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Preguntas Sesión 12 ¿Qué es un carácter umbral? Los caracteres umbral son poligénicos (y frecuentemente multifactoriales), pero se distinguen de los caracteres continuos y merísticos por tener un pequeño número de clases fenotípicas discretas. Los caracteres umbral son de interés para los especialistas en genética humana, ya que cada vez hay un mayor número de enfermedades que se sospecha presentan este tipo de herencia poligénica. Los factores ambientales también desempeñan un papel fundamental en la determinación del fenotipo final. ¿Cómo se hereda un carácter umbral? La hipótesis de los genes múltiples inicialmente se basó en un conjunto de resultados experimentales publicados por Hermann Nilsson-Ehle en 1909, donde se utilizó el color del grano de trigo para comprobar el concepto de que el efecto acumulativo de alelos en múltiples loci da lugar al rango de fenotipos que se observa en los caracteres cuantitativos. Esta hipótesis consta de los siguientes puntos principales: 1. Los caracteres fenotípicos que muestran una variación continua se pueden cuantificar midiendo, pesando, contando, etc. 2. A menudo, dos o más loci de genes, repartidos por el genoma, explican la influencia hereditaria sobre el fenotipo de un modo aditivo. Debido a que pueden intervenir muchos genes, la herencia de este tipo se denomina poligénica. 3. Cada locus de gen puede estar ocupado bien por un alelo aditivo, que contribuye con una cantidad constante al fenotipo, o por un alelo no aditivo, que no contribuye cuantitativamente al fenotipo. 4. La contribución de cada alelo aditivo al fenotipo, aunque a menudo es pequeña, es aproximadamente igual. 5. Juntos, los alelos aditivos que contribuyen a un mismo carácter cuantitativo, dan lugar a una variación fenotípica sustancial. ¿Cómo se calcula la heredabilidad de un carácter umbral? Heredabilidad en sentido amplio - Mide la contribución de la varianza genotípica a la varianza fenotípica total, se estima como la proporción 𝐻2 = 𝑉𝐺 𝑉𝑃 Los valores de heredabilidad para un carácter en una población están comprendidos en el rango de 0 a 1. Un valor cercano a 1 indica que las condiciones ambientales tienen poco impacto sobre la varianza fenotípica, que por consiguiente se debe en gran medida a las diferencias genéticas entre los individuos de la población. Un valor cercano a 0 indica que son los factores ambientales, no las diferencias genéticas, los responsables en gran medida de la variación fenotípica observada en la población estudiada. Heredabilidad en sentido estricto – Es la proporción de varianza fenotípica debida exclusivamente a la varianza genotípica aditiva. La varianza aditiva VA es la varianza genotípica debida a la acción aditiva de los alelos de los loci de un carácter cuantitativo. La varianza por dominancia VD, es la desviación de los componentes aditivos que resulta cuando la expresión fenotípica en individuos heterocigóticos no es exactamente intermedia entre los dos organismos homocigóticos. La varianza por interacciones VI, es la desviación de los componentes aditivos que se produce cuando dos o más loci se comportan epistáticamente. La partición de la varianza genotípica total VG se resume en la ecuación 𝑉𝐺 = 𝑉𝐴 + 𝑉𝐷 + 𝑉𝐼 y una estimación de la heredabilidad en sentido estricto, basada sólo en la porción de varianza genotípica debida a la acción de genes aditivos es ℎ2 = 𝑉𝐴 𝑉𝑃 omitiendo VI y separando VP en sus componentes de varianza genotípica y ambiental tenemos ℎ2 = 𝑉𝐴 𝑉𝐸+𝑉𝐴+𝑉𝐷 Las estimaciones de la heredabilidad se utilizan en el desarrollo de variedades de animales y vegetales, para indicar la respuesta potencial de una población a la selección artificial de un carácter cuantitativo. La heredabilidad en sentido estricto h2 proporciona una predicción más exacta de la respuesta a la selección que la heredabilidad en sentido amplio H2, y por ello los criadores y cultivadores de nuevas variedades utilizan más la heredabilidad en sentido estricto. ¿Cómo se selecciona artificialmente un carácter umbral? La selección artificial es un proceso para seleccionar individuos específicos con los fenotipos preferidos a partir de una población inicialmente heterogénea, con propósitos de realizar cruzamientos. Teóricamente, si la selección artificial basada en las mismas preferencias del carácter se repite durante muchas generaciones, se puede desarrollar una población con una elevada frecuencia de individuos con las características deseadas. Los alelos de loci de caracteres cuantitativos que generan efectos dominantes o de interacción epistática (y por tanto contribuyen a la VD o VI) responden menos a la selección artificial, así, la heredabilidad en sentido estricto h2 se puede usar para medir el impacto de la selección, cuanto mayor sea el valor en una población, mayor será el cambio en el rango fenotípico del carácter en la generación siguiente. Para predecir la respuesta de la selección se usa: ℎ2 = 𝑅 𝑆 donde R es la respuesta de selección (el grado de respuesta al cruce de los progenitores seleccionados) y S es el diferencial de selección (la diferencia entre la media correspondiente a la población seleccionada). Un valor de la heredabilidad en sentido estricto obtenido de esta manera mediante cruces selectivos y midiendo la respuesta en los descendientes es un estimado de la heredabilidad realizada. ¿Qué es la tasa de concordancia? La concordancia genética es la presencia del mismo rasgo fenotípico por lo general en una pareja de gemelos monocigotos, o en una pareja cualquiera de individuos dentro de un grupo donde el rasgo se está estudiando, los estudios de pares gemelares calculan la tasa de concordancia de la aparición de un rasgo fenotípico, generalmente una enfermedad, entre gemelos monocigotos, lo que ayuda a determinar cuánto de la enfermedad es aportado por la carga genética, y cuánto por el ambiente. ¿Qué son los GWAS? En genética, un estudio de asociación del genoma completo es un análisis de una variación genética a lo largo de todo el genoma humano con el objetivo de identificar su asociación a un rasgo observable, en otras palabras, es un estudio en el que se comparan los marcadores de ADN en todo el genoma (material genético completo de una persona) de las personas con una enfermedad o rasgo con el de las personas que no tienen la enfermedad o el rasgo. ¿Qué es y cómo se interpreta un Manhattan Plot? Una gráfica de Manhattan es un tipo de gráfica, generalmente utilizada para mostrar datos con una gran cantidad de puntos de datos, muchos de amplitud distinta de cero y con una distribución de valores de mayor magnitud. ¿Qué es la razón de momios? La razón de momios (RM) es una medida de asociación expresada en términos de posibilidad de ocurrencia de un evento en los individuos que cuentan con el factor de riesgo y es comparado con aquellos participantes que no lo presentan, en otras palabras, es un cociente de dos probabilidades para la ocurrencia de un evento. ¿Qué es la razón de riesgos? El riesgo relativo es el cociente entre el riesgo en el grupo con el factor de exposición o factor de riesgo y el riesgo en el grupo de referencia, que no tiene el factor de exposición, se utiliza fundamentalmente para comparar la frecuencia con que se presenta un problema en dos grupos, uno expuesto a un factor que se supone es causante o favorecedor del problema, y otro no expuesto al factor.
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