OBJETIVOS TEMA 4 Herencia del sexo Determinacin del

OBJETIVOS TEMA 4: Herencia del sexo Determinación del sexo, ligamiento al sexo, compensación de dosis 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 y herencia limitada a un sexo • Compensación de dosis • Drosophila • C. elegans • Humanos: el corpúsculo de Barr y la hipótesis de Lyon 2

Determinación del sexo • Genética • Cromosomas sexuales (heteromórficos) Sistemas XY, X 0, 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) Tema 4: Herencia del sexo 3

Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY En 1905 N. Stevens observó que Drosophila melanogater 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: 2 A + XX 2 A + XY 2 A = diploidía cromosomas autosómicos X = cromosoma sexual Tema 4: Herencia del sexo 4

Determinación cromosómica del sexo: Sistema XY • Calvin Bridges (1922) Demuestra estudiando individuos poliploides (3 n, 4 n, . . . ) que el sexo en Drosophila viene determinado por el cociente de cromosomas X (el cromosoma sexual) y los cromosomas no sexuales (llamados autosómicos) Tema 4: Herencia del sexo 5

Resultados experimentales de Calvin Bridges en D. melanogaster X/A = 0, 5 Conclusión: 0, 5 < X/A < 1 Intersexo X/A = 1 Tema 4: Herencia del sexo 6

Sistema XY Determinación en Drosophila: equilibrio génico X/A gen Sex-lethal (Sxl) -> Interruptor maestro (enzima que corta RNA) Tiempo Embrión Drosophila X: A = 1 X: A = 0, 5 gen Sxl activo gen Sxl inactivo Se han localizado al menos 3 genes en el X (elementos del numerador X/A) y otros tantos en los autosomas (elementos del denominador) Tema 4: Herencia del sexo 7

Sistema XY • Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro sexual) en el cromosoma Y (Tdy en ratones) Tiempo Actúa gen TDF si está presente Inhibición Gen Od Gónadas se convierten en testículos Tema 4: Herencia del sexo 8

Sistema XY • Determinación humanos y ratón (mamíferos): gen SRY (Sex-determining Region) (o TDF factor determinante de los testículos: interruptor maestro sexual) en el cromosoma Y (Tdy en ratones) Tiempo Sin TDF Gen Od se expresa Gónadas se convierten en ovarios Tema 4: Herencia del sexo 9

¿Son los sexos dos estados genética y biológicamente bien diferenciados? Sex redefined -> Interesting article by Ainsworth, C. 2015 Sex redefined. Nature 2015 518: 288 -91 Tema 4: Herencia del sexo http: //www. nature. com/news/sex-redefined-1. 16943 10

Sistema XY • Determinación humanos y ratón (mamíferos) síndrome de feminización testicular Cuatro hermanos (cromosómicamente) con síndrome de feminización testicular (insensibilidad congénita a los andrógenos). 22 A + XY Tema 4: Herencia del sexo 11

Sistema X 0, ZW y cromosomas múltiples • X 0: Insectos (saltamontes) • ZW Aves y peces ZZ -> ZW -> • Cromosomas múltiples Nemátodo (Ascaris incurva) 35 cromosomas (26 A + 8 X + Y) 42 cromosomas (26 A + 16 X) Tema 4: Herencia del sexo 12

Tipos de herencia ligada al sexo Porción no homóloga, genes ligados al X X Región pseudoautosómica Y Genes holándricos Tema 4: Herencia del sexo 13

Tipos de herencia ligada al sexo Cromosomas sexuales humanos Tema 4: Herencia del sexo 14

Degeneración del cromosoma Y en mamíferos Scientific American 2001 Tema 4: Herencia del sexo 15

Herencia ligada al X Thomas H. Morgan (1910) mutante white Drosophila Fenotipo Salvaje Tema 4: Herencia del sexo Fenotipo White 16

x P 1 X+ X + Xw Y F 1 y X+ X w F 2 1/2 X+ X+ 1/2 X + Xw Tema 4: Herencia del sexo X+ Y 1/2 Xw Y 17

Cruce recíproco x P 1 Xw X w X+ Y F 1 X+ X w F 2 y Tema 4: Herencia del sexo Xw Y 1/2 X+ X w 1/2 Xw Y 18

Ejemplo de herencia ligada al X en humanos: Ceguera a los colores o daltonismo Tema 4: Herencia del sexo 19

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, . . . Tema 4: Herencia del sexo 20

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 Genotipo Fenotipo Hombres Mujeres a’a’ a’a aa Calvicie No calvicie Tema 4: Herencia del sexo 21

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 Corpúsculo de Barr Mary F. Lyon (1925– 2014) Nature: Obituary Núcleo de una célula de la mucosa bucal en humanos Tema 4: Herencia del sexo 22

Compensación de dosis • Mamíferos: Inactivación al azar del X Tema 4: Herencia del sexo 23

Compensación de dosis Mamíferos: Consecuencias de la compensación de dosis por inactivación aleatoria del X q 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 q 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 Tema 4: Herencia del sexo Mosaicismo en 24 mujeres

Ejemplos de mosaicismo ligados al cromomosoma X en hembras Gata calicó Tema 4: Herencia del sexo 25

Evolución de la inactivación del X en mamíferos Scientific American 2001 Tema 4: Herencia del sexo 26

Compensación de dosis Diferentes mecanismos de compensación de dosis Tema 4: Herencia del sexo 27

• El síndrome de Turner se debe a una constitución X 0. ¿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 Tema 4: Herencia del sexo 28