Poliploidía en Animales

Variaciones Cromosómicas Numéricas
HAPLOÍDIA
ANEUPLOÍDIA
POLIPLOIDÍA
HAPLOÍDIA
Condición de un organismo,
tejido o célula que…
…presenta un solo juego de
cromosomas
Normal o anormal
HAPLOÍDIA
Pino
Angiospermas
Allomyces macrogynus (hongo acuático)
Rhizopus stolonifer (Moho del pan)
HAPLOÍDIA
Haploide disómico : Un cromosoma repetido
Haploide de adición : Un cromosoma extra de otra
especie
Haploide nulisómico (nuli-haploide): Falta un
cromosoma
Haploide de sustitución: Sustitución por cromosoma/s
de otra especie
Haploidia en animales (poco frecuente):
Arrenotoquia: la progenie masculina es partenogenética (huevos no
fecundados) y la femenina es por reproducción sexual (huevos
fecundados).
Orden Hymenoptera (+Homoptera, Coeloptera…)
haplodiploidía- machos haploides y homocigotos; hembras heterocigotas
Más Haploidia en animales:
-Partición del gameto femenino antes de la fusión de los pronúcleos (salamandras)
Frankhauser y Griffits, 1939
Reino Vegetal: aprox: 100 especies
Aplicaciones: Producción de homocigotos
Producción de dobles haploides en maíz:
Doubled Haploids: A simple method to improve
efficiency of maize breeding
http://www.youtube.com/watch?v=V2jOEuZjjrg
ANEUPLOIDÍA
Condición de un organismo, tejido o células…
…cuya constitución cromosómica no comprende un
número exacto de los cromosomas básicos propios de
la especie
Viabilidad: depende de lo que se pierda o gane… (una
vez más se acusa más el desequilibrio en el reino
animal que en el vegetal) y de lo que pase en Meiosis
Trisómicos: maíz, cebada, centeno, espinaca……….
Mamíferos trisómicos: humano, ratón, gato, perro
(todas nocivas)
ANEUPLOIDÍA
ANEUPLOIDÍA
Origen de los:
Nulisómicos:
Monosómicos:
Trisómicos:
Tetrasómicos:
gametos:
(n-1) + (n-1)
(n-1) + n
(n+1) + n
(n+1) (n+1)
Origen de gametos (n-1) y de (n+1):
-Asinapsis, desinapsis, no-disyunción
-Disyunción 3:1 de asociación meiótica
cuadrivalente como consecuencia de
una translocación recíproca
-Segregación normal de individuos nulimono- tri- o tetra-
El fenómeno de la “no disyunción”
ANEUPLOIDÍA
Comportamiento Citogenético:
-Mitosis: normal (salvo que esté afectado algún gen clave del proceso)
-Meiosis:
Monosómicos (2n-1):
En metafase I:
Que el cromosoma desparejadosea reabsorbido en placa (gametos n-1; n-1)
Que se vaya correctamente a un polo (n; n-1)
Que sufra división ecuatorial: pueden formarse gametos con n y n-1
Que sufra misdivisión (puede dar lugar a isocromosomas)
Nulisómicos (2n-2):
Sin problema (salvo gen afectado, se ven problemas de asinapsis
en trigo).
Pero dan lugar a gametos n-1…
Trisómicos:
Puede formar n-1 bivalentes y trivalente
Puede formar n bivalentes y un univalente
Gametos n y n+1
Tetrasómicos:
Lo más habitual es:
Cuadrivalente y n-1 bivalentes
Trivalente, univalente y n-1 bivalente
n+1 bivalente
Deberían producirse gametos n+1, pero a veces la disyunción 3:1 de
un cuadrivalente produce gametos n
El caso Datura stramonium
2n=24
muchos casos en cereales…
En humanos // cromosomas sexuales
POLIPLOIDÍA
POLIPLOIDÍA
Cambio en el número cromosómico que involucra dotaciones
completas de cromosomas (euploidía) (Winkler, 1916)
La poliploidía supone un incremento del número de cromosomas
característico del complemento diploide: 2n a 3n, 4n, 6n, 8n…
Gran importancia evolutiva:
-Los Poliploides permanecen aislados reproductivamente de la especie
de origen
-Se trata del mecanismo más rápido conocido de especiación
Usada en mejora genética: gran importancia comercial
De forma natural (y artificial):
Plantas *> Animales
(algas)
(hongos)
*en todos los grupos
Por su origen los poliploides pueden ser:
AUTOPOLIPLOIDES: derivados de una sola especie
diploide por multiplicación de sus cromosomas
AA
AAAA
ALOPOLIPLOIDES derivados de un híbrido entre dos
especies diploides
AA
BB
AB / AABB
No disyunción
(gametos 2N)
Tendencia a la
diploidía:
(importancia de la R!)
Futuro de una Poliploidía;
Puntos clave:
1) Generación de la duplicación (no disyunción)
2) Importancia del material duplicado en el individuo
3) El paso por la Meiosis
4) Retorno a la Diploidía
1
2
3
4
*
Futuro de una Poliploidía;
Puntos clave:
1) Generación de la duplicación (no disyunción)
2) Importancia del material duplicado en el individuo
3) El paso por la Meiosis
4) Retorno a la Diploidía
Poliploides más comunes:
TRIPLOIDES (3n):
ORIGEN: Gametos diploides (también llamados "gametos no reducidos")
gametos haploides (de la misma especie), dando lugar a un autotriploide (3n)
IMPORTANCIA ECONÓMICA: Infertilidad
TETRAPLOIDES (4n):
ORIGEN: Dos juegos de gametos diploides (de la misma especie)
(La duplicación se puede llevar a cabo con compuestos químicos, como el
alcaloide llamado colchicina)
IMPORTANCIA ECONÓMICA: Frutos más grandes
Métodos de Poliploidización (no disyunción más…)
Consecuencias fenotípicas del aumento de ploidía:
-Aumento del tamaño celular
-Ciclos de crecimiento más largos
-Aumento del tamaño de órganos
-Menor número de células
-Fertilidad reducida
Autopoliploides más comunes:
Triploides (3n):
Platanero, manzano, gengibre, melón, limón
Tetraploides (4n):
Trigo duro, maíz, algodón, patata, repollo, puerro, tabaco,
cacahuete
Hexaploides (6n):
Crisantemo, Trigo
Octaploides (8n):
Fresa, Dalia, Azúcar de caña
Consecuencias Genéticas de la Autopoliploidía:
Proporción homocigotos: heterocigotos:
Diploide (2n): Aa x Aa
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
1/1
Tetraploide (4n): AAaa x AAaa
AA
Aa
Aa
aa
AA
AAAA
AAAa
AAaa
AAaa
Aa
AAAa
AAaa
AAaa
Aaaa
Aa
AAAa
AAaa
AAaa
Aaaa
aa
AAaa
Aaaa
Aaaa
aaaa
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Aumento del grado de heterocigosidad= variabilidad
(Alopoliploidía=aumento de la variabilidad)
Alopoliploides:
Poliploidía: importante para el cruzamiento de especies
Alopoliploides:
Un alopoliploide modelo:
Algodón
Genoma A: Asia y África (2n=26)
Genoma D: América (2n=26)
Genoma AADD (2n=52)
Un alopoliploide
modelo:
Trigo
Rábano + col
(raddish + cabbage=Rabbage)
Esta planta tenía las hojas del
rábano y las raíces de la col
Poliploidía en Animales
(poco frecuente)
Invertebrados:
Insectos, crustáceos (partenogenéticos)
Ej: Gorgojo (orden Coleoptera)
Vertebrados:
Anfibios (Ceratophrididae, Odontophrinus) (¿pasado partenogenético?)
Peces (mejora animal)
Poliploidía en Animales
¿Por qué es poco frecuente?
Como consecuencia de la presencia de más de un juego de cromosomas
sexuales se produciría un desequilibrio genético (Muller, 1925)
-Drosophila, 2n=8 (6 autosomas, 2 sexuales)
Existe cr Y, pero no determina el sexo;
X/A=1 hembra (2X/2 sets A)
X/A= 0.5 macho (1X/2 sets A)
X/A distinto 0.5-1 interesexo-estéril
-Un caso análogo (en humano) XXY o XXXY produce Síndrome de Klinefelter
Poliploidía en Animales
¿Por qué es poco frecuente?
-Para que situaciones análogas sean viables, el cromosoma derivado (Y o W)
tiene que tener alto poder masculinizante / feminizante:
Bombyx mori (gusano de seda):
ZZ (macho)
ZW (hembra)
Presencia de W (hembra)
-Además:
La diferenciación de tejidos es un
proceso más complejo en animales
que en plantas, el desequilibrio genético
generado puede afectar más
NOMBRES E HITOS CLAVE EN EL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN DE
LA POLIPLOÍDIA EN ANIMALES
Muller (1925) atribuyó la baja frecuencia de poliploidía en animales
superiores al desequilibrio que origina el incremento del número de
cromosomas sexuales en el mecanismo genético de determinación del
sexo.
White (1951), los insectos y crustáceos partenogenéticos presentan
razas y especies poliploides.
Astaurov (1969) para que se establezca una especie poliploide bisexual
primero debe producirse una línea poliploide partenogenética y
después debe ocurrir una reversión a la bisexualidad.
Besak (1970) proponen que en peces y en anfibios la formación de
nuevas especies por poliploidía sigue siendo un mecanismo evolutivo
importante debido a que los cromosomas sexuales de estas especies
están en un estado indiferenciado.
NOMBRES E HITOS CLAVE EN EL ESTUDIO DE LA
EVOLUCIÓN DE LA POLIPLOÍDIA EN PLANTAS
Müntzing, en 1936 y Darlington, en 1937, proponen que cerca la mitad de las
angiospermas son poliploides
Stebbins, en 1950,estimó tal frecuencia en 30 a 35%.
Grant Las especies con número haploide superior a n=14 eran poliploides.
Se estimó que el 47% de las angiospermas (58% de las monocotiledóneas y
43% de las dicotiledóneas) eran poliploides.
Goldblatt Todos los taxones con números cromosómicos básicos por
encima de x=8 o x=9 deben haber tenido un origen poliploide. Utilizando esta
regla, calculó que el 70% de las monocotiledóneas eran poliploides.