Dose xénica

A dose xénica é o número de copias dun determinado xene presente no xenoma.[1] A dose xénica está relacionada coa cantidade de produto xénico (proteínas ou ARNs funcionais) que a célula pode expresar. Como un xene actúa como molde, o número de moldes que ten a célula contribúe á cantidade de produto xénico que se pode producir. Porén, a cantidade de produto xénico producido nunha célula adoita depender máis da regulación da expresión xénica.[2] A dose normal dun xene depende da especie; os humanos xeralmente temos dúas doses, unha copia procedente da nai e outra do pai. Os cambios na dose xénica poden ser o resultado dunha variación no número de copias (insercións ou delecións de xenes), ou de aneuploidías (anormalidades no número de cromosomas). Estes cambios poden ter consecuencias fenotípicas significativas.[1]

Ploidía

Cariograma micrográfico dun macho humano. Mostra dous conxuntos dos 22 cromosomas autosómicos e do par cromosómico 23 cun cromosoma X e un Y.
Cariograma esquemático do ser humano, mostrando 22 cromosomas homólogos, e os pares de cromosomas sexuais tanto femininos (XX) coma masculinos (XY) (abaixo á dereita), así como o xenoma mitocondrial (a escala abaixo á esquerda). Véxase cariotipo.

A ploidía indica o número de copias completas de cromosomas dunha célula.

Os humanos teñen normalmente unha dose xénica de dous. Como son diploides, teñen dous conxuntos de 23 cromosomas diferentes, polo que se fala de pares de cromosomas. O número de copias de cromosomas xeralmente correlaciónase co número de copias dun xene presentes no xenoma. Por exemplo, o xene que codifica a subunidade beta da hemoglobina (HBB) está localizado no cromosoma 11. Os humanos teñen dúas copias do cromosoma 11, e, polo tanto, dúas copias do xene HBB.[3]

Como os humanos son diploides (obteñen aleatoriamente unha copia de cada cromosoma de cada proxenitor) poden herdarse diferentes alelos. A dose xénica pode pode verse afectada se unha persoa presenta dous alelos diferentes no xene considerado (heterocigoto) e un é defectuoso. Ditos portadores de alelos defectuosos no caso da anemia falciforme, que levan un alelo normal para a hemoglobina e outro defectuoso, só producen como resultado a metade da hemoglobina normal, e a outra metade é a hemoglobina S defectuosa, o que lles causa unha versión leve da anemia falciforme (trazo falciforme). Mais os individuos que teñen os dous alelos defectuosos presentan anemia falciforme con síntomas graves.

Non todas as especies son diploides como os humanos (ver poliploidía). Por exemplo, algunhas especies de amorodos son octoploides, xa que teñen oito copias de cada cromosoma e, en consecuencia, oito copias de cada xene se ese xene tiña unha soa copia por cromosoma. Algunhas especies de trigo son hexaploides e algunhas de melón son triploides.

Aneuploidía

Se un individuo ten un número anormal de só un par cromosómico determinado (os demais pares teñen a dose normal), entón dise que presenta aneuploidía. A aneuplidía é moi común en humanos, xa que arredor do 20-40% de todas as concepcións orixinan un embrión con aneuploidía.[4] Porén, a maioría dos casos de embrións con aneuploidías son mortais e acaban en abortos espontáneos. Hai unhas poucas excepcións, como a síndrome de Down e condicións intersexuais, en que o feto é viable. A síndrome de Down é causada por unha trisomía do cromosoma 21 (tres copias do cromosoma en vez das dúas normais). Esta dose xénica incrementa nun 50 % os xenes dese cromosoma. Aínda que non se comprende plenamente, pénsase que este incremento da expresión dos xenes do cromosoma 21 é a causa dalgúns dos trazos característicos da síndrome de Down. Outro exemplo de aneuploidía é a condición intersexual síndrome de Turner, que se presenta cando unha muller ten só un cromosoma X, polo que falta o outro cromosoma X.

Ploidía en procariotas

Os procariotas reprodúcense por reprodución asexual, xeralmente por fisión binaria. O cromosoma bacteriano está presente só nunha copia por célula. Porén, aínda pode haber variacións na dose xénica debido á replicación do ADN, que empeza na orixe de replicación e termina no sitio de terminación. Os xenes que están máis próximos ao sitio da orixe replícanse primeiro e están presentes na célula en dúas copias por maior tempo que os xenes que están máis próximos ao sitio de terminación. Estas lixeiras diferenzas na dose xénica son responsables de variacións na expresión xénica dependendo da posición do xene no cromosoma.[5]

Variación no número de copias

Algúns xenes teñen máis dunha copia nun cromosoma, o cal ás veces é a condición normal, pero outras veces non. Isto denomínase variación no número de copias.

Un exemplo é o xene da alfa-amilase 1 (AMY1), amilase salivar que dixire o amidón, que pode presentar un distinto número de copias en diferentes poboacións humanas, o cal está relacionado coa dieta habitual nesas poboacións (se comen máis amidón teñen máis copias).[6]

Os mecanismos que orixinan esta variación no número de copias, duplicacións e delecións pénsase que están relacionados con recombinacións homólogas non alélicas.[6]

Notas

  1. ↑ 1,0 1,1 Hartwell LH (2011). Genetics: from genes to genomes (4ª ed.). Nova York: McGraw-Hill. p. 435. ISBN 978-0-07-352526-6. 
  2. ↑ Garrett RH, Grisham CM, Andreopoulos S, Willmore W, Gallouzi IE (2013). Biochemistry (1ª ed.). Toronto: Nelson Education. pp. 1079–1083. ISBN 978-0-17-650265-2. 
  3. ↑ Booth A (setembro de 2002). "MEDLINEplus: a golden gateway to health information resources". BMJ Evidence-Based Medicine 7 (5): 136. doi:10.1136/ebm.7.5.136. 
  4. ↑ Nagaoka SI, Hassold TJ, Hunt PA (xuño de 2012). "Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an age-old problem". Nature Reviews. Genetics 13 (7): 493–504. PMC 3551553. PMID 22705668. doi:10.1038/nrg3245. 
  5. ↑ Bryant JA, Sellars LE, Busby SJ, Lee DJ (outubro de 2014). "Chromosome position effects on gene expression in Escherichia coli K-12". Nucleic Acids Research 42 (18): 11383–11392. PMC 4191405. PMID 25209233. doi:10.1093/nar/gku828. 
  6. ↑ 6,0 6,1 Perry GH, Dominy NJ, Claw KG, Lee AS, Fiegler H, Redon R, et al. (outubro de 2007). "Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation". Nature Genetics 39 (10): 1256–60. PMC 2377015. PMID 17828263. doi:10.1038/ng2123. 

Véxase tamén

Outros artigos