Prohibición ligada al sexo

El barrado ligado al sexo es un patrón de plumaje en las plumas individuales de las gallinas, que se caracteriza por barras pigmentadas y no pigmentadas alternadas. ^{[ 1 ]} La barra pigmentada puede contener pigmento rojo ( feomelanina ) o pigmento negro ( eumelanina ), mientras que la barra no pigmentada siempre es blanca. Por lo tanto, el locus a menudo se denomina "diluidor de eumelanina" o "disruptor de melanina". ^{[ 2 ]} Las razas típicas con barrado ligado al sexo incluyen la Plymouth Rock barrada , la Delaware, la Old English Crele Games y la Coucou de Renne . ^{[ 3 ]}

La presencia de una barra blanca sobre un fondo oscuro distingue el barrado ligado al sexo del barrado autosómico, otro patrón de plumaje en pollos que se crea por una barra negra sobre un fondo de color claro (blanco/beige o marrón), como se ejemplifica en la raza Egyptian Fayoumi . ^{[ 1 ]} La ausencia de pigmento en la barra blanca se ha atribuido a una falta de células productoras de pigmento ( melanocitos ) en el folículo de la pluma durante el crecimiento de la pluma. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Inicialmente se propuso que esta falta era el resultado de la muerte celular como consecuencia de la mutación del locus B , pero investigaciones posteriores demostraron que la falta es el resultado de la diferenciación celular prematura en lugar de la apoptosis . ^{[ 6 ]}

Los pollos machos de razas tradicionales con franjas ligadas al sexo, como el Plymouth Rock barrado, suelen mostrar franjas blancas mucho más anchas y definidas que las hembras de la misma raza. ^{[ 3 ]} Otras características de los pollos con franjas ligadas al sexo son la dilución del pigmento de la piel en las patas, así como un punto blanco en la parte superior de la cabeza de los polluelos recién nacidos, que puede utilizarse para la determinación del sexo : los machos homocigotos tienen una mancha mucho más grande que las hembras hemicigotas. ^{[ 3 ]}

El barrado ligado al sexo se estableció como el locus dominante B por la genética mendeliana tradicional a principios del siglo XX. ^{[ 3 ]} Se predijo que el gen responsable se ubicaba en el cromosoma Z ^{[ 7 ] [ 8 ]} y dado que las aves macho son homogaméticas (ZZ), pueden ser heterocigotas u homocigotas para el barrado ligado al sexo. Las hembras siempre son hemicigotas en este locus (ZW). En 2010, científicos suecos identificaron cuatro mutaciones ubicadas en o alrededor del locus supresor de tumores CDKN2A , que parecen estar asociadas con el barrado ligado al sexo. ^{[ 1 ]} Las cuatro mutaciones están organizadas en 3 alelos diferentes llamados B0 , B1 y B2 . Todos los alelos portan dos mutaciones no codificantes ubicadas en regiones reguladoras del gen (el promotor y el intrón ) pero solo B1 y B2 portan dos mutaciones de sentido erróneo adicionales en un dominio funcionalmente importante de la proteína . El alelo B1 causa el fenotipo /apariencia típico de barras ligadas al sexo y está presente en la mayoría de las razas modernas de pollos con barras ligadas al sexo. Las hembras o los machos que portan el alelo B2 en estado heterocigoto muestran un patrón de barras definido, pero en estado homocigoto , los machos son esencialmente blancos con muy poca pigmentación . ^{[ 9 ]} Este fenotipo se describió inicialmente como una mutación distinta pero estrechamente relacionada , ^{[ 10 ]} sin embargo, posteriormente se le asignó al mismo gen y se denominó "dilución ligada al sexo". ^{[ 9 ]}

El alelo B0 solo porta las dos mutaciones no codificantes y su contribución al patrón de barras permanecía desconocida, ya que solo se presentaba en razas que también portaban la mutación blanca dominante, la cual enmascara el efecto en el locus B. [ ^{1 ] )} . Recientemente, los científicos eliminaron la mutación blanca dominante de pollos de esas líneas y pudieron demostrar que esos pollos muestran un patrón de barras muy ligero. Denominaron al fenotipo "dilución extrema ligada al sexo". ^{[ 11 ]} Como los pollos con el alelo B0 muestran el patrón de barras más débil en comparación con aquellos que además tienen la mutación codificante, los científicos proponen un escenario evolutivo en el que las mutaciones no codificantes ocurrieron primero y las dos mutaciones de cambio de sentido más tarde en el tiempo y de forma independiente. Como solo la combinación de mutaciones no codificantes y de cambio de sentido produce el patrón de barras deseado y pronunciado, el alelo B0 por sí solo ya no está presente en las razas modernas con barras ligadas al sexo. ^{[ 11 ]}

Los científicos pudieron demostrar que una o ambas mutaciones no codificantes presentes en todos los alelos B causan una regulación positiva de la actividad de CDKN2A . ^{[ 11 ]} ). Con una mayor cantidad del producto génico, llamado ARF (proteína del marco de lectura alternativo), en la célula, se protege más p53 de la degradación. p53 es un factor de transcripción que, a su vez, activa más genes involucrados en la regulación del ciclo celular y la apoptosis . Como consecuencia, la célula deja de dividirse y comienza a producir pigmento prematuramente. Sin embargo, las mutaciones de cambio de sentido en los alelos B1 y B2 tienen un efecto opuesto. ^{[ 11 ]} Ambas mutaciones de cambio de sentido conducen a una proteína ARF defectuosa , que contrarresta en cierta medida el efecto de la mayor actividad del gen . La producción prematura de pigmento sigue siendo evidente, pero menos intensa que la observada en el alelo B0 . Resulta intrigante que la mutación de cambio de sentido en el alelo B1 sea mucho más perjudicial para la función de la proteína que la del alelo B2 , y los científicos creen que esta es la razón de las diferencias fenotípicas observadas entre esos dos alelos .

Cuando las células progenitoras de melanocitos comienzan a migrar desde la base del folículo hacia las bárbulas , donde producirán pigmento, se dividen hasta alcanzar un número suficiente de células pigmentarias . Como consecuencia de la sobreexpresión de CDKN2A , la mayoría de las células dejan de dividirse y de generar nuevas células, y en su lugar comienzan a producir pigmento: una barra negra emerge de la pluma. Sin embargo, con el tiempo, las células pigmentarias se agotan . A medida que se reclutan desde la base del folículo de la pluma, esta continúa creciendo, creando la barra blanca. Con el nuevo conjunto de células pigmentarias, el ciclo se reinicia, generando barras pigmentadas y no pigmentadas alternadas.

Las mutaciones en CDKN2A se han asociado con la aparición de melanoma familiar en humanos. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} Los cambios en su producto génico ARF a menudo hacen que la célula pierda su capacidad de muerte celular autoinducida o detención del ciclo celular , que son mecanismos de las células para controlar las divisiones celulares descontroladas y, por lo tanto, la aparición de cáncer. Es intrigante que los pollos portadores del alelo B1 o B2 con un ARF defectuoso no muestren una mayor prevalencia de ningún tipo de cáncer y generalmente se consideran razas muy robustas y fáciles de mantener. También es sorprendente que la mayor parte de la industria de producción de huevos y carne dependa de pollos que tienen un defecto en un gen supresor de tumores . ^{[ 11 ]}