tema román (1) (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Santiago de Compostela
Grado Biología - 4º curso
Asignatura genética humana
Año del apunte 2017
Páginas 4
Fecha de subida 21/06/2017
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GENÉTICA EVOLUTIVA A nivel genético chimpancés y humanos son muy parecidos, pero desde un punto de vista fenotípico se observan múltiples diferencias. Una explicación que se barajaba es que esas diferencias se encuentren en genes reguladores que tienen un importante papel en la expresión de otros genes Si comparamos la secuencia nucleoótidica de los dos genomas, ambas especies tienen una similitud entorno al 98%. Si tenemos en cuenta los indel la similitud baja al 96%. Si por el contrario tenemos en cuenta, comparamos exclusivamente genes (secuencias que codifican proteínas) entonces la similitud aumenta al 98.8%. No aumenta mucho con respecto a la secuencia porque cuando estamos comparando genes estamos incluyendo también intrones.
Una divergencia del 1% puede parecernos muy poco, pero en realidad es una cuestión de escala. Es una divergencia muy pequeña pero destacable. Hay genes muy pequeños y genes muy grandes. El tamaño medio suele estar en torno a 30-50 kbases. Una divergencia del 1% implicaría que por término medio difieren en 300 nucleótidos para cada gen aunque es cierto que la mayor parte de estas diferencias están en intrones. Esto representa una divergencia 10 veces mayor que la que tenemos cualquiera par de nosotros. Si nos fijamos exclusivamente en exones y nos vamos a comparar proteínas por ejemplo entre humanos y chimpancés hay un parecido extraordinario. Por ejemplo si comparamos la secuencia de la insulina hay una similitud del 100%, esto es muy corriente para la mayoría de las proteínas. Si nos vamos al gen que codifica para la insulina el parecido es del 97.7%, la diferencia es en 29 nucleótidos de los cuales 23 están en intrones del gen, solo 6 en exones y estos son cambios sinónimos (no hay diferencias en la secuencia aminoacídica) A nivel cromosómico. Especies que difieren en el número de cromosomas es un carácter que tiene un efecto taxonómico. Pronto se supo que chimpancé, orangután y gorila tienen 24 pares de cromosomas mientras que humanos solo tienen 23, esto llevó a clasificarlos en una familia diferente. A finales de los 80 un trabajo demostró que todos los cromosomas humanos tienen un “homologo” en chimpancé, la única diferencia se refiere al cromosoma 2 en humanos. El humanos hay un gran cromosoma (tamaño) y sin embargo en chimpancés este cromosoma está representado por dos cromosomas, 2A y 2B. Esto explica porque los primates tienen un par de cromosomas más. Para explicar esta diferencia se postularon dos hipótesis - Fusión cromosómica de los dos cromosomas 2 en el linaje que conduce a humanos Se haya producido una fisión de manera que tenemos una rotura en dos cromosomas en el linaje que da lugar al chimpancé.
La segunda hipótesis es menos parsimoniosa, ya que solo humanos tiene 23 pares. La fisión tiene que haberse producido tanto en chimpancés, como en orangután como en gorila.
Mientras que en la primera hipótesis el cambio solo sería en humanos TEMA: GENÉTICA EVOLUTIVA 1 Hoy se sabe que se produjo una fusión porque se han encontrado evidencias directas de que realmente se produjo una fusión de los dos cromosomas en algún momento con posterioridad a la divergencia entre humanos y chimpancés. Es una mutación muy reciente y muy importante Evidencias que demuestran que ha ocurrido la fusión La primera evidencia es la secuencia de repetición telomérica en humanos es TTAGGG. Unos investigadores secuenciaron la parte correspondiente al cromosoma 2 donde esperarían que se produjera la fusión buscando estas secuencias repetidas que caracterizan a los telómeros.
Se encuentra la secuencia y se observa que en un determinado momento de la secuencia hay un cambio abrupto en la secuencia y cambia totalmente, de manera que tenemos…TTAGGGTTAGG-TTCTAACCCTAA-CCCTAA-CCCTAA… Este cambio abrupto señala el punto exacto donde se produjo la fusión de los cromosomas. Es el punto de fusión porque si se rompen los telómeros y tenemos la secuencia TTAGG y su complementaria, y en el otro cromosoma igual y esto lo giramos 180º y lo unimos tenemos la secuencia TTAGCTAA, que es exactamente el cambio abrupto en el motivo de repetición, lo que nos pone de manifiesto el punto de fusión Para que se produzca la fusión una condición es que se rompan los telómeros TEMA: GENÉTICA EVOLUTIVA 2 La segunda evidencia se corresponde a los centrómeros. Se caracterizan por secuencias repetidas que se conocen como secuencia alfa (170-171 pb). Otros investigadores vieron que hay coincidencia entre el centrómero del cromosomas 2A y del cromosoma 2 de humanos.
Tendría que pasar lo mismo con el centrómero del 2B y encontraron esta secuencia, pero estaba muy afectada ya por mutación; es un centrómero inactivo, había perdido su función estructural por mutaciones.
Podemos decir, fuera de toda duda, que se produjo una fusión cromosómica, que es una mutación muy rara y notable pero que explica la principal diferencia observada en el cariotipo entre humanos y chimpancés.
El síndrome de Down. El 4% de las personas que lo tienen 46 cromosomas (no tienen 3 cromosomas 21) porque lo que se produce en uno de los progenitores, que se dice que es portador pero tiene fenotipo normal, se produce esta translocación que es un intercambio entre el cromosoma 21 y 14, pero también puede producirse con el cromosoma 13. Se genera un cromosoma grande que lleva los brazos largos del cromosoma 21 y del cromosoma 14 y un cromosoma 14 que lleva los brazos cortos del cromosoma 21 y 14, este se pierde. De tal manera que el individuo portador tiene 45 cromosomas. Tiene 45 cromosomas pero fenotipo normal. El portador se cruza con un individuo que no ha sufrido la mutación y tienen la probabilidad de que el 50% tenga el síndrome, el 25% sea portador y el 25% restante normal.
El individuo con síndrome de Down tiene el cromosoma 14 y el recombinante con el 21, además de los dos cromosomas 21 del progenitor normal, de manera que tiene triple dotación del cromosoma 21 pero no tienen tres cromosomas 21, sino que tiene un cromosoma recombinado con el 21. Este síndrome se conoce como Síndrome de Down Familiar, porque solo ocurre en algunas familias.
TEMA: GENÉTICA EVOLUTIVA 3 Si nos fijamos en los dos cariotipos (humano-chimpancé) vemos que hay algunas diferencias que se refieren a inversiones, concretamente 9 inversiones importantes y además afectan a múltiples cromosomas: 1, 4, 5, 9, 12, 15, 16, 17 y 18. La más grande de todas es una inversión que afecta al cromosoma 12, es una inversión que afecta al centrómero. También hay otras regiones diferentes que casi siempre es deben a DNA repetitivo; el cromosoma Y de humanos es más grande que el de chimpancé pero la diferencia son secuencias repetidas (expansión en el humano) Si vemos simplemente las inversiones no podemos saber cual de los linajes sufrió la mutación, porque comparando las dos especies solo no se puede comparar la condición ancestral de la mutación. Si se compara con el resto de grandes simios entonces ya podemos saber cual es la condición ancestral y por lo tanto saber cual sufrió la mutación. Solo dos de las nueve inversiones se produjeron en humanos, por lo tanto siete corresponde con el chimpancé.
Las inversiones justificarían una diferencia fenotípicamente importante particularmente si cuando se produce la inversión se viene afectados genes y en ocho de las nueve no se ven afectados genes, las inversiones se producen en regiones intergénicas. Solamente en el caso del cromosoma 12 ahí sí afecta al gen. Lo que ocurre es que previamente ese gen se había duplicado, eso hizo que la función del gen no se viese afectada. Alteró una de las copias pero la función pudo desempeñare. No es de extrañar que estas mutaciones no afecten a genes porque si no supondría una disminución de la fitness por lo que estos individuos no sobrevivían. Algunas inversiones tienen efecto particularmente en fertilidad en humanos ELEMENTOS TRANSPONIBLES El 45% del genoma está constituido por elementos móviles. Se ha estimado que el genoma humano tiene unos tres millones de estas secuencias móviles. Se pueden clasificar según diferentes criterios pero el más básico los clasifica en TEMA: GENÉTICA EVOLUTIVA 4 ...

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