Alelo letal
Los alelos letales (también denominados genes letales o letales ) son alelos que provocan la muerte del organismo que los porta. Suelen ser el resultado de mutaciones en genes que son esenciales para el crecimiento o el desarrollo. [1] Los alelos letales pueden ser recesivos, dominantes o condicionales según el gen o los genes involucrados. Los alelos letales pueden causar la muerte de un organismo antes del nacimiento o en cualquier momento después del nacimiento, aunque comúnmente se manifiestan temprano en el desarrollo.
Historia
Los alelos letales fueron descubiertos por primera vez por Lucien Cuénot en 1905 mientras estudiaba la herencia del color del pelaje en ratones. El gen agouti en ratones es en gran parte responsable de determinar el color del pelaje. El alelo de tipo salvaje produce una mezcla de pigmentación amarilla y negra en cada pelo del ratón. Esta mezcla de amarillo y negro puede denominarse de color "agutí". [3] Uno de los alelos mutantes del gen agouti da como resultado ratones con un color amarillento mucho más claro. Cuando estos ratones amarillos se cruzaron con ratones homocigóticos de tipo salvaje, se obtuvo una proporción 1: 1 de descendencia amarilla y gris oscura. Esto indicó que la mutación amarilla es dominante, y todos los ratones amarillos parentales fueronheterocigotos para el alelo mutante.
Al aparear dos ratones amarillos, Cuénot esperaba observar una proporción mendeliana habitual de 1: 2: 1 de agutí homocigoto a amarillo heterocigoto a amarillo homocigoto. En cambio, siempre observó una proporción de 1: 2 de agutí a ratones amarillos. No pudo producir ningún ratón que fuera homocigótico para el alelo agutí amarillo.
No fue hasta 1910 que WE Castle y CC Little confirmaron el trabajo de Cuénot, demostrando además que una cuarta parte de la descendencia estaba muriendo durante el desarrollo embrionario. Este fue el primer ejemplo documentado de un alelo letal recesivo.
Tipos de alelos letales
Letales recesivos
Un par de alelos idénticos que están presentes en un organismo y que finalmente resultan en la muerte de ese organismo se denominan alelos letales recesivos. Aunque los letales recesivos pueden codificar rasgos dominantes o recesivos , solo son fatales en la condición homocigótica. Los heterocigotos a veces mostrarán una forma de fenotipo enfermo, como en el caso de la acondroplasia . [4] Se puede tolerar un alelo letal mutante, pero tener dos resulta en la muerte. En el caso de la acondroplasia homocigótica, la muerte casi siempre ocurre antes del nacimiento o en el período perinatal. No todos los heterocigotos para los alelos letales recesivos mostrarán un fenotipo mutante , como es el caso de la fibrosis quística.portadores. Si dos portadores de fibrosis quística tienen hijos, tienen un 25 por ciento de posibilidades de producir descendencia con dos copias del alelo letal, lo que eventualmente resulta en la muerte del niño. [5]
Otro ejemplo de un alelo letal recesivo ocurre en el gato Manx . Los gatos Manx poseen una mutación heterocigota que resulta en una cola acortada o faltante. Los cruces de dos gatos Manx heterocigotos dan como resultado dos tercios de la descendencia superviviente que muestra el fenotipo de cola acortada heterocigótica y un tercio de la descendencia superviviente de longitud de cola normal que es homocigótica para un alelo normal. La descendencia homocigótica para el alelo mutante no puede sobrevivir al nacimiento y, por lo tanto, no se ve en estos cruces. [6]
Letales dominantes
Los alelos que solo necesitan estar presentes en una copia en un organismo para ser fatales se denominan alelos letales dominantes. Estos alelos no se encuentran comúnmente en las poblaciones porque generalmente provocan la muerte de un organismo antes de que pueda transmitir su alelo letal a su descendencia. [4] Un ejemplo en humanos de un alelo letal dominante es la enfermedad de Huntington, un trastorno neurodegenerativo poco común que finalmente resulta en la muerte. Sin embargo, debido a su aparición tardía (es decir, a menudo después de que ya se ha producido la reproducción), puede mantenerse en las poblaciones. Una persona presenta la enfermedad de Huntington cuando porta una sola copia de un alelo de Huntington expandido repetidamente en el cromosoma 4. [7]
Letales condicionales
Los alelos que solo serán fatales en respuesta a algún factor ambiental se denominan letales condicionales. Un ejemplo de letal condicional es el favismo , una afección hereditaria ligada al sexo que hace que el portador desarrolle anemia hemolítica cuando come habas . [4]
Una infección de una célula huésped de E. coli por un mutante condicionalmente letal (ts) sensible a la temperatura (ts) del bacteriófago (fago) T4 a una temperatura restrictiva alta conduce a la falta de producción de fagos viables. Sin embargo, el crecimiento de tales mutantes todavía puede ocurrir a una temperatura más baja. Tales mutantes ts condicionalmente letales se han utilizado para identificar y caracterizar la función de muchos de los genes del fago. [8] Por lo tanto, los genes empleados en la reparación de daños en el ADN se identificaron utilizando mutantes ts, [9] [10] así como genes que afectan la recombinación genética . [11] [12] Por ejemplo, el cultivo de un mutante de reparación del ADN ts a una temperatura intermedia permitirá que se produzca algún fago de la progenie. Sin embargo, si ese mutante ts se irradia con luz ultravioleta, su supervivencia se reducirá más fuertemente en comparación con la reducción de la supervivencia del fago T4 de tipo salvaje irradiado. Además, en el fago T4 también se aislaron mutantes letales condicionales sensibles al frío capaces de crecer a altas temperaturas, pero incapaces de crecer a bajas temperaturas. [13] Estos mutantes letales condicionales sensibles al frío también definieron un conjunto de genes de fagos. Otra clase de mutantes del fago T4 letal condicional, llamados mutantes ámbar , pueden crecer en algunas cepas de E. coli pero no en otras. [8] Estos mutantes también se utilizaron para identificar y caracterizar inicialmente la función de muchos de los genes del fago T4 . Además, se encontró que una mutación ámbar produce un "codón sin sentido" dentro de un gen que causa la terminación de la cadena polipeptídica durante la traducción . Este hallazgo proporcionó información sobre un aspecto importante del código genético .
Ver también
- Gen terminador
Referencias
- ^ Gluecksohn-Waelsch, Salomé (1963). "Genes letales y análisis de diferenciación". Ciencia . 142 (3597): 1269–76. doi : 10.1126 / science.142.3597.1269 . PMID 14074837 . S2CID 46113268 .
- ^ Informática de genomas de ratón
- ^ Hartwell, Leland; Hood, Leroy; Goldberg, Michael; Reynolds, Ann; Silver, Lee; Karagiannis, Jim; Papaconstantinou, Maria (2014). Genética: de genes a genomas . Canadá: McGraw-Hill Ryerson. págs. 39–42. ISBN 978-0-07-094669-9.
- ↑ a b c Lobo, I (2008). "Razones mendelianas y genes letales" . Educación en la naturaleza . 1 (1): 138.
- ^ Ratjen, Felix; Döring, Gerd (febrero de 2003). "Fibrosis quística". Lancet . 361 (9358): 681–689. doi : 10.1016 / S0140-6736 (03) 12567-6 . PMID 12606185 . S2CID 24879334 .
- ^ Robinson, R (1993). "Expresividad del gen Manx en gatos". J Hered . 84 (3): 170–2. doi : 10.1093 / oxfordjournals.jhered.a111311 . PMID 8228170 .
- ^ Roos, Raymund AC (2010). "Enfermedad de Huntington: una revisión clínica" . Revista Orphanet de Enfermedades Raras . 5 (1): 40. doi : 10.1186 / 1750-1172-5-40 . PMC 3022767 . PMID 21171977 .
- ↑ a b Edgar RS, Epstein RH. La genética de un virus bacteriano. Sci Am. Febrero de 1965; 212: 70-8. doi: 10.1038 / scientificamerican0265-70. PMID: 14272117.
- ^ MW calvo. La sensibilidad a los rayos UV de algunos mutantes sensibles a la temperatura de función temprana del fago T4. Virología. Febrero de 1970; 40 (2): 272-87. doi: 10.1016 / 0042-6822 (70) 90403-4. PMID: 4909413.
- ^ Baldy MW, Strom B, Bernstein H. Reparación del ácido desoxirribonucleico del bacteriófago T4 alquilado por un mecanismo que involucra polinucleótido ligasa. J Virol. Marzo de 1971; 7 (3): 407-8. doi: 10.1128 / JVI.7.3.407-408.1971. PMID: 4927528; PMCID: PMC356131.
- ^ Bernstein H. El efecto sobre la recombinación de defectos mutacionales en la ADN-polimerasa y desoxicitidilato hidroximetilasa del fago T4D. Genética. Agosto de 1967; 56 (4): 755-69. PMID: 6061665; PMCID: PMC1211652.
- ^ Bernstein H. Reparación y recombinación en el fago T4. I. Genes que afectan a la recombinación. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1968; 33: 325-331. doi: 10.1101 / sqb.1968.033.01.037
- ^ Scotti PD. Una nueva clase de mutantes letales condicionales de temperatura del bacteriófago T4D. Mutat Res. 1968 julio-agosto; 6 (1): 1-14. doi: 10.1016 / 0027-5107 (68) 90098-5. PMID: 4885498.
- Genética clásica
