Un alelo nulo es un alelo no funcional (una variante de un gen ) causado por una mutación genética . Tales mutaciones pueden causar una falta total de producción del producto génico asociado o un producto que no funciona correctamente; en cualquier caso, el alelo puede considerarse no funcional. Un alelo nulo no se puede distinguir de la deleción de todo el locus únicamente por observación fenotípica . [1]
Un alelo mutante que no produce una transcripción de ARN se llama ARN nulo (mostrado por transferencia Northern o por secuenciación de ADN de un alelo de deleción), y uno que no produce proteína se llama proteína nulo (mostrado por transferencia Western ). Un alelo genético nulo o amorfo tiene el mismo fenotipo cuando es homocigoto que cuando es heterocigoto con una deficiencia que altera el locus en cuestión. Un alelo genético nulo puede ser tanto una proteína nula como un ARN nulo, pero también puede expresar niveles normales de un producto génico que no es funcional debido a una mutación.
Los alelos nulos pueden tener efectos letales dependiendo de la importancia del gen mutado. Por ejemplo, los ratones homocigotos para un alelo nulo de insulina mueren de 48 a 72 horas después del nacimiento. [2] Los alelos nulos también pueden tener efectos beneficiosos, [3] como el elevado índice de cosecha de arroz semienano de la revolución verde causado por los alelos nulos en GA20ox-2. [4]
Evidencia
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Un alelo nulo de microsatélites es un alelo en un locus de microsatélites que no se amplifica a niveles detectables en una prueba de reacción en cadena de la polimerasa . [5] Las regiones de microsatélites se caracterizan generalmente por secuencias de nucleótidos cortas y repetidas. [5] Los cebadores que son específicos de un locus particular se utilizan en la amplificación por PCR para unirse a estas repeticiones de secuencias de nucleótidos y se utilizan como marcadores genéticos. [6] [5] Los cebadores se aparean en cualquier extremo del locus y se derivan de organismos fuente en una biblioteca genómica. La divergencia de las secuencias de referencia (de mutaciones genéticas) da como resultado un apareamiento deficiente de los cebadores, de modo que no se puede usar el marcador, representativo de un alelo nulo. [6]
Análisis de paternidad
Se observó por primera vez una fuerte evidencia de alelos nulos en el análisis de osos en 1995. [7] En este análisis, se determinó que un padre conocido era homocigoto en un determinado locus, pero produjo descendencia que expresó un genotipo "homocigoto" diferente. [5] Este resultado llevó a la inferencia de que el padre y la descendencia eran heterocigotos para el locus que se estaba estudiando. [7]
Ejemplos de
Se han estudiado alelos o genes nulos en diferentes organismos desde los pinos rojos de Minnesota hasta Drosophila melanogaster y ratones. Los alelos nulos son difíciles de identificar porque un individuo heterocigoto para un alelo nulo y un alelo activo es fenotípicamente indistinguible de un individuo homocigoto con ambos alelos activos. [8] En otras palabras, un alelo nulo solo puede identificarse desde el punto de vista fenotípico si el individuo es homocigoto para el alelo nulo. Los investigadores han podido solucionar este problema mediante el uso de electroforesis detallada , ensayos en gel y manipulación cromosómica. [8] [9] [10]
- Allendorf y col. estudiaron la actividad enzimática de la misma especie de semillas de pino rojo recolectadas de dos rodales de árboles diferentes en Minnesota. Los dos grupos de árboles se trataron como una población porque no se observaron desviaciones de las frecuencias de genotipos esperadas, como se esperaría si las poblaciones divergieran entre sí. [8] Se probaron muchos loci diferentes para determinar la actividad enzimática utilizando una técnica de electroforesis en gel específica. [11] Los alelos que producían una enzima que carece de actividad catalítica se denominaron alelos nulos. Se probaron un total de 27 loci en pinos rojos y se encontraron alelos nulos en 3 de esos loci. [8]
- Una población de Drosophila melanogaster de Raleigh, NC fue manipulada genéticamente por Voelker et al. en 1980 para determinar la existencia y frecuencia de alelos nulos. El experimento consistió en hacer heterocigoto el cromosoma de una mosca salvaje utilizando las variantes de movilidad en el locus observado. Si el alelo manipulado (ahora heterocigoto) no presentaba un fenotipo heterocigoto, se sospechaba que el alelo era nulo. Estos posibles alelos nulos se confirmaron luego cuando no pudieron producir un patrón electroforético heterocigoto. Se probaron un total de 25 loci con 5 loci ligados al X y los 20 restantes autosómicos. No se detectaron alelos nulos en los loci ligados a X, pero 13 de los 20 loci autosómicos contenían alelos nulos. [9]
- Múltiples experimentos diferentes han utilizado la manipulación genética para inducir mutantes de alelos nulos en poblaciones de ratones con el fin de observar las consecuencias de diferentes combinaciones de alelos en loci específicos. Dos de estos experimentos investigaron el papel del factor de crecimiento similar a la insulina ( Igf ) en el desarrollo embrionario del ratón. Los experimentos solo difirieron en el gen que se investigaba, Igf-1 [10] e Igf-2 . [12] Ambos experimentos utilizaron el proceso de mutagénesis, mediante el cual se cambia el contenido genético del organismo, para producir individuos con diferentes combinaciones de mutaciones nulas. [10] [12] Al observar las consecuencias de diferentes combinaciones de alelos inactivos, los investigadores pudieron deducir las funciones de los factores de crecimiento similares a la insulina en el desarrollo de los ratones. El experimento con Igf-1 reveló que, además de su función después del nacimiento, también es fundamental en el desarrollo del embrión y la diferenciación de las células. [10]
- Un ejemplo de un alelo nulo es el 'O' alelo de tipo de sangre en el ser humano, B y O sistema de tipo de sangre . Los alelos para el antígeno A y el antígeno B son codominantes , por lo que ambos se expresan fenotípicamente si ambos están presentes. Sin embargo, el alelo del tipo de sangre O es una versión mutada del alelo del antígeno A, con un cambio de un solo par de bases debido a una mutación genética . La proteína codificada por el alelo O es enzimáticamente inactiva y, por lo tanto, el alelo O se expresa fenotípicamente en individuos homocigotos OO como la falta de cualquier antígeno sanguíneo. Por tanto, podemos considerar el alelo del tipo sanguíneo O como un alelo nulo. [13]
Ver también
- Pseudogén
- Morfos de Muller
- Deleción genética
- RecLOH
- Polimorfismo de evento único
Referencias
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