Clase 3.3 Herencia horizontal

Herencia horizontal:
invasores, evolución y microbioma

Genética

PhD. Caroline Bacquet

La herencia horizontal: otro caso de herencia no mendeliana

Aunque durante muchos años se ha enfatizado en que la herencia es comúnmente vertical (basada en la célula y sus formas de replicación), es importante considerar también formas distintas de traspaso de material genético.

Muchas de ellas tienen que ver con la manera en la que organismos de diferentes especies se relacionan en las redes ecosistémicas.

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Qué es el árbol de la vida?

• Una representación gráfica de la diversidad biológica

• Un mapa de relaciones filogenéticas

• Una combinación de las dos opciones anteriores

Multiple Choice

Definición de especie biológica

• colección de cepas que comparten numerosas propiedades estables y que difieren de forma significativa de otros grupos de cepas

• son grupos de poblaciones que comparten un mismo acervo genético y que están aisladas reproductivamente de las otras especies

• son individuos que están limitados espacial y temporalmente, tienen cohesión intrínseca, se reproducen, participan en los procesos naturales y cambian con el tiempo

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Identificar las formas en que el material genético puede ser transferido de manera vertical.

• De una especie bacteriana a otra.

• De células madre a células hijas.

• Por medio de gametos.

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El tipo de transferencia de genes que ocurre cuando un organismo adquiere información genética de otro organismo sin ser descendiente de ese organismo es

transferencia ______ de genes.

Evidencia endosimbiótica

La teoría endosimbiótica
representa un ejemplo de
herencia horizontal.

Hibridación interespecífica

La hibridación interespecífica ocurre
cuando dos especies, comúnmente
no compatibles genéticamente, son
cruzadas.

En el caso del cruce entre una yegua y
un burro, dado que no comparten el
mismo número de cromosomas, el
resultado es una mula que no puede
reproducirse debido a que presenta
63 cromosomas.

Transferencia horizontal de genes

Se trata de un proceso de
traspaso genético que involucra
transferencias diferentes de la
meiosis,

mitosis,

herencia

materna y extranuclear (ADN
mitocondrial y cloroplástico).

En bacterias, se ha demostrado
que

muchas

de

ellas

han

coevolucionado

transfiriendo

parte de sus genomas.

Plásmidos

Son moléculas de ADN extracromosómico
que provienen principalmente de los
procariotas, aunque se han encontrado en
algunos eucariotas.

Funcionan como un elemento genético
móvil, ya que los genes que pueden
integrarse en otros organismos y volverse
parte del mismo.

Tienen una importante aplicación ya que
actualmente se utilizan como vectores de
clonación en biología molecular.

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Es la principal característica de la transferencia horizontal de genes

• los genes son adquiridos del progenitor

• los genes son adquiridos de otros organismos de la misma generación y/o del medio

• los genes son adquiridos por mutaciones que modifican el genoma

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Identificar las formas en que el material genético puede ser transferido de manera horizontal.

• De una especie bacteriana a otra.

• De células madre a células hijas.

• Por medio de gametos.

• De una planta a un insecto

• De un eucariota a un virus

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La agrupación de especies a efectos de clasificación se denomina ______.

• demografía

• genómica

• taxonomía

• paleontología

Agrobacterium

Los plásmidos de Agrobacterium
tienen la capacidad de infiltrarse en
el genoma de algunas plantas y
causarles tumores al hacer que ellas
produzcan proteínas dañinas.

Se han modificado genéticamente
estos organismos para que sus
plásmidos infecten a las plantas,
haciendo que produzcan proteínas
de

utilidad.Este

mecanismo

molecular

se

conoce

como

agroinfiltración.

​El retrotransposón BovB, que inicialmente ocupó cerca de una quinta parte del genoma de la vaca y es común en rumiantes y otros mamíferos, también fue hallado en víboras, lo que sugirió una transferencia horizontal de genes (HGT) entre mamíferos y reptiles. Recientemente, su presencia en parásitos como garrapatas y sanguijuelas ha señalado a estos organismos como posibles vectores de dicha transferencia entre animales.

​En los últimos 15 años se ha acumulado evidencia de transferencia horizontal de genes (HGT) entre gramíneas. Un estudio de 2021 en New Phytologist analizó 17 genomas de gramíneas de cinco grupos y halló numerosos eventos de HGT. Por ejemplo, Panicum virgatum tenía decenas de genes transferidos, el 81% provenientes del grupo Andropogoneae (que incluye al maíz). Todos los grupos mostraron eventos de HGT, lo que indica que el flujo de genes entre gramíneas es común.

​Los peces en aguas heladas evitan congelarse gracias a proteínas anticongelantes (AFP), que han surgido en tres linajes lejanamente emparentados: arenques atlánticos, esmerejones y cuervos marinos. Evidencias genéticas indican que estas AFP se originaron por transferencia horizontal de genes (HGT); los esmerejones habrían recibido el gen de los arenques, y estos, a su vez, posiblemente de los cuervos marinos, pese a que sus linajes divergieron hace más de 150 millones de años.

Virus

Los virus son capaces de
infiltrar su material genético
en otros organismos para replicarse. En ocasiones, el
material genético se mantiene en el hospedero, causando una
adaptación evolutiva.

Se ha encontrado evidencia de
que el genoma de varios
mamíferos presentan material
genético proveniente de virus.

(Chuong, 2018)

MICROBIOMA

Las bacterias que crecen dentro de un bebé vienen de su madre, y lo ayudan a acondicionar su desarrollo cognitivo e inmunológico

​La diversidad y actividad de los microbiomas son clave para la fertilidad, estabilidad y funcionamiento de los ecosistemas. Sin ellos, la viabilidad de plantas y animales se vería gravemente afectada.

En insectos, la microbiota influye en conductas sociales como el reconocimiento de parentesco, la reproducción y la transmisión de patógenos. En moscas, el microbioma intestinal parece estar relacionado con la producción de feromonas.

​En plantas, la microbiota más estudiada es la de la raíz, ya que los microorganismos de la rizosfera pueden estimular el crecimiento y mejorar la salud vegetal. Este microbioma ayuda en la absorción de nutrientes clave (nitrógeno, fósforo, hierro), produce compuestos similares a hormonas vegetales, modula la respuesta a estreses abióticos y activa defensas contra patógenos.

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En cual de los siguientes organos no suelen encontrarse microbiomas característicos ?

• Piel

• Sangre

• Intestino grueso

• tracto urogenital

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¿Qué órgano del tracto digestivo tiene la mayor variedad de especies y mayor cantidad de microbiota?

• Boca

• Estómago

• Intestino delgado

• Intestino grueso

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Marca todas las enfermedades que, según últimas investigaciones, podrían estar relacionadas con la microbiota del tracto digestivo.

• Cancer

• Enfermedad de Alzheimer

• Enfermedades inflamatorias del intestino

• Artritis

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¿Cuál de estos microorganismos forma parte de la microbiota en el estómago ?

• Escherichia coli

• Helicobacter pylori

• Enterobacterias

• Bifidobacterium

Multiple Choice

¿Qué tipo de microorganismos hacen parte del microbioma humano?

• Virus

• Hongos

• Bacterias

• Todas las opciones

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________ es un neurotransmisor, relacionado con las emociones y el estado de ánimo, que se produce en un 80% por bacterias en el colon de los seres humanos

• Acetilcolina

• Ácido butírico

• Enquefalina

• Serotonina

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Los siguientes alimentos son considerados probióticos (contienen bacterias vivas benéficas):

• Yogurt

• Gaseosas

• Kefir

• chucrut

• Papas fritas

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¿Qué papel juega la microbiota intestinal en la salud del cerebro? (marque las opciones correctas)

• Puede afectar el estado de ánimo y la salud mental

• Puede influir en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas

Multiple Choice

¿Qué es la disbiosis?

• Un desequilibrio en la microbiota intestinal

• Una inflamación crónica en el cerebro

• Una enfermedad autoinmunitaria que afecta el intestino

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¿Qué factores pueden influir en la composición del microbioma intestinal? (marque las opciones correctas)

• Dieta

• Edad

• Antibióticos

Bibliografía

• Soucy, S., Huang, J. & Gogarten, J. Horizontal gene transfer: building the web of life. Nat Rev Genet 16, 472–482 (2015). https://doi.org/10.1038/nrg3962