Heterosis
o
heterocigosis
es un termino utilizado en genetica para
la crianza y mejoramiento selectivo
. Tambien conocida como
vigor
hibrido
o
ventaja del heterocigoto
, describe la mayor fortaleza de diferentes caracteristicas en los mestizos (
heterocigotos
); la posibilidad de obtener mejores individuos por la combinacion de virtudes de sus padres, mediante la
exogamia
.
La heterosis es resultado opuesto al proceso de
endogamia
, donde se da la
homocigosis
. Aunque se cree que la heterosis es la accion de muchos
genes
de pequeno efecto, la depresion homocigotica es por accion de pocos genes de gran efecto.
El termino ofrece controversia, particularmente en el mejoramiento selectivo del
animal domestico
, porque se prejuzga que todos los hibridos de plantas o animales son mejores que sus padres; y no es necesariamente verdad. Cuando un hibrido es superior a sus progenitores se habla de "vigor hibrido".
Puede pasar que el hibrido herede tales taras de sus padres que lo hagan directamente inviable para nacer. Esta es una posibilidad extrema de la "carga alelica"; un ejemplo es el cruce de especimenes de pez silvestre y de acuario, que han sufrido adaptaciones incompatibles.
Base genetica de la heterosis
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Base genetica de la heterosis
.
Genes deletereos recesivos rechazan la hipotesis
.
Escenario A
. Menos genes estan subexpresados en el homocigosis individual. Asi, la expresion genica en la descendencia es igual a la expresion del mejor padre.
Hipotesis de sobredominancia
.
Escenario B
. Sobreexpresion de ciertos genes en el homocigosis. (El tamano del circulo da el nivel de expresion del gen A)
Dos hipotesis lideran la explicacion de la base genetica de la mejora en la
aptitud
por heterosis.
La hipotesis de
sobredominancia
implica que la combinacion de
alelos
divergentes en un particular
locus
resultara en una aptitud mayor en el
heterocigoto
que en el homocigoto. Consideremos, por ejemplo, la herencia de la resistencia parasita controlada por el gen A, con dos alelos "A" y "a". El individuo heterocigoto individual sera capaz de expresar un rango de resistencia parasita mas amplio, por lo que resistira a mas parasitos. El individuo homocigoto, por otro lado, solo expresara un alelo del gen A (tanto A o a) y por consiguiente no resistira tantos parasitos como el heterocigoto.
La segunda hipotesis involucra
aversion de genes deletereos recesivos
(llamada tambien
hipotesis general de dominancia
), tal que los individuos heterocigotos expresaran menos alelos
deletereos
recesivos que su ascendencia homocigota.
Las dos hipotesis tienen diferentes consecuencias en el
perfil de expresion de genes
de los individuos. Si la sobredominancia es la causa principal de las ventajas en
aptitud
de la heterosis, luego deberia haber una sobreexpresion de ciertos genes en la descendencia heterocigota comparada con sus padres homocigotos. Por otro lado, si la causa es la aversion de genes deletereos recesivos, luego habria menos genes que estan subexpresados en la descendencia heterocigota, comparada con sus padres. Como resultado, para cualquier gen, la expresion deberia ser comparable a la observada en el mejor de los dos padres.
Heterosis en hibridos de maiz
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La mayoria del maiz producido a nivel mundial es "maiz hibrido". Esos hibridos superan sustancialmente a los cultivares naturales y responden mejor al riego, a la fertilizacion, etc.
La heterosis en
maiz
fue demostrada a principios del siglo
XX
por George H. Shull y Edward M. East, quienes descubrieron que el cruce de lineas homocigotas hechas de un "dentado sureno" y un "flint norteno", respectivamente, daban fuerte heterosis e incremento de rendimiento ante los
cultivares
convencionales de esa era. Sin embargo, para esa epoca tales hibridos no eran economicamente factibles en gran escala para su uso masivo.
Donald F. Jones
de la
Estacion Experimental Agropecuaria
de
Connecticut
, en
New Haven
invento el primer metodo practico de producir hibridos de maiz a gran escala en 1914-1917. Su metodo producia un hibrido de doble cruzamiento, que requeria dos etapas de cruzamientos desde cuatro lineas endocriadas distintas. Trabajos posteriores produjeron lineas endocriadas con suficiente vigor como para la produccion practica de un hibrido comercial en una sola etapa: los hibridos simples (de un solo cruzamiento). Los hibridos simples vienen de solo dos lineas endocriadas paternas originales, y generalmente son mas vigorosos y uniformes que los "primitivos" hibridos dobles.
Heterosis en ganaderia
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Se produce heterosis o vigor hibrido cuando el promedio de la generacion obtenida por cruzamiento es superior en un determinado caracter o en varios caracteres, al promedio de las poblaciones paternas. El porcentaje de superioridad en la descendencia con respecto al promedio de los padres se utiliza para determinar el grado de heterosis.
El vigor hibrido ha sido muy codiciado siempre por los ganaderos tanto por la mayor ganancia de peso que se obtiene, como por la uniformidad de los individuos. Debido a que existe una relacion inversamente proporcional entre el grado de parentesco entre lineas o razas, y el vigor hibrido, cuanto menor sea el parentesco entre lineas o razas, o mas alejadas por origen, sean las razas tanto mayor sera el vigor hibrido, de esta manera, el grado de heterosis en ganancia de peso es mayor en los cruzamientos (
http://ruvid.org/wordpress/?p=14081
). Existen varios modelos usados en ganaderia para calcular los efectos de heterosis y complementariedad. Entre ellos estan los modelos Kinghorn, Mather y Jinks, Jakubec, Koch, etc. todos ellos mencionados y explicados en Wolf et al. (1995). Por su parte, Dickerson formulo en 1969 un modelo mas reducido que permite predecir los efectos de la heterosis junto con los de complementariedad. Existen multitud de estudios en que se utiliza este modelo para calcular el efecto de la heterosis en todas las especies ganaderas.
Heterosis en el ser humano
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A partir del analisis genetico, se ha descubierto que en la
genealogia
humana, ademas de haberse producido una
introgresion
en varias ocasiones (Ejemplo de ello, el
cromosoma Y
actual mas antiguo (cromosoma-Y A00), el cual se remontaria hasta los
humanos arcaicos
(hace unos 340.000 anos aproximadamente)),
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tambien se produjo hibridacion con otras especies hominidas mas antiguas, tales como el
Homo neanderthalensis
(de un 1% a un 4% de genes neandertales por persona, y de un 20% en su sumatoria del porcentaje total de genes dentro del genoma de la poblacion actual, principalmente en Europa);
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e igualmente se habria producido hibridacion con el
hominido de Denisova
(la poblacion local que vive actualmente en Papua Nueva Guinea, en el Sudeste Asiatico, le debe al menos el 3 % de su genoma por persona a los hominidos de Denisova).
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Esta hibridacion habria traido como consecuencia que en la heterosis humana producida naturalmente, para el caso del genoma neandertal heredado al ser humano actual, se produjera una mejora mediante genes implicados en las adaptaciones ambientales a climas mas frios (como algunos fenotipos de la
piel
); pero tambien trajo consigo desventajas, como el haber heredado genes que estan implicados en
enfermedades
como la
diabetes
tipo 2, la
enfermedad de Crohn
, el
lupus
y la
cirrosis
biliar.
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Vease tambien
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Referencias
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]
- ↑
Mendez et al. 2013. An African American Paternal Lineage Adds an Extremely Ancient Root to the Human Y Chromosome Phylogenetic Tree. The American Journal of Human Genetics - 7 March 2013 (Vol. 92, Issue 3, pp. 454-459)
- ↑
Richard E. Green et al. A Draft Sequence of the Neandertal Genome. Science 7 May 2010: Vol. 328. no. 5979, pp. 710 - 722 DOI: 10.1126/science.1188021
- ↑
Brown, D. (25 de marzo de 2010),
≪Scientists say they've identified new human ancestor≫
,
Washington Post
..
- ↑
Krause, J.; Fu, Q.; Good, J. M.; Viola, B.; Shunkov, M. V.; Derevianko, A. P. & Paabo, S. (2010). ≪The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia≫.
Nature
464
: 894-897.
doi
:
10.1038/nature08976
.
,
- ↑
a
b
≪Los genes de neandertal, implicados en el lupus o la diabetes de los humanos actuales.Dos estudios, publicados en Nature y en Science, revelan el efecto del ADN de esta especie extinta en nuestra composicion genetica. Articulo de Tendencias21, del Jueves, 30 de Enero 2014≫
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Enlaces externos
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