GENETICA MENDELIANA

Dr. Alexander Daniel Obando Sánchez

LA HERENCIA DE LOS CARACTERES

Como hemos estudiado ya, con la reproducción sexual se ha desarrollado un mecanismo evolutivo que permite que las generaciones filiales sean "mejores" o, al menos, diferentes que las parentales, lo cual permite la aparición de combinaciones genéticas que impliquen una mayor adaptación sobre las que actuará la selección natural, favoreciéndolas.

Esta mejora se lleva a cabo mediante tres procesos diferentes:

La recombinación genética que hace aparecer combinaciones nuevas.

La meiosis que da lugar a diferentes tipos de gametos (según cómo se coloquen los cromosomas en la profase I)

La fecundación, que combina las dotaciones cromosómicas de gametos provenientes de individuos diferentes.

Todo esto determina que el zigoto pueda dar lugar a un adulto que presente caracteres o combinaciones de caracteres nuevas que antes no existían, debido a que posee en sus células una información nueva para desarrollar esos caracteres, a la cual damos el nombre de INFORMACIÓN GENÉTICA.

La ciencia que se encarga de estudiar la HERENCIA de los caracteres, es decir, cómo se transmite la información genética de una generación a otra, es la GENÉTICA, y las leyes que rigen esa transmisión, las llamadas LEYES DE LA HERENCIA, son universales para todos los seres vivos, lo cual es una prueba más del origen único de todos los seres vivos.

La Genética es una ciencia muy actual y de gran importancia económica, ya que es la base de la selección artificial, la ingeniería genética o la biotecnología. Como ciencia arranca de mediados del siglo pasado con los trabajos de un monje nacido en la ciudad Checa, Grégor Mendel (1822-1884), cuyas conclusiones son la base de la genética actual, aunque no fue hasta principios de este siglo cuando realmente se dio un impulso decisivo a sus ideas, redescubiertas por Hugo De Vries, Carl Correns y Eric Von Tzchermak.

CONCEPTOS DE GENÉTICA: Un individuo pertenece a una especie determinada porque presenta unos rasgos que son comunes a los de esa especie, rasgos de su aspecto (color y tamaño del pelo, forma y color de los ojos, talla, peso, etc.), de su comportamiento (agresividad, inteligencia, pautas sexuales), de su fisiología (presencia de ciertas enzimas y hormonas, etc.)

Cada uno de estos rasgos distintivos, que son los mismos para todos los individuos de la especie, se denominan CARACTERES, y se heredan de los padres; cada carácter se desarrolla según la información específica para él, y esta información se encuentra en el ADN nuclear.

En una cadena de ADN suele haber información para más de un carácter; cada fragmento de ADN, con información completa para un carácter determinado, se denomina GEN, por lo que un cromosoma es conjunto de genes.

En las especies diploides cada cadena de ADN está dos veces, una viene del padre y otra de la madre (CADENAS O CROMOSOMAS HOMÓLOGOS), y cada gen está también dos veces, uno en cada cadena, por lo que realmente cada carácter está determinado por la acción de dos alelos, que pueden ser iguales o diferentes, por ejemplo el caso del color de ojos, el fenotipo "color claro" se debe a la acción de un alelo, y el fenotipo "color oscuro" se debe a la acción de otro alelo diferente; un individuo determinado puede tener los dos alelos iguales o diferentes en el mismo par.

De la misma manera que un carácter presenta varias manifestaciones, un gen puede tener también varias formas, ya que cada fenotipo se tiene que corresponder con una forma distinta del gen; cada forma diferente que puede tener un gen se denomina ALELO.

Los cromosomas homólogos, por tanto, son aquellos que tienen los mismos genes, pero pueden tener diferentes alelos.

Cuando los dos alelos de un par son iguales al individuo se le denomina HOMOCIGOTO o raza pura, en terminología mendeliana; si los dos alelos del par son diferentes hablamos de individuos HETEROCIGOTOS o híbridos.

Según cómo funcionan los alelos de un gen existen dos tipos de herencia diferentes:

HERENCIA DOMINANTE: es aquella en la que uno de los alelos tiene más fuerza para manifestarse que el otro; al más fuerte se le denomina ALELO DOMINANTE y al más débil, ALELO RECESIVO. De manera que cuando están juntos el dominante y el recesivo, el dominante se manifiesta mientras que el recesivo queda oculto.En el ejemplo del color de ojos, el alelo para ojos oscuros domina sobre el alelo para ojos claros, por lo que en cuanto aparece el alelo de ojos oscuros, se manifiesta y se da el fenotipo de ojos oscuros y, para que se de ojos claros el individuo debe ser homocigoto para el alelo recesivo. Para representar este tipo de alelos se nombran con letras de manera que al alelo dominante se le nombra con una letra mayúscula y al recesivo se le nombra con la misma letra, pero minúscula:

CARÁCTER: Color de ojosFENOTIPOS: Color claro (recesivo) y color oscuro (dominante)ALELOS: A = color oscuro a = color claroGENOTIPOS: AA = ojos oscuros (homocigoto dominante) Aa = ojos oscuros (heterocigoto) aa = ojos claros (homocigoto recesivo)

HERENCIA INTERMEDIA: Es aquella en que los alelos de un gen tienen la misma fuerza para manifestarse, por lo que ninguno domina sobre el otro, denominándoseles entonces ALELOS CODOMINANTES. En este caso aparece un nuevo fenotipo que es intermedio entre los padres, como sucede por ejemplo con una planta llamada "dondiego", que puede tener flores blancas y rojas, que al cruzarse dan lugar a plantas de flores rosas (intermedio); en este caso los alelos se nombran con letras mayúsculas:

CARÁCTER: Color de la flor FENOTIPOS: Color blanco, rojo y rosa ALELOS: B = color blanco R = color rojo RB = color rosa GENOTIPOS: BB = color blanco (homocigoto) RR = color rojo (homocigoto) BR = color rosa (heterocigoto)

=

GENÉTICA MENDELIANA:

Los genes no son todos iguales respecto a su comportamiento en la transmisión de una generación a la siguiente; existen distintos tipos de genes de los que los mejor conocidos son aquellos cuyo comportamiento fue estudiado por Mendel, por lo que reciben el nombre de genes mendelianos y la parte de la genética que se encarga de estudiarlos es la genética mendeliana.

Mendel realizó una serie de experimentos sencillos que consistieron en cruzar entre sí diferentes variedades de plantas y estudiar la descendencia que obtenía; de sus experimentos, los más conocidos son los realizados con plantas de guisante, de los que existe una variedad de semilla verde y otra de semilla amarilla; para empezar Mendel obtuvo lo que el llamó "razas puras" amarillas y verdes, que eran aquellas que al cruzarlas entre sí sólo daban plantas iguales que los padres.

El segundo paso consistía en cruzar una raza pura de semillas verdes con otra de semillas amarillas, obteniendo en la 1ª generación filial (F1) el 100% de plantas de semillas verdes.

GENERACIÓN PARENTAL (P)

                    

 verde x amarillo

   

          

   

1ª GENERACIÓN FILIAL (F1)

100% verde   

Mendel pensaba que al cruzarse los padres había algo que pasaba a los descendientes para que tuvieran las semillas de cierto color y a eso lo llamaba "factores hereditarios" y suponía que los factores hereditarios debían ser dos, ya que uno venía de la planta padre y otro de la planta madre.

GENERACIÓN PARENTAL (P)

                  

 

 verde x amarillo

AA aa 

 

1ª GENERACIÓN FILIAL (F1)

           

 100% verde

Aa  

 Mendel obtuvo siempre estos resultados, por lo que elaboró una conclusión general que constituye la 1ª Ley de Mendel o "Ley de la uniformidad de la 1ª generación filial":

1ª Ley de Mendel

Cuando se aparean líneas puras diferentes para una característica, la descendencia

presenta en forma uniforme el fenotipo del progenitor que posee el fenotipo dominante, independientemente de si este es macho o

hembra; es decir, de la dirección del apareamiento.

PRINCIPIO DE LA UNIFORMIDAD

A continuación, Mendel cruzó entre si plantas de la F1:

1ª GENERACIÓN FILIAL (F1)

                    

 Verde x VerdeAa Aa

  

2ª GENERACIÓN FILIAL (F2)

                

75% verde 25% amarillo AA (25%), Aa (50%) aa (25%)

                    

 

   

De aquí se deducía también que las plantas de semilla verde eran de dos tipos:

•unas eran razas puras (el 25%)        •y otras eran híbridos (el 50%)       

2ª Ley de Mendel

De todo esto Mendel concluyó lo que llamó la "Ley de independencia (segregación) de los factores hereditarios", o 2ª Ley de Mendel:

Los dos miembros de una pareja génica se distribuyen separadamente entre los gametos (segregan), de modo que cada miembro de la pareja génica es portado por la mitad de los

gametos.

LEY DE LA SEGREGACIÓN

Aunque algunos caracteres permanecen ocultos en el híbrido, ellos no se mezclan ni desaparecen, sino que se manifiestan en la siguiente generación (F2) en una proporción fija y determinada de 1:3, segregando de una

generación a otra.

Dos caracteres Mendel obtuvo siempre estos resultados al

repetir estos cruces con especies diferentes; el siguiente paso consistió en ver lo que sucedía cuando estudiaba al mismo tiempo más de un carácter distinto, como por ejemplo el color de la semilla (verde y amarillo) y la forma de su piel (lisa y rugosa); repitiendo ahora los mismos cruces obtenía resultados parecidos:

GENERACIÓN PARENTAL (P)

verde – liso x amarillo - rugoso

100% verde - liso

(F1)  

1ª GENERACIÓN FILIAL (F1)

verde – liso x verde - liso

(F2)

verde - liso9/16

verde - rugoso 3/16

amarillo-liso3/16

amarillo - rugoso1/16

Aquí sucedían dos cosas nuevas, que no se daban cuando se estudiaba un sólo carácter y era, por un lado, la aparición de plantas nuevas que antes no existían, como las de semilla verde-rugosa y amarilla-lisa y, por otro lado, las proporciones tan peculiares que obtenía.

Mendel concluyó que la única explicación para esto era que al igual que los factores hereditarios son independientes, los caracteres también lo son, por lo que se pueden combinar de todas las formas posibles, apareciendo combinaciones que antes no existían.

GENERACIÓN PARENTAL

verde-lisoAABB

xamarillo-rugoso

aabb

100% verde-lisoAaBb

(F1)

(F1) verde-liso

AaBb x

verde-lisoAaBb

(F2) 9/16 verde-liso AABB AABbAaBB AaBb

3/16 verde-rugoso

AAbb, Aabb

3/16 amarillo-liso

aaBB, aaBb

1/16 amarillo-rugoso

aabb

3ª Ley de Mendel

Durante la formación de los gametos, la segregación de los alelos de un gen se produce de forma independiente de la segregación de los alelos del otro gen.

LEY DE LA DISTRIBUCIÓN INDEPENDIENTE

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