Antonio Barbadilla

Antonio Barbadilla

Deberán quedar bien claros los siguientes puntos

•Determinación del sexo•Determinación en Drosophila•Determinación en humanos

•Herencia ligada al sexo•Herencia influida por el sexo•Herencia limitada a un sexo

•Compensación de dosis•Drosophila•C. elegans•Humanos: el corpúsculo de Barr y la hipótesis de Lyon

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OBJETIVOS TEMA 4: Herencia del sexo

Determinación del sexo, ligamiento al sexo, compensación de dosis

Antonio Barbadilla

Determinación del sexo

•Genética•Cromosomas sexuales (heteromórficos)

Sistemas XY, X0, ZW y cromosomas múltiples

•Ploidía (himenópteros)

•Genes no asociados a cromosomas heteromórficos (hongos,...)

•Ambiental •Temperatura (salamandras, gambas, reptiles)

•Substrato de fijación (gusanos y gasterópodos marinos)

•Tamaño corporal (anélidos marinos, algunos peces)

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Tema 4: Herencia del sexo

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Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY

En 1905 N. Stevens observó que Drosophila melanogaster tiene 4 pares de cromosomas

•Un par de cromosomas, que se llegaron a designar X e Y, eran heteromórficos (homólogos de forma claramente distinta)

•Las hembras de Drosophila portaban dos cromosomas X y los machos portaban un X y un Y (por tanto su herencia es mendeliana, razón 1:1)

Complemento cromosómico: 2A + XX 2A + XY

2A = diploidía cromosomas autosómicosX = cromosoma sexual

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Tema 4: Herencia del sexo

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Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY

•Calvin Bridges (1922)

Demuestra estudiando individuos poliploides (3n, 4n,...) que el sexo en Drosophila viene determinado por el cociente de cromosomas X (el cromosoma sexual) y los cromosomas no sexuales (llamados autosómicos)

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla

Resultados experimentales de Calvin Bridges en D. melanogaster

Número de cromosomas

X

3 4 4 3 2 1 2 1 1

Ploidía autosomas

(A)

2 3 4 3 2 1 3 2 3

Número total de

cromosomas

9 13 16 12 8 4

11 7

10

Razón X/A

1,50 1,33 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,50 0,33

Sexo

Metahembra Hembra Hembra Hembra Hembra Hembra

Intersexo Macho

Metamacho

Conclusión:

X/A = 0,5

X/A = 1

0,5 < X/A < 1 Intersexo6

Antonio Barbadilla

Sistema XY Determinación en Drosophila: equilibrio génico X/A

gen Sex-lethal (Sxl) -> Interruptor maestro (enzima que corta RNA)

Embrión Drosophila

X:A = 1

gen Sxl activo

X:A = 0,5

gen Sxl inactivo

Tiempo

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Tema 4: Herencia del sexo

Se han localizado al menos 3 genes en el X (elementos del numerador X/A) y otros tantos en los autosomas (elementos del denominador)

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Sistema XY

Gónadas se convierten en testículos

Gen OdInhibición

Tiempo

Actúa gen TDFsi está presente

•Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro) en el cromosoma Y (Tdy en ratones)

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla

Sistema XY

Gónadas se convierten en ovarios

Gen Od

Tiempo

Sin TDF

se expresa

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Tema 4: Herencia del sexo

•Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro) en el cromosoma Y (Tdy en ratones)

Antonio Barbadilla

Sistema XY

•Determinación humanos y ratón (mamíferos)

Cuatro hermano/as (cromosómicamente XY) con síndrome de feminización testicular (insensibilidad congénita a los andrógenos). 22A + XY

Síndrome de feminización

testicular

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla Tema 4: Herencia del sexo

11http://www.nature.com/news/sex-redefined-1.16943

Sex redefined -> Interesting article byAinsworth, C. 2015 Sex redefined. Nature 2015 518: 288-91

Fórum de discusión del artículo

Antonio Barbadilla

Sistema X0, ZW y cromosomas múltiples

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Tema 4: Herencia del sexo

•X0: Insectos (saltamontes)•ZW Aves y peces

ZZ ->

ZW ->

•Cromosomas múltiplesNemátodo (Ascaris incurva)

35 cromosomas (26A + 8X + Y)42 cromosomas (26A + 16X)

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Tipos de herencia ligada al sexo

Porción no homóloga, genes ligados al X

Genes holándricos

Región pseudoautosómica

X

Y

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Tema 4: Herencia del sexo

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Tipos de herencia ligada al sexo

Cromosomas sexuales humanos

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla Tema 4: Herencia del sexo

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Degeneración del cromosoma Y en mamíferos

Scientific American 2001

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Herencia ligada al X

Thomas H. Morgan (1910) mutante white Drosophila

Fenotipo WhiteFenotipo Salvaje

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla

P1

F1

F2

x

1/2

1/2

y

Xw YX+ X+

X+ Xw X+ Y

X+ Y

Xw Y

1/2 X+ X+

1/2 X+ Xw

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Tema 4: Herencia del sexo

Cruce salvaje con white

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P1

F1

F2

x

1/2

1/2y

Cruce recíproco

X+ YXw Xw

X+ Xw Xw Y

X+ Xw

Xw Y

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Tema 4: Herencia del sexo

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Ejemplo de herencia ligada

al X en humanos:

Ceguera a los colores o

daltonismo

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Tema 4: Herencia del sexo

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Carácter limitado por el sexo

Los caracteres que se expresan sólo en un sexo, aunque los genes que lo determinan estén presentes en ambos sexos.

Ejemplos: formación de las mamas y ovarios en hembras, distribución del vello facial y producción de esperma en machos, coloración del plumaje y el canto en aves, cuernos de cabras y antílopes,...

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Tema 4: Herencia del sexo

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Carácter influido o controlado por el sexo

Caracteres que aparecen en ambos sexos, pero se expresa más en uno que en otro. Los genes se localizan en regiones autosómicas o pseudoautosómicas y sus expresión depende del contexto hormonal.

Ejemplo: Calvicie prematura en humanos

GenotipoFenotipo

Hombres Mujeres

a’a’ Calvicie Calviciea’a Calvicie No calvicieaa No calvicie No calvicie

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Tema 4: Herencia del sexo

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Compensación de dosis• Mamíferos: Corpúsculo de Barr (1949, cromatina muy condensada perteneciente al cromosoma X). Hipótesis de M. Lyon: Todos los X - 1 de una célula se inactivan al azar dando lugar al corpúsculo de Barr

Núcleo de una célula de la mucosa bucal en humanos

Corpúsculo de Barr

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Tema 4: Herencia del sexo

Mary F. Lyon (1925–2014)

Nature: Obituary

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Compensación de dosis• Mamíferos: Inactivación al azar del X

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Tema 4: Herencia del sexo

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Compensación de dosisMamíferos: Consecuencias de la compensación de dosis por inactivación aleatoria del X

Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó

Un centro de inactivación del X inicia la inactivación

Patrón de ausencia de glándulas sudorípadas en hembras heterocigotas para el gen de la displasia ectodermal

Mosaicismo en mujeres

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Tema 4: Herencia del sexo

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Ejemplos de mosaicismo

ligados al cromomosomaX en hembras

Gata calicó25

Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla Tema 4: Herencia del sexo

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Evolución de la inactivación del X en mamíferos

Scientific American 2001

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Compensación de dosis

Diferentesmecanismos de compensación

de dosis

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Tema 4: Herencia del sexo

Antonio Barbadilla Tema 4: Herencia del sexo

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• El síndrome de Turner se debe a una constitución X0. ¿Por qué no son mujeres normales si tienen, como todas las mujeres, un único cromosoma X activado?

• ¿Qué función tiene el cromosoma Y en Drosophila?

• ¿Cuántos genes se han descrito en el cromosoma Y humano? ¿Cómo explicarías la escasez de genes en este cromosoma?

• ¿Cómo explicas que el gen white se encuentre en el cromosoma X de Drosophila melanogaster?

• ¿Te has preguntado que consecuencias evolutivas puede tener las herencia ligada al X sobre los genes que se encuentran en este cromosoma?

• Muchas aves son tetracromáticas, ¿cuántos tipos de ceguera a los colores predecirías en estas aves? ¿y en el hombre?

• Dos interesantes lecturas sobre la evolución de los cromosomas sexuales: – Evolución del cromosoma Y El País 23 de abril 2014– The story of the X chromosome