Información

¿Se duplica la producción de proteínas si tiene genes dominantes homocigotos en lugar de genes heterocigotos?

¿Se duplica la producción de proteínas si tiene genes dominantes homocigotos en lugar de genes heterocigotos?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

En la escuela nos enseñaron en términos bastante simplistas. Nos dijeron que hay un tipo dominante y recesivo de cada gen y que si el gen dominante estaba presente, se produce la proteína y si no lo está, no se produce una proteína. Nos acaban de decir que la dominancia es solo una propiedad intrínseca de algunos genes.

Sin embargo, al investigar un poco, veo que algunos genes son dominantes porque su alelo correspondiente simplemente no produce la proteína, pero el dominante sí (corrígeme si me equivoco).

¿Significa esto que si alguien es homocigótico dominante para un gen en particular, produce el doble de esa determinada proteína que alguien que tiene genes heterocigotos o existe un mecanismo que suprime la expresión de uno de los genes dominantes?


La dominancia se define en función del fenotipo

La dominancia se define en función de un fenotipo de interés. Elija un fenotipo, por ejemplo, el color del pelaje. Si los genotiposAutomóvil club británicoyAutomóvil club británicotener el mismo color de pelaje mientrasAutomóvil club británicotiene otro color de pelaje, entoncesAes dominante sobrea.

El concepto es válido incluso para secuencias que no producen proteínas.

El concepto de dominancia se puede aplicar a cualquier locus cuya varianza explique la varianza fenotípica, ya sea que este locus codifique una proteína o no.

La mayoría de las secuencias que afectan al fenotipo son secuencias reguladoras que no producen ninguna proteína. En tal caso, su intuición de que la dominancia es el alelo que produce más proteínas realmente no tiene mucho sentido.

Mecanismo

Una gran cantidad de mecanismos puede ceder a tal relación de dominio. No es raro que el alelo recesivo provenga de una mutación con pérdida de función. En tal caso, sí, es probable que elAutomóvil club británicoEl genotipo produce el doble de proteínas que elAutomóvil club británicogenotipos. Pero definitivamente este no es el único mecanismo posible. Tenga en cuenta que si el número de proteínas producidas porAutomóvil club británicogenotipo es el doble de la cantidad de proteína producida por elAutomóvil club británicogenotipo, no cambiará nada en el fenotipo de interés por definición de lo que significa dominante.

La dominación es bastante inusual

La mayoría de los rasgos fenotípicos en realidad resultan de la influencia de varios loci y la relación alélica en estos loci rara vez es perfectamente dominante. El dominio perfecto existe en realidad, pero definitivamente está sobrerrepresentado en las clases de introducción, ya que son casos de estudio fáciles de entender.

Aptitud física

Tenga en cuenta que existe una correlación positiva entre cuán recesivo es un alelo y cuán perjudicial es. No significa que el alelo recesivo sea necesariamente deletéreo, pero hay una tendencia.


Una de las cosas realmente buenas del plan de estudios ampliado en mi escuela es que los estudiantes no poner trabajo para hacer en las vacaciones. Esto permite que el tiempo en casa se dedique a descansar, recuperarse y prepararse para el trimestre que se avecina. Pero, ¿puedo hacer una sugerencia sobre lo que les gustaría hacer a algunos de ustedes antes del inicio del próximo trimestre? Encuentre un libro realmente bueno para leer y leer un capítulo al día. Aquí hay algunas sugerencias personales sobre algunos de mis libros de biología favoritos.

& # 8220Genome & # 8221 de Matt Ridley es una lectura realmente interesante. Lo he leído una y otra vez desde que se publicó por primera vez en 2000. Los capítulos son breves, pero las ideas que contienen son importantes y desafiantes. Cada uno de los 23 capítulos está dedicado a un solo gen en un cromosoma humano diferente, pero Ridley es capaz de extraer algunas ideas profundas con historias entretenidas, anécdotas y detalles soberbios. Yo diría que esto es ideal para estudiantes Y11 (bloque D) o Y12 (bloque C).

Nick Lane vino a Eton el año pasado para hablar con las Sociedades Científica y Bancaria y fue el mejor orador que hemos tenido en mucho tiempo. Este libro es más adecuado para los estudiantes de Y12 / 13 que para los lectores de GCSE, ya que tiene enlaces directos al curso pre-U y contiene algunas ideas complejas. Le interesa el papel que han jugado las mitocondrias en la historia de la vida y, para mí, Nick Lane es el mejor escritor contemporáneo. Si te gusta esto, también puedo recomendarte su último libro & # 8220Life Ascending & # 8221, que también es una lectura estupenda.

Este es mi libro favorito de Dawkins. Si está interesado en comprender la gran extensión del árbol de la vida y la historia de la vida en nuestro planeta, hay formas mucho peores de comenzar que leyendo esto. Dawkins tiene un estilo de escritura soberbio y es capaz de hacer una cronología compleja de especies entretenida y fácil de seguir. Si lee alguno de estos libros y le gustaría decirme lo que piensa, o si tiene otras recomendaciones, agregue un comentario a esta publicación para que otros puedan verlo.


Los oncogenes se identificaron por primera vez en retrovirus causantes de cáncer

La evidencia de que los virus pueden causar cáncer provino por primera vez de una serie de estudios realizados por Peyton Rous a partir de 1911. Escindió fibrosarcomas (tumores del tejido conectivo) de pollos, los trituró y eliminó células y desechos por centrifugación. Después de pasar el sobrenadante a través de filtros con poros muy pequeños, que retuvieron incluso las bacterias más pequeñas, Rous inyectó el filtrado en los pollitos. La mayoría de los polluelos inyectados desarrollaron sarcomas. Finalmente, se demostró que el agente transformador en el filtrado era un virus, llamado Virus del sarcoma de Rous (RSV). Unos 50 años más tarde, en 1966, Rous recibió el premio Nobel por su trabajo pionero. La gran demora en reconocer la importancia de su descubrimiento se debió a la ausencia de cualquier mecanismo molecular obvio por el cual un virus pudiera causar cáncer, ya sea en aves o en humanos.

Las generaciones posteriores de biólogos moleculares demostraron que el RSV es un retrovirus cuyo genoma de ARN se transcribe de forma inversa en ADN, que se incorpora al genoma de la célula huésped (ver Figura 6-22). Los retrovirus no transformadores contienen los genes mordaza, pol, y env, que codifican las proteínas estructurales del virus y la transcriptasa inversa. Además de estos genes retrovirales & # x0201cnormal & # x0201d, los virus transformadores oncogénicos como el RSV contienen el virus v-src gene. Estudios posteriores con formas mutantes de RSV demostraron que solo el v-src gen, no el mordaza, pol, o env genes, era necesario para la inducción del cáncer. Una mutación reveladora en el v-src El gen era sensible a la temperatura. Se generaron células transformadas a 30 ° C, pero estas células volvieron a la morfología normal a 39 ° C. La V-src Por tanto, el gen se identificó como un oncogén.

El siguiente avance se produjo en 1977 cuando Michael Bishop y Harold Varmus demostraron que las células normales de pollos y otras especies contienen un gen que está estrechamente relacionado con el RSV v-src gene. Este gen celular normal, un protooncogén, comúnmente se distingue del gen viral por el prefijo & # x0201cc & # x0201d (c-src). El descubrimiento histórico de la estrecha relación entre un oncogén viral y un protooncogén celular reorientó fundamentalmente el pensamiento en la investigación del cáncer porque mostró que el cáncer puede ser inducido por la acción de genes normales o casi normales. Se cree que el VSR y otros virus oncogénicos surgieron al incorporar, o transducción, un protooncogén celular normal en su genoma. La mutación posterior en el gen transducido lo convirtió en un oncogén.

Como se analiza a continuación, la proteína v-Src es una forma mutante constitutivamente activa de la proteína c-Src, una proteína tirosina quinasa. En las células que contienen un genoma de RSV integrado, no solo es v-src transcritas a niveles de velocidad inapropiadamente altos, pero la actividad no regulada de la proteína v-Src provoca una fosforilación continua e inapropiada de las proteínas diana. Porque v-src puede inducir la transformación celular en presencia de la c- normalsrc protooncogén, v-src se dice que es un mutante dominante de ganancia de función de c-src, análogo al ras Forma D de la ras protooncogén discutido anteriormente. Se han encontrado muchos otros oncogenes derivados de protooncogenes celulares en diferentes retrovirus, lo que implica que el genoma normal de los vertebrados contiene muchos genes potenciales causantes de cáncer.

Anteriormente describimos el experimento crítico de transfección de ADN que estableció la existencia de oncogenes dominantes con ganancia de función en tumores de vejiga humana (ver Figura 24-4), que condujo a la clonación molecular de un ras gen con una mutación puntual única. Este oncogén, designado Ha-ras, también está presente en el virus del sarcoma de Harvey, un retrovirus. Experimentos similares con ADN de muchos otros tumores, tanto humanos como experimentales, han llevado a la clonación de numerosos oncogenes a partir del ADN de células tumorales. Muchos de estos genes causantes de cáncer también se encuentran en varios retrovirus animales.


¿Se duplica la producción de proteínas si tiene genes dominantes homocigotos en lugar de genes heterocigotos? - biología

1. Beadle y Tatum observaron los siguientes resultados:

A partir de estos resultados, vemos que la vía bioquímica para la síntesis de arginina es: arg-1 & gt ornitina arg-2 & gt citrulina arg-3 & gt arginina.

una. arg-1 arg-2 los mutantes dobles requerirán citrulina para su crecimiento. arg-1 arg-3 los mutantes dobles requerirán arginina para crecer. arg-2 arg-3 los mutantes dobles requerirán arginina para crecer.

B. arg-2 y arg-3 son epistáticos a arg-1. arg-3 es epistático para arg-2.

C. En las vías bioquímicas, los genes situados aguas abajo de la vía son epistáticos a los genes situados aguas arriba.

2. a. Las secuencias de aminoácidos se conservan así porque todas las partes de la secuencia codificante de la proteína son necesarias para funcionar.

B. La sugerencia de que el gen H4 es un `` punto extremadamente bajo '' para las mutaciones es una posibilidad poco probable.

C. La comparación de las secuencias de ADN de H4 entre vacas y guisantes probablemente revelará una serie de cambios en el tercer par de bases.

D. Los cambios de aminoácidos entre vacas y guisantes probablemente no tendrían efectos importantes debido a la función conservada de los aminoácidos (Val e Ile son hidrófobos y Lys y Arg son básicos).

mi. Los cambios de bases individuales podrían resultar en las diferencias de aminoácidos observadas (por ejemplo, AAA AGA cambiaría un residuo de Lys a un residuo de Arg, ver código genético).

B. mec-5 parece ser necesario para el desarrollo de la sensibilidad al tacto de los adultos entre 8 y 24 horas en el crecimiento larvario (esencialmente durante el período L2). mec-7 es esencial para la sensibilidad al tacto de los adultos durante todo el crecimiento larvario

C. Haga crecer los animales a la temperatura permisiva y restrictiva y cambie los animales a la temperatura opuesta en varios momentos antes de que la edad adulta pruebe el fenotipo en adultos. La zona de transición del interruptor indica cuándo se necesita el gen para el fenotipo adulto.

4. a. Los alelos de tipo salvaje suelen ser dominantes con respecto a los alelos mutantes porque, por lo general, una sola dosis del alelo de tipo salvaje es suficiente para la función.

B. Los alelos mutantes pueden ser dominantes sobre los alelos de tipo salvaje en los casos de haploinsuficiencia, sobreexpresión, misexpresión y producción de un producto inapropiado (tóxico).

C. Los mutantes haploinsuficientes se pueden rescatar mediante la duplicación de un gen. Los mutantes que expresan un producto inapropiado también se pueden remediar de esta manera. Los fenotipos mutantes de sobreexpresión se pueden reducir eliminando una copia del gen.

5. a. Cruzar mutantes homocigotos recesivos con mutantes homocigotos dominantes y observar la progenie de los animales F1 resultantes. Si observa algún animal de tipo salvaje en la generación F2, se está produciendo una recombinación y la mutación dominante no es un alelo de feo-1.

B. Si no ve la recombinación en 5.a., el experimento aún no le dirá si la mutación dominante es un alelo de feo-1 la mutación dominante podría estar en un gen adyacente que está tan cerca que la recombinación no se observaría fácilmente.

C. La mayoría de las mutaciones reducirían la actividad y las mutaciones con pérdida de función son predominantemente recesivas. Por lo tanto, las mutaciones dominantes del gen surgirían con menos frecuencia que las recesivas.

D. Mute un animal heterocigoto para la mutación dominante y realice un cribado de animales de tipo salvaje (de hecho, estará realizando un cribado de animales en los que el gen portador de la mutación dominante haya perdido su función y se convierta esencialmente en un alelo mutante recesivo). Si este nuevo alelo recesivo no complementa al recesivo feo-1 alelos, entonces la mutación anteriormente dominante era un alelo de feo-1.

6. a. tonto-1 puede tener menos alelos mutantes porque 1) es un gen pequeño o 2) solo una pequeña porción del gen puede mutar para dar el fenotipo.

B. Si coloca un tonto-1 mutación en trans a una deleción no produce un fenotipo más severo, hace que la posibilidad del `` gen pequeño '' sea más probable, pero ambos aún son posibles.

C. El experimento descrito en (6. c.) Se usa para identificar más alelos mutantes de un gen al observar su falla para complementar el original. tonto-1 mutaciones. Dado que una supresión de la región sobre el tonto-1 La mutación produce un animal tonto, esta es una forma de encontrar mutaciones nulas que luego se pueden probar en animales homocigotos.

D. Si la primera posibilidad en (6. a.) Es verdadera, entonces solo podría obtener mutaciones no complementarias que den el mismo fenotipo. Es probable que el gen sea un gen pequeño y cualquier mutación que reduzca su función producirá el mismo fenotipo. Si un alelo no complementario produce un fenotipo diferente cuando es homocigoto, entonces la segunda posibilidad en (6. a.) Es verdadera.

7. a. I. Cuatro posibles causas del predominio de la u38 mutación son haploinsuficiencia, sobreexpresión, misexpresión y producción de un producto inapropiado (tóxico)

ii. Se excluye la haploinsuficiencia debido a la rareza de las mutaciones dominantes. Se excluyen la sobreexpresión y la misexpresión porque los alelos extra de tipo salvaje reducen la gravedad del fenotipo mutante. Por lo tanto, la producción de un producto inapropiado (tóxico) es la posibilidad más probable.

iii. u38 / u38 y u38 /& # 916 tendrá un fenotipo más severo que u38 / + Dado que el alelo de tipo salvaje compite, el fenotipo de u38 /& # 916 debería ser más fuerte que u38 / +. No sabemos si será tan fuerte como u38 / u38, pero ciertamente no debería ser más fuerte.

B. I. EMS genera transiciones G A (C T) (y algunas deleciones), mientras que la mutagénesis de rayos g genera deleciones, translocaciones, inversiones y algunas mutaciones puntuales

ii. El fenotipo más probable de estas pérdidas de función. grado-1 mutaciones es un fenotipo nulo, los animales deben tener el mismo aspecto que el tipo salvaje. Tres fuentes de evidencia son: 1) los animales de tipo salvaje surgen con alta frecuencia 2) La u38 / mut los animales actúan como deleciones y 3) incluso los mutágenos de deleción supuestos (como los rayos & # 947) dan como resultado animales con el fenotipo de tipo salvaje.

iii. Dado que el fenotipo nulo es & quot tipo salvaje & quot mut / & # 916 debe ser de tipo salvaje [es decir, a la derecha de todos los individuos en la lista en (a)]

C. I. El fenotipo de degeneración no puede resultar de la pérdida de actividad genética porque dicha pérdida daría un fenotipo de tipo salvaje. Por lo tanto u506 es una ganancia de función (es decir, la producción de un nuevo fenotipo a partir de la mutación del gen).

ii. Una posibilidad de por qué u506 se expresa como una mutación recesiva es que el grado-1 El gen codifica una proteína que produce un dímero y que uno tiene que alterar ambos componentes para obtener el fenotipo mutante (esto es una variación del argumento de la redundancia).

8. a. La alta frecuencia de mutaciones recesivas que conducen a animales paralizados sugiere que el fenotipo de pérdida de función de unc-54 es parálisis.

B. Un experimento para determinar unc-54El fenotipo de pérdida de función es ver si un animal heterocigoto para un recesivo unc-54 mutación y una deleción de la región produce la misma o diferente (p.ej., fenotipo más severo) como el unc-54 mutación. Si el fenotipo es diferente, entonces el recesivo unc-54 La mutación no es un verdadero mutante nulo, y tienes que hacer un segundo experimento para generar uno.

El segundo experimento implica mutagenizar animales y cruzarlos con el mutante unc-54 recesivo para obtener mutaciones no complementarias en el unc-54 lugar. Una vez que se hayan generado nuevos alelos no complementarios, determine el fenotipo que producen cuando son homocigotos. Si el fenotipo es más severo, entonces el fenotipo del recesivo original unc-54 la mutación no fue el fenotipo de pérdida de función. Si el fenotipo es el mismo, entonces esto es un fuerte apoyo para que sea el fenotipo de pérdida de función.

C. I. La explicación más probable es que se produce un producto anormal. Debido al resultado de la deleción, no es probable que la mutación dominante sea el resultado de la pérdida de un gen haploinsuficiente. Debido a que las copias adicionales del gen alivian la gravedad del fenotipo mutante, la dominancia no es el resultado de una sobreexpresión o misexpresión.

ii. Mudar e1152 / + animales a tipo salvaje para obtener una mutación intragénica que elimine la dominancia (tales animales heterocigotos se moverían porque no están paralizados). Se debe examinar el fenotipo homocigoto (debe dar el mismo unc-54 fenotipo de pérdida de función). Lo más importante es realizar una prueba de complementación para demostrar que la nueva mutación recesiva no complementa una unc-54 mutación.

D. I. Primero, aísle el ADN genómico del mutante, digiera con enzimas restrictivas, ligue los fragmentos resultantes en vectores y luego transforme en bacterias. Esto produce una biblioteca de ADN para su animal mutante. A continuación, hibride las colonias con una sonda derivada de la traducción de la muesca o la extensión del cebador del cósmido que contiene el tipo salvaje unc-54. Una vez que se identifica la colonia que contiene el gen, aísle el plásmido de la colonia que esta colonia debe contener el mutante unc-54 (e1152) gene.

ii. Transformar el animal de tipo salvaje con ADN mutante clonado si los animales transformados tienen un fenotipo Unc (paralizado), entonces el gen mutante completo está presente.

iii. Primero, derrita el clon genómico y el clon de ADNc y vuelva a recocer los dos ADN juntos. A continuación, corte con nucleasa S1 y ejecute los fragmentos en un gel de agarosa. Si el cDNA se formó a partir de tres exones, esperaría ver el fragmento genómico de longitud completa, el fragmento de cDNA de longitud completa y tres fragmentos (que representan los tres exones) en el gel.

9. Para distinguir entre haploinsuficiencia y sobreexpresión, agregue una duplicación del gen de tipo salvaje al animal. Si la haploinsuficiencia es la causa de la mutación dominante, entonces la duplicación debería rescatar el fenotipo mutante. Si la duplicación replica el fenotipo mutante (o lo hace más grave), es posible que se esté produciendo una sobreexpresión.

10 a. En gusanos: necesita una inserción de transposón en o cerca de su gen y una transformación con ADN de la misma región con los cambios de ADN deseados. La escisión del transposón mediante una ruptura de la doble hebra y la digestión por nucleasa conduce a una brecha. La brecha se repara a partir del ADN inyectado y, por lo tanto, incorpora el defecto de ingeniería. La detección puede realizarse mediante PCR seguida de la selección de hermanos.

En ratones, las células madre embrionarias (ES) se someten a electroporación con ADN de la región que ha sido interrumpida por el neo gen y flanqueado por el HSV tk gene. La selección positiva con G418 y la selección negativa con ganciclovir proporciona células probables en las que se ha producido una recombinación dirigida al sitio. Pueden añadirse células madre embrionarias apropiadas a los blastocistos de ratón.

B. El método del ratón se basa en el uso de células madre embrionarias, que no solo no están disponibles en los sistemas de invertebrados, sino que no funcionarían dado el desarrollo muy diferente. Los métodos de gusano y mosca se basan en tener una inserción de transposón (elemento Tc1 o P) en la cepa inicial.

C. La mejor forma de inactivar un gen es eliminar su ADN, asegurándose de que no se forme ningún producto.

11. a. La mutación dominante a probablemente esté produciendo un producto inapropiado que actúa como un antimorfo / negativo dominante. Esto se sugiere por el hecho de que produce el mismo fenotipo que la pérdida recesiva de función del gen (FUnc). Para verificar, mute la mutación dominante a para ver si vuelve a la recesiva y no complementa los otros mutantes FUnc recesivos.

B. La mutación dominante b es probablemente una hipermorfia que sobreexpresa su producto génico. Esto se sugiere por el hecho de que produce el fenotipo opuesto (Func) del fenotipo de pérdida de función de su gen (BUnc). Para verificar, puede mutar el gen dominante de nuevo a recesivo (como en 11. a.) Y ver si el gen no complementa las otras mutaciones BUnc recesivas. Además, puede agregar una copia adicional del gen a un animal de tipo salvaje para ver si produce un fenotipo FUnc.

C. La mutación dominante c es una mutación en un gen duplicado que ahora expresa un producto inapropiado que actúa como antimorfo. El fenotipo de pérdida de función de este gen es de tipo salvaje. Para verificar, compare el fenotipo del dominante sobre una deleción, los aparentes revertientes de tipo salvaje y el alelo de tipo salvaje real (espere que los dos primeros den un fenotipo más severo).

D. La mutación dominante d es la expresión errónea de un gen que normalmente participa en la producción de neuronas sensoriales en la cabeza. Estar expresado de manera inapropiada en las neuronas motoras está causando el fenotipo FUnc. Para verificar, mute el fenotipo dominante a un alelo recesivo de pérdida de función y observe el homocigoto: los animales deberían mostrar pérdida de la función de las neuronas sensoriales y ahora deberían poder avanzar.

mi. La mutación e dominante es una mutación con pérdida de función de un gen haploinsuficiente (FUnc es el fenotipo nulo de este gen). Esto se sugiere por el hecho de que la mutación es una de las 10 mutaciones dominantes que se asignan al mismo gen. Para verificar, agregue una duplicación del gen de tipo salvaje para rescatar el fenotipo mutante. Además, los animales heterocigotos para una deleción de la región deberían dar el fenotipo FUnc.

12. Las mutaciones falsas con pérdida parcial de función son útiles para encontrar supresores y para experimentos de cambios sensibles a la temperatura. También pueden decirnos algo sobre los requisitos de dosificación del producto genético.


Contenido

Cuando dos poblaciones de cualquier organismo sexual se separan y se mantienen aisladas entre sí, las frecuencias de mutaciones deletéreas en las dos poblaciones diferirán con el tiempo, por deriva genética. Sin embargo, es muy poco probable que las mismas mutaciones deletéreas sean comunes en ambas poblaciones después de un largo período de separación. Dado que las mutaciones con pérdida de función tienden a ser recesivas (dado que las mutaciones dominantes de este tipo generalmente evitan que el organismo se reproduzca y, por lo tanto, transmita el gen a la siguiente generación), el resultado de cualquier cruce entre las dos poblaciones será más adecuado que el padre.

Este artículo trata el caso específico de sobredominio de aptitud, donde la ventaja de aptitud de la cruz es causada por ser heterocigoto en uno específico locus solo.

Se han demostrado casos de ventaja heterocigota en varios organismos, incluidos los seres humanos. La primera confirmación experimental de la ventaja heterocigota fue con Drosophila melanogaster, una mosca de la fruta que ha sido un organismo modelo para la investigación genética. En un estudio clásico sobre la mutación del ébano, Kalmus demostró cómo el polimorfismo puede persistir en una población gracias a la ventaja de los heterocigotos. [6]

Si la debilidad fuera el único efecto del alelo mutante, por lo que solo transmitiera desventajas, la selección natural eliminaría esta versión del gen hasta que se extinguiera de la población. Sin embargo, la misma mutación también transmitió ventajas, proporcionando una viabilidad mejorada para los individuos heterocigotos. El heterocigoto no expresó ninguna de las desventajas de los homocigotos, pero ganó una viabilidad mejorada. El homocigoto de tipo salvaje estaba perfectamente sano, pero no poseía la viabilidad mejorada del heterocigoto y, por tanto, estaba en desventaja en comparación con el heterocigoto en cuanto a supervivencia y reproducción.

Esta mutación, que a primera vista parecía ser dañina, confería una ventaja suficiente a los heterocigotos para hacerla beneficiosa, de modo que permanecía en equilibrio dinámico en el acervo genético. Kalmus introdujo moscas con la mutación de ébano a una población de tipo salvaje. El alelo del ébano persistió a través de muchas generaciones de moscas en el estudio, con frecuencias de genotipo que variaban del 8% al 30%. En poblaciones experimentales, el alelo del ébano fue más prevalente y, por lo tanto, ventajoso cuando las moscas se criaron a temperaturas bajas y secas, pero menos en ambientes cálidos y húmedos.

Anemia de células falciformes Editar

La anemia de células falciformes (SCA) es un trastorno genético causado por la presencia de dos alelos incompletamente recesivos. Cuando los glóbulos rojos de una víctima se exponen a condiciones de bajo oxígeno, las células pierden su forma redonda saludable y adquieren forma de hoz. Esta deformación de las células puede provocar que se alojen en capilares, privando a otras partes del cuerpo de suficiente oxígeno. Cuando no se trata, una persona con PCS puede sufrir episodios periódicos dolorosos, que a menudo causan daños en los órganos internos, accidentes cerebrovasculares o anemia. Por lo general, la enfermedad provoca una muerte prematura.

Debido a que el trastorno genético es incompletamente recesivo, una persona con un solo alelo SCA y un alelo no afectado tendrá un fenotipo "mixto": la víctima no experimentará los efectos nocivos de la enfermedad, pero aún poseerá un rasgo de células falciformes, por lo que algunos de los glóbulos rojos sufren efectos benignos de SCA, pero nada lo suficientemente grave como para ser dañino. Aquellos afectados por el rasgo de células falciformes también se conocen como portadores: si dos portadores tienen un hijo, hay un 25% de probabilidad de que su hijo tenga SCA, un 50% de probabilidad de que su hijo sea portador y un 25% de probabilidad de que el el niño no tendrá SCA ni será portador. Si la presencia del alelo SCA conferiera solo rasgos negativos, se esperaría que su frecuencia alélica disminuyera generación tras generación, hasta que su presencia fuera completamente eliminada por selección y por casualidad.

Sin embargo, evidencia convincente indica que, en áreas con brotes persistentes de malaria, los individuos con el estado heterocigoto tienen una clara ventaja (y esta es la razón por la que los individuos con alelos heterocigotos son mucho más comunes en estas áreas). [7] [8] Aquellos con el rasgo benigno de la hoz poseen una resistencia a la infección por malaria. El patógeno que causa la enfermedad pasa parte de su ciclo en los glóbulos rojos y desencadena una caída anormal de los niveles de oxígeno en la célula. En los portadores, esta caída es suficiente para desencadenar la reacción de células falciformes completa, lo que lleva a que las células infectadas se eliminen rápidamente de la circulación y limite fuertemente el progreso de la infección. Estos individuos tienen una gran resistencia a las infecciones y tienen una mayor probabilidad de sobrevivir a los brotes. Sin embargo, aquellos con dos alelos para SCA pueden sobrevivir a la malaria, pero típicamente morirán a causa de su enfermedad genética a menos que tengan acceso a atención médica avanzada. Aquellos del caso homocigótico "normal" o de tipo salvaje tendrán una mayor probabilidad de transmitir sus genes con éxito, ya que no hay posibilidad de que su descendencia sufra de SCA todavía, son más susceptibles a morir de infección por paludismo antes de que tengan la oportunidad de transmitir sus genes.

Esta resistencia a la infección es la razón principal por la que todavía existen el alelo SCA y la enfermedad SCA. Se encuentra con mayor frecuencia en poblaciones donde la malaria era y a menudo sigue siendo un problema grave. Aproximadamente uno de cada 10 afroamericanos es portador, [9] ya que su ascendencia reciente es de regiones afectadas por la malaria. Otras poblaciones de África, India, el Mediterráneo y Oriente Medio también tienen frecuencias alélicas más altas. A medida que el tratamiento antipalúdico eficaz esté cada vez más disponible para las poblaciones afectadas por el paludismo, se espera que disminuya la frecuencia de alelos para SCA, siempre que los tratamientos SCA no estén disponibles o sean sólo parcialmente eficaces. Si se dispone de tratamientos eficaces para la anemia de células falciformes en el mismo grado, las frecuencias alélicas deberían permanecer en sus niveles actuales en estas poblaciones. En este contexto, la "eficacia del tratamiento" se refiere a la aptitud reproductiva que otorga, más que al grado de alivio del sufrimiento.

Fibrosis quística Editar

La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad monogénica hereditaria autosómica recesiva de los pulmones, las glándulas sudoríparas y el sistema digestivo. El trastorno es causado por el mal funcionamiento de la proteína CFTR, que controla el transporte intermembrana de iones de cloruro, que es vital para mantener el equilibrio del agua en el cuerpo. La proteína que funciona mal hace que se forme un moco viscoso en los pulmones y el tracto intestinal. Antes de los tiempos modernos, los niños nacidos con FQ tenían una esperanza de vida de solo unos pocos años, pero la medicina moderna ha hecho posible que estas personas vivan hasta la edad adulta. Sin embargo, incluso en estas personas, la FQ suele causar infertilidad masculina. Es la enfermedad genética más común entre las personas de ascendencia europea.

La presencia de una sola mutación de la FQ puede influir en la supervivencia de las personas afectadas por enfermedades que implican la pérdida de fluidos corporales, normalmente debido a la diarrea. La más común de estas enfermedades es el cólera, que solo comenzó a matar a los europeos milenios después de que la frecuencia de la mutación de la FQ ya se estableciera en la población. Otra enfermedad de este tipo contra la que la FQ puede proteger es la fiebre tifoidea. [10] Las personas con cólera a menudo mueren por deshidratación debido a la pérdida de agua intestinal. Se utilizó un modelo de ratón de FQ para estudiar la resistencia al cólera, y los resultados se publicaron en Ciencias en 1994 (Gabriel, et al.). El ratón heterocigoto (portador) tenía menos diarrea secretora que los ratones normales no portadores. Por lo tanto, durante un tiempo pareció que la resistencia al cólera explicaba la ventaja selectiva de ser portador de FQ y por qué el estado de portador era tan frecuente.

Esta teoría ha sido cuestionada. Hogenauer y col. [11] han desafiado esta teoría popular con un estudio en humanos. Los datos anteriores se basaron únicamente en experimentos con ratones. Estos autores encontraron que el estado heterocigoto era indistinguible del estado no portador.

Otra teoría de la prevalencia de la mutación de la FQ es que proporciona resistencia a la tuberculosis. La tuberculosis fue responsable del 20% de todas las muertes europeas entre 1600 y 1900, por lo que incluso una protección parcial contra la enfermedad podría explicar la frecuencia genética actual. [12]

La hipótesis más reciente, publicada en el Journal of Theoretical Biology, propuso que una sola mutación de la FQ otorgara una ventaja respiratoria para los primeros europeos que migraban hacia el norte hacia el páramo polvoriento dejado por el Último Máximo Glacial. [13]

A partir de 2016, la presión selectiva por la alta prevalencia genética de las mutaciones de la FQ aún es incierta y puede deberse a una deriva genética imparcial más que a una ventaja selectiva. Aproximadamente una de cada 25 personas de ascendencia europea es portadora de la enfermedad, y uno de cada 2500 a 3000 niños nacidos se ve afectado por la fibrosis quística.

Triosefosfato isomerasa Editar

La triosafosfato isomerasa (TPI) es una enzima central de la glucólisis, la principal vía para que las células obtengan energía al metabolizar los azúcares. En humanos, ciertas mutaciones dentro de esta enzima, que afectan la dimerización de esta proteína, son la causa de una enfermedad rara, la deficiencia de triosafosfato isomerasa. Otras mutaciones, que inactivan la enzima (= alelos nulos) son letales cuando se heredan de manera homocigótica (dos copias defectuosas del gen TPI), pero no tienen un efecto obvio en heterocigotos (una copia defectuosa y una copia normal). Sin embargo, la frecuencia de alelos nulos heterocigotos es mucho mayor de lo esperado, lo que indica una ventaja heterocigótica para los alelos nulos de TPI. Sin embargo, se desconoce la razón, los nuevos resultados científicos sugieren que las células que tienen una actividad TPI reducida son más resistentes contra el estrés oxidativo. PlosOne, diciembre de 2006

Resistencia a la infección por el virus de la hepatitis C Editar

Existe evidencia de que la heterocigosidad genética en humanos proporciona una mayor resistencia a ciertas infecciones virales. Existe una proporción significativamente menor de heterocigosidad de HLA-DRB1 entre los casos infectados por el VHC que entre los casos no infectados. The differences were more pronounced with alleles represented as functional supertypes (P = 1.05 × 10 −6 ) than those represented as low-resolution genotypes (P = 1.99 × 10 −3 ). These findings constitute evidence that heterozygosity provides an advantage among carriers of different supertype HLA-DRB1 alleles against HCV infection progression to end-stage liver disease in a large-scale, long-term study population. [14]

MHC heterozygosity and human scent preferences Edit

Multiple studies have shown, in double-blind experiments, females prefer the scent of males who are heterozygous at all three MHC loci. [15] [16] The reasons proposed for these findings are speculative however, it has been argued that heterozygosity at MHC loci results in more alleles to fight against a wider variety of diseases, possibly increasing survival rates against a wider range of infectious diseases. [17] The latter claim has been tested in an experiment, which showed outbreeding mice to exhibit MHC heterozygosity enhanced their health and survival rates against multiple-strain infections. [18]

BAFF and autoimmune disease Edit

B-cell activating factor (BAFF) is a cytokine encoded by the TNFSF13B gene. A variant of the gene containing a deletion (GCTGT—>A) renders a shorter mRNA transcript that escapes degradation by microRNA, thus increasing expression of BAFF, which consequently up-regulates the humoral immune response. This variant is associated with systemic lupus erythematosus and multiple sclerosis, but heterozygote carriers of the variant have decreased susceptibility to malaria infection. [19]


How to achieve ‘double-muscling’ in your herd

The majority of traits we select for in cattle are controlled by many different genes as opposed to individual genes, writes Nigel Gould, Beef and Sheep Adviser, College of Agriculture Food and Rural Enterprise (CAFRE)

These traits include fertility, growth and carcass traits. A smaller number of traits are controlled by individual genes. Polled-ness and double-muscling fall into this category.

Dominant vs. Recessive

These traits usually have dominant and recessive forms of the gene called alleles and it is the combination of these alleles which determines the phenotype of the animal (what the animal will look like). For example, in most cattle, the polled form of the gene is dominant, and the horned form is recessive.

If the animal carries two polled forms of the gene (PP), it will be polled. If it carries two horned forms of the gene (pp), it will be horned. If it carries one of each form of the gene (Pp), it will be polled because the polled form is dominant.

An animal carrying two identical forms of the gene is said to be homozygous for that trait. If the animal carries two different forms of the gene, it is said to be heterozygous. Since the horned form of the gene is recessive, horns on an animal mean that the animal is homozygous for the horned trait (two copies of the horned form of the gene).

However, if an animal is polled, we don&rsquot know if it is homozygous (PP) or heterozygous (Pp) because both types express the polled trait.

Myostatin status is an additional piece of information which can be used to make informed breeding choices.

&lsquoDouble muscling&rsquo as it is known is caused by the &lsquomyostatin gene&rsquo, which influences the production of a protein controlling muscle development.

Double muscling occurs in a similar way to the polled-ness trait, however, there are different variations of this myostatin gene (nine known variations in cattle).

The four most common variants found in cattle in the UK and Ireland are nt821, F94L, Q204X and E226X.

Similar to the horned gene in cattle, just because the animal isn&rsquot showing the effects of the double muscling gene itself, this doesn&rsquot mean that it isn&rsquot carrying a copy of the double muscling gene.

The myostatin gene can be successfully used to improve carcass traits such as conformation, kill-out percentage and meat tenderness. However, depending on which of the myostatin types is present, the extent of this additional muscling and the possibility and extent of associated negative traits will vary.

These negative traits include a possible increase in direct calving difficulty, reduced fertility, delayed puberty, reduced milk yield and calving ability in females. Sometimes, higher respiratory problems and enlarged tongues in newborn calves are possible. Also, bones are sometimes shorter, thinner and less dense.

Variant F94L, often called the &lsquoprofit gene&rsquo, which is present in most frequency in the Limousin and Aubrac breeds and to a lesser extent in Charolais, has been found to increase muscle mass with no associated increase in calving difficulty or reduced fertility.

Variant nt821 is most commonly found in Belgian Blue cattle with most pedigree Belgian Blue cattle having two forms or copies of the gene. It is also found, albeit to a lesser frequency in the Angus, Limousin, Parthenaise and Shorthorn breeds.

Variant Q204X is most common in the Charolais, and to a lesser extent in Limousin breed. Variant E226X is most frequent in the Beef Shorthorn breed.

Make informed breeding decisions

Careful consideration when matching a bull to a particular cow can help maximise the benefits of the myostatin gene while reducing any possible negative associated traits.

There is a growing awareness of myostatin within breed societies with increasing numbers of pedigree bulls being offered for sale with their myostatin status known. AI companies are also increasingly displaying myostatin status for their bulls.

If you do not want myostatin in your herd, use non-carrier animals (+/+). If you wish to make the most of the benefits of myostatin, while limiting the negative traits, use heterozygous (e.g. nt821/+) or homozygous (e.g. nt821/nt821) bulls on non-carrier females.

In addition, only use these bulls on cows with a proven ability to calve unassisted but extra vigilance at calving time may be required. Also be aware that although the cow may not appear muscular, she may be a carrier of the gene.

For example, as most Belgian Blue bulls are homozygous (i.e. nt821/nt821), when mated to non-carrier females, the progeny will be heterozygous (nt821/+).

For example, a Belgian Blue X Friesian cow is likely to have one copy of the nt821 gene. Even though she may not appear very muscular herself, if crossed to a Belgian Blue bull (nt821/nt821), the resultant calf could potentially carry two copies of the gene which could potentially result in an extreme muscled calf which may increase the incidence of dystocia (difficult calving).

Table 1: Probability of a mating resulting in progeny carrying the myostatin gene:

Toro Vaca Progeny
1 0 50% no copy, 50% 1 copy
Number of copies of gene 1 1 25% no copy, 50% 1 copy, 25% 2 copies
2 0 100% 1 copy
2 1 50% 1 copy, 50% 2 copies
2 2 100% 2 copies

  • Myostatin status is an additional piece of information which can be used to make informed breeding choices
  • Myostatin can be used to improve carcass traits but care needs to be taken to minimise associated negative traits
  • Ideally, know the myostatin status of the AI or stock bull being used
  • Don&rsquot assume your cow is a non-carrier based on appearance, particularly with purchased females.

With the current circumstances surrounding COVID-19, re-evaluate procedures on-farm where AI is being carried out.

Give careful consideration to the current expert advice and to ways you can reduce the risk to yourself and your AI technician.


Health Conditions Related to Genetic Changes

Cáncer de mama

Mutaciones en el BRCA2 gene are associated with an increased risk of breast cancer in both men and women, as well as several other types of cancer. These mutations are present in every cell in the body and can be passed from one generation to the next. As a result, they are associated with cancers that cluster in families. However, not everyone who inherits a mutation in the BRCA2 gene will develop cancer. Other genetic, environmental, and lifestyle factors also contribute to a person's cancer risk.

La mayoría BRCA2 gene mutations lead to the production of an abnormally small, nonfunctional version of the BRCA2 protein from one copy of the gene in each cell. As a result, less of this protein is available to help repair damaged DNA or fix mutations that occur in other genes. As these defects accumulate, they can trigger cells to grow and divide uncontrollably to form a tumor.

Cáncer de ovarios

Many of the same BRCA2 gene mutations that increase the risk of breast cancer (described above) also increase the risk of ovarian cancer. Families with these mutations are often said to be affected by hereditary breast and ovarian cancer syndrome. Mujeres con BRCA2 gene mutations have an approximately 12 to 25 percent chance of developing ovarian cancer in their lifetimes, as compared with 1.6 percent in the general population.

Cancer de prostata

Inherited BRCA2 gene mutations have been found to increase the risk of prostate cancer. Men with these mutations are also more likely to develop prostate cancer at an earlier age and may be at increased risk of having an aggressive form of the disease. They may also be at increased risk for other cancers.

BRCA2 gene mutations likely reduce the BRCA2 protein's ability to repair DNA, allowing potentially damaging mutations to persist in various other genes. The accumulation of damaging mutations can lead to the out-of-control cell growth and division that can result in development of a tumor.

Cholangiocarcinoma

MedlinePlus Genetics provides information about Cholangiocarcinoma

Anemia de Fanconi

MedlinePlus Genetics provides information about Fanconi anemia

Other cancers

Inherited mutations in the BRCA2 gene also increase the risk of several other types of cancer, including pancreatic cancer and an aggressive form of skin cancer called melanoma. These mutations impair the ability of the BRCA2 protein to help repair damaged DNA. As defects accumulate in DNA, they can trigger cells to grow and divide without order to form a tumor. It is not clear why different individuals with BRCA2 mutations develop cancers in different organs. Environmental factors that affect specific organs may contribute to the development of cancers at particular sites.


Epistatic Relationships Involving Two Genes

As previously mentioned, scientists have performed numerous studies in an attempt to better understand and classify digenic epistatic relationships. Some of the most famous examples of research in which the interaction between two genes was found to produce a novel phenotype are examined in the following sections.

Combs in Chickens


Through continued research, Bateson and Punnett deduced that Wyandotte (rose-combed) chickens must have the genotype RRpp, while Brahma chickens must have the genotype rrPP. A cross between a Wyandotte and a Brahma would yield offspring that all had the RrPp genotype, which manifested as the walnut-comb phenotype. Indeed, any chicken with at least one rose-comb allele (R) and one pea-comb allele (PAG) would have a walnut comb. Thus, when two F1 walnut chickens were crossed, the resulting F2 generation would yield rose-comb chickens (R_pp), pea-comb chickens (rrP_), and walnut-comb chickens (R_P_), as well as chickens with a new, fourth phenotype—the single-comb phenotype. Based on the process of elimination, it could be assumed that these single-comb chickens had the rrpp genotype (Bateson & Punnett, 1905 1906 1908).

Flower Color in Peas


Bateson and Punnett began by crossing two varieties of pea, each of which was pure-breeding for white flowers. This cross yielded an F1 generation in which all progeny had purple flowers. Next, two F1 plants were crossed to create the F2 Generacion. In this generation, Bateson and Punnett counted a total of 382 purple-flowered plants and 269 white-flowered plants. The ratio of purple flowers to white flowers was thus 9.4:6.6, or approximately 9:7.

What could explain this variation from Mendelian ratios? Bateson set out to answer this question in a 1909 report, in which he first proposed what he called the ability of one "allelomorphic pair" (pair of gene alleles) to mask the affects of the alleles for another gene. To rephrase this in terms of Bateson and Punnett's pea experiment, it seemed that two recessive alleles at one flower locus could mask the effects of the alleles at the other flower locus. Let's designate the first locus as the C locus, and the second as the P locus. If Bateson's theory held true, it meant that any flower with the cc genotype would be white, no matter what alleles were present at its P locus. Similarly, any flower with the pp genotype would also be white, no matter what alleles were present at its C locus. Bateson later used the word "epistasis," which translates as "standing upon," to define the masking action of one gene by another. (Since then, scientists have come to understand that genes can interact in more ways than just masking.)

Many years after Bateson first described this 9:7 phenotypic ratio in pea plants, researchers were finally able to determine the two genes responsible for it (Dooner et al., 1991). These genes control flower color by controlling pea plant biochemistry, in particular that related to pigment compounds called anthocyanins. In peas, there is a two-step chemical reaction that forms anthocyanins gene C is responsible for the first step, and gene P is responsible for the second (Figure 2). If either step is nonfunctional, then no purple pigment is produced, and the affected pea plant bears only white flowers. The dominant C and P alleles code for functional steps in anthocyanin production, whereas the recessive c and p alleles code for nonfunctional steps. Thus, if two recessive alleles occur for either gene, white flowers will result.

Table 2 shows in detail how the 9:7 ratio is a modification of phenotypic but not genotypic Mendelian ratios. Note that the C and P genes independently assort, and remember that the presence of a recessive genotype at one locus (i.e., cc or pp ) masks the effects of the alleles at the other locus. Note also that there are nine combinations of alleles in the F1 generation that feature at least one dominant C and one dominant P allele, which would yield a purple flower phenotype (indicated within the table by purple shading). Conversely, there are seven combinations that result in either a cc or a pp , which would yield the white flower phenotype-hence, the 9:7 ratio of purple to white flowers.

Table 2: Results of the Cross Between Two Pea Plants with Genotype CcPp


Ver el vídeo: Se duplica la producción de la heroína en México (Junio 2022).


Comentarios:

  1. Gronos

    En mi opinión, este es un tema muy interesante. Te sugiero que lo discutas aquí o en PM.

  2. Yates

    Estas equivocado. Estoy seguro. Propongo discutirlo.

  3. Botwolf

    ¿Y las variantes son posibles todavía?

  4. Gaktilar

    Tu idea es genial

  5. Eithan

    la idea notable y oportuna



Escribe un mensaje