La epistasis es un fenómeno genético en el que el efecto de una mutación genética depende de la presencia o ausencia de mutaciones en uno o más genes, respectivamente denominados genes modificadores . En otras palabras, el efecto de la mutación depende del trasfondo genético en el que aparece. [2] Por lo tanto, las mutaciones epistáticas tienen efectos diferentes por sí solas que cuando ocurren juntas. Originalmente, el término epistasis significaba específicamente que el efecto de una variante genética está enmascarado por el de un gen diferente. [3]
El concepto de epistasis se originó en genética en 1907 [4] pero ahora se usa en bioquímica , biología computacional y biología evolutiva . Surge debido a interacciones, ya sea entre genes (como las mutaciones que también se necesitan en los reguladores de la expresión génica ) o dentro de ellos (múltiples mutaciones que se necesitan antes de que el gen pierda su función), lo que lleva a efectos no lineales. La epistasis tiene una gran influencia en la forma de los paisajes evolutivos , lo que conduce a profundas consecuencias para la evolución y la capacidad de evolución de los rasgos fenotípicos .
La comprensión de la epistasis ha cambiado considerablemente a lo largo de la historia de la genética , al igual que el uso del término. El término fue utilizado por primera vez por William Bateson y sus colaboradores Florence Durham y Muriel Wheldale Onslow . [4] En los primeros modelos de selección natural ideados a principios del siglo XX, se consideraba que cada gen hacía su propia contribución característica a la aptitud, frente a un fondo promedio de otros genes. Algunos cursos introductorios todavía enseñan genética de poblaciones de esta manera. Debido a la forma en que se desarrolló la ciencia de la genética de poblaciones , los genetistas evolutivoshan tendido a pensar en la epistasis como la excepción. Sin embargo, en general, la expresión de cualquier alelo depende de manera complicada de muchos otros alelos.
En la genética clásica , si los genes A y B están mutados, y cada mutación por sí sola produce un fenotipo único, pero las dos mutaciones juntas muestran el mismo fenotipo que la mutación del gen A, entonces el gen A es epistático y el gen B es hipostático . Por ejemplo, el gen de la calvicie total es epistático del gen del cabello castaño . En este sentido, la epistasis se puede contrastar con la dominancia genética , que es una interacción entre alelos en el mismo locus genético . A medida que se desarrolló el estudio de la genética y con el advenimiento de la biología molecular , la epistasis comenzó a estudiarse en relación con los loci de rasgos cuantitativos.(QTL) y herencia poligénica .
Los efectos de los genes ahora son comúnmente cuantificables mediante el ensayo de la magnitud de un fenotipo (p. ej ., altura , pigmentación o tasa de crecimiento ) o mediante el ensayo bioquímico de la actividad de la proteína (p. ej ., unión o catálisis ). Los modelos de biología computacional y evolutiva cada vez más sofisticados pretenden describir los efectos de la epistasis a escala de todo el genoma y las consecuencias de esto para la evolución . [5] [6] [7]Dado que la identificación de pares epistáticos es un desafío tanto computacional como estadístico, algunos estudios intentan priorizar los pares epistáticos. [8] [9]
La terminología sobre la epistasis puede variar entre campos científicos. Los genetistas a menudo se refieren a alelos de tipo salvaje y mutantes donde la mutación es implícitamente perjudicial y pueden hablar en términos de mejora genética, letalidad sintética y supresores genéticos. Por el contrario, un bioquímico puede centrarse con más frecuencia en las mutaciones beneficiosas y, por lo tanto, establecer explícitamente el efecto de una mutación y usar términos como epistasis de signo recíproco y mutación compensatoria. [16] Además, existen diferencias cuando se observa la epistasis dentro de un solo gen (bioquímica) y la epistasis dentro de un haploide o diploide .genoma (genética). En general, epistasis se utiliza para denotar la desviación de la "independencia" de los efectos de diferentes loci genéticos. La confusión surge a menudo debido a la variada interpretación de la "independencia" entre las diferentes ramas de la biología. [17] Las clasificaciones a continuación intentan cubrir los diversos términos y cómo se relacionan entre sí.