Alelo nulo - Null allele

Um alelo nulo é um alelo não funcional (uma variante de um gene ) causado por uma mutação genética . Essas mutações podem causar uma falta completa de produção do produto do gene associado ou um produto que não funciona adequadamente; em ambos os casos, o alelo pode ser considerado não funcional. Um alelo nulo não pode ser distinguido da deleção de todo o locus somente da observação fenotípica .

Um alelo mutante que não produz transcrição de RNA é chamado de nulo de RNA (mostrado por Northern blotting ou sequenciamento de DNA de um alelo de deleção), e aquele que não produz proteína é chamado de proteína nula (mostrado por Western blotting ). Um alelo genético nulo ou amorfo tem o mesmo fenótipo quando homozigoto e quando heterozigoto com uma deficiência que perturba o locus em questão. Um alelo genético nulo pode ser uma proteína nula e um RNA nulo, mas também pode expressar níveis normais de um produto gênico que não é funcional devido à mutação.

Os alelos nulos podem ter efeitos letais, dependendo da importância do gene mutado. Por exemplo, camundongos homozigotos para um alelo nulo para insulina morrem 48 a 72 horas após o nascimento. Alelos nulos também podem ter efeitos benéficos, como o elevado índice de colheita de arroz semianão da revolução verde causado por alelos nulos em GA20ox-2.

Provas

Reação em cadeia da polimerase (PCR)

Um alelo nulo de microssatélites é um alelo em um locus microssatélites que não amplifica para níveis detectáveis ​​em um teste de reação em cadeia da polimerase . As regiões microssatélites são geralmente caracterizadas por sequências curtas e repetidas de nucleotídeos. Os iniciadores que são específicos para um determinado locus são usados ​​na amplificação por PCR para se ligarem a essas repetições de sequência de nucleotídeos e são usados ​​como marcadores genéticos. Os primers se anelam em qualquer uma das extremidades do locus e são derivados de organismos de origem em uma biblioteca genômica. A divergência das sequências de referência (de mutações genéticas) resulta em hibridação insuficiente dos primers de forma que o marcador não pode ser usado, representativo de um alelo nulo.

Análise de parentesco

Fortes evidências de alelos nulos foram vistas pela primeira vez na análise de ursos em 1995. Nesta análise, um pai conhecido foi determinado como homozigoto em um determinado locus, mas produziu descendentes que expressaram um genótipo "homozigoto" diferente. Este resultado levou à inferência de que o pai e a prole eram ambos heterozigotos para o locus em estudo.

Exemplos

Alelos ou genes nulos foram estudados em diferentes organismos, desde os pinheiros vermelhos de Minnesota até Drosophila melanogaster e camundongos. Os alelos nulos são difíceis de identificar porque um indivíduo heterozigoto para um alelo nulo e um alelo ativo é fenotipicamente indistinguível de um indivíduo homozigoto com ambos os alelos ativos. Em outras palavras, um alelo nulo só pode ser identificado do ponto de vista fenotípico se o indivíduo for homozigoto para o alelo nulo. Os pesquisadores conseguiram contornar esse problema usando eletroforese detalhada , ensaios em gel e manipulação cromossômica.

  1. Allendorf et al. estudaram a atividade enzimática da mesma espécie de sementes de pinheiro vermelho coletadas em dois diferentes povoamentos de árvores em Minnesota. Os dois grupos de árvores foram tratados como uma população porque não foram observados desvios das frequências genotípicas esperadas, como seria de esperar se as populações estivessem divergindo umas das outras. Muitos loci diferentes foram testados quanto à atividade enzimática usando uma técnica de eletroforese em gel específica. Os alelos que produziram uma enzima sem atividade catalítica foram designados como alelos nulos. Um total de 27 loci foram testados em pinheiros vermelhos e alelos nulos foram encontrados em 3 desses loci.
  2. Uma população de Drosophila melanogaster de Raleigh, NC foi geneticamente manipulada por Voelker et al. em 1980 para determinar a existência e frequência de alelos nulos. O experimento consistiu em fazer o cromossomo de uma mosca selvagem heterozigótica usando as variantes de mobilidade no locus sendo observado. Se o alelo manipulado (agora heterozigoto) não apresentasse fenótipo heterozigoto, o alelo era suspeito de ser nulo. Esses potenciais alelos nulos foram então confirmados quando não conseguiram produzir um padrão eletroforético heterozigoto. Um total de 25 loci foram testados com 5 loci sendo ligados ao X e os 20 restantes autossômicos. Nenhum alelo nulo foi detectado nos loci ligados ao X, mas 13 dos 20 loci autossômicos continham alelos nulos.
  3. Vários experimentos diferentes usaram manipulação genética para induzir mutantes de alelos nulos em populações de camundongos, a fim de observar as consequências de diferentes combinações de alelos em loci específicos. Dois desses experimentos investigaram o papel do fator de crescimento semelhante à insulina ( Igf ) no desenvolvimento embrionário de camundongos. Os experimentos diferiram apenas no gene que está sendo investigado, Igf-1 e Igf-2 . Ambos os experimentos usaram o processo de mutagênese, pelo qual o conteúdo genético do organismo é alterado, para produzir indivíduos com diferentes combinações de mutações nulas. Ao observar as consequências de diferentes combinações de alelos inativos, os pesquisadores foram capazes de deduzir os papéis dos fatores de crescimento semelhantes à insulina no desenvolvimento de camundongos. O experimento envolvendo Igf-1 revelou que, além de seu papel após o nascimento, também é fundamental no desenvolvimento do embrião e na diferenciação das células.
  4. Um exemplo de um alelo nulo é o alelo do tipo sanguíneo 'O' no sistema de tipo sanguíneo A, B e O humano . Os alelos para o antígeno A e o antígeno B são co-dominantes , portanto, ambos são expressos fenotipicamente se ambos estiverem presentes. O alelo para o tipo de sangue O, no entanto, é uma versão mutada do alelo para o antígeno A, com alteração de um único par de bases devido à mutação genética . A proteína codificada pelo alelo O é enzimaticamente inativa e, portanto, o alelo O é expresso fenotipicamente em indivíduos OO homozigotos como a falta de qualquer antígeno sanguíneo. Assim, podemos considerar o alelo para o tipo de sangue O como um alelo nulo.

Veja também

Referências

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