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HERENCIA POLIGÉNICA Y
   MULTIFACTORIAL



Dra. Estela Tango
Docente: Genética
Herencia poligénica
•Se refiere a rasgos físicos que dependen de más de un gen
localizados en distintos cromosomas o distintos loci de un mismo
•Es el conjunto responsable de muchos caracteres que parecen
sencillos desde la superficie.
Caracteres: peso, forma, altura, color y metabolismo son
gobernados por el efecto acumulativo de muchos genes.
•La herencia poligénica no se expresa como graduaciones de
pequeñas diferencias (una variación continua).
•Cuando la herencia muestra variaciones continuas es porque
esta controlada por el efecto aditivo de 2 o + pares de genes.
La herencia poligénica se distingue:
• Cuantificarse midiendo más que contando.
• Dos o más pares de genes contribuyen al fenotipo.
• La expresión fenotípica abarca un gran rango.

• En humanos se observan en:

•   Altura y peso.
•   Color de ojos
•   Inteligencia
•   Color de la piel
•   Muchas formas de comportamiento
• Es decir la herencia poligénica se da cuando algún
  carácter se debe a la acción de más de un gen que
  pueden tener además más de dos alelos, lo cual origina
  numerosas combinaciones que son la causa de que
  exista una gradación en los fenotipos; es típico de
  caracteres cuantitativos, es decir, que se pueden medir
  con alguna unidad de medida .
RASGOS MONOGÉNICOS (HERENCIA MENDELIANA)
   Color de la semilla de guisante: amarilla o verde
             → Característica discontinua




                       100%




            3 (75%)   1 (25%)
carácter discontinuo o cualitativo
HERENCIA POLIGÉNICA
Color de la semilla de trigo: variación
continua → característica cuantitativa




         GENES ADITIVOS
carácter continuo o cuantitativo




           Harmonia axyridis
HERENCIA MONOGÉNICA vs POLIGÉNICA




   Rasgo monogénico: discontinuo   Rasgo poligénico: continuo
Nilsson-Ehle, 1908
herencia poligénica
Variación discontinua: el fenotipo está
situado entre dos o más clases            bien
diferenciadas y no superponibles.

Variación continua: la distribución de los
caracteres fenotípicos se reparte entre uno y
otro extremo de una escala de un modo continuo
• Herencia monogénica (Mendeliana):
producida por la acción de un único gen
(variación discontinua).

• Herencia poligénica: producida por la
acción de varios genes (variación continua).

Rasgo poligénico es
   el fenotipo resultante de
 la acción de dos o más
  genes.
CARACTERÍSTICAS DE LA HERENCIA POLIGÉNICA


• Los rasgos suelen
cuantificarse midiéndolos,
no contándolos.

• Los rasgos pueden estar
controlados por dos o más
genes, cada uno de los
cuales aporta un elemento
aditivo habiendo algunos
que no aportan nada.
Estatura de los varones reclutados
     para el servicio militar en 1939




     Distribución en forma de campana de Gaus
La media está indicada por una línea vertical continua
REGRESIÓN A LA MEDIA

Tendencia en un sistema
poligénico a que los
descendientes de unos
parentales con fenotipos
extremos muestren un
fenotipo que constituya el
término medio de los
fenotipos de los parentales.
REGRESIÓN A LA MEDIA
  EJEMPLO

                         ESTATURA

             varón 2,13 m        mujer 2,03
 P1           Aa Bb Cc              Aa Bb cc



Gametos ABC, ABc, AbC,          ABc, Abc, aBc,
abc
      Abc, aBC, aBc, abC, abc
REGRESIÓN A LA MEDIA




Tabla de Punnett mostrando los 32 combinaciones genotípicas.
Los genotipos que dan lugar a los fenotipos de mayor estatura
aparecen en rojo.
REGRESIÓN A LA MEDIA


                                 Distribución de frecuencias
                                 de los fenotipos de los
                                 descendientes




La posibilidad de tener un hijo de 2.13 m de altura es
sólo de alrededor del 28%. La altura de la mayor parte
de los descendientes tiene tendencia a situarse en la
media de los dos extremos: 1.98 m
¿ A QUE SE DENOMINA HERENCIA
MULTIFACTORIAL?
    Aun pobremente comprendida, es un reto
  inmediato de las investigaciones que enfoca el
      PROYECTO GENOMA HUMANO.



 GENOMA       INTERACCION            AMBIENTE
HERENCIA MULTIFACTORIAL
  Son consecuencia de mutaciones en uno o                 dos
  más genes, mas influencias ambientales.
  Las influencias ambientales intervienen en
  forma significativa en la manifestación de la enfermedad.
  Se postula que cada uno de los genes involucrados tiene
  un efecto aditivo, tienen un efecto común aumentando
  el valor del fenotipo sobre una basal.
  Ej: Además de varios genes involucrados en la
  hipertensión arterial, influyen factores ambientales, dieta
  con sal, estrés, etc. ¿Cómo estos factores interactúan
  para desencadenar la afección?.No se conoce.
CARACTERÍSTICAS DE LA
  HERENCIA MULTIFACTORIAL
• Los rasgos suelen cuantificarse midiéndolos, no
contándolos.

• Los rasgos pueden estar controlados por dos o más
genes, cada uno de los cuales aporta un elemento
aditivo, habiendo algunos que no aportan nada.


Expresión variable de los
fenotipos por interacción
con factores ambientales
HERENCIA MULTIFACTORIAL

             El genotipo afecta al
             peso de la planta, pero
             las         condiciones
             medioambientales
             determina             qué
             genotipo    produce    la
             planta de mayor peso.
Alteraciones que muestran una
         herencia multifactorial
• -Malformaciones congénitas :
    ▫   a)Labio leporino/hendidura palatina.
    ▫   b)Luxación congénita de la cadera.
    ▫   c)Defectos cardiacos congénitos.
    ▫   d)Defectos del tubo neural.
    ▫   e)Estenosis pilorica.

• -Enfermedades           del adulto:
    ▫   a)Diabetes Mellitus.
    ▫   b)Epilepsia.
    ▫   c)Glaucoma.
    ▫   d)Hipertensión arterial.
    ▫   e)Cardiopatía isquemica.
    ▫   f)Esquizofrenia.
•
Características de la herencia
          multifactorial
• Agregación familiar, sin un patrón claro de herencia en
  una familia.
• El riesgo es mayor para parientes en 1er. grado,
  menor para parientes en 2do. grado y desciende más
  lentamente para familiares más lejanos.
• El riesgo de recurrencia es mayor cuanto más
  afectados hay en la familia.
• El riesgo de recurrencia es mayor cuanto más grave
  es la malformación.
• Si un rasgo multifactorial es más frecuente en un sexo,
  el riesgo familiar es mayor, si el afectado es del sexo
  menos susceptible.
• El riesgo de recurrencia familiar de un
  rasgo multifactorial aumenta si hay consanguinidad.
CORRELACIÓN ENTRE PARIENTES
   proporción de genes en común
Transtornos                            Rasgos
Diabetes mellitus insulinodependiente              Estatura
Hipertensión arterial esencial (0,62)           Color de la piel
Enfermedad de Alzheimer                      Coeficiente intelectual
Enfermedad bipolar (maníaco-depresiva) (1)     Presión sanguínea
Esquizofrenia (0,85)
Cardiopatías
Autismo (1)
Pie zambo (0,58)
Labio leporino (0,76)
Luxación congénita de cadera
Estenosis pilórica (0,75)
Infarto de miocardio hombres (0,26)
Infarto de miocardio mujeres (0,60)
etc
Efecto umbral
• Existe un límite de adición de factores, por debajo del cual
  el rasgo no se expresa ,es el umbral 
• Cuando se sobrepasa el umbral el rasgo se hace aparente.
  Algunos individuos exceden el umbral, pese a tener poca
  exposición a factores ambientales, porque tienen riesgo
  genético alto, y otros lo hacen por exposición a una carga
  ambiental elevada, alcanzado el umbral, mismo resultado.
DISTRIBUCIÓN DISCONTINUA DE LA
   HERENCIA MULTIFACTORIAL
 Estenosis pilórica

                      Individuos afectados en
                      determinadas condiciones
                      ambientales.
                      Los defectos de cierre del
                      tubo neural aparecen con
                      más frecuencia en niñas
                      y la estenosis pilórica es
                      más común en varones.
FACTORES QUE INCREMENTAN EL
          RIESGO DE RECURRENCIA
a) Presencia de más de un
   familiar afectado.
b) Presencia en un familiar con
   el trastorno en forma grave.
c) Existir en la familia una
   persona     afectada    que
   pertenece al sexo con menos
   probabilidades de sufrir la
   enfermedad.
d) Consanguinidad en la familia.
Estudio de gemelos
 y adopciones
 • Los gemelos monocigóticos (idénticos) poseen en común
   material genético idéntico, en tanto que los gemelos
   dicigóticos (fraternos) comparten el mismo grado de
   similitud genética que los hermanos que no son gemelos.
 • Posiblemente los gemelos criados juntos comparten en
   tornos muy similares. Si están presentes los efectos
   genéticos, entonces los gemelos monocigóticos deben ser
   más parecidos, que los gemelos dicigóticos.
 • Los estudios de adopción permiten separar los factores
   ambientales de los genéticos, los adoptados al nacer son
   educados en entorno distinto al de su familia genética.
VARIANZA
COMPONENTES DE LA
           VARIANZA FENOTÍPICA




La varianza de una distribución tiene causas genéticas y ambientales
HEREDABILIDAD (h2)

La heredabilidad es la proporción de la variación
fenotípica total de una condición que se debe a
la variación genética aditiva.
La heredabilidad no indica el grado de determinación genética

                        Raza pura: todos los caracteres H = 0

       ¿significa que todos los caracteres están determinados por el ambiente?


       La heredabilidad no indica nada sobre la naturaleza de las
       diferencias poblacionales de una característica

Tres países con la misma constitución genética:

País R: todos comen mucha proteína todos altos poca variación ambiental          H = 0,9
País S: todos comen poca proteína   todos bajos poca variación ambiental         H = 0,9
País T: cada uno come distinto altos y bajos mucha variación ambiental           H = 0,3


                      La heredabilidad indica
       si las diferencias entre individuos de una población
               son debidas a los genes o al ambiente
Heredabilidad de un carácter
                                                  Distribución
                                                  fenotípica
                                                  de la población
                                 aa Aa AA         en su conjunto




                              Maa M MAA Valor fenotípico
                                   Aa

 •Si distintos genotipos de una población presentan distintas
 distribuciones para un carácter, decimos que carácter es heredable.
 •El valor fenotípico de un carácter en un individuo de la población
 depende de su genotipo y de su ambiente.
    z: valor fenotípico de un individuo           z=g+e
    g: efecto medio del genotipo
    e: efecto del ambiente
Heredabilidad en humanos
•Distribución de la F2 de
cruzamientos que se dan de forma
natural
    •Ejemplo, color de la piel

•Estudio de gemelos
    •Limitaciones:
        •Muestras pequeñas
        •Aleatoriedad ambiente
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        común,...)

•Estudio de adopciones
Concordancia de caracteres en estudios de gemelos
                            Gemelos idénticos   Gemelos fraternos
                             (monocigóticos)      (dicigóticos)
        Color del pelo             89                  22
        Color de los ojos         99,6                 28
        Presión sanguínea          63                  36
        Lateralidad                79                  77
        (diestro o zurdo)
        Sarampión                  95                   7
        Pie zambo                  23                   2
        Tuberculosis               53                  22
        Cáncer de mama             6                    3
        Esquizofrenia              80                  13
        Síndrome de Down           89                   7
        Espina bífida              72                  33
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Clase 6 herencia poligenica y multifactorial

  • 1. HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL Dra. Estela Tango Docente: Genética
  • 2. Herencia poligénica •Se refiere a rasgos físicos que dependen de más de un gen localizados en distintos cromosomas o distintos loci de un mismo •Es el conjunto responsable de muchos caracteres que parecen sencillos desde la superficie. Caracteres: peso, forma, altura, color y metabolismo son gobernados por el efecto acumulativo de muchos genes. •La herencia poligénica no se expresa como graduaciones de pequeñas diferencias (una variación continua). •Cuando la herencia muestra variaciones continuas es porque esta controlada por el efecto aditivo de 2 o + pares de genes.
  • 3. La herencia poligénica se distingue: • Cuantificarse midiendo más que contando. • Dos o más pares de genes contribuyen al fenotipo. • La expresión fenotípica abarca un gran rango. • En humanos se observan en: • Altura y peso. • Color de ojos • Inteligencia • Color de la piel • Muchas formas de comportamiento
  • 4. • Es decir la herencia poligénica se da cuando algún carácter se debe a la acción de más de un gen que pueden tener además más de dos alelos, lo cual origina numerosas combinaciones que son la causa de que exista una gradación en los fenotipos; es típico de caracteres cuantitativos, es decir, que se pueden medir con alguna unidad de medida .
  • 5. RASGOS MONOGÉNICOS (HERENCIA MENDELIANA) Color de la semilla de guisante: amarilla o verde → Característica discontinua 100% 3 (75%) 1 (25%)
  • 7. HERENCIA POLIGÉNICA Color de la semilla de trigo: variación continua → característica cuantitativa GENES ADITIVOS
  • 8. carácter continuo o cuantitativo Harmonia axyridis
  • 9. HERENCIA MONOGÉNICA vs POLIGÉNICA Rasgo monogénico: discontinuo Rasgo poligénico: continuo
  • 11. Variación discontinua: el fenotipo está situado entre dos o más clases bien diferenciadas y no superponibles. Variación continua: la distribución de los caracteres fenotípicos se reparte entre uno y otro extremo de una escala de un modo continuo
  • 12. • Herencia monogénica (Mendeliana): producida por la acción de un único gen (variación discontinua). • Herencia poligénica: producida por la acción de varios genes (variación continua). Rasgo poligénico es el fenotipo resultante de la acción de dos o más genes.
  • 13. CARACTERÍSTICAS DE LA HERENCIA POLIGÉNICA • Los rasgos suelen cuantificarse midiéndolos, no contándolos. • Los rasgos pueden estar controlados por dos o más genes, cada uno de los cuales aporta un elemento aditivo habiendo algunos que no aportan nada.
  • 14. Estatura de los varones reclutados para el servicio militar en 1939 Distribución en forma de campana de Gaus La media está indicada por una línea vertical continua
  • 15. REGRESIÓN A LA MEDIA Tendencia en un sistema poligénico a que los descendientes de unos parentales con fenotipos extremos muestren un fenotipo que constituya el término medio de los fenotipos de los parentales.
  • 16. REGRESIÓN A LA MEDIA EJEMPLO ESTATURA varón 2,13 m mujer 2,03 P1 Aa Bb Cc Aa Bb cc Gametos ABC, ABc, AbC, ABc, Abc, aBc, abc Abc, aBC, aBc, abC, abc
  • 17. REGRESIÓN A LA MEDIA Tabla de Punnett mostrando los 32 combinaciones genotípicas. Los genotipos que dan lugar a los fenotipos de mayor estatura aparecen en rojo.
  • 18. REGRESIÓN A LA MEDIA Distribución de frecuencias de los fenotipos de los descendientes La posibilidad de tener un hijo de 2.13 m de altura es sólo de alrededor del 28%. La altura de la mayor parte de los descendientes tiene tendencia a situarse en la media de los dos extremos: 1.98 m
  • 19. ¿ A QUE SE DENOMINA HERENCIA MULTIFACTORIAL? Aun pobremente comprendida, es un reto inmediato de las investigaciones que enfoca el PROYECTO GENOMA HUMANO. GENOMA INTERACCION AMBIENTE
  • 20. HERENCIA MULTIFACTORIAL Son consecuencia de mutaciones en uno o dos más genes, mas influencias ambientales. Las influencias ambientales intervienen en forma significativa en la manifestación de la enfermedad. Se postula que cada uno de los genes involucrados tiene un efecto aditivo, tienen un efecto común aumentando el valor del fenotipo sobre una basal. Ej: Además de varios genes involucrados en la hipertensión arterial, influyen factores ambientales, dieta con sal, estrés, etc. ¿Cómo estos factores interactúan para desencadenar la afección?.No se conoce.
  • 21.
  • 22. CARACTERÍSTICAS DE LA HERENCIA MULTIFACTORIAL • Los rasgos suelen cuantificarse midiéndolos, no contándolos. • Los rasgos pueden estar controlados por dos o más genes, cada uno de los cuales aporta un elemento aditivo, habiendo algunos que no aportan nada. Expresión variable de los fenotipos por interacción con factores ambientales
  • 23. HERENCIA MULTIFACTORIAL El genotipo afecta al peso de la planta, pero las condiciones medioambientales determina qué genotipo produce la planta de mayor peso.
  • 24. Alteraciones que muestran una herencia multifactorial • -Malformaciones congénitas : ▫ a)Labio leporino/hendidura palatina. ▫ b)Luxación congénita de la cadera. ▫ c)Defectos cardiacos congénitos. ▫ d)Defectos del tubo neural. ▫ e)Estenosis pilorica. • -Enfermedades del adulto: ▫ a)Diabetes Mellitus. ▫ b)Epilepsia. ▫ c)Glaucoma. ▫ d)Hipertensión arterial. ▫ e)Cardiopatía isquemica. ▫ f)Esquizofrenia. •
  • 25. Características de la herencia multifactorial • Agregación familiar, sin un patrón claro de herencia en una familia. • El riesgo es mayor para parientes en 1er. grado, menor para parientes en 2do. grado y desciende más lentamente para familiares más lejanos. • El riesgo de recurrencia es mayor cuanto más afectados hay en la familia. • El riesgo de recurrencia es mayor cuanto más grave es la malformación. • Si un rasgo multifactorial es más frecuente en un sexo, el riesgo familiar es mayor, si el afectado es del sexo menos susceptible. • El riesgo de recurrencia familiar de un rasgo multifactorial aumenta si hay consanguinidad.
  • 26. CORRELACIÓN ENTRE PARIENTES proporción de genes en común
  • 27.
  • 28. Transtornos Rasgos Diabetes mellitus insulinodependiente Estatura Hipertensión arterial esencial (0,62) Color de la piel Enfermedad de Alzheimer Coeficiente intelectual Enfermedad bipolar (maníaco-depresiva) (1) Presión sanguínea Esquizofrenia (0,85) Cardiopatías Autismo (1) Pie zambo (0,58) Labio leporino (0,76) Luxación congénita de cadera Estenosis pilórica (0,75) Infarto de miocardio hombres (0,26) Infarto de miocardio mujeres (0,60) etc
  • 29. Efecto umbral • Existe un límite de adición de factores, por debajo del cual el rasgo no se expresa ,es el umbral  • Cuando se sobrepasa el umbral el rasgo se hace aparente. Algunos individuos exceden el umbral, pese a tener poca exposición a factores ambientales, porque tienen riesgo genético alto, y otros lo hacen por exposición a una carga ambiental elevada, alcanzado el umbral, mismo resultado.
  • 30. DISTRIBUCIÓN DISCONTINUA DE LA HERENCIA MULTIFACTORIAL Estenosis pilórica Individuos afectados en determinadas condiciones ambientales. Los defectos de cierre del tubo neural aparecen con más frecuencia en niñas y la estenosis pilórica es más común en varones.
  • 31. FACTORES QUE INCREMENTAN EL RIESGO DE RECURRENCIA a) Presencia de más de un familiar afectado. b) Presencia en un familiar con el trastorno en forma grave. c) Existir en la familia una persona afectada que pertenece al sexo con menos probabilidades de sufrir la enfermedad. d) Consanguinidad en la familia.
  • 32.
  • 33. Estudio de gemelos y adopciones • Los gemelos monocigóticos (idénticos) poseen en común material genético idéntico, en tanto que los gemelos dicigóticos (fraternos) comparten el mismo grado de similitud genética que los hermanos que no son gemelos. • Posiblemente los gemelos criados juntos comparten en tornos muy similares. Si están presentes los efectos genéticos, entonces los gemelos monocigóticos deben ser más parecidos, que los gemelos dicigóticos. • Los estudios de adopción permiten separar los factores ambientales de los genéticos, los adoptados al nacer son educados en entorno distinto al de su familia genética.
  • 35. COMPONENTES DE LA VARIANZA FENOTÍPICA La varianza de una distribución tiene causas genéticas y ambientales
  • 36. HEREDABILIDAD (h2) La heredabilidad es la proporción de la variación fenotípica total de una condición que se debe a la variación genética aditiva.
  • 37. La heredabilidad no indica el grado de determinación genética Raza pura: todos los caracteres H = 0 ¿significa que todos los caracteres están determinados por el ambiente? La heredabilidad no indica nada sobre la naturaleza de las diferencias poblacionales de una característica Tres países con la misma constitución genética: País R: todos comen mucha proteína todos altos poca variación ambiental H = 0,9 País S: todos comen poca proteína todos bajos poca variación ambiental H = 0,9 País T: cada uno come distinto altos y bajos mucha variación ambiental H = 0,3 La heredabilidad indica si las diferencias entre individuos de una población son debidas a los genes o al ambiente
  • 38. Heredabilidad de un carácter Distribución fenotípica de la población aa Aa AA en su conjunto Maa M MAA Valor fenotípico Aa •Si distintos genotipos de una población presentan distintas distribuciones para un carácter, decimos que carácter es heredable. •El valor fenotípico de un carácter en un individuo de la población depende de su genotipo y de su ambiente. z: valor fenotípico de un individuo z=g+e g: efecto medio del genotipo e: efecto del ambiente
  • 39. Heredabilidad en humanos •Distribución de la F2 de cruzamientos que se dan de forma natural •Ejemplo, color de la piel •Estudio de gemelos •Limitaciones: •Muestras pequeñas •Aleatoriedad ambiente (ambiente intrauterino común,...) •Estudio de adopciones
  • 40. Concordancia de caracteres en estudios de gemelos Gemelos idénticos Gemelos fraternos (monocigóticos) (dicigóticos) Color del pelo 89 22 Color de los ojos 99,6 28 Presión sanguínea 63 36 Lateralidad 79 77 (diestro o zurdo) Sarampión 95 7 Pie zambo 23 2 Tuberculosis 53 22 Cáncer de mama 6 3 Esquizofrenia 80 13 Síndrome de Down 89 7 Espina bífida 72 33 Psicosis maniaco- 80 20 80 depresiva

Notas del editor

  1. Otros ej: Altura, peso y presi ó n arterial en humanos Tasa de crecimiento en ratones Peso semillas en plantas Producci ó n en litros de leche en el ganado