Las cepas endogámicas (también llamadas líneas endogámicas o, raramente para animales, animales lineales ) son individuos de una especie particular que son casi idénticos entre sí en genotipo debido a una larga endogamia . Una cepa se define generalmente como endogámica una vez que ha pasado por al menos 20 generaciones de apareamiento entre hermanos o entre descendientes y padres, [ 1 ] momento en el cual al menos el 98,6% de los loci en un individuo de la cepa serán homocigotos .
Los experimentos en ratones han demostrado que aún se puede medir cierta heterocigosidad hasta la generación 40. [ 1 ] Algunas cepas endogámicas se han criado durante más de 150 generaciones, lo que hace que los individuos de la población sean isogénicos . [ 2 ]
Las cepas endogámicas de animales se utilizan con frecuencia en laboratorios para experimentos donde, para la reproducibilidad de las conclusiones, todos los animales de prueba deben ser lo más similares posible. Sin embargo, para algunos experimentos, puede ser deseable la diversidad genética en la población de prueba. Por lo tanto, también se dispone de cepas exogámicas de la mayoría de los animales de laboratorio, donde una cepa exogámica es una cepa de un organismo que es prácticamente de tipo silvestre en la naturaleza, donde hay la menor endogamia posible. [ 3 ]
En ciencias vegetales (y especialmente en fitomejoramiento ), las cepas endogámicas se denominan con mayor frecuencia líneas casi isogénicas (NILs). Ciertas plantas, incluido el organismo modelo genético Arabidopsis thaliana, se autopolinizan de forma natural , lo que facilita la creación de cepas endogámicas en el laboratorio (otras plantas, incluidos importantes modelos genéticos como el maíz , requieren la transferencia de polen de una flor a otra). [ 4 ] [ 5 ]
En el laboratorio
Las cepas endogámicas se han utilizado ampliamente en la investigación. Se han otorgado varios Premios Nobel por trabajos que probablemente no se habrían podido realizar sin ellas. Este trabajo incluye la investigación de Medawar sobre la tolerancia inmunológica , el desarrollo de anticuerpos monoclonales por parte de Kohler y Milstein , y los estudios de Doherty y Zinkernagel sobre el complejo mayor de histocompatibilidad (CMH). [ 2 ]
Los organismos isogénicos tienen genotipos idénticos o casi idénticos . [ 6 ] Lo cual es cierto para las cepas endogámicas, ya que normalmente tienen al menos un 98,6 % de similitud en la generación 20. [ 2 ] Esta uniformidad extremadamente alta significa que se requieren menos individuos para producir resultados con el mismo nivel de significación estadística cuando se utiliza una línea endogámica en comparación con una línea exogámica en el mismo experimento. [ 7 ]
La cría de cepas endogámicas suele orientarse hacia fenotipos específicos de interés, como rasgos de comportamiento (por ejemplo, preferencia por el alcohol) o rasgos físicos (por ejemplo, envejecimiento), o bien se pueden seleccionar por rasgos que faciliten su uso en experimentos, como la facilidad de uso en experimentos transgénicos . [ 2 ] Una de las principales ventajas de utilizar cepas endogámicas como modelo es su fácil disponibilidad para cualquier estudio que se realice y la existencia de recursos como el Laboratorio Jackson y FlyBase , donde se pueden consultar cepas con fenotipos o genotipos específicos entre líneas endogámicas, líneas recombinantes y cepas coisogénicas . Los embriones de líneas que actualmente no despiertan interés pueden congelarse y conservarse hasta que surja interés en sus rasgos genotípicos o fenotípicos únicos. [ 8 ]
Líneas endogámicas recombinantes

Para el análisis del ligamiento de rasgos cuantitativos , las líneas recombinantes son útiles debido a su naturaleza isogénica, ya que la similitud genética de los individuos permite la replicación del análisis del locus del rasgo cuantitativo. La replicación aumenta la precisión de los resultados del experimento de mapeo y es necesaria para rasgos como el envejecimiento, donde pequeños cambios en el ambiente pueden influir en la longevidad de un organismo, lo que genera variaciones en los resultados. [ 9 ]
cepa coisogénica
Un tipo de cepa endogámica que ha sido alterada o mutada naturalmente de manera que difiere en un solo locus . [ 10 ] Estas cepas son útiles en el análisis de varianza dentro de una cepa endogámica o entre cepas endogámicas porque cualquier diferencia se debería al cambio genético único o a una diferencia en las condiciones ambientales entre dos individuos de la misma cepa. [ 9 ]
Líneas Gal4
Uno de los usos más específicos de las cepas endogámicas de Drosophila es el uso de líneas Gal4/UAS en la investigación. [ 11 ] Gal4/UAS es un sistema impulsor, donde Gal4 puede expresarse en tejidos específicos bajo condiciones específicas según su ubicación en el genoma de Drosophila . Cuando Gal4 se expresa, aumenta la expresión de genes con una secuencia UAS específica para Gal4, que normalmente no se encuentran en Drosophila, lo que significa que un investigador puede probar la expresión de un gen transgénico en diferentes tejidos cruzando una línea UAS deseada con una línea Gal4 con el patrón de expresión previsto. Los patrones de expresión desconocidos también pueden determinarse utilizando la proteína verde fluorescente (GFP) como proteína expresada por UAS. Drosophila, en particular, tiene miles de líneas Gal4 con patrones de expresión únicos y específicos, lo que permite probar la mayoría de los patrones de expresión dentro del organismo. [ 11 ]
Efectos
La endogamia en animales a veces conduce a la deriva genética . La superposición continua de genes similares expone patrones de genes recesivos que a menudo provocan cambios en el rendimiento reproductivo, la aptitud y la capacidad de supervivencia. Una disminución en estas áreas se conoce como depresión por endogamia . Un híbrido entre dos cepas endogámicas puede utilizarse para neutralizar los genes recesivos perjudiciales, lo que resulta en un aumento en las áreas mencionadas. Esto se conoce como heterosis . [ 12 ]
Las cepas endogámicas, debido a que son poblaciones pequeñas de individuos homocigotos, son susceptibles a la fijación de nuevas mutaciones a través de la deriva genética. El Laboratorio Jackson , en una sesión informativa sobre la deriva genética en ratones, calculó una estimación rápida de la tasa de mutación basada en rasgos observados, obteniendo 1 mutación fenotípica cada 1,8 generaciones. Sin embargo, advierten que es probable que esta cifra sea una subestimación, ya que los datos que utilizaron correspondían a cambios fenotípicos visibles y no a cambios fenotípicos dentro de las cepas de ratones. Añaden además que, estadísticamente, cada 6-9 generaciones se fija una mutación en la secuencia codificante, lo que da lugar a la creación de una nueva subcepa. Al comparar resultados, es importante no comparar dos subcepas, ya que pueden diferir drásticamente. [ 13 ]
Especies notables
Ratas y ratones
"El período anterior a la Primera Guerra Mundial llevó al inicio de la endogamia en ratas por la Dra. Helen King alrededor de 1909 y en ratones por el Dr. CC Little en 1909. Este último proyecto condujo al desarrollo de la cepa de ratones DBA, ahora ampliamente distribuida como las dos subcepas principales DBA/1 y DBA/2, que se separaron en 1929-1930. Los ratones DBA estuvieron a punto de desaparecer en 1918, cuando las principales poblaciones fueron diezmadas por la paratifoidea murina, y solo tres ratones sin pedigrí sobrevivieron. Poco después de la Primera Guerra Mundial, el Dr. LC Strong comenzó la endogamia en ratones a una escala mucho mayor, lo que condujo en particular al desarrollo de las cepas C3H y CBA, y el Dr. CC Little, lo que condujo a la familia de cepas C57 (C57BL, C57BR y C57L). Muchas de las cepas de ratones más populares se desarrollaron durante la década siguiente, y algunas están estrechamente relacionadas. La evidencia de la uniformidad de El ADN mitocondrial sugiere que la mayoría de las cepas comunes de ratones endogámicos probablemente derivan de una sola hembra reproductora hace unos 150-200 años."
Muchas de las cepas endogámicas de ratas más utilizadas también se desarrollaron durante este período, varias de ellas por Curtis y Dunning en el Instituto de Investigación del Cáncer de la Universidad de Columbia. Entre las cepas que datan de esta época se incluyen F344, M520 y Z61, y posteriormente ACI, ACH, A7322 y COP. El trabajo clásico de Tryon sobre la selección de ratas brillantes y poco inteligentes en laberintos condujo al desarrollo de las cepas endogámicas TMB y TMD, y posteriormente al uso común de ratas endogámicas por parte de psicólogos experimentales. [ 8 ]
ratas
- Wistar es un nombre genérico para cepas endogámicas como Wistar-Kyoto, desarrolladas a partir de las cepas exogámicas Wistar.
- La base de datos del genoma de la rata mantiene la lista actualizada de líneas de ratas endogámicas y sus características.
Ratones
Las numerosas cepas endogámicas de ratones han sido cartografiadas exhaustivamente. [ 2 ] El Laboratorio Jackson mantiene activamente un árbol genealógico basado en esas relaciones, [ 8 ] que se puede encontrar en su sitio web. [ 14 ]
cobayas
GM Rommel comenzó a realizar experimentos de endogamia con cobayas en 1906. Las cepas 2 y 13 de cobayas se derivaron de estos experimentos y aún se utilizan hoy en día. Sewall Wright se hizo cargo del experimento en 1915. Se enfrentó a la tarea de analizar todos los datos acumulados por Rommel. Wright se interesó seriamente en construir una teoría matemática general de la endogamia. Para 1920, Wright había desarrollado su método de coeficientes de trayectoria, que luego utilizó para desarrollar su teoría matemática de la endogamia. Wright introdujo el coeficiente de endogamia F como la correlación entre gametos que se unen en 1922, y la mayor parte de la teoría posterior de la endogamia se ha desarrollado a partir de su trabajo. La definición del coeficiente de endogamia más utilizada actualmente es matemáticamente equivalente a la de Wright. [ 8 ]
Medaka
El pez medaka japonés presenta una alta tolerancia a la endogamia; una línea se ha criado entre hermanos durante hasta 100 generaciones sin evidencia de depresión por endogamia, lo que lo convierte en una herramienta valiosa para la investigación de laboratorio y las manipulaciones genéticas. Entre las características clave del medaka que lo hacen valioso en el laboratorio se incluye la transparencia de las primeras etapas de crecimiento, como el embrión, las larvas y los juveniles, lo que permite observar el desarrollo de órganos y sistemas dentro del cuerpo mientras el organismo crece. También incluye la facilidad con la que se puede crear un organismo quimérico mediante diversas técnicas genéticas, como la implantación de células en un embrión en desarrollo, lo que permite el estudio de cepas quiméricas y transgénicas de medaka en el laboratorio. [ 15 ]
pez cebra
Aunque existen muchas características del pez cebra que merecen ser estudiadas, incluyendo su regeneración, hay relativamente pocas cepas endogámicas de pez cebra, posiblemente porque experimentan mayores efectos de depresión por endogamia que los ratones o los peces medaka, pero no está claro si los efectos de la endogamia pueden superarse para crear una cepa isogénica para uso en laboratorio. [ 16 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 Investigación, Consejo Nacional de Investigación (EE. UU.) Comité Internacional del Instituto de Animales de Laboratorio (1999), "Definición genética y fenotípica de ratones y ratas de laboratorio / ¿Qué constituye una definición genético-fenotípica aceptable?" , Definición microbiana y fenotípica de ratas y ratones: Actas de la Conferencia EE. UU./Japón de 1998 , National Academies Press (EE. UU.) , consultado el 13 de mayo de 2025.
- 1 2 3 4 5 Beck, Jon A.; Lloyd, Sarah; Hafezparast, Majid; Lennon-Pierce, Moyha; Eppig, Janan T.; Festing, Michael FW; Fisher, Elizabeth MC (enero de 2000). "Genealogías de cepas endogámicas de ratones" . Nature Genetics . 24 (1): 23– 25. doi : 10.1038/71641 . ISSN 1546-1718 . PMID 10615122. S2CID 9173641 .
- ↑ "Poblaciones no endogámicas" . Isogénicas . Consultado el 28 de noviembre de 2017 .
- ↑ Roderick TH, Schlager G (1966). "Herencia de múltiples factores". En Green EL (ed.). Biología del ratón de laboratorio . Nueva York: McGraw-Hill . pág. 156. LCCN 65-27978 .
- ↑ Lyon MF (1981). «Reglas para la nomenclatura de cepas endogámicas». En Green, Margaret C. (ed.). Variantes genéticas y cepas del ratón de laboratorio . Stuttgart: Gustav Fischer Verlag. pág. 368. ISBN 0-89574-152-0.
- ↑ "Isogénico" . Merriam-Webster . Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
- ↑ "Mayor potencia estadística" . isogenic.info . Consultado el 30 de noviembre de 2017 .
- 1 2 3 4 Michael Festing . "Historia de las cepas endogámicas" . isogenic.info . Consultado el 19 de diciembre de 2013 .
- 1 2 Dixon LK (1993). "Uso de cepas endogámicas recombinantes para mapear genes del envejecimiento". Genetica . 91 ( 1– 3): 151– 65. doi : 10.1007/BF01435995 . PMID 8125266 . S2CID 6943500 .
- ↑ Bult CJ, Eppig JT, Blake JA, Kadin JA, Richardson JE (enero de 2016). "Base de datos del genoma del ratón 2016" . Nucleic Acids Research . 44 (D1): D840-7. doi : 10.1093/nar/gkv1211 . PMC 4702860. PMID 26578600 .
- 1 2 Duffy JB (2002-09-01). "Sistema GAL4 en Drosophila: la navaja suiza del genetista de moscas" . Genesis . 34 ( 1–2 ): 1–15 . doi : 10.1002/gene.10150 . PMID 12324939 .
- ↑ Michael Festing . "Endogamia y sus [ sic ] efectos" . Consultado el 19 de diciembre de 2013 .
- ↑ "Deriva genética: qué es y su impacto en su investigación" (PDF) . The Jackson Laboratory . Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
- ↑ "Genealogías de cepas endogámicas de ratones" (PDF) . nature genetics .
- ↑ Kirchmaier S, Naruse K, Wittbrodt J, Loosli F (abril de 2015). "El conjunto de herramientas genómicas y genéticas del teleósteo medaka ( Oryzias latipes )" . Genetics . 199 (4): 905–18 . doi : 10.1534/genetics.114.173849 . PMC 4391551. PMID 25855651 .
- ↑ Shinya M, Sakai N (octubre de 2011). "Generación de cepas altamente homogéneas de pez cebra mediante apareamiento entre pares de hermanos completos" . G3 . 1 (5): 377– 86. doi : 10.1534/g3.111.000851 . PMC 3276154. PMID 22384348 .
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