Presentación sobre las extensiones del trabajo de Mendel (Genética).

1. Extensiones a los principios
mendalianos
Dra. América Nitxin Castañeda Sortibrán1
Dr. Cristian Araneda Tolosa2
Dr. Luis Pascual Calaforra3
Dr. Antonio Barbadilla Prados4
Biól. Marco Antonio Carballo Ontiveros1
1 Universidad Nacional Autónoma de México, 2 Universidad de Chile,
3 Universidad de Valencia 4 Universidad Autónoma de Barcelona.

2. ALBINISMO EN MAMIFEROS, AVES, REPTILES y PECES

4. Tirosinasa (TYR)
AOC-1A
Tirosina DOPA-quinona
ASIP*
R1MC variante DHICA
TYRP1 AOC-3
P AOC-2
Feomelanina Eumelanina Sin Pigmento
+ pigmento - pigmento

5. LOCI Involucrados en el color de Pelo en Humanos
TYR: Tirosinasa, Inicia la melanogénesis Albinismo AOC-1A
TYRP1: Proteína 1 relacionada con la tirosina. Cataliza el paso de
DHICA a Eumelanina. Albinismo AOC-3 leve
P : Proteína integral de membrana melanocito Albinismo AOC-2
R1MC: Receptor 1 de melanocortinas. 7 dominios de
transmembrana acoplada proteina G(AMPc). 9 Alelos producen
pelirrojo y piel blanca con pecas.
ASIP: Proteína antagonista del receptor de melanocortinas.
Secreción local (poco frecuente) Hiperfunción produce pelirrojo
El pelirrojo es DOMINANTE (penetrancia incompleta) sobre el rubio y
recesivo frente el negro

6. Genes modificadores de la expresión
génica

7. ALELOS SENSIBLES A LA TEMPERATURA - En ratones,
conejos, gatos y la mosca de la fruta
Himalaya (ch ch) Albino (c c)

8. Alelo de alas vestigiales

9. Gen D
El gen “D” controla la intensidad del color.
D_ permite la expresión total del color.
dd “diluye el color
B_ codifica para el color negro
bb codifica para el color café

10. B_ dd
bb dd

11. El gen D es semidominante en
caballos

13. Genes letales
COLOR AMARILLO EN RATONES: (Pleiotropia)
Alelo AY es dominante para color amarillo de pelaje
pero es letal en homocigosis (la letalidad es recesiva)
1/4 A A normal (agutí )
AY A x A Y A 1/2 A AY amarillo
1/4 AY AY muere antes de
nacer
AUSENCIA DE CLOROFILA EN MAIZ:
MAIZ
Alelo g produce ausencia de clorofila en individuos
homocigotos
1/4 G G normal (verde)
Gg x Gg 1/2 G g normal (verde)
1/4 g g muere
emerger

15. Ausencia de pelo en perros
Alelo H es dominante para ausencia de pelo y
letal en estado homocigoto.
1/4 h h normal (con pelo)
Hh x Hh 1/2 H h sin pelo
(sin pelo) (sin pelo) 1/4 H H muere antes de nacer
con pelo x sin pelo
hh Hh
gametos: h H h
Xoloitzcuintle 1/2 h h (con pelo) 1/2 H h (sin pelo)
Cruzamiento de Prueba

16. GENES LETALES
Enfermedad de Huntington: Desorden neurodegenerativo de expresión tardía
causada por un Gen domínate. Produce grados de letalidad variable en
humanos (penetrancia incompleta).
GENES LETALES : Todos mueren
GENES SEMILETALES: muere sobre el 50%
GENES SUBVITALES : muere menos del 50%
EFECTOS PLEIOTROPICOS
PLEIOTROPÍA: Un gen afecta a más de un carácter.
AY : Color amarillo en ratones, no solo afecta al color
sino que además a la viabilidad
vg : produce alas vestigiales en Drosophila, además
produce balancines modificados, menos fecundidad, Drosophila melanogaster
altera la forma de las espermatecas, entre otros efectos. Normal y Alas vestigiales (vg vg)

17. Pleiotropía
Ejemplo anemia falciforme
Cambio de un nucleótido
en el DNA del gen de
la hemoglobina
Rápida destrucción
Problemas Acumulación de células
de
los glóbulos rojos circulatorios falciformes en el bazo
Producción de hemoglobina S
en lugar de la A
Daño en
Baja concentración de
el bazo
oxígeno en lo tejidos
Daño Daños en
Anemia
cerebral otros órganos
Agregación de la hemoglobina S para
formar estructuras casi cristalinas en
aguja en los glóbulos rojos
Debilidad Fallo
física cardiaco
Distorsión de los glóbulos rojos, Parálisis
adquieren forma de hoz (falciforme)
Función mental
disminuida
Fallo renal
17
Neumonía Reumatismo

18. GATO DE LA ISLA DE MANX Ausencia de
cola gen letal en
Homocigosis
Gen pleiotrópico: Color
blanco, ojos azules y
sordera en gatos

19. Penetrancia y expresividad
Ambos conceptos se refieren a la expresión fenotípica variable de
ciertos genes
Penetrancia: Proporción de individuos en una población que
presentan el fenotipo correspondiente a su genotipo. Si P < 1 se
habla de penetrancia incompleta
Expresividad: El grado de expresión individual de un fenotipo para
un genotipo dado

20. Expresividad
La polidactilia se manifiesta en grados distintos

21. EXPRESIVIDAD VARIABLE: En
manchado en perros beagles
Locus del moteado: SP

22. ALELOS MULTIPLES - ALBINISMO CONEJOS
Serie alélica: C > cch > ch > c (Relación de dominancia)
Siempre presente
el alelo Agutí (A)
cc cch cch
cch ch
cch c
Albino Chinchilla
ch ch CC
ch c C_
Himalaya Aguti

23. ALELOS MULTIPLES EN EL PLATY
Locus P tiene nueve alelos: PO, PD, PM, PC, PT, PCc, Pco, PMc y P+.
El alelo P+ es recesivo a todos los demás alelos, mientras que
muchos de estos son codominantes entre si.

24. Interacción génica y epistasis
La adquisición de un fenotipo determinado
suele ser resultado de la interacción, a veces
muy compleja, que se produce entre varios
pares génicos (y el medio, no lo olvidemos).
Muchas veces, esta interacción entre genes se
detecta por la observación de proporciones
mendelianas modificadas.

25. Interacción génica
Colaboración de diferentes genes en la
producción de un carácter fenotípico) o
varios caracteres relacionados).

26. Interacción génica
1. La interacción puede producirse, por un
lado, entre pares génicos diferentes que
simplemente controlan la misma
característica hereditaria, posibilitando
que aparezcan nuevos fenotipos e incluso
proporciones fenotípicas modificadas en
función del tipo y grado de interacción entre
los productos de los genes implicados

27. 2. Por otro lado, entre pares génicos en los
que la expresión fenotípica de uno de
ellos depende del genotipo del otro. En
este segundo caso la interacción recibe el
nombre de epistasis

28. Los genes modificadores se caracterizan por su
capacidad para modificar el fenotipo esperado de la acción
de otro par génico:
1. Genes complementarios se definen por la necesidad
de su acción conjunta para producir un producto génico
determinado.
2. Genes duplicados es suficiente la acción de uno solo
de ellos para producir el fenotipo deseado.
3. Genes supresores son aquellos genes modificadores
que reducen y a veces anulan totalmente la expresión
de otro gen. En este caso el gen modificador es
considerado epistático mientras que el gen que ve
enmascarada su expresión se denomina hipostático.

29. 1. Interacción génica. Aparición de nuevos
fenotipos por la acción combinada de dos pares
génicos. Ejemplo 1: el color de las lentejas
La combinación de genotipos de dos genes
que segregan independientemente interactúa
para producir los cuatro fenotipos.

30. Ejemplo 2. Víbora del maíz
Un ejemplo clásico es el de la víbora del
maíz.
Los alelos de dos genes interaccionan
para producir el patrón de coloración.
Un gen determina la presencia de color
naranja, o+ (naranja) o (ausencia de
color naranja). Otro gen determina la
presencia del color negro, b+ (color
negro, b (ausencia de color negro).

31. INTERACCION DE GENES
negro normal
Dos pares de genes cooperan para la
coloración de Elaphe guttata
gen B
PRECURSOR A PIGMENTO
NEGRO
gen O NORMAL
PRECURSOR B PIGMENTO
NARANJA
B = pigmento negro presente
b = sin pigmento negro
albino naranja O = pigmento orange presente
o = sin pigmento orange
oo BB x OObb
(negro) (naranja)
F1 Oo Bb
(normal)
F2 9 O_ B _ (normal)
3 O_ b b (naranja)
3 o o B _ (negro)
© Introduction to Genetic Analisys. Griffiths et al, 1996) 1 o o b b (albino

32. Ejemplo 3. Cresta en las gallinas
ROSETA: R _ p p GUISANTE: r r P _
NUEZ: R _ P _ SIMPLE: r r p p
32

33. CRESTAS DE GALLINAS: En las gallinas existen cuatro tipos de crestas que
son codificadas por dos loci. Los genotipos y su correspondiente fenotipo se
aprecian a continuación:
Genotipo R-pp rrP- R-P- rrpp
Fenotipo Roseta Guisante Nuez Simple
P: R R p p (roseta) x r r P P (guisante)
F1: R r P p (nuez) x R r P p (nuez)
F2: RP Rp rP rp
RP RRPP RRPp RrPP RrPp
nuez nuez nuez nuez 9 cresta Nuez
Rp RRPp RRpp RrPp Rrpp
3 cresta Roseta
nuez roseta nuez roseta
rP RrPP RrPp rrPp rrPp 3 cresta Guisante
nuez nuez guisante guisante
rp RrPp Rrpp rrPp rrpp 1 cresta Simple
nuez roseta guisante simple

34. Ejemplo 3. Color de ojos en Drosophila melanogaster
P ojos escarlata X ojos cafés
F1 ojos rojos
Precursores
Pigmento Pigmento
café rojo
Color rojo
bw+/_; st+/_

35. bw+/st+ bw+/st bw/st+ bw/st
bw+/st+ bw+bw+/ bw+bw+/ bw+bw/ bw+bw/
st+st+ st+st st+st+ st+st
bw+/st bw+bw+/ bw+bw+/ bw+bw+/ bw+bw/
st+st stst st+st stst
bw/st+ bw+bw/ bw+bw/ bwbw/ bwbw/
st+st+ st+st st+st+ st+st
bw/st bw+bw/ bw+bw/ bwbw/ bwbw/
st+st stst st+st stst

36. Epistasis
Situación en la cual las expresiones
diferenciales de los genotipos de un
locus dependen del genotipo de otro
locus.

37. Epistasisrecesiva (9:3:4): el caso de la coloración del pelo en los
perros de caza de la raza labrador
A B C
COLOR DE PELAJE EN PERROS DE LA RAZA
LABRADOR RETRIEVER
9 B_ E_ Negro (A) 9
3 bb E_ Chocolate (B) 3
3 B_ ee Dorado (nariz oscura) (C)
1 bb ee Dorado 4
Locus E:
ee Dorado
F2 : 9 Negro : 3 Chocolate : 4 Dorado
anulando la expresión del
Locus B Este caso se debe a un gen epistático (E) que debe
actuar antes que el locus B durante el desarrollo

38. EXPLICACIÓN MOLECULAR PARA LA EPISTASIS RECESIVA
En una secuencia de pasos en el metabolismo de pigmentos, alelos que
producen una enzima no funcional pueden tener un efecto epistático en
genes que actúan más adelante en la via metabólica:
Collinsia parviflora: alelos nulos en estos loci resultan en pétalos blancos
(sin color) produciendo una relación 9 : 3 : 4 en la gen. F2
gen w+ gen m+
PRECURSOR MAGENTA AZUL
gen w+ gen m -
PRECURSOR MAGENTA MAGENTA
gen w - gen m+
PRECURSOR BLANCO
gen w - gen m -
BLANCO
PRECURSOR

39. Epistasis doble de los recesivos. Genes de
acción complementaria (9:7): ejemplo 1. La
coloración de las flores del guisante de jardín
Se puede pensar que hay dos genes que trabajan
conjuntamente para dar flores de color púrpura de
manera que ha de estar presente al menos un alelo
dominante de cada par.

40. Ejemplo 2: La sordera en los humanos es causada por dos
loci (D y E) que interactúan entre si. El gen recesivo (d)
determina el nervio auditivo dañado y el gen recesivo (e)
determina huesos auditivos anormales. Los genotipos de
individuos normales y sordos son:
Genotipo Fenotipo
D-E- Audición Normal
D-ee Sordo
ddE- Sordo
ddee Sordo
D d E e (normal) x D d E e (normal)
DE De dE de
DE DDEE DDEe DdEE DdEe
9 audición normal
normal normal normal normal
De DDEe DDe e DdEe Dde e 7 sordos
normal sordo normal sordo
dE DdEE DdEe ddEE ddEe
normal normal sordo sordo
de DdEe Dde e ddEe ddee
normal sordo sordo sordo

41. Ejemplo 3. La coloración del maíz
41

42. Explicación bioquímica de la proporción 9:7
en el color de la aleurona del maíz
Precursor Intermediario Producto final
blanco blanco púrpura
Enzima A Enzima B
Gen A Gen B
Para obtener el producto final púrpura necesitamos que tanto el gen A
como el B produzcan una enzima funcional. Si uno de los dos genes 42
falla (genotipo aa ó bb), el producto final será blanco

43. Color y forma de la calabacita de verano

45. Epistasis simple del dominante (12:3:1): la
coloración de las semillas de la calabaza de
verano (summer squash)
Aquí encontramos que la presencia del alelo B
enmascara los efectos del otro gen produciendo frutos
de color blanco y por lo tanto es epistático sobre éste.
12 (9) W_Y_ : (3) W_yy
P 3 wwY_
1 wwyy
F1 WY Wy wY wy
WY WWYY WWYy WwYY WwYy
F1 X F1 Wy WWYy WWyy WwYy Wwyy
wY WwYY WwYy wwYY wwYy
wy WwYy Wwyy wwYy wwyy

48. Epistasis doble del dominante y del recesivo
(13:3): la coloración de las plumas de las gallinas
Leghorn y Wyandotte
Se puede explicar esta segregación asumiendo un doble efecto
epistático; en primer lugar el de uno de los alelos dominantes, por
ejemplo B, sobre el otro par génico, y en segundo lugar el del otro
par génico, en concreto de los homocigotos aa, sobre el par génico
B,b.

49. Leghorn

50. Wyandotte

51. Epistasis doble de los dominants (15:1): la
coloración de germen de trigo
Existe un doble efecto epistático.
X
AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
(9) A_B_ (colorejat)
15 (3) A_bb (colorejat)
(3) aaB_ (colorejat) aB AaBB AaBb aaBB aaBb
1 (1) aabb (blanc) ab AaBb Aabb aaBb aabb

52. Epistasis doble
de los
dominantes
Forma de la hoja
en Capsella
bursa-pastoris.
La hoja en forma
de corazón
depende de la
presencia de un
alelo dominante.

53. Proporciones fenotípicas modificadas más comunes de la F2 de
un dihibridismo cuando los dos pares génicos presentan
relación alélica de dominancia.
TIPO de 9 A-B- 3 A-bb 3 aaB- 1 aabb PROPORCIONES
INTERACCIÓN GÉNICA
Cuatro fenotipos
diferentes
9 3 3 1 9:3:3:1
Epistasis recesiva 9 3 4 9:3:4
Epistasis doble de los
recesivos 9 7 9:7
(genes de acción complementaria)
Epistasis simple del
dominante
12 3 1 12:3:1
Epistasis doble de los
dominantes 15 1 15:1
(genes duplicados)
Epistasis doble, del
dominante y del recesivo 13 3 - 13:3
(genes supresores dominantes)

54. ¡Interacción de tres genes!
Digitalis purpurea

55. El fenotipo de color está determinado por 3
genes.
M codifica una enzima que sintetiza
antocianina, el color púrpura.
mm no produce pigmento.
D realza la antocianina resultando en un
color más oscuro.
d/d no realza la antocianina.
ww permite el depósito de color en los
pétalos.
W permite el depósito del color sólo en
manchas.

56. M color
D realza el color
W depósito del color sólo en manchas

57. mm ; ww ; dd

58. M_ ; W_ ; dd

59. M_ ; ww ; dd

60. M_ ; ww ; D_

61. Análisis de complementación

63. Análisis de complementación revela si dos
mutaciones están en el mismo locus
Las mutaciones se complementan entre Las mutaciones no se complementan,
ellas, por lo que éstas se encuentrasn por lo que están en el mismo grupo de
en diferentes grupos de complementación.
complementación.

69. Genética bioquímica: muchos genes
cooperan en el producto final
Tema 3: Principios mendelianos y extensiones 69

70. Genética bioquímica: Relación
concentración enzima y producto final
Tema 3: Principios mendelianos y extensiones 70

71. ESCAMAS EN CARPA: En las carpas existen dos loci (S y N) que controlan
el número, posición y forma de las escamas. El alelo s produce un aumento
del tamaño de las escamas llamado “espejo”, mientras que en el otro locus el
alelo N disminuye la cobertura de escamas y es letal en estado homocigoto.
Genotipo S-nn ssnn S-Nn ssNn - - NN
Fenotipo normal espejo espejo lineal sin escamas no-viable
S s N n (lineal) x S s N n (lineal)
SN Sn sN sn
SN SSNN SSNn S sNN S sN n
lineal lineal
Sn SSNn SSnn S sN n S sn n
lineal normal lineal normal
sN S sNN S sNn ssNN ssN n
lineal s/escamas
sn S sN n S sn n ssN n ssn n
Prop. Fenotípica 6 : 4 : 3 : 2 : 1 lineal normal s/escamas espejo
Prop. Fenotípica 6 : 3 : 2 : 1

72. COLOR DE PELAJE EN ROEDORES
COLOR AGUTI: alelo A = Agutí a = Negroº
© Microsoft Ilustration
A_ agutí C_ permite color D_ Total intensidad del pigmento
aa negro cc inhibe color dd Disminuye intensidad pigmento
Otros colores producidos por epistasis y genes modificadores:
AAC_D_ Agutí aaC_D_ Negro
A_ ccD_ Albino aa ccD_ Albino
A _ C _d d Agutí diluído a a C _d d Gris (plomo)

73. DOMINANCIA - EPISTASIS RECESIVA - GENES MODIFICADORES
COLOR DE PIMENTONES

74. DOMINANCIA - EPISTASIS RECESIVA - GENES MODIFICADORES
COLOR DE PIMIENTOS
Y Produce remoción de la
clorofila
y Clorofila persiste
R Rojo
r Amarillo
c1 y c2 Disminuyen síntesis
de carotenoides en forma
acumulativa
© Introduction to Genetic Analisys. Griffiths et al, 1996)
16 combinaciones posibles
Y_ R_ C1 _ C2_ (Rojo) yy R_ C1_ C2_ (Café)
Y_ R_ c1c1 C2 _ (Naranjo) yy R_ c1c1 C2_ (Café claro)
Y_ R_ C1 _ c2 c2 (Naranjo) yy R_ C1_ c2c2 (Café claro)
Y_ R_ c1c1 c2c2 (Naranjo claro) yy R_ c1c1 c2c2 (Crema)
Y_ rr C1_ C2_ (Amarillo) yyrr C 1 _ C2_ (Verde)
Y_ rr c1c1 C2 _ (Amarillo claro) yyrr c1c1 C2_ (Verde)
Y_ rr C1_ c2 c2 (Amarillo claro) yyrr C1 _ c2 c2 (Verde)
Y_ rr c1c1 c2 c2 (‘Blanco’) yyrr c1c1 c2 c2 (Verde)