipedia.org/wiki/Regi%C3%B3n_determinante_de_la_complementariedad

https://es.wikipedia.org/wiki/Regi%C3%B3n_determinante_de_la_complementariedad