Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology


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Consanguinidad

 

*

I- Definición

II- Coeficiente de consanguinidad de un individuo

II-1. Formulación

II-2. Fórmula general

III- Consanguinidad de una población

IV- Autofertilización

V- Generalización

V-1. Frecuencias genotípicas en el equilibrio

V-2. Propiedades de la consanguinidad

VI- Población humana

VII- Consejo genético

VIII- Alelos raros – Alelos frecuentes

VIII-1. Ejercicio

VIII-2. Consecuencias prácticas

IX- Consanguinidad - Heterocigosis – Línea isogenética

X- Sistema multialélico

X-1. Ejercicio

Inglés
Francés


 

*

I- Definición

  • Un sujeto se encuentra en una situación de consanguinidad si, para un locus determinado, él/ella tiene dos alelos idénticos entendiendo por esto copias de uno de los alelos del mismo ancestro.
  • El coeficiente de consanguinidad (Cc o F) es la probabilidad de que los dos alelos de un gen en un individuo sean idénticos por descendencia--> esto asume que hay un ancestro común (A) para ambos progenitores F y M de ese individuo I.

    II- Coeficiente de consanginidad de un individuo

    III- Consanguinidad de una población

    El coeficiente medio de consanguinidad es igual a la media de los distintos coeficientes individuales ponderados por las distintas frecuencias de los cruzamientos existentes entre los individuos emparentados.
    Por ello, para su cálculo será necesario un inventario o registro de los distintos tipos de cruzamientos entre individuos emparentados y clasificar a éstos por su valor de Fx.

    α = Σ Fifi donde fi es la frecuencia de los individuos con coeficiente de consanguinidad Fi.
  • Ejemplo: en una población en la que el 6% es consanguíneo, y entre ellos el 2,5% tienen un valor de F = 1/8; el 2% tienen un valor de F = 1/16, y el 1,5% tienen un valor de F = 1/32; ¿Cuál es la consanguinidad media de esta población?
  • Respuesta: α= (2,5 x 1/8) + (2 x 1/16) + (1,5 x 1/32) = 0,484


    IV- Auto-Fertilización

    Esto quiere decir que cada genotipo es fertilizado de manera exclusiva por sí mismo (una situación que es posible en el maíz, por ejemplo, pero no en Drosophila o en el hombre).

    En una población de plantas que se encuentre en una generación G0 en condiciones de equilibrio de Hardy-Weinberg, que posteriormente se coloque en una situación de autofertilización tendremos:


     

    AA

     

    Aa

     

    aa

    G0

    0.25

     

    0.50

     

    0.25
     

    autofertilización

    AA

    AA

    Aa

    aa

    aa

     

    x 1

    x 1/4

    x 1/2

    x 1/4

    x 1
     

    G1

    0.25

    0.125

    0.25

    0.125

    0.25
     

     

    AA

     

    Aa

    aa

    etc...

    ¿Cuál es la frecuencia Hn de los heterocigotos en la generación n?

    Hn = 1/2 Hn-1 --> Hn = (1/2)nH0; tiende hacia cero.

    Dn = Dn-1 + 1/4 Hn-1

    Rn = Rn-1 + 1/4 Hn-1

    --> en el equilibrio de autofertilización: Deq = Do + 1/2 Ho; Heq = 0; Req = Ro + 1/2 Ho

    Siendo bajo condiciones de Hardy-Weinberg en G0, D0 = p2; H0 = 2pq; R0 = q2

    --> Deq = p2 + 1/2 2pq = p2 + pq = p (p +q) = p; y de manera semejante para Req -->

  • Las frecuencias genotípicas en el equilibrio serán:

    Deq = p
    Heq = 0
    Req = q


    V- Generalización


    Genotipo

    Caso general

    Panmixia

    Autofertilización

     

    0 <= F <= 1

    F=0

    F=1

     

    Alocigotos + autocigotos

     

     

    AA

    p2(1-F) + pF

    p2

    p

    Aa

    2pq(1-F)

    2pq

    0

    aa

    q2(1-F) + qF

    q2

    q


    Así, cualquier población (y esto incluye una población consanguínea) se comportará:
  • Las frecuencias genotípicas en el equilibrio serán:

    F(AA)eq = p2(1 - F) + pF = p2 - p2F + pF = p2 + Fp (1 - p) = p2 + Fpq; de manera similar para F(aa); así:


    VI- Población humana

    Es frecuente dentro de la población humana que haya varios ancestros comunes (en el ejemplo mostrado más abajo: AM y AF son los ancestros masculino y femenino, padres de GP1 y 2). En la práctica, la ecuación se simplifica a:

    Ecuación CcI = Σ(1/2)p+m+1

    Ejemplo: Cuando los progenitores son primos hermanos o primos carnales: p=2; m=2; Σ es el sumatorio de dos términos, ya que hay dos posibilidades de tener alelos idénticos: vía AM y vía AF (esto es, dos ancestros comunes); por lo que,

    Respuesta: Fi = (1/2)2+2+1 + (1/2)2+2+1 = 1/16

    Figura 2

    VII-1. Consejo genético

    Para un alelo autosómico recesivo mutante deletéreo (infrecuente por definición) con una frecuencia q, el riesgo de un hijo consanguíneo homocigoto para dicho alelo es: q x Cc mientras que es q2 para los hijos de padres no consanguíneos.
  • Nota: la ecuación exacta q2+ pqCc se sustituye por la aproximación: q x Cc. Esto es aplicable a la genética humana (para el consejo genético) si/dado que la frecuencia q es muy pequeña.

    Ejercicio 1: Los progenitores primos hermanos o carnales; para un alelo mutante transmitido de manera autosómica recesiva con frecuencia q = 1/100 (por ejemplo la fenilcetonuria, una de las enfermedades autosómicas recesivas más frecuentes): ¿cuál es el riesgo en la población general? ¿cuál es el riesgo de que yo pueda estar afectado?

    Respuesta:

  • para la población general: q2 = 1/10 000
  • para I, de acuerdo a la ecuación anterior: q x Cc = 1/100 x 1/16 = 1/1 600
  • Nota: el riesgo de una enfermedad autosómica recesiva en el individuo I, comparado con la población general, se incrementa por un factor: q x Cc / q2 = Cc / q aquí = 6,25 (o, si usamos la ecuación completa (q2+ pqCc) / q2 = 7,19)

    Ejercicio 2: mismo ejercicio, pero para una frecuencia q = 1/10 000 del alelo mutante

    Respuesta:

  • para la población general: q2 = 1/100 000 000
  • para I, de acuerdo a la ecuación anterior: q x Cc = 1/10 000 x 1/16 = 1/160 000
  • Nota: el riesgo de una enfermedad autosómica recesiva en el individuo I, comparado con la población general, se incrementa por un factor Cc / q, aquí = 625 o, si usamos la ecuación completa, q2+ pqCc / q2 = 626 (cuanto más raro o infrecuente sea el alelo, mejor será la aproximación q x Cc).

    VIII- Alelos raros - Alelos frecuentes

    IX- Consanguinidad - Heterocigosis - Línea isogenética

    En la especie humana, el porcentaje de loci heterocitos, calculado a través del polimorfismo de enzimas, tiene un valor de H = 0,067. Si tenemos en cuanta la existencia de unos 30000 genes estructurales, habrá 2010 genes es estado heterocigoto en el genoma humano (30000 x 0,067 = 2010).

    En un individuo producto de un cruzamiento entre tío-sobrina:
    Este individuo será más "homogéneo" que su padre o madre, dado el incremento de su consanguinidad,
    El porcentaje de sus genes heterocigotos se encontrará entre 2010 y 1759 (2010 x 7/8) ya que Fi = 1/8 (lo que significa que 1/8 de sus genes son idénticos como consecuencia de la consanguinidad).

    Consecuencias: si se realizan cruzamientos consanguíneos de manera regular (por ejemplo cruzamientos hermano/hermana en ratones), en cada generación:
    --> Fi tiende hacia un valor de 1,
    --> los individuos llegarán a ser totalmente homocigotos.
    Dentro de cada familia, todos los individuos serán idénticos desde el punto de vista genético.
    con exactamente el mismo genoma,
    con exactamente los mismos genes.

    Esto lleva al concepto de línea isogenética.

    X- Sistema multialélico

    Las frecuencias genotípicas en el equilibrio para cada homocigoto AiAi y cada heterocigoto AiAj serán:

    F(AiAi) = pi2(1 - F) + piF
    F(AiAj) = 2pipj(1 - F)