TEMA 5 EPIGENÈTICA I SEXE (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Genética
Año del apunte 2015
Páginas 7
Fecha de subida 17/03/2016
Descargas 14
Subido por

Vista previa del texto

Anna Jimenez Pouget Epigenètica i sexe Al llarg del desenvolupament es modifica el material hereditari implicant a múltiples RNA, canvis en el DNA, les histones i la cromatina. Aquests canvis estan relacionats amb el control de l’expressió gènica.
Són modificacions del material genètic, modificacions químiques del DNA, de les histones, de la compactació de la cromatina... No es modifica la informació genètica. CANVIS EPIGENÈTICS. Són alteracions que silencien determinades regions de gens i fan que s’expressin altres diferents. Aquests canvis estan relacionats en la metilació d’una seqüència gènica.
Canvis en l’expressió dels gens: per mutacions (canvia la seqüència del DNA) o per alteracions (Canvis epigenètics) no canvien la seqüència del DNA.
A partir d’un genoma del zigot, les cèl·lules van proliferant i es van diferenciant, per tant, poden donar llocs a diferents tipus cel·lulars, tenint la mateixa informació genètica tindràs individus diferents, obtenint epigenomes. S’altera el patró d’expressió de la informació genètica que contenen aquestes cèl·lules. Aquests canvis epigenètics ja estan programats en el nostre genoma. Com que una cèl·lula s’ha programat d’una manera determinada per presentar uns gens, alhora de clonar un individu a partir d’aquell nucli és difícil, ja que és difícil desprogramar el nucli de les cèl·lules (les cèl·lules mare són totipotents), quan desprogramem el nucli recuperem la potencialitat que tenia la cèl·lula.
Part de la variació que observem és deguda a la variació epigenètica.
L’expressió d’una seqüència del gen impedeix que s’expressi l’al·lel salvatge de l’individu que té el gen que controla el pelatge. Si el tinguéssim silenciat no interfereix en la funció del gen adjacent i per tant expressaria el fenotip salvatge. Segons el grau de metilació (poc metilat fenotip groc), hipermetilat (silenciament de la seqüència) expressió del gen. Situacions intermitjes donen uns fenotips també entremitjos.
Amb diferents components de la dieta pots activar metilacions i altres no, fen que uns donin ratolins grocs i uns altres salvatges. L’ambient pot influir en les modificacions epigenètiques del material genètic.
Exemple: les abelles femelles, hi ha de dos tipus, les fèrtils i les que no (obreres) això és en funció de l’alimentació, les que s’alimenten amb gelea reial donen reines, les altres que s’alimenten de manera normal seran obreres. Té algun component que produeix el silenciament del gen Dnmt3, no pot hipermetilar alguns gens i uns gens que en principi no s’expressarien en desmetilar-se s’expressen.
Experimentalment es suprimir el gen Dnmt3 en larves d’abelles i es va produir l’activació dels gens silenciats normalment en obreres i es van desenvolupar aquestes larves donant lloc a reines amb els ovaris funcionals.
El càncer és un procés complex on intervenen múltiples gens que presenten l’expressió alterada. Pot ser degut a canvis epigenètics. Les cèl·lules tumorals en general presenten nivells de hipometilació. Alguns gens que estan controlats per hipermetilació, en passar a una situació hipermetilada s’expressen, quan s’expressen aquests gens s’activa la proliferació mitòtica, i això condueix al càncer. En alguns casos hi ha hipermetilació d’alguns gens que s’encarreguen del control de la proliferació, aquests són els supressors tumorals. L’ambient pot produir modificacions epigenètiques.
1 Anna Jimenez Pouget QUÈ TÉ A VEURE TOT AIXÒ AMB EL SEXE? En mamífers tenim un sistema de determinació sexual XX (femelles) XY (mascles). En els animals les dosis gèniques són molt importants en el desenvolupament, canvis en les dosis gèniques poden produir canvis molt importants en el desenvolupament i fins i tot en l’avortament. Compensació de dosi (per tal que tinguin el mateix nombre de X): en mamífers se suprimeix un cromosoma X (de la dona) es produeix una silenciació a través de la compactació de la cromatina, però no es un silenciament total, les regions homòlogues no es compacten.
En les femelles dels mamífers un dels dos cromosomes X s’inactiva a l’atzar durant el desenvolupament embrionari per tal de mantenir la mateixa dosi gènica dels gens del cromosoma X en els dos sexes. Però en unes cèl·lules es silencia el cromosoma X d’origen matern i altres el d’origen patern.
Nombre de Barr El nombre de Barr sempre és el nombre de cromosomes X que hi ha menys 1. Si tens 3 cromosomes X s’inactiven 2, el nombre de Barr és dos. Si tens un mascle XXY, una de les dues X s’inactiva, per tant també és un corpuscle de Barr. En les noies apareix el corpuscle de Barr i en els nois no.
Hipòtesi de Lyon Canvi epigenètic, hi ha un gen que comença a produir RNAs que cobreixen tot el cromosoma i recluta proteïnes que el que fan es empaquetar la cromatina.
Aleatòriament unes cèl·lules silencien el gen X provinent del pare i altres el provinent de la mare. Un cop inactivat un dels cromosomes, totes les cèl·lules que es produiran a partir d’aquella tindran desactivat el mateix gen.
2 Anna Jimenez Pouget Exemple: El cas mes típic com a conseqüència d’aquesta inactivació és el dels gats. Només les gates poden tenir 2 tipus de coloració negre i taronja, això vol dir que els seus pares un tenia el color negre i l’altre taronja. Degut a que està lligat al sexe el gen que controla aquest caràcter. Perquè unes cèl·lules tenen inactivat el gen pel taronja i altres cèl·lules tenen inactivat el gen pel color negre, i per això el pelatge és dels dos colors. També hi ha el cas del pèl blanc, taronja i negre, però la regió blanca no és més que una zona despigmentada.
Una situació semblant, de “silenciament” d’una de les dues còpies del gen, s’observa en certs gens autosòmics. Aquest fenomen es coneix com “empremta gènica”.
Dona amb Síndrome de Turner, li falten els gens de la regió que no s’inactiven del gen X que els falta (tenen X0). Els homes amb una sola X no tenen problemes, no els fa falta.
Es molt freqüent trobar que de dos gens un esta silenciat i l’altre s’expressa. No solament els passa als cromosomes sexuals. El gen que esta silenciat sempre es el que esta en el cromosoma que ve de la mare o el gen que prové del pare. El mateix gen que ocupa el mateix locus sempre serà d’origen matern o patern. Això és un canvi epigenètic, i es pot mantenir al llarg de les divisions. Són modificacions reversible, nosaltres podem canviar la programació d’una cèl·lula. No es silencien aleatòriament. Quan es produeix la meiosi, passem a tenir un sol cromosoma, en el cas de la línia materna es modifica el locus del ICR2, i en la línia materna no se silencia el ICR2, de manera que el fill sempre obté el silenciat per part de la mare.
3 Anna Jimenez Pouget Exemple dels ratolins: Hi ha un cas dels ratolins que si s’hereta el gen salvatge per part de la mare (està silenciat) i tenen problemes de desenvolupament, presenten nanisme. En canvi, si hereten el gen salvatge per part del pare, no tindran problemes de desenvolupament.
Herència Holàndrica: gens lligats a la regió del cromosoma Y. No es donen fenòmens de dominància ja que només hi ha una sola còpia del gen.
Així com trobem un patró d'herència lligada al sexe també trobem un patró d’herència lligada al cromosoma Y. Exemple de caràcter lligat al cromosoma Y és la Hipertricosi (pèl en les orelles) Altres tipus d’herència relacionades amb el sexe: En alguns casos el sexe dels individus és important per a: - Determinar la relació de dominància entre les formes al·lèliques del gen - La manifestació del fenotip Herència influïda pel sexe: Exemple: Calvície BB dones calbes i homes calbs.
Bb dones no calbes i homes calbs.
bb dones no calbes i homes tampoc.
Algunes característiques només es manifesten en un sexe, per exemple tot el relacionat amb la fabricació de llet. Només les femelles manifesten la producció de llet, però els mascles també porten la informació tot i no manifestar-la. Són caràcters limitats a un sexe, per tant son caràcters que presenten un patró diferent al que hem vist fins ara.
4 Anna Jimenez Pouget En alguns casos s’observa que encara que sigui una herència simple no s’ajusta a cap dels patrons d’herència mendeliana descrits fins al moment. Quan tens un caràcter que no s’ajusta als esperats pel mendelisme s’anomena Herència no mendeliana: - Cromosomes extranuclears: trobem cromosomes fora del nucli.
Factors citoplasmàtics: algunes característiques venen determinades per factors que es troben en el citoplasma del zigot.
A les cèl·lules eucariotes trobem orgànuls citoplasmàtics que porten DNA (cromosomes). Aquests cromosomes extra nuclears porten gens propis (amb la informació del propi orgànul) que afecten a característiques dels organismes i, per tant, aquests caràcters presenten un tipus d’herència no mendeliana.
Totes les cèl·lules eucariotes tenen mitocòndries. I totes les mitocòndries tenen cromosomes circulars. Unes 16569 parells de bases. mtDNA es refereix a DNA mitocondrial. A més de tenir informació pròpia a la mitocòndria que sintetitza les seves proteïnes importa proteïnes del citoplasma de la cèl·lula. Una alteració en la funció de la mitocòndria tant pot ser degut pel DNA mitocondrial o pel DNA citosòlic. Mutacions en gens mitocondrials poden produir alteracions...
Herència genoma mitocondrial: via materna Herència mitocondrial: La informació del DNA de les mitocòndries passa de mare a fills. La immensa majoria del DNA està en el nucli (3 milions de kb kilobases).
Tècnica PCR: serveix per generar milions de copies duna seqüència concreta del DNA.
Del DNA nuclear només tenim 2 còpies. En el DNA mitocondrial per molt que sigui molt petit hi ha centenars de còpies de cada cromosoma, a més està tancat circularment i així és molt més resistent. En material biològic molt degradat podem encara trobar bastantes còpies del DNA mitocondrial.
En les alteracions del DNA mitocondrial podem observar que si es dóna una mutació en una mitocòndria aquesta només es trobarà en aquella i les seves “filles”. Per tant pot ser que trobem cèl·lules que porten una mutació però també porten mitocòndries de l’al·lel salvatge. Generen bastanta variabilitat.
5 Anna Jimenez Pouget Els cloroplasts també generen els seus propis cromosomes. Hi ha plantes amb els brots completament verds, altres blancs i altres amb una barreja de blancs i verds, degut al repartiment dels cloroplasts.
El que importa es d’on prové l’òvul si d’una flor d’una branca blanca, verda o variada... però el gra de pol·len és igual de quina branca provingui ja que només aporta el nucli.
Factors citoplasmàtics Les proteïnes presents en el citoplasma del zigot intervenen en el control de les primeres divisions mitòtiques en el desenvolupament de l’organisme.
Aquestes proteïnes en molts organismes provenen de l’expressió del genoma matern i, per tant, algunes característiques d’aquest venen controlades pel genoma de la mare.
Les primeres divisions estan controlades per factors citoplasmàtics d’origen matern. En els cargols segons s’orientin aquestes primeres cèl·lules determinarà com s’orientarà el gir de les closques dels cargols. El patró d’enrotllament de la closca en els cargols depèn d’aquestes primeres divisions.
Exemple dels cargols: Si l’òvul prové del que gira cap a l’esquerra tota la descendència gira cap a l’esquerra, i en canvi, si l’oòcit prové del que gira cap a la dreta tota la descendència girarà cap a la dreta, tot i ser heterozigots fenotípicament seran diferents.
Si deixem que s’autofecundin tots els oòcits que s’aportaran en la fecundació seran Dd que gira cap a la dreta, tota la descendència girarà cap a la dreta. D > d. En l’altre cas, també giren cap a la dreta. El fenotip de l’individu depèn del genotip de la mare.
6 Anna Jimenez Pouget Hi ha diferents patrons d’herència: TAULA SEX influences on heredity.
7 ...