Gen

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Genética del sexo
2
Reproducción sexual

• La reproducción sexual consiste en la formación
  de las células germinales o gametos (meiosis), su
  aislamiento de las restantes células del
  individuo y su posterior fusión (fecundación)
  para dar lugar a una nueva célula (cigoto) que,
  por un proceso múltiple de división celular y
  diferenciación, se transforma en un nuevo
  individuo.
• En las plantas superiores, haplo-diplontes, las
  fases haploide (gametofítica) y diploide
  (esporofítica) se corresponden con etapas más o
  menos equilibradas dentro del ciclo vegetativo
  del individuo
• (R) (R)
• Cigoto ? Esporofito ? Espora sexual ?
  Gametofito ? Gameto ? / ?
• 2n 2n n
  n n
  (fecundación)
• (división)
  Macrosporas Grano
  polen (3n) Nucleo generativo
• (diferenciación) Planta
  Microsporas Saco embrionario
  Ovocélula

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Determinismo genético del sexo

• El determinismo genético del sexo agrupa al
  conjunto de factores y mecanismos genéticos que
  definen el carácter sexo de un individuo.
• La diferenciación sexual es la expresión
  fenotípica de dicha constitución genética, y
  conlleva la capacidad de producir dos clases
  complementarias de células germinales o gametos.
• Determinación genética críptica del sexo ()
• 1. Por el medio (ambiente)
• 2. Por el desarrollo (espacial/temporal)
• Determinación genética del sexo
• 3. Por el genotipo

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() Determinación genética críptica del sexo

• Se conocen algunos casos, tanto en el reino
  animal como vegetal, en los que la aparición del
  sexo de los individuos no parece estar regulado
  por ningún control génico, sino más bien por
  circunstancias ambientales.
• Parece en este caso más acertado hablar de una
  determinación genética críptica del sexo, en
  cuanto que a pesar de no conocerse los
  mecanismos genéticos que intervienen, no cabe la
  menor duda de que si un organismo reacciona
  siempre de igual manera ante similares
  circunstancias ambientales, quiere decir que
  existe una información genética precisa que
  provoca la misma respuesta (diferenciación
  sexual) al mismo estímulo.

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1. Diferenciación por el ambienteBonellia
viridis (gusano marino)

• Si el cigoto de Bonellia se deposita en la
  trompa de una hembra origina un individuo macho,
  que vive parásito en ella. Si el cigoto queda
  libre, origina un individuo hembra.
• La acción ambiental origina la masculinización
  de las larvas (adición en el medio de extracto de
  probóscide de hembras originan machos).

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Diferenciación por el ambiente

• Equisetum sp. (cola de caballo), cuando crece en
  abundancia de nutrición y luz solar tiende a la
  femineidad, mientras que en condiciones pobres
  tiende a la masculinidad.
• Cucurbita pepo (calabacín), el efecto de la
  temperatura y el fotoperiodo modifican su
  diferenciación sexual. Así, temperaturas altas y
  días largos tienden a la formación de flores
  masculinas, mientras que las temperaturas bajas y
  los días cortos favorecen el desarrollo de flores
  femeninas.
• Spinacia oleracea (espinaca), la aplicación
  artificial de días cortos produce flores
  masculinas en plantas femeninas.
• La abundancia de nitrógeno en plantas promueve la
  femineidad y reprime la masculinidad, lo mismo
  que ciertas hormonas de crecimiento (auxinas).

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2. Diferenciación por el desarrollo

• En el espacio
• En algunos organismos la clase de gameto
  producido depende del lugar del cuerpo en que se
  forma, pero ambas clases de gametos se producen
  en el mismo individuo.
• Los seres que llevan al mismo tiempo órganos
  productores de gametos masculinos y órganos
  productores de gametos femeninos, se llaman
  hermafroditas.
• En las plantas, cuando las flores son
  unisexuales, pero las masculinas y las femeninas
  se producen en la misma planta, la especie se
  dice monoica (y la planta es hermafrodita, aunque
  sus flores no lo sean maíz).

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Diferenciación por el desarrollo

• En el espacio formación simultánea
• de gametos masculinos y femeninos
• por diferenciación histológica caso
• de organismos hermafroditas o
• plantas monóicas.
• En el tiempo el individuo pasa
• por diferentes fases sexuales a lo
• largo de su ciclo vital (Crepidula
• machos-hermafroditas-hembras
• Funaria ..). Cannabis sp., el tipo
• de gameto puede depender del
• momento del desarrollo.

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Sustancias químicas alteran el sexo

• Hembras de mejillones y de otras conchas marinas
  de las costas de Galicia, Cataluña y Valencia
  sufren graves mutaciones en su sexo. El agente
  antialgas tributiltin (TBT) provoca alteraciones
  sexuales que producen masculinización en las
  hembras. En la concha marina Nucellas lapidus,
  aproximadamente el 60 de las hembras procedentes
  de Galicia han desarrollado un pene, aunque no
  pueden copular.
• La femeinización de los machos es cada día más
  frecuente en especies (incluida la humana
  disruptores endocrinos)
• Caimanes de florida (estériles por exposición a
  vertidos de DDT).
• Peces machos con órganos femeninos en ríos
  ingleses (p-nonilfenol).
• Salmones canadienses cambian de sexo al pasar
  junto a fábricas de papel y lo recuperan al
  alejarse.
• Biscenol-A (plásticos, pegamentos, biberones,
  sellos de caries y preservativos), manifiesta
  propiedades estrogénicas.

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3. Diferenciación genotípica en plantas (I)

• En vegetales, el sexo está determinado por el
  genotipo pero su expresión (diferenciación
  sexual), como hemos visto anteriormente, puede
  estar sujeta a numerosos factores modificadores
  (temperatura, fotoperiodo, nutrición, factores
  hormonales, combinaciones aloplásmicas, etc)
• Cucurbita pepo (temperatura y fotoperiodo)
• Spinacia oleracea (fotoperiodo)
• Atriplex canescens (plantas XXXX ? XXYY ?
  XXXY monóicas y varían el sexo en función de la
  temperatura)
• Aegilops ovata (ocurre una transformación de
  estambres en pistilos -pistiloidía- originada
  por aloplasmia, que es inducida por
  retrocruzamiento con Triticum durum ).
• Pero cuando los gametos masculinos y femeninos
  son producidos en diferentes individuos y la
  clase de gameto producida depende de su genotipo,
  se dice que hay una determinación genotípica del
  sexo.

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Diferenciación genotípica en plantas (II)

• Diferenciación monogénica
• Ecballium elaterium, variedad dioica
• Un gen, dos alelos (D,d)
• Plantas ? dd X Plantas ? Dd
• Ecballium elaterium, variedad monoica
  (hermafrodita)
• Serie alélica (D gt ? gt d)
• D masculinidad Plantas dióicas ? (D ?) y (D
  d)
• ? monoecia Plantas monoicas (? ?) y (? d)
• d femineidad Plantas dióicas ? (d d)

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Diferenciación genotípica en plantas (III)

• Diferenciación multigénica
• El complejo génico determinante del sexo se
  localiza en los cromosomas sexuales o
  heterocromosomas, el resto de cromosomas, cuya
  segregación en meiosis no influye en la
  determinación del sexo, se llaman autosomas.
• Tipo XX ? -XY ?
• Plantas hepáticas y dicotiledóneas
• Tipo WZ ? -WW ?
• Fragaria elatior
• Tipo X-Y múltiple
• Rumex acetosa (XY1Y2 ? XX ?)

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Diferenciación genotípica en plantas
(IV)Sistema XX-XY
Región apareante Cromosomas
sexuales Región diferencial (Los
genes con loci en esta región presentan doble
dosis génica en las hembras y hemicigosis en los
machos).
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Tipos de herencia ligada al sexo
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Herencia ligada al sexo genes del segmento
diferencial del cromosoma X

• Cuando un gen está situado sobre el segmento
  diferencial del cromosoma X los cruces recíprocos
  entre líneas puras no son iguales en cuanto a su
  descendencia.
• Un caso clásico es el de las gallinas listadas de
  Bateson. Cruzamientos entre dos estirpes de
  gallina con un plumaje claramente diferenciado
  la raza Langshan Black, de plumaje negro liso, y
  la raza Plymouth Rock barrada con un plumaje a
  rayas muy característico (en gallinas el macho es
  el sexo homogamético).

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Cruzamientos de William Bateson

• Bateson demostró la segregación de genes situados
  en el segmento diferencial del cromosoma X
  mediante cruzas entre individuos de las razas
  Plymouth Rock barrada y Langshan Black.
• Uno de los cruces produce una F1 uniforme y el
  otro produce hijos machos del mismo fenotipo que
  su madre e hijos hembras del mismo fenotipo que
  su padre. Este fenómeno se denomina herencia
  cruzada.

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Herencia cruzada P WB WB x Wb Z

P Wb Wb x WB Z
18
Herencia ligada al sexo

• Herencia de genes situados en el segmento
  diferencial del cromosoma X
• X
• Obtener F1 y F2 (proporciones fenotípicas y
  genotípicas)

? ?
19
Herencia ligada al sexo

• Herencia de genes situados en el segmento
  diferencial del cromosoma Y
• Cuando el gen en estudio se encuentra localizado
  en el segmento diferencial
• del cromosoma Y, el fenotipo correspondiente sólo
  se observa en machos
• (carácter holándrico). Estos caracteres se
  transmiten de padres a hijos
• varones. Se cumple que
• 1. Sólo hay machos afectados.
• 2. Todos los afectados son hijos de afectados.
• 3. En este tipo de genes no tiene sentido hablar
  de dominancia ni recesividad, porque estos alelos
  siempre están en hemicigosis y, por tanto,
  siempre se expresan en el fenotipo.
• 4. El ejemplo más repetido de este tipo de
  genes, en humanos, es el del gen de la
  hipertricosis o borde de la oreja peluda
  (aborígenes australianos y ciertas poblaciones de
  la India, donde puede llegar al 16 de los
  adultos en realidad se debe a la interacción
  entre dos genes, uno de ellos situado en el
  segmento diferencial del cromosoma Y, y otro
  localizado en el apareante. Debido a este segundo
  gen, excepcionalmente, aparecen mujeres con
  hipertricosis).

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Fenotipo de la hipertricosis
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Herencia ligada al sexo genes situados en el
segmento diferencial del cromosoma Y

• En el segmento diferencial del
• cromosoma Y está localizado
• el gen IC productor de la ictiosis.
• La enfermedad pasa del padre a
• todos los hijos varones, como
• se muestra en la figura siguiente.

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Influencia del sexo en la herencia

• El sexo de un individuo puede influir en la
  manifestación fenotípica de caracteres que no
  tienen ningún tipo de relación con el sexo.
• 1. Herencia influida por el sexo
• 2. Herencia limitada a un sexo

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Herencia influida por el sexo

• Los genes que determinan este tipo particular de
  herencia pueden encontrarse en cualquiera de los
  autosomas o en las porciones homólogas de los
  cromosomas sexuales y la dominancia del factor
  depende del sexo del individuo.
• Así ocurre en ovinos con la herencia del carácter
  mocho o ausencia de cuernos, siendo el carácter
  mocho dominante en las hembras y recesivo en los
  machos.
• Carácter cuernos 1 gen (C1
  cuernos - C2 sin cuernos)
• Genotipos posibles C1C1
  C1C2 C2C2
• Machos
  Hembras
• C1 C1 Con cuernos Con cuernos
• C1 C2 Con cuernos Sin cuernos
• C2 C2 Sin cuernos Sin cuernos
• El alelo C1 es dominante en los
  machos y recesivo en las hembras

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Herencia limitada a un sexo

• Los rasgos limitados a un sexo se deben a
  genes autosómicos que se encuentran en ambos
  sexos, pero sólo puede expresarlo uno de ellos
  (este efecto se debe en los animales superiores a
  la conformación anatómica que impide en de dicho
  carácter).
• Ejemplos
• Producción de leche en hembras
• Producción de huevos
• Superovulación

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Tareas del alumno

• Realizar los cruzamientos entre aves de corral
  (gallinas) de la diapositiva 17. Teniendo en
  cuenta que el macho, en estas aves, es el sexo
  homogamético (WW) y la hembra el heterogamético
  (WZ), que el gen está situado en el segmento
  diferencial del cromosoma X y que el alelo B_
  barrado gt bb negro (ejemplo WB). Indica en cada
  cruzamiento fenotipo y genotipo de parentales,
  de F1 y de F2.
• Realiza el cruzamiento propuesto en la
  diapositiva 18 y su recíproco. Dibuja los
  cromosomas de los individuos e indica, en cada
  generación, los genes que portan (genotipos) y su
  fenotipo.