El síndrome metabólico, la hiperlipemia familiar combinada (HLFC), la diabetes mellitus tipo 2 y la dislipemia secundaria al tratamiento del VIH son síndromes que conllevan un elevado riesgo cardiovascular. Comparten alteraciones en el metabolismo de las lipoproteínas y de los hidratos de carbono y en la función endotelial. Los genes implicados en estos procesos están regulados a nivel transcripcional por la vía de señalización de la vitamina A. Asimismo, diferentes estudios de ligamiento para estas patologías identificaron un locus común en la región cromosómica 1q21-23. Estas evidencias nos llevaron a plantear la siguiente hipótesis: alteraciones de la regulación génica modulada por la vitamina A, ya sea de origen genético o inducidas por determinados fármacos, como son el ácido retinoico y sus derivados, causan tanto la hiperlipemia como la disfunción endotelial y por lo tanto, un aumento del riesgo cardiovascular.En la región 1q21-23 se localiza el gen CRABP2 (transportador intracelular del ácido retinoico). En pacientes con HLFC identificamos dos nuevos polimorfismos: rs2236795 y rs74118740, y realizamos un estudio de asociación en tres poblaciones independientes. El gen CRABP2 está asociado con niveles más altos de colesterol LDL. Por otro lado, estudiamos el efecto del ácido retinoico 13-cis sobre la expresión génica en células vasculares endoteliales humanas (HUVEC). A concentraciones farmacológicas se identificaron cambios en los niveles de expresión que pueden suponer un aumento de la adhesión celular y de la eliminación de los remanentes de las lipoproteínas y una modificación del metabolismo de la HDL. Finalmente, en el estudio más detallado de uno de los genes, la prostaciclina sintasa (PGIS), se observó un aumento en la liberación de la prostaglandina I2 (inhibidor de la agregación plaquetar y vasodilatador) debido a la inducción de PGIS. Los resultados obtenidos en esta tesis aportan evidencias de que los procesos regulados por el ácido retinoico participan en estas patologías. / Metabolic syndrome, familial combined hyperlipidemia (FCHL), type 2 diabetes mellitus and dyslipidemia secondary to HIV treatment are syndromes linked to high cardiovascular risk, and alterations in lipoprotein and carbohydrate metabolism, as well as with endothelial function. The genes involved in these processes are regulated at the transcriptional level through the vitamin A signaling pathway. Also, several linkage studies have identified a common locus in 1q21-23. This evidence led us to the following hypothesis: vitamin A modulates gene regulation involved in these alterations either genetic or drug induced (such as retinoic acid and its derivatives); these alterations cause hyperlipidemia and endothelial dysfunction and therefore increase cardiovascular risk. Cellular retinoic acid binding protein II gene (CRABP2) is located in 1q21-23. We identified in FCHL patients two new polymorphisms (rs2236795 and rs74118740), and studied its association with dyslipidemia in three independent populations. CRABP2 gene is associated with higher levels of LDL cholesterol. Furthermore, we studied the effect of 13-cis retinoic acid on gene expression in human vascular endothelial cells (HUVEC). We identified changes in expression levels at pharmacological concentrations that caused an increase in either cell adhesion and lipoprotein remnants removal, and a modification of HDL metabolism. Finally, studying prostacyclin synthase gene in detail (PGIS), we observed an increase in the release of prostaglandin I2 (platelet aggregation inhibitor and vasodilator) due to the induction of PGIS. The results in this thesis provide evidence that the processes regulated by retinoic acid are involved in these pathologies.

La recombinació és un mecanisme universal que permet augmentar la variabilitat genètica dels organismes. Una major variabilitat es tradueix en una major capacitat d'adaptació a diferents ambients. De fet, l'estudi de la variabilitat genètica és un dels paràmetres claus a tenir en compte en la gestió d'espècies amenaçades. Un dels factors naturals que poden regular la taxa de recombinació al llarg d'un cromosoma és la presència d'inversions cromosòmiques. Les inversions, que són aberracions cromosòmiques en les que un fragment de DNA presenta una orientació invertida, redueixen la taxa de recombinació. Tot i que algunes d'aquestes inversions poden ser deletèries, en nombrosos casos s'ha observat que són adaptatives, mantenint combinacions d'al·lels favorables a un determinat ambient. Que les inversions cromosòmiques juguen un paper important en l'evolució dels organismes també s'observa pel fet que s'han descrit nombroses inversions específiques d'espècie.En la present tesi doctoral s'ha estudiat la recombinació al cromosoma O de "D. subobscura" a diferents nivells. Per una banda, s'han obtingut mapes genètics d'aquest cromosoma per dos ordenaments diferents. S'ha observat que la taxa recombinació a nivell global és força uniforme, tot i que es detecten hot i coldspots regionals. Un cop caracteritzada la recombinació en absència d'inversions, es van genotipar individus heterocariotípics per tal de determinar com les inversions modulen la recombinació. D'aquesta manera es va observar que la recombinació es troba gairebé inhibida a l'interior d'aquestes, i a més que fora d'elles la reducció és asimètrica. Per altra banda, l'anàlisi de gens nuclears candidats a estar involucrats en l'adaptació termal en individus provinents de diferents poblacions mostra que no hi ha diferències significatives, suggerint que hi ha un elevat flux gènic entre poblacions. En canvi, sí que es detecten diferències significatives en el contingut genètic de diferents ordenaments, analitzant gens localitzats dintre de les inversions. Per tant, el flux gènic es troba restringit a causa de les inversions, tot i que les estimes de recombinació mostren que aquesta no es troba totalment inhibida. / Recombination is a universal mechanism that increases genetic variability of organisms. High levels of genetic diversity confer a higher capacity to adapt to different environments. For this reason, the levels of genetic variability constitute one of the key factors to take into account in the management of endangered species. Recombination rate across the chromosome is modulated by different factors, such as inversions. Chromosomal inversions, i.e. aberrations in which a chromosomal fragment is reversed, decrease the rate of genetic exchange. It is known that some inversions can be deleterious but in most of the cases, it has been shown that they are adaptive since they permit the maintenance of adaptive combination of alleles. Moreover, they play an important role in the evolution of species, since numerous inversions species-specific have been described.The main goal of this PhD thesis is to study the recombination in the O chromosome of "D. subobscura" at different levels. Genetic maps from two different types of arrangements were obtained. It was observed that at a global level, the recombination rate across the chromosome is uniform, despite some cold- and hotspots can be detected at the regional level. Furthermore, in order to determine how inversions modulate recombination rate, an analysis of heterokaryotypic lines differing by chromosomal inversions was carried out. From there, it was observed that recombination is inhibited inside inversions but also outside them, the reduction being asymmetrical in the two inversions breakpoints. On the other hand, the analysis of candidate genes to be involved in thermal adaptation in individuals from different populations presenting the same arrangement showed no significant differences, suggesting a high gene flow between arrangements. However, significant genetic differences were detected when comparing the genetic content of different arrangements. Thus, gene flux is restricted by chromosomal inversions although recombination is not totally prevented.

Se ha analizado las causas de la distribución espacial de la variabilidad genética del ADN mitocondrial en poblaciones de trucha común de la cuenca del Duero y de los Pirineos Orientales. En total se han analizado de novo 49 localidades, 13 en la cuenca del río Duero y 36 en los principales ríos del Pirineo oriental. Además se analizaron las fluctuaciones temporales en 14 de las localidades del Pirineo Oriental. Estudios previos indican un marcado contraste de los patrones de diversidad entre ambos territorios.En la cuenca del río Duero los análisis confirmaron la presencia de los dos linajes matriarcales descritos previamente, el linaje Atlántico (AT) y el linaje Duero (DU). Los análisis de la varianza molecular (AMOVA) siguiendo una jerarquía hidrográfica sugirieron una alta estructuración de las poblaciones coincidente con los patrones ictiológicos observados en la cuenca. El linaje DU parece haber estado presente permanentemente en la cuenca interior del Duero, mientras que las zonas más próximas a la desembocadura han padecido diversas colonizaciones de trucha del linaje AT, que reflejarían los cambios climáticos ocurridos en el Cuaternario. Se ha detectado una discrepancia en el límite entre ambos grupos definidos por genes nucleares (alozimas) y el ADN mitocondrial. Estas discrepancias pueden ser debidas a un efecto más severo de la deriva genética en el ADN mitocondrial que en los marcadores nucleares. Sin embargo, en este trabajo se han observado evidencias a favor de selección en el ADN mitocondrial del linaje DU que también explicaría estas discrepancias.El análisis más exhaustivo en las cuencas de los Pirineos orientales, permitió detectar nuevos haplotipos mitocondriales de los linajes Adriático (AD) y Mediterráneo (ME). En esta región, los AMOVAs confirmaron que las diferencias entre poblaciones dentro de río son más importantes que las diferencias entre ríos. No obstante se observó un patrón de aislamiento por distancia en toda la zona, reflejo de la estructuración de las poblaciones en la cuenca del río Ebro. Además, aunque los AMOVAs mostraron que el componente temporal de la variación es inferior al espacial, las fluctuaciones temporales en la comparación matriarcal de las poblaciones resultaron estadísticamente significativas. Estas fluctuaciones están asociadas tanto a la deriva genética como a procesos de flujo génico entre poblaciones próximas. Dentro de las cuencas, los componentes de diferenciación entre afluentes son, en general, superiores a los obtenidos dentro de cada afluente, patrón que parece estar extendido en la trucha común. Los estudios a escala microgeográfica en la Noguera Vallferrera y Noguera Cardós (afluentes del Noguera Pallaresa) reprodujeron este patrón de diferenciación. Los tamaños efectivos y la tasa de migración entre ambos ríos fueron similares a los descritos en poblaciones noratlánticas. Los tamaños efectivos de las hembras (Nef), calculados a partir del ADN mitocondrial fueron menos de la mitad del tamaño efectivo total tanto en la Noguera Vallferrera como en el resto de localidades pirenaicas estudiadas. Estos bajos tamaños efectivos de las hembras serían también responsables de las fluctuaciones temporales observadas. Los ejemplares repoblados parecen hibridar poco con los nativos, pero su presencia podría intensificar indirectamente los procesos de deriva genética y complicar la conservación de los patrimonios genéticos nativos.Con la salvedad de la existencia de selección que favorece a los haplotipos del linaje DU, los procesos poblacionales que regulan la distribución de la variabilidad genética en la cuenca del Duero y en los Pirineos Orientales podrían ser parecidos y caracterizados por la existencia de múltiples demes interconectados a lo largo del curso fluvial. / Brown trout populations from the River Duero basin and from Eastern Pyrenees rivers were analyzed to assess the reasons for contrasting patterns of genetic diversity. Altogether genetic diversity has been analyzed in 49 new collections, 13 from the River Duero basin and 36 from the main rivers of Eastern Pyrenees. Moreover, temporal samples from 14 Pyrenean locations were sampled to analyse temporal stability of the described structure. In these two areas previous studies indicated a strong contrast among diversity patterns in both territories. Results in the Duero basin confirmed the presence of the Atlantic (AT) and the Duero (DU) matriarchal lineages both previously described in this river basin. The analyses of molecular variance (AMOVA) based on the hydrographical hierarchy indicated a high level of population structuring, in accordance with the icthiological pattern observed in this basin. The DU lineage permanently occupied the internal area of the River Duero basin, whereas zones close to the mouth of the river have suffered diverse waves of colonisations of trout belonging to the AT lineage, which would reflect the changes happened in the Quaternary. Discrepancies in the limits between both groups defined by nuclear genes (allozymes) and mitochondrial DNA have been detected. These discrepancies could be due to a more intense effect of genetic drift in mitochondrial DNA than in nuclear markers. Nevertheless, evidences in favour of selection in the mitochondrial DNA of the DU lineage have been described in this work, which also would explain this discrepancy. A detailed analysis of brown trout populations from rivers in the Eastern Pyrenees detected new mitochondrial haplotypes of the Adriatic (AD) and the Mediterranean (ME) lineages. In this region, the AMOVAs indicated that differences between populations within river were larger than differences between rivers. Nevertheless, a pattern of isolation by distance was observed in the whole zone, reflecting population structure within the River Ebro. The AMOVAs showed that the temporal component of the variation is lower than the spatial component, but the temporal fluctuations in the matriarchal comparison of the populations were statistically significant. These fluctuations were associated to both genetic drift and gene flow among close populations. Generally in the river basins, higher differentiation between than within stream was observed. This pattern seems to be widespread in brown trout. The studies on microgeographical scale undertaken in the Noguera Vallferrera and Noguera Cardós (tributaries of Noguera Pallaresa) reproduced the above pattern of differentiation. Effective population sizes and migration rate between both rivers were similar to those described in North-Atlantic populations. In the Noguera Vallferrera as well as in the rest of Pyrenean populations, the female effective sizes (Nef), calculated from mitochondrial DNA were less than a half of the total effective sizes detected. These low female effective sizes also contribute to the observed temporal fluctuations. Hatchery individuals hybridise poorly with the native one, but its presence could indirectly intensify genetic drift and complicate the conservation of the native genetic resources.In spite of selection favouring haplotypes of the DU lineage, population processes controlling the distribution of genetic variability in the Duero and the Eastern Pyrenees river basins could be similar and characterized by the existence of interconnected multiple demes throughout the fluvial course.