Genetica examen

PARCIAL UNIDAD 2

GENÉTICA GENERAL

Preguntas

1. Lea el artículo “X-Chromosome Inactivation: A Crossroads Between Chromosome Architecture and Gene Regulation" y responda las siguientes preguntas:

1. ¿Cuáles fueron los aportes de las siguientes personas en cuanto a nuestro conocimiento sobre la inactivación del cromosoma X?

• Emil Heitz (1892–1965 ):        Estableció, entre 1928 y 1935, la diferenciación de cromosomas en eucromatina (genéticamente activa) y heterocromatina (genéticamente inerte).  Observó en Pellia epiphylla que durante la interfase ciertas regiones de los cromosomas conservaban una tinción oscura (heterocromatina) típica del estado mitótico condensado, mientras que otras regiones se desenredaban y se volvían invisibles (eucromatina). De esta manera, Heitz propuso que la heterocromatina correspondía a las porciones silenciosas de los cromosomas y señaló que esta tinción oscura podía constituir un cromosoma entero (Galupa & Heard, 2018; Passarge, 1979).

• Murray Barr y Ewart Bertram:        En 1949, Murray Barr y su estudiante Ewart Bertram, observaron un cuerpo nuclear fuertemente teñido adyacente al nucléolo en las neuronas de gato hembra pero no en las de macho. Así, sugirieron que este satélite nucleolar podría derivar de la heterocromatina de los cromosomas sexuales de los mamíferos (Galupa & Heard, 2018).

• Susumu Ohno (1928–2000):                En 1959, junto a sus colegas y utilizando células de hígado de rata, descubrió que la cromatina sexual heterocromática en las hembras correspondía sólo a uno y no a los dos cromosomas X (Galupa & Heard, 2018).

• Mary Lyon (1925–2014):        En 1961, basándose en las observaciones de los autores anteriores y en sus propios estudios genéticos con ratones, planteó la hipótesis de que, en las primeras fases del desarrollo embrionario, el cromosoma X paterno o el materno se desactiva genéticamente en cada célula y este estado de inactividad se propaga clonalmente a través de la división celular, lo que da lugar a un mosaicismo celular en las hembras para la expresión de genes ligados al X. Esta hipótesis marcó el debut del campo de la inactivación del cromosoma X. Además, planteó la hipótesis de la repetición, que indica que los elementos nucleares intercalados largos (LINEs) facilitan la propagación de la inactivación del cromosoma X y el silenciamiento eficiente a lo largo del cromosoma (Galupa & Heard, 2018).

1. ¿Qué diferencias se encuentran entre el proceso de inactivación del cromosoma X en mamíferos placentarios con respecto al proceso en otros mamíferos?

La clase Mammalia (mamíferos) se divide en dos subclases: Prototheria (monotremas) y Theria.  En esta última, a su vez, se distinguen las infraclases Metatheria (mamíferos marsupiales) y Eutheria (mamíferos placentarios) (Shevchenko et al., 2013).

Ahora, se cree que la inactivación del cromosoma X ha evolucionado para permitir la compensación de la dosis génica en los mamíferos marsupiales y placentarios como una forma de igualar la expresión génica ligada al X entre los individuos XX y XY (Galupa & Heard, 2018).

De esta manera, Shevchenko et al. (2013) señalan que los monotremas, a diferencia de los mamíferos marsupiales y euterios, utilizan un mecanismo que difiere de la inactivación del cromosoma X para la compensación de la dosis génica. Pues en estos organismos la compensación de dosis funciona solo para genes individuales del cromosoma sexual, asemejándose a la compensación, incompleta y variable, que ocurre en aves.

Por su parte, en mamíferos euterios la inactivación de X está mediada por el lncRNA Xist, el cual no se encuentra en marsupiales. Sin embargo, otro lncRNA, Rsx, parece estar asociado con este proceso en estos organismos (Galupa & Heard, 2018).

Finalmente, se puede decir que el proceso de inactivación del cromosoma X en mamíferos marsupiales y euterios tiene mecanismos epigenéticos y, posiblemente, moleculares comunes. Pero como indica Galupa & Heard (2018), la inactivación de X puede haber evolucionado o haberse hecho más robusta en diferentes linajes de mamíferos por mecanismos basados en el lncRNA, probablemente como resultado de la evolución convergente.

1. Consulte qué son las proteínas del grupo Polycomb y cuáles son sus funciones principales.

Las proteínas del grupo Polycomb son reguladores epigenéticos de la transcripción que desempeñan funciones clave en la identidad de las células madre, la proliferación celular, la apoptosis, la inactivación del cromosoma X y la mayoría de las principales opciones de programación del genoma (Pirrotta, 2017).

De esta manera, Di Croce & Helin (2013), señalan que las proteínas del grupo Polycomb  están presentes en complejos multiproteicos (PRC1 y PRC2) dotados de actividades enzimáticas que modifican las histonas (y otras proteínas) conduciendo al reclutamiento de otros complejos proteicos que, junto con la compactación de la cromatina, llevan al silenciamiento de los genes o a mantenerlo. Así, las proteínas Polycomb contribuyen al mantenimiento de la identidad celular. Sin embargo, se asocian con sus genes diana de forma dinámica, asegurando así procesos de diferenciación estrechamente regulados.

Por otra parte, dado el papel clave de las proteínas Polycomb en la regulación de la expresión de los genes del desarrollo, la mutación, la inactivación o el aumento de la expresión de estas proteínas conduce a una mayor probabilidad de mala expresión de esos genes y, por tanto, a defectos de diferenciación y desarrollo, predisponiendo a células somáticas a varios tipos de enfermedades, incluido el cáncer (Di Croce & Helin, 2013).

Finalmente, Di Croce & Helin (2013) también señalan que, a pesar de tener el panorama general del funcionamiento de las proteínas del grupo Polycomb, aún quedan por comprender una serie de características clave de su función y regulación.

1. Consulte un ejemplo de un gen improntado en algún organismo (diferente a IGF2 y H19), describa su función y cómo funciona el mecanismo de impronta. ¿Concuerda la función del gen con alguna de las hipótesis sobre la evolución de la impronta?

En primer lugar, la impronta genómica es un fenómeno epigenético que conduce a la metilación del ADN y a la expresión de genes específicos dependiendo del sexo del progenitor que lo haya transmitido. Los defectos en este proceso conducen a un desarrollo, crecimiento o comportamiento anormal. Aún no está claro por qué y cómo evolucionó la impronta y se conocen alrededor de 100 genes humanos que están impresos (Bajrami & Spiroski, 2016).

Así, un ejemplo de un gen impreso es el Peg3 (Paternally expressed gene 3). Cabe mencionar que los genes impresos suelen estar agrupados en regiones cromosómicas específicas, por lo que varios genes de un intervalo genómico dado se imprimen juntos como un grupo. En consecuencia, se han identificado seis genes impresos (o improntados) adicionales cerca del locus que rodea a Peg3. Lo que confirma la presencia de un dominio de genes impresos, presente en los genomas de humano y ratón, llamado dominio impreso Peg3 (He & Kim, 2014).