Herencia biparental

La herencia biparental es un tipo de herencia biológica en la que la descendencia hereda un alelo materno y uno paterno para un gen. Es uno de los criterios de la herencia mendeliana . La reproducción sexual , en la que la descendencia resulta de la fusión de gametos de dos progenitores, es la forma más común de herencia biparental. Aunque menos común, se han documentado casos de herencia biparental en genes extranucleares, como la herencia biparental del ADN mitocondrial o del ADN cloroplástico en plantas. ^{[ 1 ]} La herencia biparental del ADN nuclear a través de la reproducción sexual puede permitir nuevas combinaciones de alelos de cada progenitor contribuyente. La producción de gametos mediante meiosis a veces puede incluir recombinación o entrecruzamiento , lo que es una posibilidad para nuevas combinaciones de alelos.

La herencia biparental es un requisito para que un rasgo se considere mendeliano. Si el gen no presenta formas alternativas, denominadas alelos, que pueden diferir en cada progenitor y luego combinarse en la descendencia, entonces este rasgo no es mendeliano . Parte de la razón por la que la herencia biparental es obligatoria en la herencia mendeliana radica en que otro requisito es la fecundación de gametos producidos por segregación aleatoria. Sin gametos generados por segregación aleatoria, la fecundación (que da lugar a la herencia biparental a través de estos gametos) no podría resultar en herencia mendeliana.

La herencia extranuclear biparental ocurre en la levadura Saccharomyces cerevisiae , por ejemplo. Dos células haploides de tipos de apareamiento opuestos se fusionan, y ambas aportan mitocondrias a la descendencia diploide . ^{[ 2 ]} Esto es contrario a la mayoría de la herencia mitocondrial eucariota , que se hereda principalmente por vía materna. Dentro de los genomas mitocondriales, la herencia biparental y la recombinación han sido documentadas en plantas, animales y hongos por Barr et al. en 2005, ^{[ 3 ]} pero se cree que la extensión de estos fenómenos varía sustancialmente entre taxones. La transmisión mitocondrial biparental ocasional puede beneficiar a la descendencia al facilitar la eliminación de mutaciones desventajosas de una población, mientras que, al mismo tiempo, continúa restringiendo la propagación de elementos genéticos egoístas, como genes que tienen una ventaja de replicación y transmisión a expensas de otros genes ^{[ 3 ]}

Aunque poco común entre la mayoría de los eucariotas, la herencia biparental del ADNmt ocurre regularmente en los bivalvos . Se ha documentado la fuga de ADNmt paterno en ovejas, ^{[ 4 ]} ratones, ^{[ 5 ]} y Drosophila . ^{[ 6 ]} En 2018, Luo et al. documentaron evidencia de herencia biparental del ADN mitocondrial en humanos, que se creía que solo se transmitía por vía materna. ^{[ 7 ]} Aunque se demostró que el ADN mitocondrial paterno, además del ADNmt materno que se hereda típicamente, fue heredado por 17 miembros en tres familias multigeneracionales no relacionadas, los investigadores aún no están seguros de los mecanismos a través de los cuales esto ocurre. Luo et al. explican que la transmisión materna del ADNmt resulta de la eliminación activa de las mitocondrias paternas, y que los genes subyacentes a este proceso de eliminación pueden haber sufrido ciertas mutaciones para permitir que el ADNmt continúe a través del desarrollo embrionario. ^{[ 7 ]} La endonucleasa mitocondrial G se traslada del espacio intermembrana de las mitocondrias paternas a la matriz después de la fecundación, donde procede a degradar o eliminar el ADNmt paterno. ^{[ 8 ]} Un defecto en una vía similar a la de EndoG en humanos podría producir una contribución paterna, lo que explicaría un posible mecanismo de herencia biparental.