2.2: Alelos múltiples, dominancia incompleta y codominancia

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Introducción

Gregor Mendel supo mantener las cosas simples. En el trabajo de Mendel sobre plantas de guisante, cada gen vino en solo dos versiones diferentes, o alelos, y estos alelos tenían una relación de dominación agradable y clara (con el alelo dominante anulando completamente al alelo recesivo para determinar la apariencia de la planta).

Hoy en día, sabemos que no todos los alelos se comportan tan directamente como en los experimentos de Mendel. Por ejemplo, en la vida real:

Los pares de alelos pueden tener una variedad de relaciones de dominio (es decir, un alelo del par puede no “ocultar” completamente al otro en el heterocigoto).
A menudo hay muchos alelos diferentes de un gen en una población.

En estos casos, el genotipo de un organismo, o conjunto de alelos, aún determina su fenotipo, o características observables. Sin embargo, una variedad de alelos pueden interactuar entre sí de diferentes maneras para especificar el fenotipo.

Como nota al margen, probablemente tengamos suerte de que los genes de guisante de Mendel no mostraran estas complejidades. Si lo hubieran hecho, es posible que Mendel no hubiera entendido sus resultados, y no hubiera descubierto los principios básicos de la herencia, ¡que son clave para ayudarnos a entender los casos especiales!

Dominio incompleto

Los resultados de Mendel fueron pioneros en parte porque contradijeron la idea (entonces popular) de que los rasgos de los padres se mezclaban permanentemente en sus crías. En algunos casos, sin embargo, el fenotipo de un organismo heterocigótico en realidad puede ser una mezcla entre los fenotipos de sus progenitores homocigóticos.

Por ejemplo, en la boca de dragón, Antirrhinum majus, un cruce entre una planta homocigótica de flores blancas ($C^WC^W$) y una planta homocigótica de flores rojas ($C^RC^R$) producirá descendencia con flores rosadas ($C^RC^W$). Este tipo de relación entre alelos, con un fenotipo heterocigoto intermedio entre los dos fenotipos homocigotos, se denomina dominancia incompleta.

Diagrama de un cruce entre plantas de boca de dragón $C^WC^W$ (blanco) y $C^RC^R$ (rojo). Las plantas F1 son rosadas y de genotipo $C^RC^W$.

Todavía podemos usar el modelo de Mendel para predecir los resultados de cruces para alelos que muestran dominancia incompleta. Por ejemplo, la autofertilización de una planta rosada produciría una relación genotipo$1\, C^RC^R : 2\, C^RC^W : 1\, C^WC^W$ y una relación de fenotipo de$1:2:1$ rojo:rosa:blanco. Los alelos aún se heredan de acuerdo con las reglas básicas de Mendel, incluso cuando muestran un dominio incompleto.

La autofertilización de plantas rosadas $C^RC^W$ produce crías rojas, rosadas y blancas en una proporción de 1:2:1.

Codominancia

Estrechamente relacionado con la dominancia incompleta está la codominancia, en la que ambos alelos se expresan simultáneamente en el heterocigoto.

Podemos ver un ejemplo de codominancia en los grupos sanguíneos MN de los humanos (menos famosos que los grupos sanguíneos ABO, ¡pero aún importantes!). El tipo de sangre MN de una persona está determinado por sus alelos de cierto gen. Un$L^M$ alelo especifica la producción de un marcador M que se muestra en la superficie de los glóbulos rojos, mientras que un$L^N$ alelo especifica la producción de un marcador N ligeramente diferente.

Los homocigotos ($L^ML^M$y$L^NL^N$) solo tienen marcadores M o N, respectivamente, en la superficie de sus glóbulos rojos. Sin embargo, los heterocigotos ($L^ML^N$) tienen ambos tipos de marcadores en números iguales en la superficie celular.

En cuanto al dominio incompleto, todavía podemos usar las reglas de Mendel para predecir la herencia de alelos codominantes. Por ejemplo, si dos personas con$L^ML^N$ genotipos tuvieran hijos, esperaríamos ver los tipos de sangre M, MN y N y$L^ML^M$,$L^ML^N$, y$L^NL^N$ genotipos en sus hijos en una$1:2:1$ proporción (¡si tuvieran suficientes hijos para que determinemos las proporciones con precisión!)

Alelos múltiples

El trabajo de Mendel sugirió que solo existían dos alelos por cada gen. Hoy, sabemos que ese no es siempre, ni siquiera usualmente, ¡el caso! Aunque los humanos individuales (y todos los organismos diploides) solo pueden tener dos alelos para un gen dado, pueden existir múltiples alelos en un nivel poblacional, y diferentes individuos en la población pueden tener diferentes pares de estos alelos.

Como ejemplo, consideremos un gen que especifica el color del pelaje en los conejos, llamado$C$ gen. El$C$ gen viene en cuatro alelos comunes:$C$,$c^{ch}$,$c^h$, y$c$:

Un$CC$ conejo tiene pelaje negro o marrón.
Un$c^{ch}c^{ch}$ conejo tiene coloración chinchilla (pelaje grisáceo).
Un$c^hc^h$ conejo tiene patrones del Himalaya (punto de color), con un cuerpo blanco y orejas oscuras, cara, pies y cola.
Un$cc$ conejo es albino, con una bata blanca pura.

Serie alélica del gen de color C en conejos.* Un conejo $CC$ tiene piel negra.* A $c^ {ch} $$c^ {ch} $ conejo tiene coloración chinchilla (pelaje grisáceo) .* Un conejo $c^hc^h$ tiene patrón del Himalaya (punto de color), con cuerpo blanco y extremos oscuros.* Un conejo $cc$ es albino, con un abrigo blanco puro. — *Crédito de imagen: "Características y rasgos: Figura 5”, por OpenStax College, Biología (CC BY 3.0).*

Los alelos múltiples hacen que muchas relaciones de dominación sean posibles. En este caso, el$C$ alelo negro es completamente dominante a todos los demás; el$c^{ch}$ alelo chinchilla es incompletamente dominante a los$c$ alelos del Himalaya$c^h$ y albina; y el$c^h$ alelo del Himalaya es completamente dominante al$c$ alelo alino.

Los criadores de conejos descubrieron estas relaciones cruzando diferentes conejos de diferentes genotipos y observando los fenotipos de los kits heterocigotos (conejitos bebés).

[¿Cómo cambian estos alelos el color del conejo?]

El$C$ gen en conejos codifica una enzima que es necesaria para elaborar un tipo de pigmento llamado melanina en los pelos ^1,2.

El$C$ alelo de este gen codifica una enzima completamente funcional que produce mucho pigmento y da como resultado pelaje negro.
El$c^{ch}$ alelo codifica una enzima que es menos efectiva en la fabricación de pigmento, dando como resultado un pelaje más claro y más grisáceo.
El$c^h$ alelo codifica una enzima defectuosa, donde el defecto hace que la enzima sea muy sensible a la temperatura: funciona bien a bajas temperaturas, pero no funciona en absoluto a temperaturas más altas. Las extremidades del conejo (patas, orejas, etc.) son más frías, por lo que la enzima funciona ahí y hace pigmento. El cuerpo principal del conejo es más cálido, por lo que la enzima no funciona y no se elabora ningún pigmento.
El$c$ alelo codifica una enzima completamente no funcional, lo que lleva a un conejo albino (uno que no produce ningún pigmento en sus pelos).

Nota para los colombóreos del conejo: El color del pelaje del conejo está determinado por una serie de genes, no solo por el$C$ gen. La serie alélica aquí descrita$C$ asume un cierto trasfondo genético para los otros genes, uno en el que un$CC$ genotipo da como resultado un conejo negro.

Colaboradores y Atribuciones

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[Atribución y referencias]

Atribución:

Este artículo es un derivado modificado de “Características y rasgos”,” por OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Descarga gratis el artículo original en http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85.

El artículo modificado está licenciado bajo una licencia CC BY-NC-SA 4.0.

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