Subsector: Biología. Nivel: Segundo medio. Colegio: Los Nogales. Profesora: Cristina Rojo Vargas.Herencia ligada al sexo. Determinación del sexo: El fenotipo sexual de un individuo es el resultado de la interacción entre genotipo y ambiente, con una influencia decreciente de este último a medida que la complejidad del organismo es mayor. Este carácter sexual tiene una determinación genética que establece los mecanismos de desarrollo de células germinales, su migración y posterior formación de gónadas. Posteriormente ocurre una diferenciación sexual, dado por la respuesta tisular al estímulo hormonal producido a nivel gonadal, que determina la expresión fenotípica del genotipo sexual. Existen en la naturaleza (dependiendo de la especie) distintos mecanismos de determinación sexual: a) Determinación sexual por cromosomas sexuales: En este caso, el sexo depende de la presencia o ausencia de determinados cromosomas. En el reino animal, los sistemas más frecuentes de determinación sexual son: • Sistema XX-XY. Presente en mamíferos. El sexo femenino tiene dos cromosomas iguales XX (sexo homogamético) y el sexo masculino tiene dos cromosomas diferentes XY (sexo heterogamético). El cromosoma Y posee los genes que determinan la diferenciación a macho. • Sistema ZZ-ZW. Se da en aves, reptiles, mariposas y algunas especies de peces. En este caso el macho es el sexo homogamético (ZZ) y la hembra el heterogamético (ZW). • Sistema XX-XO. La hembra es homogamética XX y el macho heterogamético (XO) posee un sólo cromosoma X y no tiene cromosoma Y. Se da en libélulas y saltamontes. b) Determinación de sexo por equilibrio genético: Drosophila posee un sistema XX-XY pero el cromosoma Y no determina el sexo masculino, aunque sea necesario para la fertilidad. La determinación sexual se encuentra en los autosomas y depende de la relación numérica entre el número de cromosomas X y el de juegos autosómicos (A). c) Determinación del sexo por haploidia: Los huevos fecundados (diploides) dan lugar a hembras y los no fecundados (haploides) a machos. Ejemplo: las abejas. d) Acción de factores ambientales: En ciertas especies de reptiles, tortugas y peces, el sexo se determina en función de la temperatura de incubación de los huevos. El mecanismo que explica este fenómeno es que la inducción de la aromatasa (enzima que convierte testosterona en estrógenos) durante el desarrollo, depende de la temperatura. Por lo tanto a mayor temperatura se favorece la diferenciación a hembras. En el hombre el sexo de un individuo es determinado genéticamente en el momento de la fecundación, dependiendo de la información contenida en los gametos precursores. Genes localizados en el cromosoma Y son responsables de los eventos moleculares y celulares que establecen la diferenciación del primordio indiferenciado a gonadas masculinas. Sin embargo, los cromosomas sexuales (especialmente el cromosoma X) poseen muchos genes que no están relacionados con la determinación y diferenciación sexual. Aquellos genes también son genes ligados al sexo. Herencia ligada al sexo. Es la herencia relacionada con el par sexual. Si bien ambos cromosomas sexuales provendrían de un ancestro común, poseen zonas de información distintiva, responsables de la expresión de diversos rasgos, que guardando algunas consideraciones, siguen patrones de herencia que obedecen a las leyes mendelianas. Si los genes que determinan los caracteres o enfermedades se ubican en el cromosoma Y serán genes ligados al cromosoma Y. Así mismo si se ubican en el cromosoma X serán genes ligados al cromosoma X. Estos últimos a su vez pueden dividirse en aquellos cuya expresión requiere de una sola copia alélica (Dominante) y aquellos que necesitan de dos copias alélicas para manifestarse (Recesivo). La herencia ligada al cromosoma X es la más estudiada debido a que su frecuencia es más elevada y presentan un patrón de herencia característico que permite fácilmente identificarlos. Se han determinado que existen aproximadamente 1100 genes ligados al cromosoma X de los cuales alrededor del 40% se asocia a enfermedad. La herencia ligada al sexo, fue descubierta en 1910 con los experimentos realizados por Morgan, quien describió la mutación white en Drosophila, cuyo fenotipo es ojos blanco (fenotipo normal es ojos rojos). Para entender la herencia ligada al sexo, estudiaremos el patrón de herencia de la hemofilia, una enfermedad genética recesiva ligada al X (FIGURA 2). Primero debemos recordar que en la meiosis femenina, cada óvulo recibe un cromosoma X. En la meiosis masculina, cada espermatozoide puede recibir un cromosoma X o un cromosoma Y. Si un espermatozoide que lleva un cromosoma X fecunda al óvulo, el cigoto dará lugar a una hembra (XX); si un espermatozoide que lleva un cromosoma Y fecunda al óvulo, el cigoto dará lugar a un macho (XY). (FIGURA 1) FIGURA 1 En la FIGURA 2a se describe el cruzamiento entre una mujer normal y un varón con hemofilia. Como los varones poseen un solo cromosoma X basta la presencia de un alelo defectuoso para manifestar el fenotipo (HEMICIGOTO). En este caso el varón es hemofílico. Al segregar los gametos, TODOS los gametos femeninos tienen cromosomas X normales, mientras que los gametos masculinos que poseen el cromosoma X CONTIENEN el gen defectuoso. En un cruzamiento hipotético entonces, los hijos serán normales y las hijas serán heterocigotas. Como la hemofilia es recesiva, las heterocigotas no manifiestan la enfermedad y son PORTADORAS. En el segundo ejemplo (FIGURA 2b) se describe el cruzamiento entre un varón normal y una mujer portadora. La MITAD de los gametos de la mujer poseen el cromosoma X con el gen defectuoso y los gametos masculinos que portan el cromosoma X tienen el alelo NORMAL. Por lo tanto la mitad de hijos e hijas recibirán de su madre un cromosoma X con el alelo defectuoso. Las Hijas serán Portadoras pero los varones serán HEMOFILICOS. FIGURA 2 Características de la herencia RECESIVA ligada al sexo. • Si la mujer es heterocigota para el alelo estudiado (XAXa), el 50% de sus hijos heredarán y expresarán la característica, mientras que el 50% de sus hijas portarán el alelo • Si la madre es homocigota recesiva (XaXa) el 100% de los hijos expresará la característica. • El hombre hemicigótico (XaY) aportará a sus hijas el alelo recesivo pero éstas sólo serán portadoras. • La incidencia del carácter es mayor en hombres que en mujeres, porque para que una mujer esté afectada, el padre tendría que estar afectado y la madre ser portadora. • Las mujeres afectadas provienen de un padre afectado y una madre portadora. • Una mujer puede ser portadora de un gen recesivo en uno de sus cromosomas X sin saberlo y transmitírselo a su hijo, que expresará el rasgo o el trastorno. -Análisis genético de rasgos o caracteres cualitativos Árbol genealógico: Herencia Recesiva Ligada al sexo Enfermedades más comunes en la Herencia Ligada al Sexo Recesivo son: a) Daltonismo o Ceguera para los Colores. b) Distrofia muscular de Duchenne. c) Síndrome de Lesch-Nyhan d) Hemofilia. Características de la herencia DOMINANTE ligada al sexo. • Si una mujer es heterocigota (XAXa) para cierta característica, es esperable que el 50% de sus hijos y el 50% de sus hijas hereden el cromosoma XA que lleva el alelo de la característica estudiada y a su vez manifiesten la enfermedad. • Si la mujer es homocigota (XAXA) para dos alelos dominantes entonces toda su progenie heredará el alelo y también expresará la característica. • Si un hombre tiene el cromosoma XA que lleva el alelo dominante de la característica estudiada, todas sus hijas expresarán la característica, mientras que ninguno de sus hijos lo hará ya que estos heredan el cromosoma Y del padre. • Es más común en mujeres que en hombres. -Análisis genético de rasgos o caracteres cualitativos Árbol genealógico: Herencia Dominante Ligada al sexo Algunas enfermedades Dominantes Ligada al Cromosoma X a) Síndrome de Rett. b) Raquitismo hidrofosfatémico resistente a vitamina D. c) Síndrome de Bloch-Sulzberger o Incontinencia Pigmenti.