stringtranslate.com

Alelo nulo

Un alelo nulo es un alelo no funcional (una variante de un gen ) causado por una mutación genética . Estas mutaciones pueden provocar una falta total de producción del producto genético asociado o un producto que no funciona correctamente; en cualquier caso, el alelo puede considerarse no funcional. Un alelo nulo no se puede distinguir de la eliminación de todo el locus únicamente por observación fenotípica . [1]

Un alelo mutante que no produce transcripción de ARN se denomina ARN nulo (se muestra mediante transferencia Northern o mediante secuenciación de ADN de un alelo de deleción), y uno que no produce proteína se denomina proteína nula (se muestra mediante transferencia Western ). Un alelo genético nulo o amorfo tiene el mismo fenotipo cuando es homocigoto que cuando es heterocigoto con una deficiencia que altera el locus en cuestión. Un alelo nulo genético puede ser tanto una proteína nula como un ARN nulo, pero también puede expresar niveles normales de un producto genético que no es funcional debido a una mutación.

Los alelos nulos pueden tener efectos letales según la importancia del gen mutado. Por ejemplo, los ratones homocigotos para un alelo nulo de la insulina mueren entre 48 y 72 horas después del nacimiento. [2] Los alelos nulos también pueden tener efectos beneficiosos, [3] como el elevado índice de cosecha del arroz semienano de la revolución verde causado por los alelos nulos en GA20ox-2. [4]

Evidencia

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Un alelo nulo de microsatélite es un alelo en un locus de microsatélite que no se amplifica a niveles detectables en una prueba de reacción en cadena de la polimerasa . [5] Las regiones de microsatélites generalmente se caracterizan por secuencias cortas y repetidas de nucleótidos. [5] Los cebadores que son específicos de un locus particular se utilizan en la amplificación por PCR para unirse a estas repeticiones de secuencias de nucleótidos y se utilizan como marcadores genéticos. [6] [5] Los cebadores se hibridan con cualquiera de los extremos del locus y se derivan de organismos fuente en una biblioteca genómica. La divergencia con las secuencias de referencia (de mutaciones genéticas) da como resultado una mala hibridación de los cebadores, de modo que no se puede utilizar el marcador representativo de un alelo nulo. [6]

Análisis de paternidad

Se observó por primera vez una fuerte evidencia de alelos nulos en el análisis de osos en 1995. [7] En este análisis, se determinó que un padre conocido era homocigoto en un locus determinado, pero produjo descendencia que expresaba un genotipo "homocigoto" diferente. [5] Este resultado llevó a la inferencia de que tanto el padre como la descendencia eran heterocigotos para el locus en estudio. [7]

Ejemplos

Se han estudiado alelos o genes nulos en diferentes organismos, desde los pinos rojos de Minnesota hasta Drosophila melanogaster y ratones. Los alelos nulos son difíciles de identificar porque un individuo heterocigoto para un alelo nulo y un alelo activo es fenotípicamente indistinguible de un individuo homocigoto con ambos alelos activos. [8] En otras palabras, un alelo nulo sólo puede identificarse desde el punto de vista fenotípico si el individuo es homocigoto para el alelo nulo. Los investigadores han podido solucionar este problema mediante el uso de electroforesis detallada , ensayos en gel y manipulación cromosómica. [8] [9] [10]

  1. Allendorf et al. estudiaron la actividad enzimática de la misma especie de semillas de pino rojo recolectadas de dos rodales de árboles diferentes en Minnesota. Los dos grupos de árboles fueron tratados como una población porque no se observaron desviaciones de las frecuencias genotípicas esperadas, como se esperaría si las poblaciones divergieran entre sí. [8] Se probaron muchos loci diferentes para determinar la actividad enzimática utilizando una técnica de electroforesis en gel específica. [11] Los alelos que producían una enzima que carecía de actividad catalítica se denominaron alelos nulos. Se probaron un total de 27 loci en pinos rojos y se encontraron alelos nulos en 3 de esos loci. [8]
  2. Voelker et al. manipularon genéticamente una población de Drosophila melanogaster de Raleigh, Carolina del Norte. en 1980 para determinar la existencia y frecuencia de alelos nulos. El experimento consistió en hacer heterocigoto el cromosoma de una mosca salvaje utilizando las variantes de movilidad en el locus observado. Si el alelo manipulado (ahora heterocigoto) no presentaba un fenotipo heterocigoto, se sospechaba que el alelo era nulo. Estos alelos nulos potenciales se confirmaron cuando no lograron producir un patrón electroforético heterocigoto. Se probaron un total de 25 loci, 5 de los cuales estaban ligados al cromosoma X y los 20 restantes eran autosómicos. No se detectaron alelos nulos en los loci ligados al cromosoma X, pero 13 de los 20 loci autosómicos contenían alelos nulos. [9]
  3. Múltiples experimentos diferentes han utilizado la manipulación genética para inducir mutantes de alelos nulos en poblaciones de ratones con el fin de observar las consecuencias de diferentes combinaciones de alelos en loci específicos. Dos de estos experimentos investigaron el papel del factor de crecimiento similar a la insulina ( Igf ) en el desarrollo embrionario del ratón. Los experimentos sólo diferían en el gen investigado, Igf-1 [10] e Igf-2 . [12] Ambos experimentos utilizaron el proceso de mutagénesis, mediante el cual se cambia el contenido genético del organismo, para producir individuos con diferentes combinaciones de mutaciones nulas. [10] [12] Al observar las consecuencias de diferentes combinaciones de alelos inactivos, los investigadores pudieron deducir las funciones de los factores de crecimiento similares a la insulina en el desarrollo de ratones. El experimento con Igf-1 reveló que, además de su papel después del nacimiento, también es fundamental en el desarrollo del embrión y en la diferenciación de las células. [10]
  4. Un ejemplo de un alelo nulo es el alelo del tipo de sangre 'O' en el sistema de tipos de sangre humanos A, B y O. Los alelos del antígeno A y del antígeno B son codominantes , por lo que ambos se expresan fenotípicamente si ambos están presentes. El alelo del tipo de sangre O, sin embargo, es una versión mutada del alelo del antígeno A, con un cambio de un solo par de bases debido a una mutación genética . La proteína codificada por el alelo O es enzimáticamente inactiva y, por lo tanto, el alelo O se expresa fenotípicamente en individuos OO homocigotos como la falta de cualquier antígeno sanguíneo. Por tanto, podemos considerar el alelo del tipo sanguíneo O como un alelo nulo. [13]

Ver también

Referencias

  1. ^ Peter., Snustad, D. (2012). Genética . Simmons, Michael J. (6ª ed., edición para estudiantes internacionales). Singapur: Wiley. ISBN 978-1118092422. OCLC  770517281.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. ^ Accili, Domenico; Drago, Juan; Lee, Eric; Johnson, Marcos; Genial, Marta; Salvatore, Paola; Asico, Laureano; José, Pedro; Taylor, Simeón; Westphal, Heiner (12 de enero de 1996). "Muerte neonatal temprana en ratones homocigotos para un alelo nulo del gen del receptor de insulina". Genética de la Naturaleza . 12 (1): 106–9. doi :10.1038/ng0196-106. PMID  8528241. S2CID  5610177.
  3. ^ Monroe, J Grey; McKay, Juan; Weigel, Detlef; Inundación, Padraic (11 de febrero de 2021). "La genómica poblacional de la pérdida adaptativa de función". Herencia . 126 (3): 383–395. doi : 10.1038/s41437-021-00403-2 . PMC 7878030 . PMID  33574599. 
  4. ^ Sasaki; ashikari; Ueguchi-Tanaka; Itoh; Nishimura; Intercambio; Ishiyama; Saito; Kobayashi; Hush; Kitano (2002). "Un gen mutante de síntesis de giberelina en el arroz". Naturaleza . 416 (6882): 701–702. doi :10.1038/416701a. PMID  11961544. S2CID  4414560.
  5. ^ abcd Dakin, EE; Avise, JC (4 de agosto de 2004). "Alelos nulos de microsatélites en análisis de paternidad" (PDF) . Herencia . 93 (5): 504–509. doi : 10.1038/sj.hdy.6800545 . ISSN  1365-2540. PMID  15292911.
  6. ^ ab Primmer, CR; Moller, AP; Ellegren, H. (agosto de 1995). "Resolución de relaciones genéticas con marcadores microsatélites: un sistema de prueba de paternidad para la golondrina Hirundo rustica". Ecología Molecular . 4 (4): 493–498. doi :10.1111/j.1365-294x.1995.tb00243.x. ISSN  0962-1083. PMID  8574445. S2CID  28574614.
  7. ^ ab Paetkau, D.; Strobeck, C. (1 de agosto de 1995). "La base molecular y la historia evolutiva de un alelo nulo de microsatélite en osos". Ecología Molecular . 4 (4): 519–520. doi :10.1111/j.1365-294x.1995.tb00248.x. ISSN  1365-294X. PMID  8574449. S2CID  33072622.
  8. ^ abc Allendorf, Fred W.; Knudsen, Kathy L.; Blake, George M. (marzo de 1982). "Frecuencias de alelos nulos en lugares enzimáticos en poblaciones naturales de ponderosa y pino rojo". Genética . 100 (3): 497–504. doi :10.1093/genética/100.3.497. ISSN  0016-6731. PMC 1201825 . PMID  17246067. 
  9. ^ ab Voelker, RA; Langley, CH; Marrón, AJ; Ohnishi, S.; Dickson, B.; Montgomery, E.; Smith, SC (febrero de 1980). "Alelos nulos de enzimas en poblaciones naturales de Drosophila melanogaster: frecuencias en una población de Carolina del Norte". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 77 (2): 1091-1095. Código bibliográfico : 1980PNAS...77.1091V. doi : 10.1073/pnas.77.2.1091 . ISSN  0027-8424. PMC 348430 . PMID  16592770. 
  10. ^ abcd Liu, JP; panadero, J.; Perkins, AS; Robertson, EJ; Efstratiadis, A. (8 de octubre de 1993). "Ratones portadores de mutaciones nulas de los genes que codifican el factor de crecimiento similar a la insulina I (Igf-1) y el receptor de IGF tipo 1 (Igf1r)". Celúla . 75 (1): 59–72. doi : 10.1016/s0092-8674(05)80084-4 . ISSN  0092-8674. PMID  8402901. S2CID  42023430.
  11. ^ Clayton, JW; Tretiak, DN (1 de agosto de 1972). "Tampones de citrato de amina para el control del pH en electroforesis en gel de almidón". Revista de la Junta de Investigación Pesquera de Canadá . 29 (8): 1169-1172. doi :10.1139/f72-172. ISSN  0015-296X.
  12. ^ ab Wraight, Christopher J.; Werther, George A. (1 de octubre de 1995). "El factor de crecimiento similar a la insulina I y el factor de crecimiento epidérmico regulan la proteína de unión al factor de crecimiento similar a la insulina 3 (IGFBP-3) en la línea celular de queratinocitos humanos HaCaT". Revista de Dermatología de Investigación . 105 (4): 602–607. doi : 10.1111/1523-1747.ep12323716 . PMID  7561166.
  13. ^ Decano, Laura (2005). El grupo sanguíneo ABO. Centro Nacional de Información Biotecnológica (EE.UU.).