Descripción de gen, SNP, ATL, Haplotipos, Variación en el número de copias, Microsatélites y Nucleótidos de rasgos cuantitativos.

1. Gen, SNP, QTL,
Haplotipos, Variaciones
en el número de copias,
Microsatélites y
Nucleótidos de rasgos
cuantitativos.
José Guadalupe Cortes Hernández
1

2. Gen
 Unidad básica compuesta de nucleótidos con la cualidad de ser heredados de padres a hijos.
Contienen información necesaria para la expresión de características físicas; cuantitativas y
cualitativas, así como la regulación de procesos biológicos a través de la codificación de moléculas
(ARN y proteínas).
 Los intrones ocupan aproximadamente el 40% en promedio de la longitud total de los genes.
2
(Martínez-Frías et al., 2009, Jo & Choi 2015)
El gen no lleva a cabo su función en el ADN. Es lo que produce
(proteína (s) o moléculas) lo que realiza la actividad.

3. Polimorfismo de un solo nucleótido (SNP)
 Variaciones en la secuencia del ADN de un individuo que se presentan en un solo
nucleótido con base al genoma de referencia.
 Se presentan en al menos el 1% de la población.
 Pueden estar asociados a genes.
 Ocurren aproximadamente cada 500 a 1000 pares de bases en animales, (100-300 pb
plantas).
 La mayoría de SNP asociados a rasgos fenotípicos ocurren en regiones intrónicas.
3
(Smigielski et al., 2000, Grover et al., 2013, Jo & Choi, 2015)

4.  Es una región de ADN que está asociada con una característica fenotípica. Esta asociación
está dada por los efectos causados por genes o efectos poligénicos.
 Las asociaciones están dadas entre marcadores moleculares como los SNP con las
características cuantitativas.
 ¿Las diferencias fenotípicas se deben principalmente a unos pocos loci con efectos bastante
grandes o a muchos loci, cada uno con efectos mínimos?
 QTL mayores, explican más del 25% de variación fenotípica.
4 Locus de rasgo cuantitativo (QTL)
(Price, 2006. Zheng et al., 2020)

5. Criterios para genes candidatos en un QTL (Muchos genes
cumplen al menos uno)
 1) El gen tiene una función fisiológica conocida en el fenotipo de interés.
 2) El gen afecta el rasgo en cuestión basándose en estudios de knock-outs,
mutaciones o transgénicos en otras especies.
 3) El gen se expresa preferentemente en órganos relacionados con el rasgo
cuantitativo.
 4) El gen se expresa preferentemente durante las etapas de desarrollo relacionadas
con el fenotipo.
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(Ron y Weller et al., 2007)
Estudios de knock-outs: Cuando se desconoce la función
de un gen, se crea un organismo sin la presencia,
supresión de este gen para observar sus efectos.

6. Haplotipos
 Un genotipo haploide. Un genotipo diploide consta de un par de haplotipos.
 Combinación de alelos de diferentes loci de un cromosoma que son transmitidos juntos.
 Puede ser un locus, varios loci, o un cromosoma entero.
 Bloques de Haplotipos
 Conjunto de polimorfismo de un solo nucleótido (SNPs) en un cromosoma particular que
están estadísticamente asociados.
 El tamaño de los bloques de haplotipos oscila entre 30 bases y 75 kb (10.3 kb en
promedio).
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Tamaño de un gen: 20-30 kb, 10 a 50 Kb.
(Villa-Angulo et al., 2009)

7. Bloque de Haplotipo
 Regiones del genoma donde los diferentes polimorfismos genéticos como los SNP (dos o mas) son heredados en
bloque, a veces descendientes de un ancestro en común, no están afectados por la recombinación y tienen un
fuerte DL. Pueden estar definidos por un número fijo de marcadores o un número fijo de secuencias diferentes de
alelos.
7
(Glosario de genética del Instituto Roche, Pook et al., 2019, Shipilina et al., 2022)

8. Variaciones en el número de copias (CNV)
• 1 kb o más (50 Kb).
• >1% en una población se puede denominarse polimorfismo del número de copias (CNP).
• > 10 Mb se denominan variaciones de escala mayor .
• < 1 kb se denominan indels (insersiones-deleciones).
• El aumento en el número de copias de un gen particular, incrementa la expresión de la
proteína que codifica, por el contrario, un bajo número de copias de un gen, puede
disminuir la expresión de la proteína que codifica.
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(Al-Samarai et al., 2015)

9. Microsatélites
 Repeticiones cortas en tándem en una secuencia de dos o más bases de ADN que se repiten
varias veces, con una longitud de 1 a 6 pb (10 pb).
 Se pueden encontrar tanto en regiones codificantes como no codificantes.
 > 10 pb se denomina minisatélite (6 a 25 nucleótidos).
 También se denominan repeticiones de secuencia simple (SSR), polimorfismos de longitud
de secuencia simple (SSLP) o número variable de repeticiones en tándem (VNTR).
 Se puede distinguir entre homocigotos y heterocigotos, tienen altas tasas de polimorfismo y
se presentan de forma abundante en todo el genoma.
9
(Jiménez et al., 2018)

10. Tipo Característica
Puro o Perfecto Una combinación repetida n (al menos 9) veces en serie. Ej. (AC)9
Puro interrumpido Una combinación repetida n veces, dónde se intercalan nucleótidos (Max
4 pb) entre las distintas repeticiones. Ej. (CA)2AA(CA)12
Compuestos Dos o más combinaciones repetidas en serie. Ej. (GT)2(TG)10
Compuestos
interrumpidos
Al menos una de las combinaciones presenta nucleótidos intercalados. Ej.
(CT)4(GT)2CTAT(GT)15
Complejos Combinaciones entre cualquiera de las clases anteriores, sin ningún
patrón de orden definido. Ej. (ACC)8+TG+(GA)12+(TTA)5+GC+(TTA)4
Tipos de microsatélites
10
La variabilidad se basa en la frecuencia de la repetición en la población no en la
repetición per se.
máximo por 4 pares de bases
(Jiménez et al., 2018)

11. Nucleótidos de rasgos cuantitativos (QTN)
 Cuando los SNP o QTL están vinculados estadísticamente a un fenotipo, se convierten en
QTN.
 Su efecto estimado debe de explicar al menos el 1% de la varianza genética de la
característica.
 3 QTN en ganado Holstein; el DGAT1 (BTA 14), el GHR (BTA 20) y el ABCG2 (BTA 6).
 Presentan la concordancia de que todos los individuos heterocigotos para el QTL también
lo son para el supuesto QTN así como para los homocigotos y el mismo alelo del QTL está
asociado con el mismo alelo del QTN considerado para todos los animales heterocigotos.
 Esta concordancia sólo puede ser si el efecto observado se debe a una variante genética
causal bialélica única en la región QTL.
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(Brajnik et al., 2023)

12. ¿Un QTN es sólo una variación de un nucleótido o es
un gen?
 El QTN está “dentro” del gen y el “gen” dentro del QTL.
 El SNP brinda información de la posición del QNT y las variantes que puede presentar.
 Un QTN no cumple los 4 criterios de los genes candidatos.
 Un QTN es la mutación responsable de un QTL.
12
(Slate 2004)

13.  Al-Samarai, F. R., & Al-Kazaz, A. A. (2015). Molecular markers: An introduction and applications. European journal of molecular biotechnology, 9(3), 118-130.
 Brajnik, Z., & Ogorevc, J. (2023). Candidate genes for mastitis resistance in dairy cattle: a data integration approach. Journal of animal science and biotechnology, 14(1), 1-14.
 Grover, A. y Sharma, PC (2016). Desarrollo y uso de marcadores moleculares: pasado y presente. Revisiones críticas en biotecnología , 36 (2), 290-302.
 Jiménez Sosa JF. (2018) Identificación de marcadores tipo microsatélites en Limulus polyphemus, mediante técnicas de secuenciación de nueva generación. Tecnológico
Nacional de Mpexico. TESIS. Pp 61.
 Jo, B. S., & Choi, SS (2015). Intrones: los beneficios funcionales de los intrones en los genomas. Genómica y desarrollo informática, 13(4), 112.
 Khlestkina, E. K. (2014). Molecular markers in genetic studies and breeding. Russian Journal of Genetics: Applied Research, 4, 236-244.
 Slate, J. O. N. (2005). INVITED REVIEW: Quantitative trait locus mapping in natural populations: progress, caveats and future directions. Molecular ecology, 14(2), 363-379.
 Price, A. H. (2006). Believe it or not, QTLs are accurate!. Trends in plant science, 11(5), 213-216.
 Smigielski, EM, Sirotkin, K., Ward, M. y Sherry, ST (2000). dbSNP: una base de datos de polimorfismos de un solo nucleótido. Investigación de ácidos nucleicos , 28 (1), 352-355.
 Torsten Pook, Martin Schlather, Gustavo de los Campos, Manfred Mayer, Chris Carolin Schoen, Henner Simianer, HaploBlocker: Creación de bibliotecas y bloques de haplotipos
específicos de subgrupos, Genéticahttps://doi.org/10.1534/genetics.119.302283, volumen 212, número 4, 1 de agosto de 2019, páginas 1045–1061,
 Vignal, A., Milan, D., SanCristobal, M., & Eggen, A. (2002). A review on SNP and other types of molecular markers and their use in animal genetics. Genetics selection evolution,
34(3), 275-305.
 Villa-Angulo, R., Matukumalli, L. K., Gill, C. A., Choi, J., Van Tassell, C. P., & Grefenstette, J. J. (2009). High-resolution haplotype block structure in the cattle genome. BMC genetics,
10, 1-13.
 Zheng, Z., Huang, D., Wang, J., Zhao, K., Zhou, Y., Guo, Z., ... & Li, M. J. (2020). QTLbase: an integrative resource for quantitative trait loci across multiple human molecular
phenotypes. Nucleic acids research, 48(D1), D983-D991.
13 Referencias