CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA. LAS LEYES DE LA HERENCIA. TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA. PROBLEMAS DE GENÉTICA (I)

La Genética es una rama de la Biología que estudia la herencia de los caracteres. Esta ciencia comienza con los experimentos de Mendel, monje agustino que nació en 1822 y estudió botánica en Viena.

Los cruzamientos entre plantas de guisante en el jardín del monasterio y la interpretación de sus resultados le llevó a elaborar las leyes que rigen la herencia de los caracteres.

El término factor hereditario fue sustituido por el de gen cuando ya en el siglo XX se empezó a conocer el ADN, su estructura y su función.

Un gen puede presentar varias formas alélicas que llevan informaciones diferentes para un mismo carácter. El gen que determina el color del pelo tiene el alelo que indica color de pelo oscuro y el alelo que indica color de pelo rubio.

Cada individuo lleva dos alelos en cada gen, uno proveniente del padre y otro de la madre. Si los dos alelos son iguales el individuo es homocigótico (raza pura según Mendel), y si los alelos son diferentes, el individuo es heterocigótico (híbrido según Mendel).

Se llama locus al lugar que ocupa un gen en el cromosoma. Los cromosomas homólogos tienen distribuidos los genes de forma que ocupan los mismos loci pero los alelos pueden ser iguales o diferentes.

Los alelos se representan con letras.

Un alelo es dominante cuando expresa su información aunque la del otro alelo sea diferente. Los alelos dominantes se representan con letras mayúsculas. Un alelo es recesivo cuando sólo se expresa en condición homocigótica, es decir, cuando los dos alelos son iguales. Se representan con letras minúsculas.

Se llama genotipo al conjunto de genes de un individuo y fenotipo al conjunto de caracteres observables.

GENOTIPO + AMBIENTE = FENOTIPO



En la heterocigosis pueden ocurrir dos cosas según el tipo de herencia:

A) En la herencia dominante, se manifiesta en el fenotipo en carácter que determina el alelo dominante.

B) En la herencia intermedia, los dos alelos se manifiestan en el fenotipo, de forma que el carácter fenotípico que aparece es una mezcla del carácter determinado por cada alelo.

Para estudiar la transmisión de los caracteres hereditarios a través de varias generaciones, Mendel usó el método de la hibridación. Consiste en cruzar dos individuos de la misma especie pertenecientes a dos razas puras para un carácter y observar cómo se transmite ese carácter.

Los cruzamientos se indican con el símbolo x. Los primeros progenitores son la generación parental (P). Los descendientes de este cruzamiento son la primera generación filial (F1) y los descendientes del cruzamiento de individuos de la F1 forman la segunda generación filial (F2).

Los resultados de los experimentos de Mendel le permitió establecer probabilidades de que aparecieran distintos caracteres. Esto se recoge en las leyes de Mendel, que sin embargo, no explican el mecanismo de transmisión de los caracteres.

1ª Ley de Mendel

La primera ley de Mendel, también llamada Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación, o simplemente Ley de la Uniformidad establece que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura, ambos homocigotos,  para un determinado carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales. . Esto se debe a que las razas puras tienen un alelo dominante o un alelo recesivo. El genotipo dominante será entonces el que determine la característica o características principales de la primera generación del cruce, pero al mismo tiempo, también serán similares fenotípicamente entre sí, es decir, entre cada individuo de la primera generación.

En el experimento realizado por Mendel para obtener la primera de las leyes de Mendel, utilizaba una especie de guisantes que producían semillas amarillas como alelo dominante y otra que tenía un alelo recesivo que producía semillas verdes, por lo tanto, el alelo que llamaremos “A” daba el color amarillo por encima del alelo “a” que producía el color verde. El producto del cruce eran plantas que producían semillas amarillas. 

Segunda ley de Mendel, también conocida como la Ley de la Segregación.  

El experimento que realizó Mendel para llegar concluir en la Segunda Ley De Mendel, fue el de cruzar semillas amarillas de la primera generación filial, que fueron obtenidas en el experimento anterior, de la Primera Ley de Mendel. A partir de allí obtuvo semillas amarillas y verdes, siendo las amarillas más abundantes pero con la cuarta parte de semillas verdes que son el resultado de la manifestación del alelo recesivo que se mantuvo oculto durante la primera generación pero fue evidente en la segunda.

La interpretación que se le dio a este experimento de la segunda Ley De Mendel, fue que los alelos en la primera generación, no era que habían desaparecido ni se habían fusionado genéticamente, sino que permanecían en silencio durante la primera generación de hijos, pero llegan a manifestarse en la segunda generación con suficiente evidencia para saber que siempre estuvieron presentes pero no se habían demostrado a simple vista.

Esto es debido a que al momento de la producción de los gametos, o células sexuales haploides, necesarias para la reproducción, existe un proceso llamado división celular meiótica que hace que cada gameto contenga solo un alelo por cada genotipo, lo cual permite que los padres se combinen, pero no desaparezcan, haciendo que la variación de rasgos sea posible a través de la siguiente reproducción.

La tercera ley de Mendel, también llamada Ley de la Herencia Independiente de Caracteres .Según Mendel, hay rasgos heredados que se obtienen de forma independiente, sin relación con el fenotipo, lo cual no afecta al patrón de herencia de otros rasgos. Esta ley se cumple en los genes que no están ligados, es decir que se encuentran en diferentes cromosomas o que están en zonas muy separadas del mismo cromosoma.

Mendel, para concluir la tercera de las leyes de Mendel, realizó un cruce de plantas de chícharos que producían semillas amarillas y llanas, con guisantes que producían semillas verdes y con textura irregular. Estas eran líneas puras para los dos caracteres de textura y color. Se concluía que la ley de uniformidad estaba presente, pues con la primera generación se pudo obtener semillas amarillas y lisas.

Sin embargo, al cruzar esta primera generación para obtener una segunda generación, se observan nuevos tipos de semillas con caracteres diversos pero relacionados con la generación parental, se obtuvieron semillas amarillas y lisas, amarillas y rugosas, verdes y lisas, y verdes y rugosas.

Proporción 9:3:3:1 En La Tercera Ley De Mendel

En los cruces de la Tercera Ley De Mendel, la proporción en que se distribuyen las distintas posibilidades de combinación de rasgos, se cumple en la proporción conocida como 9:3:3:1, esta se conoce de esta manera, porque dentro caben 16 posibilidades de combinaciones en total para los alelos de cada uno de los individuos que forman parte del cruce, es decir, los que ahora son padres de la segunda generación filial. Entonces, estas 16 posibilidades se dividen en 9, para los alelos dominantes, 3 para el alelo dominante con un recesivo, 3 más para un recesivo con un dominante, y solo 1 para la combinación de dos alelos recesivos. Esto se puede ver mejor explicado en el siguiente cuadro, con la primera generación filial arriba, donde dos individuos se cruzan, para generar el cuadro de abajo, y en la parte inferior se encuentra la división de posibilidades.

Repasa pinchando aquí el concepto de genotipo y la primera ley de Mendel.

Aquí puedes ver gráficamente la segunda ley de Mendel en el apartado Genética.

Resuelve aquí un programa de genética en el ordenador.

Os adjunto algunos ejercicios para practicar problemas de genética.

PROBLEMAS DE GENÉTICA

1. En la planta de guisante, el color púrpura de las flores domina sobre el blanco. A partir de progenitores de fenotipo conocido se realizaron diferentes cruces, obteniéndose los resultados siguientes en la descendencia:

	Descendencia
Progenitores		Flores púrpuras	Flores blancas
Púrpura x púrpura		89	0
Púrpura x blanco		82	78
Púrpura x púrpura		118	39
Blanco x blanco		0	45
Púrpura x blanco		80	0

Determina los genotipos de los progenitores de los diferentes cruces.

2. En un cruce de gallinas de cresta grande y plumas blancas con gallos de cresta pequeña y plumas oscuras, la F1 tiene plumas blancas y crestas pequeñas. ¿Cuáles son los caracteres dominantes? Si los progenitores eran homocigóticos para los dos caracteres, ¿qué fenotipos y genotipos cabe esperar en la F2?

TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA

Sutton y Bovery en 1902 observaron cierta similitud entre la herencia de los factores hereditarios de los que hablaba Mendel con el comportamiento de los cromosomas en la meiosis y dedujeron que estos factores estaban en los cromosomas.

En 1909 se acuñó el término gen para designar a los factores hereditarios y en 1910, Morgan, trabajando con la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, descubrió que muchos caracteres se transmiten juntos.  Se concluyó que los genes están en los cromosomas situados de forma lineal y que los que están muy próximos tienden a heredarse juntos y se llaman genes ligados. Posteriormente se descubrió que la recombinación génica permite el intercambio de genes entre cromosomas.