Capitulo Iv. Interacciones Geneticas zcw

CAPITULO IV. INTERACCIONES GENETICAS ESCUELA PROFESIONAL AGRONOMÍA-FCA-UNSCH

HERENCIA NO MENDELIANA 

No sigue el patrón de herencia de Mendel

– Genes dominantes vs. Genes recesivos 

No cumple con las probabilidades o proporciones genotípicas y fenotípicas mendelianas



Por lo general, aparece un fenotipo nuevo intermedio entre el de los parentales



O en su defecto, podría disminuir el numero de fenotipos esperados según las leyes de Mendel.

MECANISMOS DE INTERACCIÓN DE LOS GENES

CLASIFICACIÓN DE LAS INTERACCIONES GÉNICAS 

Los mecanismos de interacción génica pueden clasficarse en:

A)

Los que ocurren entre alelos de un mismo gen (intraalélicos)

B)

Los que se producen entre diferentes genes (interalélicos)

MECANISMOS DE INTERACCIÓN ENTRE GENES ALELOS 

Los intraalélicos o entre alelos de un mismo gen son varios, ya mencionado en Mendel y sus deducciones. Son los siguientes: A) Dominancia completa B) Dominancia incompleta C) Codominancia D) Sobredominancia

A) Dominancia completa

Polen Fertilización cruzada

Polen P

P

Planta pura padre flor blanca

Planta pura padre flor púrpura F1

Todos los descendientes con flor púrpura

B) Dominancia Intermedia 

El dominante no se expresa totalmente permitiendo la expresión del gene recesivo



Aparece un fenotipo intermedio; es decir, el fenotipo de la F1 (heterocigótico está entre el fenotipo de los parentales)



En la F2, la proporción genotípica esperada = Proporción Fenotípica esperada = 1:2:1

C) CodoDominancia



Los dos genes del heterocigótico que codifican para una característica son dominantes. Se expresan con igual fuerza.



Aparece un fenotipo con los dos rasgos simultáneos



En la F2, la proporción genotípica esperada = Proporción Fenotípica esperada = 1:2:1

C) SobreDominancia



Este tipo de interacción se da entre alelos de características cuantitativas (como el peso corporal, altura, producción de leche, etc.), donde el heterocigota es superior numéricamente al promedio entre ambas líneas progenitoras homocigotas.



Por ejemplo, en pollos de carne: El peso vivo a los 47 días de un individuo heterocigoto será superior al peso vivo a los 47 días, promediado de los padres homocigotas. El caso será analizado como parte del vigor híbrido, el que se verá en capítulos posteriores.

GENES LIGADOS O LIGAMIENTO GÉNICO (GENES EN EL MISMO CROMOSOMA)

Tener en cuenta que:…. 

En el cruce dihíbrido entran en juego dos series alélicas distintas, que tengan sus locus en:

I.-Distintos pares cromosómicos: Caracteres independientes II.-En el mismo par cromosómico: Caracteres asociados

¿A QUÉ SE DENOMINAN GENES LIGADOS?



Cuando dos genes se ubican en el mismo par de cromosomas homólogos se denominan genes ligados



La ley de la Distribución independiente de Mendel sólo opera para genes cuyos loci están en diferentes cromosomas



Diferentes genes cuyos loci están localizados en el mismo cromosoma tienden a ser heredados juntos



Las características cuyos genes tienden a distribuirse juntos se dice que están ligados



Si los genes se encuentran localizados en el mismo cromosoma, un individuo que tuviera el mismo genotipo dihíbrido AaBb sólo formará dos clases de gametos A

a

B

b

A

a

B

b

Genotipo resultante AaBb

¿Sólo se pueden producir estos dos tipos de gametos (gametos parentales)?

Los otros dos gametos (aB) y (Ab) sólo pueden aparecer cuando se produce ENTRECRUZAMIENTO entre los cromosomas homólogos

Los gametos parentales tienen mucha más probabilidad que los recombinantes. Se dice que los genes están LIGADOS Por supuesto, no se cumple la probabilidad ¼; ¼; ¼; ¼ que aparecía cuando los genes estaban en cromosomas independientes.



Importante tener en cuenta : ‘’Durante la gametogenesis, los cromosomas homólogos pueden en cierto porcentaje intercambiar segmentos, lo cual daría la oportunidad a que en los caracteres asociados se formen 4 clases distintas de gametos.



Este intercambio de segmentos cromosómicos se llama entrecruzamiento



En un cruce de prueba, tendríamos estos posibles resultados:



Si los genes fueran independientes, se formará cuatro posibles gametos que darán origen a cuatro fenotipos posibles : amarillo-liso, amarillo - rugoso, verde - liso, verde - rugoso



Si los genes están ligados, Se formará solamente dos tipos de gametos y se obtendrán solamente dos fenotipos : amarillo-liso y verde- rugoso

MECANISMOS DE INTERACCIÓN ENTRE GENES NO ALELOS 

Ahora analizaremos cómo un gen puede influir la expresión de otro u otros genes.



Varios genes pueden actuar juntos para producir una determinada característica. A esto se denomina interacción entre genes no alelos o interalélica (o interloci).



Hay dos tipos de interacciones:

A) Interacciones con efectos complementarios (No epistáticas) B) Interacciones con efectos Epistasicos (Epistátis)

A) Interacciones génicas no epistáticas: 

Dos genes interactúan entre sí para producir una determinada característica; es decir, No hay un gen inhibidor de otro, sino que ambos genes interactúan juntos para dar origen a diversos fenotipos de una determinada característica. Casos:

A1) Con dominancia dentro de cada serie alélica A2) Con dominancia incompleta dentro de cada serie alélica

A1) Con dominancia dentro de cada serie alélica 

Ejemplo: en avicultura

-Raza Wyandotte.- “Cresta rosa” RRpp : -Raza Brahmann.- “Cresta guisante” rrPP -En estas dos razas pueden aparecer animales “Cresta simple” -Nunca la raza Wyandotte presentará cresta semejante a la viceversa.

rrpp:

Brahmann

o

-Cuando se cruzan estas dos razas, el híbrido de F1, “Cresta nuez” RrPp: recibirá de cada raza, un gene dominante para series alélicas distintas y mostrará un fenotipo distinto al de las razas que lo originaron. 

-En F2 aparecerá un 4to fenotipo: “cresta simple”, homocigote recesivo a ambas series.

Padres: Fenotipo Genotipo: F1: Fenotipo Genotipo F2:

Raza Wyandotte X Raza Brahamann Cresta rosa Cresta guisante RRpp rrPP Cresta nuez RrPp

Gametos

RP

Rp

rP

rp

RP

RRPP Nuez

RRPp Nuez

RrPP Nuez

RrPp Nuez

Rp

RRPp Nuez

RRpp Rosa

RrPp Nuez

Rrpp Rosa

rP

RrPP Nuez

RrPp Nuez

rrPP Guisante

rrPp Guisante

rp

RrPp Nuez

Rrpp Rosa

rrPp Guisante

rrpp Simple

Relación fenotípica: 9 cresta nuez: 3 cresta rosa: 3 cresta guisante: 1 cresta simple; semejante al que se obtiene con dos caracteres independientes con dominancia completa y esto porque los genes dominantes de la serie R se expresan en forma distinta a los de la serie P

interacciones entre genes nuez R_P__ 9:

guisante rrP_ 3:

(sin epistasias) roseta R_pp 3:

sencilla rrpp 1



Un caso semejante al anterior: pero da una relación distinta en el F2



Ejemplo en raza porcina Duroc Jersey: -El color por lo general es rojo, pero en una ocasión se presentó una mutación recesiva que da blanco sucio o “arenoso”. -Al cruzar arenosos entre sí, siempre se obtenía el mismo fenotipo.

-Sin embargo, al realizar el mismo cruce, pero entre animales que vienen de familias distintas, pueden resultar todas las crías rojas. 

Al analizar estos resultados se comprobó:

•El fenotipo rojo era consecuencia de la presencia de genes dominantes en los dos locus •El fenotipo arenoso, cuando los había en uno solo •El fenotipo blanco era el homocigote recesivo a las dos series alélicas.

P1.- Fenotipo: Genotipo: F1.-Fenotipo: Genotipo: F2.-

Arenoso RRss

X

Arenoso rrSS

Rojo RrSs

9 Rojos

RRSS RRSs RrSS RrSs

1 2 2 4

6 Arenosos

RRss rrSs rrSS Rrss

1 2 1 2

1 Blanco

rrss

1

A2) Con dominancia Incompleta dentro de cada serie alélica 

Ejemplo: En la crianza de zorros -Dos series alélicas independientes intervienen en la diferenciación de la pigmentación del pelo -Ambas series alélicas actúan sin dominancia sobre el mismo carácter: •Variedad roja: presencia simultánea de genes dominantes en ambas series alélicas (en homocigosis o heterocigosis) •Variedad plateada: heterocigosis)

genes

dominantes

(en

homocigosis

o

solo en una de las series •Variedad negra: homocigosis recesiva en ambos locus cromosómicos

P1.-Fenotipo Zorro Rojo X Zorro Negro Doble Genotipo AABB aabb F1.-Fenotipo Zorro Rojo y Negro Ventral Genotipo AaBb F2.-Fenotipos y genotipos: 9 fenotipos: 16 combinaciones

ROJOS Por tener genes dominantes en las 2 series alélicas

1Rojo puro 2Rojos humo 2 Rojos cruzado 4Rojos dorsal y Negros ventral

AABB AABb AaBB AaBb

1 2 2 4

PLATEADOS Por tener genes dominantes En solo una serie alélica

1Plateado estándar 2Plateado subestándar 1Plateado Alaska 2Plat eados sub-Alaska

AAbb Aabb aaBB aaBb

1 2 1 2

NEGRO Recesivo doble

1 Negro doble

aabb 1

En esta relación: -Las variedades rojo y plateado se expresan, cada una, en cuatro fenotipos -Al no existir dominancia en ninguna de las dos series, y al participar ambas en un mismo carácter, permiten que cada genotipo posea su correspondiente fenotipo

B) Interacciones con efectos Epistasicos 

Son interacciones entre dos pares de genes distintos, dónde uno inhibe o permite la expresión de otro gen. Al gen que inhibe, se lo llama epistático y al que es inhibido se lo denomina hipostático.



Es decir, casos en los cuales las dos series alélicas al actuar sobre un carácter o dos distintos, los genes de una serie actúan enmascarando o inhibiendo la acción de la otra.



‘’Existen varias formas de epistasia, pero en cualquiera de sus formas, disminuye el número de fenotipos comparándola con la herencia dihíbrida clásica’’. Casos: B1) Epistasia dominante simple B2) Epistasia Recesiva Simple

B3) Epistasis Dominante Doble B4) Epistasia Recesiva Doble B5) Epistasia Dominante y Recesiva

Las epístasis pueden ser dominantes o recesivas, dependiendo de si el gen epistático ejerce su acción en estado dominante o recesivo.



Para entender los diferentes tipos de epistasis se debe entender que: Epistasia implica: ‘’predominar sobre’’

B1) Epistasia Dominante Simple



Ejemplo en perros: -En un par de cromosomas:

•Gen dominante completo: color negro •Gen recesivo: color café -En otro par de cromosomas: •Gen dominante: No permite pigmentación (se diferencia del que produce el albinismo, porque permite la pigmentación de los ojos, cosa que no sucede en el albinismo. •Gen recesivo: Pigmentación normal

B1) Epistasia Dominante Simple Si se cruza a un animal blanco potencialmente negro, con un café se obtiene: P1.-Fenotipo Blanco(potencialmente Negro) X Albino Genotipo AABB aabb F1.-Fenotipo Blancos Genotipo AaBb F2: Fenotipos y genotipos. Relación fenotípica.- 12 blancos : 3 negros : 1 café Gametos

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB Blanco

AABb Blanco

AaBB Blanco

AaBb Blanco

Ab

AABb Blanco

AAbb Negro

AaBb Blanco

Aabb Negro

aB

AaBB Blanco

AaBb Blanco

aaBB Blanco

aaBb Blanco

ab

AaBb Blanco

Aabb Negro

aaBb Blanco

aabb Café

B2) Epistasia Recesiva Simple 

Ejemplo en ratas: -En un par de cromosomas: •Gen dominante completo: color negro •Gen recesivo: color crema -En otro par de cromosomas: •Gen dominante: Pigmentación (producción de una enzima que produce pigmentación de la piel y de las mucosas) •Gen recesivo: Albino (actúa en ausencia de gen dominante la enzima no se presenta, por más factores para la coloración que existan)



La homocigosis recesiva en este último par, enmascara la acción de cualquier otro que se relacione con la pigmentación

B2) Epistasia Recesiva Simple Si se cruza a un animal homocigote a negro de una familia en la que nunca ha existido albinismo, con un animal albino (potencialmente crema, se tendrá: P1.-Fenotipo Negro X Albino Genotipo RRCC rrcc F1.-Fenotipo Negro Genotipo RrCc F2: Fenotipos y genotipos Relación fenotípica.- 9 negros : 3 cremas : 4 albinos Gametos

RC

Rc

rC

rc

RC

RRCC Negro

RRCc Negro

RrCC Negro

RrCc Negro

Rc

RRCc Negro

RRcc Albino

RrCc Negro

Rrcc Albino

rC

RrCC Negro

RrCc Negro

rrCC Crema

rrCc Crema

rc

RrCc Negro

Rrcc Albino

rrCc Crema

rrcc Albino

B3) Epistasia Dominante Doble 

Los genes dominantes (en homocigosis y heterocigosis) de ambas series alelicas, son los que hacen la epistasis.



Ejemplo: en gallinas

-Plumas en patas: presencia simultánea de genes de dominancia completa en dos series alélicas distintas -Falta de plumas en las patas: solo se presentará cuando existe homocigosis recesiva en esas dos series alélicas

B3) Epistasia Dominante Doble Se cruza la raza Langshan con plumas en las patas y la raza Bluff Rock y se obtiene: P1.-Fenotipo Negro X Albino Genotipo AABB aabb F1.-Fenotipo Negro Genotipo AaBb F2: Fenotipos y genotipos. Relación fenotípica.- 15 con plumas : 1 sin plumas Gametos

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB Con plumas

AABb Con plumas

AaBB Con plumas

AaBb Con plumas

Ab

AABb Con plumas

AAbb Con plumas

AaBb Con plumas

Aabb Con plumas

aB

AaBB Con plumas

AaBb Con plumas

aaBB Con plumas

aaBb Con plumas

ab

AaBb Con plumas

Aabb Con plumas

aaBb Con plumas

aabb Sin plumas

B4) Epistasia Recesiva Doble 

Esta forma es semejante al caso de epistasia dominante doble, pero en élla son los genes recesivos (en homocigosis y heterocigosis), los que hacen la epistasis.



Ejemplo: en avicultura -Al cruzar la raza Silkie con la raza Dorking, ambas de plumaje blanco puede resultar: F1 plumas pigmentadas

Gene A: color Gene a: epistasia Gene B: color Gene b: epistasia

F2 obtenerse una relación fenotípica de 9:7 -Raza Silkie: Blanca porque en una de sus series alélicas hay un gene recesivo en homocigosis que inhibe el desarrollo del color. -Raza Dorking: Blanca, igual que raza Silkie, con la diferencia que el gen de acción inhibitoria pertenece a otra serie alélica. -Cruce de razas Silkie y Dorking: da oportunidad a que el híbrido sea un heterocigote a esas dos series de efectos epistásicos recesivos y por lo tanto, se manifiesten los genes que desarrollan la pigmentación

B4) Epistasia Recesiva Doble P1.-Fenotipo Genotipo F1.-Fenotipo

Raza Silkie (Blanco) X Raza Dorking (blanco) aaBB AAbb Color (por tener las dos series epistásicas en heterocigosis) Genotipo AaBb F2: Fenotipos y genotipos. Relación fenotípica.- 9 colorados : 7 blancos Gametos

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB Color

AABb Color

AaBB Color

AaBb Color

Ab

AABb Color

AAbb Blanco

AaBb Color

Aabb Blanco

aB

AaBB Color

AaBb Color

aaBB Blanco

aaBb Blanco

ab

AaBb Color

Aabb Blanco

aaBb Blanco

aabb Blanco

B5) Epistasia Dominante y Recesiva 

Ejemplo: en avicultura

-Raza Leghorn blanco: tiene factor dominante “I” que no permite la formación de color en las plumas, por más factores para pigmentación que posea. -Raza Plymouth blanco: se debe a un factor recesivo “c” que condiciona la ausencia de un cromógeno (sustancia necesaria para la formación de pigmento).

B5) Epistasia Dominante y Recesiva Si se cruzan Leghorn blanco y Plymouth blanco se obtiene: P1.-Fenotipo Leghorn blanco X Plymouth blanco Genotipo IICC iicc F1.-Fenotipo Blancos Genotipo IiCc F2: Fenotipos y genotipos. Relación fenotípica.- 13 blancos : 3 coloreados Gametos

IC

Ic

iC

ic

IC

IICC Blanco

IICc Blanco

IiCC Blanco

IiCc Blanco

Ic

IICc Blanco

IIcc Blanco

IiCc Blanco

Iicc Blanco

iC

IiCC Blanco

IiCc Blanco

iiCC Coloreado

iiCc Coloreado

ic

IiCc Blanco

Iicc Blanco

iiCc Coloreado

iicc Blanco