LLEIS DE MENDEL: La primera llei de Mendel (o de la uniformitat) La primera cosa que Mendel va descobrir va ser que, si s’encreuaven dos individus diferents però homozigòtics (purs), tenien una descendència uniforme (tots iguals). Per assegurar-se que una planta era homozigòtica, Mendel l’encreuava amb ella mateixa i vigilava que els descendents fossin iguals que la progenitora. Quan encreuava una planta homozigòtica de llavors grogues amb una altra també homozigòtica però amb llavors verdes, les plantes resultants només produïen llavors grogues. La planta AA només produïa gàmetes A, i la planta aa, només gàmetes a. El que passava era que, d’alguna manera, el color verd d’un dels pares no apareixia en la descendència. Aquest fet s’anomena dominància: el caràcter «color de la llavor» s’hereta per mitjà d’un parell d’al·lels, un al·lel dominant, que correspon a «groc» (A), i un al·lel recessiu, que correspon a «verd» (a); els pares eren homozigòtics AA i aa (groc i verd), cosa que fa que els fills siguin heterozigòtics Aa i de color groc, perquè l´al·lel dominant no deixa que el recessiu s’expressi. La segona llei de Mendel (o de la segregació independent) Quan Mendel va encreuar entre si els dos descendents obtinguts (F1) per comprovar si es comportaven com els seus pares i, per tant, per saber si eren homozigòtics, es va adonar que en la segona generació (F2) apareixien dos tipus de llavors, tres de grogues per cada verda (3:1). És a dir, les llavors verdes tornaven a aparèixer, cosa que significava que les de la primera generació (F1), tot i que eren de color groc, contenien la informació del color verd. Efectivament, les llavors de la generació F1 eren heterozigòtiques (Aa) i produïen gàmetes de dos tipus, A i a. Els dos factors hereditaris que informen sobre un mateix caràcter no es fusionen i durant la formació dels gàmetes se segreguen, és a dir, se separen. La tercera llei de Mendel (o de la combinació independent) En estudiar el comportament de dos caràcters al mateix temps, com el color (groc o verd) i la textura de la superfície (llisa o rugosa), Mendel va trobar que, si partia d’homozigòtics grocs i llisos (AABB) i verds i rugosos (aabb), en la primera generació obtenia una descendència uniforme de color groc i textura llisa (AaBb), però en la segona generació obtenia totes les combinacions possibles de fenotips en les proporcions següents: 9/16 de grocs llisos, 3/16 de grocs rugosos, 3/16 de verds llisos i 1/16 de verds rugosos. En comprovar-ne els caràcters per separat, es va adonar que hi havia 12/16 de grocs davant de 4/16 de verds, i 12/16 de llisos davant de 4/16 de rugosos, cosa que en significava el 75% i el 25% (3:1), com ja passava segons la llei de la segregació independent. D’aquests resultats va deduir que, quan diversos caràcters es combinen entre si, s’hereten de forma independent i que les proporcions dels fenotips eren degudes a la dominància del color groc i la textura llisa davant del color verd i la textura rugosa. La codominància Els resultats de Mendel s’expliquen perquè va coincidir que va triar caràcters que es transmeten de forma independent, cosa que no passa sempre, i que eren al·lels dominants complets davant d’al·lels recessius. Però, a vegades, un al·lel no domina sobre el seu al·lel complementari, sinó que tots dos expressen la seva informació: el resultat n’és un fenotip nou de característiques intermèdies entre l’un i l’altre. Es diu que entre ells hi ha codominància. LA TRANSMISSIÓ DELS CARÀCTERS EN L'ÉSSER HU MÀ. 1. L’herència del sexe El fet de néixer nen o nena és determinat per la informació genètica que rebem amb els cromosomes dels pares. L’ésser humà té 46 cromosomes que es poden agrupar en 23 parells. Els cromosomes d’aquests parells no són tots iguals; hi ha un parell amb cromosomes diferents, els cromosomes sexuals o heterocromosomes; tots els altres cromosomes són iguals i reben el nom d’autosomes. Les dones tenen un parell d’heterocromosomes iguals entre si i amb la típica forma de X durant la metafase. Per això es diu que les dones són XX. Els homes, en canvi, en tenen un de molt petit anomenat Y; els homes són, per tant, XY. A vegades s’escriu 44 + XX per referir-se al cariotip d’una dona, i 44 + XY per al cariotip d’un home. Els gàmetes (haploides) es fabriquen per meiosi a partir de cèl·lules específiques (diploides) de les gònades, de manera que la dotació cromosòmica 2n es reparteix en dues parts iguals a l’atzar. Per tant, a cada òvul d’una dona hi ha 22 + X, però a cada espermatozoide d’un home hi ha 22 + X o 22 + Y. Els òvuls sempre contenen un cromosoma X, però els espermatozoides poden contenir un cromosoma X o un cromosoma Y. Això fa que, segons l’espermatozoide que intervé en la fecundació d’un òvul, el futur individu sigui un home o una dona. Això vol dir que hi ha la mateixa probabilitat que en una fecundació es produeixi tant un nen com una nena. 2. L’herència lligada al sexe En els cromosomes sexuals hi ha tota la informació per determinar el sexe de l’individu, però també hi ha altres gens que s’hi expressen i que permeten el desenvolupament correcte de l’ésser humà. Això fa que tots els gens del cromosoma Y estiguin lligats al sexe masculí, i els del cromosoma X, al femení. No obstant això, hi ha una diferència important: un gen que estigui en el cromosoma X de la dona tindrà, com tots, un parell d’al·lels, perquè la dona té dos cromosomes X, i el fenotip serà el resultat de la dominància entre l’un i l’altre; però si està en el cromosoma X d’un home, no tindrà cap altre al·lel perquè no hi ha cap altre X, i el fenotip sempre serà l’expressió d’aquest gen, encara que sigui recessiu. Amb el cromosoma Y passa si fa no fa el mateix: la dona no podrà mai expressar un gen del cromosoma Y, perquè no el té, mentre que l’home expressarà tots els del cromosoma Y. Algunes malalties de què pateix l’espècie humana són degudes a la presència d’un gen defectuós en algun cromosoma; si aquest gen està en un cromosoma sexual, la malaltia que originarà s’heretarà lligada al sexe. Per exemple, el daltonisme i l’hemofília són malalties determinades per gens en el cromosoma X, que s’heretaran lligades al sexe. • Daltonisme. Consisteix en una incapacitat per distingir els colors (el més habitual és no distingir el vermell del verd, encara que hi ha diversos tipus de daltonisme). Impedeix poder exercir algunes professions (ferroviària, naval, etc.). En pateixen sobretot els homes, entre el 2 % i el 8 %. • Hemofília. Aquesta malaltia provoca dificultats en la coagulació de la sang. A les persones que en pateixen els falta algun factor que intervé en les reaccions de la coagulació. Pot ser molt greu (un petit hematoma es pot convertir en una hemorràgia interna). Si anomenem X el cromosoma normal i Xd el que conté el gen defectuós, una dona XX serà normal, una dona XdX serà portadora de la malaltia però no en patirà, i una dona XdXd serà daltònica, mentre que un home XY serà normal i un XdY serà daltònic. En l’estudi d’aquestes malalties s’utilitzen els arbres genealògics per deduir qui transmet la malaltia i qui en podrà patir. 3. L’herència poligènica De vegades, un fenotip no és determinat per un sol parell de gens, sinó per més d’un. Aquest és el cas, per exemple, del color de la pell humana. Tots sabem que hi ha una gradació important de colors, des de les persones molt negres fins a les molts blanques. Aquesta diferència és deguda al fet que tenim, com a mínim, sis parells de gens en què els al·lels dominants afegeixen foscor a la pell. Si només en fossin dos, tindríem els genotips i els fenotips següents: NNNN (negre intens), NNNn (negre clar), NNnn (mulat), Nnnn (clar) i nnnn (blanc). 4. L’herència multial•lèlica De vegades, un gen pot tenir diversos al·lels. El cas més conegut és el dels grups sanguinis segons el sistema AB0. En l’herència dels grups sanguinis hi participen tres al·lels: A, B i 0. Entre l’al·lel A i el B hi ha codominància i tots dos dominen sobre 0, que és recessiu. En aquest cas, com sabem, tenim quatre grups o fenotips (quatre grups sanguinis): A, B, AB i 0. Els genotips i fenotips possibles, per tant, són els següents: genotip AA A0 BB B0 AB 00 fenotip (grup) A A B B AB 0