Expresividad (genética)

En genética, la expresividad es el grado en que un fenotipo es expresado por individuos que tienen un genotipo particular. Alternativamente, puede referirse a la expresión de un gen particular por parte de individuos que tienen un fenotipo determinado. La expresividad está relacionada con la intensidad de un fenotipo determinado; se diferencia de la penetrancia, que se refiere a la proporción de individuos con un genotipo particular que comparten el mismo fenotipo.

Expresividad variable

La expresividad variable se refiere al fenómeno por el cual los individuos con un genotipo compartido exhiben fenotipos variables. Esto puede describirse además como un espectro de rasgos asociados que pueden variar en tamaño, color, intensidad, etc. Se puede observar una expresividad variable en plantas y animales, como diferencias en el color del pelo, el tamaño de las hojas y la gravedad de las enfermedades.

Mecanismos que influyen en la expresividad

Esta variación en la expresión puede verse afectada por genes modificadores, factores epigenéticos o el medio ambiente.

1. Los genes modificadores pueden alterar la expresión de otros genes de una manera aditiva o multiplicativa. Significar el fenotipo que se observa puede ser el resultado de dos alelos diferentes (variantes de género) siendo resumidos o multiplicados. Sin embargo, una reducción de la expresión también puede ocurrir en la que el lacus primario, donde se encuentra el gen, se ve afectado.
2. Los factores epigenéticos son cambios heritables en la accesibilidad de la cromatina que afectan la expresión génica. Los factores epigenéticos pueden incluir:
   1. Cis-regulatory elements, which are regions of non-coding DNA that regulate transcription of genes, such as promoters or enhancers.
   2. Los elementos transreguladores, que son proteínas regulatorias, como factores de transcripción (TFs) que se unen al ADN para regular la expresión génica.
   3. Modificaciones de piedras, que regulan la accesibilidad de la cromatina para la transcripción de genes.
   4. Las variantes de cromatina, que son diferentes estados de la cromatina.
   5. Impresión genómica, que determina si algunos genes heredados de la madre y el padre se expresan.
3. La expresividad de un gen puede ser influenciada por las condiciones ambientales. Por ejemplo, la pigmentación en la piel de los conejos de Himalaya es determinada por los C gen, cuya actividad depende de la temperatura. Durante la crianza de conejos genéticamente idénticos, si la piel de un conejo alcanza una temperatura superior a 35 ^oC, la piel se desarrollará como blanca. Si la piel de un conejo permanece a una temperatura entre 15 y 25 ^oC, la piel se desarrollará como negra.

Expresividad variable en plantas y animales

Plantas

La expresividad se observa comúnmente en las plantas y puede regularse mediante interacciones complejas entre el medio ambiente, la señalización hormonal y la genética. Un ejemplo de expresividad en plantas causada por un gen raro es la variación en el número de ramas. Identificado inicialmente en plantas de sorgo, este raro gen se llama Sorghum bicolor mutante ramificado axilar (SbABM). Durante varios años de estudios sobre SbABM en la planta de sorgo rabi, los investigadores encontraron que la descendencia de las plantas variaba entre 0 y 33 ramas, a pesar de que todas tenían el mismo SbABM genotipo.

Animales

Un ejemplo bien conocido es la polidactilia en los gatos de Hemingway, que es la presencia de dedos adicionales. El número de dedos adicionales puede diferir entre gatos, debido a la expresividad variable del gen ZRS en el cromosoma A2 felino. ZRS mejora la actividad del gen SHH, que participa en el desarrollo de las extremidades, y se ha demostrado que esto provoca dedos adicionales. Aunque la polidactilia es causada por un alelo autosómico dominante, la expresividad variable (número de dedos) de la polidactilia en los gatos puede verse influenciada por los tejidos que rodean la región que se convertiría en los dedos.

Aplicación clínica

Algunos síndromes comunes que involucran variabilidad fenotípica debido a la expresividad incluyen: síndrome de Marfan, síndrome de Van der Woude y neurofibromatosis.

Las características del síndrome de Marfan varían ampliamente entre los individuos. El síndrome afecta el tejido conectivo del cuerpo y tiene un espectro de síntomas que van desde afectación leve de huesos y articulaciones hasta formas graves en recién nacidos y enfermedades cardiovasculares. Esta diversidad de síntomas es el resultado de la expresividad variable del gen FBN1 que se encuentra en el cromosoma 15 (ver figura 2). El producto genético participa en el ensamblaje adecuado de las microfibrillas, que son estructuras que se encuentran en los tejidos conectivos para brindar soporte y elasticidad. En pacientes con Marfan, se observaron diferentes niveles de ARNm de FBN1 y niveles de expresión de FBN1. Estos niveles variables no se asociaron ni con el sexo ni con la edad. Los niveles más bajos de expresión de ARNm se asociaron con un mayor riesgo de ectopia lentis, el desplazamiento del cristalino del ojo y deformidad del pectus, una anomalía del músculo pectoral, lo que indica que la variación en la expresión podría deberse a los niveles de expresividad y no genotipo.

El síndrome de Van der Woude es una afección que afecta el desarrollo de la cara, específicamente el labio hendido, el paladar hendido o ambos (ver Figura 3). Los portadores del alelo raro también pueden tener hoyos cerca del centro del labio inferior que pueden parecer húmedos debido a la presencia de glándulas salivales. Los fenotipos resultantes expresados varían significativamente entre los individuos. Esta variación puede variar tan ampliamente que un estudio publicado por el Departamento de Ortodoncia de la Universidad de Atenas demostró que algunos individuos no sabían que poseían el genotipo de esta afección hasta que se les hizo la prueba.

La neurofibromatosis (NF1), también conocida como enfermedad de Von Recklinghausen, es un trastorno genético causado por una rara mutación en el gen neurofibromina (NF1) en el cromosoma 17. Esta mutación de pérdida de función en El gen supresor de tumores puede causar tumores en los nervios llamados neurofibromas. Aparecen como pequeños bultos debajo de la piel. Se estipula que la variación fenotípica es resultado de modificadores genéticos.

Algunas hemoglobinopatías (enfermedades de la sangre), como la anemia falciforme, existen en un espectro. La anemia de células falciformes es una enfermedad mendeliana monogénica prototípica, autosómica recesiva, lo que significa que la enfermedad sigue la herencia mendeliana y se remonta a un solo gen. Las personas con anemia falciforme presentan diferentes grados de síntomas. Se cree que la concentración de hemoglobina fetal (HbF) y la presencia de alfa-talasemia, una enfermedad genética de la sangre en la que la subunidad alfa globina de la proteína hemoglobina está insuficientemente producida, contribuyen de manera importante a la modificación genética que conduce a la expresividad variable de la hemólisis (destrucción). de glóbulos rojos) y aumentando la gravedad de la enfermedad.