Damos la bienvenida al último teórico de genética de IBCM. Hoy hablaremos sobre ligamiento, que es un concepto íntimamente relacionado con la recombinación. Para eso, empezaremos haciendo un repaso de conceptos anteriores.
Para comenzar, vamos a recordar la segunda ley de Mendel, o ley de la segregación independiente, que dice que la segregación de un gen durante la meiosis es un proceso independiente a la segregación de otro gen durante la misma meiosis. Si consideramos un individuo doble heterocigota para los genes A y B, es decir, A grande, A chica, B grande, B chica, los gametos posibles de este individuo serían A grande, B grande, A grande, B chica, A chica, B grande y A chica, B chica, como vemos en el individuo 1 de esta imagen, ya que estas son todas las combinaciones posibles para los ángulos que están presentes. La frecuencia de los 4 gametos posibles entonces será de 1 cuarto o 25% para cada uno. ¿Pero esto cuándo se cumple? Cuando los dos genes están en cromosomas diferentes.
Ahora, este no es siempre el caso, y tenemos que pensar qué pasa si los genes están sobre el mismo cromosoma. Cuando dos genes están sobre el mismo cromosoma, puede darse que estos genes estén ligados, o que exista ligamiento entre ellos. Aquí ya no se cumple el principio de independencia porque los genes no están en cromosomas diferentes.
Su segregación durante la meiosis no será producto del azar. Entonces, al tener los dos genes sobre el mismo cromosoma, si recordamos... cómo se se agregan los cromosomas durante la meiosis, podríamos pensar que siempre se van a agregar juntos, A y B. Como vemos en el esquema, si los cromosomas se agregaran completamente incambiados, las únicas combinaciones de alelos posibles serían las ya existentes, es decir, A grande B grande y A chica B chica.
Sin embargo, esto no es lo que sucede siempre. De hecho, la mayoría de las veces no sucede esto. ¿Por qué?
Porque para qué hacerla fácil si la podemos hacer complicada, ¿no? La mayoría de las veces no sucede esto debido a la existencia del proceso de recombinación, que ya fue descrito cuando vimos meiosis. La recombinación implica un intercambio de material genético entre cromatías homólogas durante la profase 1. Sigamos con el mismo ejemplo de un individuo doble heterocigota. Consideremos una meiosis en la que sucede un evento de recombinación entre los genes A y B. Ahí veremos que los productos de esa meiosis, más allá...
de las combinaciones de alelos que son iguales en la descendencia que en los progenitores, conocidas como parentales, aparecen las combinaciones que denominamos recombinantes, ya que son combinaciones de alelos nuevas que no existían originalmente. No es que se generen nuevos alelos, sino que aparecen nuevas combinaciones de alelos ya existentes. En nuestro ejemplo, el individuo porta A grande, B grande en uno de los homólogos y A chica, B chica en el otro. Luego de la recombinación, y la meiosis, vemos que tenemos dos gametos de genotipos parentales, que son estos de acá, A grande, B grande y A chica, B chica, y dos gametos de genotipo recombinante, A grande, B chica y A chica, B grande.
En el ejemplo visto anteriormente aparecía solo una de las posibles formas en la cual el individuo digíbrido puede tener sus combinaciones alelíes. A la combinación de alelos de distintos genes sobre un mismo cromosoma le llamamos aplotipo. Por lo tanto, por cada genotipo diploide tendremos dos haplotipos, el materno y el paterno. En el caso de que tengamos en un haplotipo los arelos dominantes y en el otro los arelos recesivos, como vemos acá, diremos que el individuo está en fase de acoplamiento o que está en cis. Y también lo podemos escribir así, a grande de grande, barra inclinada, a chica de chica.
Mientras tanto, si el individuo tiene los haplotipos con un alelo dominante en... Perdón. A protipos con una alela dominante y el otro recesivo, diremos que están fácil de repulsión o en trans.
Así. Tiene A grande y B chica en uno de los dos cromosomas y A chica B grande en el otro. Y también se puede escribir A grande B chica barra A chica B grande. Siguiendo con el individuo de híbrido en fase de acoplamiento, las combinaciones de alelos que esperamos encontrar entonces son las parentales A grande B grande y A chica B chica y las recombinantes. A grande B chica y a chica B grande.
Nótese que los gametos parentales son los que coinciden en fase con el haplotipo original, mientras que las recombinantes han tenido un cambio de fase. En este caso, las que mantienen la fase son las parentales, como bien dijimos, que están ambas en acoplamiento, a grande B grande y a chica B chica, y los gametos recombinantes están en fase de repulsión, a grande B chica y a chica B grande. Las frecuencias que esperamos observar ya no son las mismas para todas las combinaciones de A y B. Y estas dependen de la distancia a la que se encuentren los dos genes. ¿Por qué es esto?
Porque la probabilidad de recombinación... es directamente proporcional a la distancia a la que se encuentren los genes entre sí. Si pensamos en el evento totalmente improbable de que caiga un meteorito en algún punto al azar del planeta, la probabilidad de que caiga entre Montevideo y Colonia es menor de la probabilidad de que caiga entre Montevideo y Zimbabue.
De la misma forma, existe una mayor probabilidad de que haya un evento de recombinación entre dos genes que están muy alejados del mismo cromosoma que entre dos genes que se encuentran más cercanos entre sí. Para esto es útil definir una unidad que se denomina centimórgan, equivaliendo un centimórgan a un por ciento de probabilidad de recombinación. Por ejemplo, dos genes que se encuentran a 20 centimórgan el uno del otro tendrán una probabilidad de recombinación del 20%, y por lo tanto la frecuencia de los gametos recombinantes en el total de los gametos será también de 20% o 0,20. Como consecuencia, la proporción de gametos parentales será de 0,8 u 80%. Dentro de los gametos parentales tendremos 40 de cada combinación y dentro de los recombinantes 10% de cada una.
¿Por qué? Porque cada vez que haya un evento de recombinación veremos los arelos parentales y recombinantes en la misma proporción pero para esa única meiosis. El tema es que el repertorio de gametos no es consecuencia de un único evento de meiosis sino que son cientos o miles de meiosis que forman la totalidad de los gametos posibles.
Por cada meiosis con un evento de recombinación tendremos la mitad de los gametos parentales y la mitad recombinantes, pero por cada evento de meiosis sin recombinación tendremos solamente gametos parentales. Esto explica que siempre tengamos más gametos parentales que recombinantes. Sigamos con el ejemplo del individuo doble heterocigota en fase de acoplamiento. Si observamos 25 meiosis y en 5 de ellas se da un evento de recombinación, esto producirá 5 gametos A grande B chica, 5 gametos A chica B grande, 5 gametos A grande B grande y 5 gametos A chica B chica. Las restantes 20 meiosis no tienen evento de recombinación y por lo tanto los gametos resultantes serán 40 A grande B grande y 40 A chica B chica.
Si vemos el total de gametos recombinantes entonces tenemos 5 A grande B chica, y 5 a chica B grande para un total de 10 gametos recombinantes. En los gametos parentales tenemos 40 más 5 a grande B grande, 40 más 5 a chica B chica para un total de 90 gametos parentales. Esto implica un total de recombinación del 10%. En este ejemplo, teníamos que 5 de las 25 meiosis tenían el evento de recombinación, es decir, un 20%.
Esto implica que la frecuencia de gametos recombinantes es entonces la mitad de los eventos de recombinación. Por lo tanto, si consideramos el evento extremo en que en un 100% de las meiosis tienen recombinación, el máximo de gametos recombinantes posible es 50%. Para simplificar, Dado que solamente una de las cromáticas hermanas de cada par homólogo realiza el entrecruzamiento, aunque el 100% de las meiosis tuvieran recombinación, el máximo de gametos recombinantes que podemos ver es 50%.
Esto implica que a distancias mayores a 50 centimórganos ya estamos en condiciones equivalentes a las de segregación independiente, es decir, 25% de cada tipo de gameto. En resumen, cuando consideramos dos genes, podemos tener las siguientes opciones. Si los genes están en cromosomas diferentes, se cumple el principio de independencia.
Si están en el mismo cromosoma a distancias muy pequeñas, la probabilidad de recombinación es casi nula, por lo que se segregan siempre juntos y se dice que están completamente ligados. A distancias de hasta 50 centimórganos, estaremos en un ligamiento incompleto Gracias. con porcentaje de recombinantes igual a la distancia en centimórgan.
A distancias mayores a 50 centimórgan, estaremos de nuevo en las proporciones de segregación independiente y no estarán ligados aunque pertenezcan al mismo cromosoma. Vamos a ver ahora un ejemplo. En la guerra de los clones, todos los soldados imperiales son clones de Jango Fett. Esto implica que genéticamente son todos idénticos entre sí Gracias.
y que sus hijos se pueden considerar todos descendientes del mismo individuo. Consideremos la característica mal tirador, que es dominante sobre buen tirador, y la característica seguir órdenes, que es dominante sobre no seguir órdenes. Ambas características están en el mismo cromosoma.
Las madres de los hijos de los clones son todas recesivas para ambas características. Todos los clones, a su vez, son doble heterocigotas para estas características y están en fase de acoplamiento. De un total de 100 descendientes, 7 siguen órdenes y son buenos tiradores y 7 no siguen órdenes y son malos tiradores. ¿A qué distancia están los genes que determinan estas características? Les aconsejamos que pongan pausa en el video, intenten resolverlo y luego continúen con la resolución del ejercicio.
Para comenzar a resolver el ejercicio, debemos plantear cómo son los aplótipos parentales. Lo primero que debemos hacer es designarle letras a los alelos. Para esto le llamaremos T grande a mal tirador, T chica a buen tirador, B grande a sigue órdenes y B chica a no sigue órdenes, por buen clon.
Los aplótipos de los padres serán entonces T grande B grande y T chica B chica, y las madres serán T chica B chica, T chica B chica. Los únicos gametos entonces que pueden tener una consecuencia en la recombinación son los de los padres, y podemos considerar entonces a T grande y B grande por un lado, y T chica B chica por el otro, los gametos parentales, y T grande B chica y T chica con B grande, los gametos recombinantes. Si de los 100 descendientes aparecen 7 de grande B chica y 7 de chica B grande, porque recordemos que eran malos tiradores que no seguían órdenes y buenos tiradores que seguían órdenes, podemos decir entonces que el total de gametos recombinantes es 14 en 100. Esto implica... un porcentaje de recombinación del 14% y por lo tanto una distancia de 14 centimórgan entre el locus de T y el locus de B. El mapeo de genes en seres humanos puede llevarse a cabo examinando la cosegregación de las características en genealogías, pero la incapacidad de controlar los cruzamientos y el número reducido de progenie presente en muchas familias obstaculizan el mapeo mediante esta técnica.
Es por esto. que a veces tenemos que recurrir a ejemplos creativos para ilustrar los conceptos sin tener que hablar de moscas o arvejas. Hoy, gracias a que el genoma humano está completamente secuenciado y se conocen las ubicaciones de diferentes genes y las distancias entre estos genes y otros tipos de secuencias, podemos utilizar marcadores que son sencillos de detectar con técnicas rápidas, fáciles y baratas como indicadores de presencia o ausencia de alelos de interés. Muchas gracias por su atención.