miércoles, 26 de octubre de 2016

5 INTERACCIONES ALÉLICAS, EPISTASIS Y MUTACIONES CONVERGENTES


Uno de los ejemplos más simples de interacción entre diferentes genes es la epistasis. El significado de la epistasis puede intuirse de algún modo por la etimología de la palabra, epistasis viene de dos raíces griegas “epi” que significa sobre y “stasis” que significa detención u obstrucción. En resumen un gen epistático es aquel que está sobre otros genes enmascarándolos o que los obstruye de alguna forma.

La razón por la cual es el primer ejemplo de interacción génica que es asumido es debido a que sus resultados son cualitativos y poco ambiguos, al igual que los cruces originales de Mendel. Pero al igual que en el caso de Mendel la epistasis es solo un ejemplo muy evidente en relación a otro tipo de interacción que puede ser más sutil.

En la epistasis el efecto de un determinado gen enmascara, obstruye o modifica el efecto de otro gen. Algunas veces los genes involucrados afectan al mismo carácter de forma antagonista, lo cual conlleva a que se enmascaren de forma simultánea. En otros casos, los genes involucrados pueden cooperar.

Referencias bibliográficas generales: (Griffiths et al., 2007; Karp, 2013; Klug et al., 2009, 2012; Nussbaum et al., 2007; Pierce, 2005; Sadava et al., 2014; Stracham & Read, 2010)


5.1.1 Definiendo la interacción génica por obstrucción y sus tipos

Esto puede suceder debido a que las estructuras generadas por un gen (A) sirven como marco sobre el cual se anclan los productos de otro gen (B). Si el gen A no se expresa debido a la presencia de dos alelos recesivos homocigotos, el producto del gen B no encuentra donde anclarse y su efecto no aparece.

En el caso anterior el Gen A se denomina epistático ya que es el que puede generar la obstrucción, mientras que el gen B se denomina hipostático “por debajo de la obstrucción”.

El caso anterior se denomina epistasis recesiva debido a que la obstrucción se genera cuando los dos loci de los cromosomas homólogos poseen alelos recesivos incapaces de expresar su producto génico.

Existen otros tipos de epistasis, por ejemplo en la epistasis dominante es la formación del producto génico quien obstruye la expresión de otros genes.

En el tercer caso se tiene la epistasis complementaria, en la cual se necesita el producto génico de dos genes diferentes para que se genere el fenotipo deseado, si uno de las dos no se genera, la estructura completa falla.

Referencias bibliográficas generales: (Griffiths et al., 2007; Karp, 2013; Klug et al., 2009, 2012; Nussbaum et al., 2007; Pierce, 2005; Sadava et al., 2014; Stracham & Read, 2010)


5.1.2 Ejemplo de epistasis, fenotipo Bombay.

El fenotipo de Bombay es una extraño tipo de sangre que se genera por epistasis recesiva.

Los tres tipos de sangre del sistema AB0 dependen de un antígeno que se ancla en la membrana de los glóbulos rojos, el cual es básicamente un polisacárido de cuatro anillos para el tipo de sangre 0 y de cinco anillos para los tipos de sangre A y B. Dependiendo del quinto anillo se define si es de tipo A (N-acetilgalactosamina) o si es B (galactosa).

El antígeno básico de 4 anillos se denomina en términos generales antígeno H y está formado por (Galactosa→N-acetilglucosamina→Galactosa→Fucosa).

En resumen, el gen que codifica para el quinto anillo llamado FUT1 generalmente varía entre producción de N-acetilgalactosamina (Antígeno A), Galactosa (tipo de sangre B) o ninguno (tipo de sangre 0).

El tipo de sangre de Bombay puede enmascararse con un paciente con fenotipo 0 debido a que el antígeno de los cuatro anillos  no está completamente formado. En ellos el antígeno H es diferente ya que está compuesto solo por tres anillos de sacáridos (Galactosa→N-acetilglucosamina→Galactosa), esto provoca que independientemente del gen que codifica para el quinto anillo no pueder anclar ni N-acetilgalactosamina o Galactosa.

En otras palabras, aun teniendo los genes para expresar un tipo de sangre A, B o AB no pueden hacerlo.

El problema aquí es que enmascaran un fenotipo 0 lo cual puede ser peligroso ya que el antígeno de cuatro azúcares y el de tres azúcares responden de manera diferente al sistema inmune. Por lo general los miembros del grupo Bombay pueden donar sangre a cualquier individuo AB0, pero no pueden recibir de ninguno, ni siquiera de aquellos de tipo de sangre 0.

Referencias bibliográficas generales: (Griffiths et al., 2007; Karp, 2013; Klug et al., 2009, 2012; Nussbaum et al., 2007; Pierce, 2005; Sadava et al., 2014; Stracham & Read, 2010)

5.2 Mutaciones convergentes

Un caso hipotético puede ser en el que dos grupos de investigación aíslan independientemente una mutación espontánea que genera el mismo fenotipo. Uno podría asumir que se trata del mismo gen debido a su fenotipo, pero el problema es que las mutaciones son fenómenos aleatorios, por lo que es muy poco probable que se trate del mismo gen asumiendo que se trata de una mutación nueva.

Un ejemplo más tangible es por ejemplo aislar mutantes de mosca de la fruta incapaces de generar alas, debido a que las alas son estructuras que dependen de una gran cantidad de genes para su formación, existen muchos blancos posibles para la mutación que impide la formación de alas.

¿Cómo saber  que un fenotipo recesivo se debe al mismo gen o a diferentes genes? Existe un procedimiento analítico denominada análisis de complementariedad que permite resolver esta pregunta.

Referencias bibliográficas generales: (Griffiths et al., 2007; Karp, 2013; Klug et al., 2009, 2012; Nussbaum et al., 2007; Pierce, 2005; Sadava et al., 2014; Stracham & Read, 2010)


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