PATRONES DE HERENCIA Y LA VARIABILIDAD DE EXPRESIONES DE LA CARGA GENÉTICA DE LOS SERES VIVOS

3. Herencia ligada al sexo

Herencia ligada al cromosoma X

Bases cromosómicas de la determinación de sexo. Cromosomas X y Y, herencia ligada al cromosoma X.

Puntos más importantes:

En los humanos y en otros mamíferos, el sexo biológico se determina por un par de cromosomas sexuales: XY en machos y XX en hembras.
Se dice que los genes en el cromosoma X están ligados a X. Los genes ligados a X tienen patrones de herencia distintos porque están presentes en diferentes números en hembras (XX) y machos (XY).
Los trastornos genéticos humanos ligados a X son mucho más comunes en los hombres que en las mujeres debido al patrón de herencia ligado a X.

Introducción

Si eres un ser humano (¡que es casi seguro!), la mayor parte de tus cromosomas viene en pares homólogos. Los dos cromosomas de un par homólogo contienen la misma información básica —es decir, los mismos genes en el mismo orden— pero pueden portar diferentes versiones de estos genes.

¿Todos tus cromosomas están organizados en pares homólogos? La respuesta depende de si eres varón (cromosómicamente).

Un hombre tiene dos cromosomas sexuales, X y Y. A diferencia de los 44autosomas (cromosomas no sexuales), X y Y no portan los mismos genes y no se consideran homólogos.
En lugar de un cromosoma X y uno Y, una mujer tiene dos cromosomas X. Estos cromosomas X sí forman un par homólogo legítimo.

Ya que los cromosomas sexuales no siempre vienen en pares homólogos, los genes que portan muestran patrones únicos y distintivos de herencia.

Un hombre tiene dos cromosomas sexuales, X y Y. A diferencia de los 44 autosomas (cromosomas no sexuales), X y Y no portan los mismos genes y no se consideran homólogos.
En lugar de un cromosoma X y uno Y, una mujer tiene dos cromosomas X. Estos cromosomas X sí forman un par homólogo legítimo.

Ya que los cromosomas sexuales no siempre vienen en pares homólogos, los genes que portan muestran patrones únicos y distintivos de herencia.

Cromosomas sexuales en los humanos

Los cromosomas X y Y en los humanos determinan el sexo biológico de una persona, XX especifica mujer y XY especifica hombre. Aunque el cromosoma Y contiene una pequeña región de similitud con el cromosoma X para que puedan aparearse durante la meiosis, el cromosoma Y es mucho más pequeño y contiene mucho menos genes.

Para ponerle números, el cromosoma X tiene aprox. genes codificantes de proteínas con una amplia variedad de funciones, mientras que el cromosoma Y solo tiene genes codificantes de proteínas y alrededor de la mitad de ellos solo están activos en los testículos (órganos que producen espermatozoides)

El cromosoma Y humano juega un papel clave en la determinación del sexo de un embrión en desarrollo. Esto se debe principalmente a un gen llamado SRY("región de Y determinante del sexo"). SRY se encuentra en el cromosoma Y y codifica una proteína que activa otros genes necesarios para el desarrollo masculino

Los embriones XX no tienen SRY, así que se desarrollan como hembras.
Los embriones XY tienen SRY, así que se desarrollan como machos.

En casos raros, los errores durante la meiosis pueden transferir SRY del cromosoma Y al cromosoma X. Si un cromosoma X que lleva SRY fertiliza un óvulo normal, se producirá un embrión cromosómicamente femenino (XX), que se desarrollará como varón. Si un cromosoma Y deficiente de SRY fertiliza un óvulo normal, se producirá un embrión cromosómicamente masculino (XY) que se desarrollará como una hembra

Genes ligados al cromosoma X

Cuando un gen está presente en el cromosoma X, pero no en el cromosoma Y, se dice que está ligado a X. Los genes ligados a X tienen diferentes patrones de herencia que los genes en los cromosomas no sexuales (autosomas). Eso es porque machos y hembras tienen un número diferente de copias de estos genes

Puesto que una mujer tiene dos cromosomas X, tendrá dos copias de cada gen ligado a X. Por ejemplo, en la mosca de la fruta Drosophila (que, como los humanos, tiene hembras XX y machos XY), hay un gen del color de los ojos llamado white, por su nombre en inglés, que se encuentra en el cromosoma X y una mosca hembra tendrá dos copias de este gen. Si el gen viene en dos alelos diferentes, como X^w(ojos rojos normales, dominante) y X^w(ojos blancos, recesivo), la mosca hembra puede tener tres genotipos: X^wX^w(ojos rojos), X^wX^wa (ojos rojos) y X^wX^w(ojos blancos).

Un macho tiene diferentes posibilidades de genotipos que una hembra. Puesto que solamente tiene un cromosoma X (apareado con un cromosoma Y), solamente tendrá una copia de cualquier gen ligado a X. Por ejemplo, en el caso del color de los ojos de la mosca, los dos genotipos que puede tener un macho son X^w Y (ojos rojos) y X^w Y (ojos blancos). El alelo del cual la mosca macho herede su gen ligado a X determinará su apariencia, porque no tiene otra copia del gen, incluso si el alelo es recesivo en las hembras. En lugar de ser homocigotos o heterocigotos, se dice que los machos son hemicigotos para los genes ligados a X.

Podemos ver cómo el ligamiento sexual afecta los patrones de la herencia al considerar un cruzamiento entre dos moscas, una hembra de ojos blancos (X^wX^w) y un macho de ojos rojos (X^wY). Si este gen estuviera en un cromosoma no sexual, o autosoma, esperaríamos que toda la descendencia tuviera ojos rojos porque el alelo rojo es dominante al alelo blanco. Lo que realmente vemos es lo siguiente:

Sin embargo, debido a que el gen está ligado a X y la madre era la que tenía el fenotipo recesivo (ojos blancos), toda la descendencia macho —que obtiene su único cromosoma X de su madre-tendrá ojos blancos (X^wY) Toda la descendencia hembra tendrá ojos rojos porque recibe dos cromosomas X, y el X^w del padre oculta al X^w, de su madre.

Trastornos genéticos ligados al cromosoma X

Los mismos principios que vemos trabajar en la mosca de la fruta pueden aplicarse a la genética humana. En los humanos, los alelos para ciertos trastornos (incluso algunas formas de daltonismo, hemofilia y distrofia muscular) están ligados al cromosoma X. Estas enfermedades son mucho más comunes en los hombres que en las mujeres debido a su patrón de herencia ligado al cromosoma X.

¿Por qué pasa esto? Vamos a explorarlo con un ejemplo en el cual una madre es heterocigota para un alelo que causa enfermedad. Las mujeres que son heterocigotas para alelos de enfermedad se llaman portadoras y usualmente no muestran síntomas ellas mismas. Los hijos de estas mujeres tienen una probabilidad de 50% de tener el trastorno, pero las hijas tienen poca probabilidad de tener el trastorno (a menos que el padre también lo tenga) y, en cambio, tendrán una probabilidad de 50% de ser portadoras.

¿Por qué pasa esto? Los rasgos recesivos ligados a X aparecen con más frecuencia en machos que en hembras porque si un macho recibe un alelo "malo" de su madre, no tiene oportunidad de obtener un alelo "bueno" de su padre (quien provee un cromosoma Y) para ocultar al malo. Las hembras, por otro lado, a menudo recibirán un alelo normal de su padre, lo que previene que se exprese el alelo de la enfermedad.