Tema 4. GENÉTICA

Tema 4
Genética
Tema 4. Genética
1) La meiosis.
2) Ciclos de vida (con reproducción sexual).
3) Las leyes de la herencia de Mendel.
4) DNA: la molécula de la herencia.
MEIOSIS
La MEIOSIS es un proceso que ocurre en las gónadas de los organismos eucariotas,
para producir gametos con la mitad del número de cromosomas , es decir, produce
células haploides a partir de células diploides.
Muchos de los pasos de la MEIOSIS, son
similares a los de la mitosis. La MEIOSIS
también inicia después de la duplicación de
los cromosomas, pero es seguida de dos
divisiones celulares llamadas meiosis I y
meiosis II, lo que resulta en 4 células hijas,
con sólo la mitad de la carga genética.
1
2
3
MEIOSIS
La MEIOSIS se divide en 8
etapas agrupadas en Meiosis I
y Meiosis II:
MEIOSIS I
1) Profase I
2) Metafase I
3) Anafase I
4) Telofase I
MEIOSIS II
1) Profase II
2) Metafase II
3) Anafase II
4) Telofase II
MEIOSIS I
1) Profase I
- Los centrosomas forman el huso y comienza
a fragmentarse le membrana nuclear.
- Los cromosomas se condensan.
-Cada par de cromosomas homólogos se
alinean y ocurre “crossing over” se mezclan
partes de cromátidas no hermanas.
- Los microtúbulos comienzan a unirse a los
cromosomas.
MEIOSIS I
2) Metafase I
-Los cromosomas se alinean en el plato de la
metafase, con cada uno de los cromosomas
viendo a cada polo.
- Cada cromosoma homólogo se une a un
microtúbulo del polo opuesto.
MEIOSIS I
3) Anafase I
-Los cromosomas con sus cromátidas
hermanas se mueven hacia los polos opuestos.
MEIOSIS I
4) Telofase I y Citocinesis
-Cada mitad de la célula contiene un juego
completo haploide de cromosomas duplicados.
Cada cromosoma está formado por dos
cromátidas hermanas. Una o ambas cromátidas
incluye regiones de DNA que pertenecen a
cromátidas no hermanas.
-Durante la citocinesis (división del citoplasma)
se forman dos células hijas y haploides.
-En células animales se estrangula, en vegetales
se forma una pared celular.
-No existe duplicación de cromosomas entre la
meiosis I y la meiosis II.
M E I O S I S II
1) Profase II
-Se forma el huso.
- Los microtúbulos se unen a los cromosomas
y comienzan a alinearse en la zona del plato de
la Metafase II.
M E I O S I S II
2) Metafase II
-Los cromosomas están alineados en el en el plato de
la metafase.
- Debido al “crossing over” en la meiosis I, las dos
cromátidas hermanas de cada cromosoma no son
genéticamente idénticas.
- Los microtúbulos comienzan a separar las
cromátidas, jalándolas hacia los polos opuestos.
M E I O S I S II
3) Anafase II
- Los microtúbulos terminan de separar las
cromátidas, como cromosomas individuales.
M E I O S I S II
4) Telofase II y Citocinesis
- Se forman los nucleolos y la membrana
nuclear, los cromosomas comienzan a
descondesarse, y ocurre la citocinesis.
- La división meiótica de una célula parental
produce cuatro células hijas, cada una con un
juego haploide (no duplicado) de cromosomas.
-Las cuatro células hijas son distintas
genéticamente entre ellas y con respecto a la
célula que le dio origen.
-En células animales se estrangula, en vegetales
se forma una pared celular.
MEIOSIS Y MITOSIS
En resumen
Tétradas: Conjunto de
las cuatro células
haploides
M E I O S I S II
https://www.youtube.com/watch?v=2p4H1JH
o1lk
Meiosis a partir del minuto: 14:20
Tarea:
Explique como la mitosis conserva el número cromosómico
mientras que la meiosis reduce el número de diploide a haploide
Trae preparada la respuesta por si sales en el sorteo puedas contestar correctamente.
Si ese fuera el caso,
felicidades ganaste
una decima de punto.
CICLOS DE VIDA (REPRODUCCIÓN SEXUAL)
Un ciclo de vida es la secuencia de estadios en la historia reproductiva de un
organismo, desde la concepción hasta la producción de su propia
descendencia.
Aunque en todos los organismos de reproducción sexual la meiosis precede
a la fertilización, el momento de estos dos eventos en el ciclo de vida,
depende de la especie.
Existen 3 tipos de ciclos de vida:
1) Animales
2) Plantas y algunas algas
3) La mayoría de los hongos y algunos
protistas.
CICLOS DE VIDA (REPRODUCCIÓN SEXUAL)
Existen 3 tipos de ciclos de vida:
1) Animales
2) Plantas y algunas algas
3) La mayoría de los hongos y algunos protistas.
- En este caso, los gametos son las únicas
células haploides.
- La meiosis ocurre en la células
germinales durante la producción de
gametos (dentro de testículos y ovarios).
- Después de la fertilización el cigoto
diploide se divide por mitosis
produciendo un organismo multicelular
diploide.
CICLOS DE VIDA (REPRODUCCIÓN SEXUAL)
Existen 3 tipos de ciclos de vida:
2.- Plantas y algunas algas
-Este tipo de ciclo de vida se le conoce
como alternancia de generaciones.
- En este caso hay etapas haploides y
diploides en el organismo multicelular.
- El estado diploide multicelular se conoce
como esporofito. La meiosis en el
esporofito produce células haploides
llamadas esporas, que se dividen
mitóticamente para formar un organismo
multicelular llamado gametofito. Células
del gametofito forman gametos por
mitosis. La fusión de dos gametos
haploides producen un cigoto diploide
que producen un esporofito.
CICLOS DE VIDA (REPRODUCCIÓN SEXUAL)
Existen 3 tipos de ciclos de vida:
1)
2)
Animales
Plantas y algunas algas
3) La mayoría de los hongos y
algunos protistas.
-Después de que se fusionan los gametos,
se forma un cigoto diploide.
- La meiosis no produce gametos, sino
células haploides que se dividen por
mitosis y da origen a descendentes
unicelulares o a un organismo adulto
haploide y multicelular.
-Subsecuentemente, el organismo
haploide, después de varias mitosis,
producen células que se desarrollan como
gametos. La única etapa diploide en estas
especies es el cigoto.
Tema 4
Genética
Tema 4. Genética
1) La meiosis.
2) Ciclos de vida (con reproducción sexual).
3) Las leyes de la herencia de Mendel.
4) DNA: la molécula de la herencia.
LAS LEYES DE LA HERENCIA DE MENDEL
-Gregor Mendel (1822-1884). Padre de la Genética
- Durante la década de 1800´s la explicación más aceptada sobre la herencia era la
hipótesis de la “mezcla”, donde la contribución de los padres se mezclaba como si
fueran pinturas de dos colores diferentes y los hijos fueran resultado de esto.
P
M
Ejemplos
H
LAS LEYES DE LA HERENCIA DE MENDEL
Padre de la Genética
-La hipótesis alternativa era la “particulada” en donde los padres heredaban
unidades discretas de alguna característica (los genes), que se mantenían como
entidades separadas en la descendencia. Esto era más como tener un mazo de
cartas que un bote de pintura; donde la característica se puede pasar de
generación en generación, sin que se diluya.
Utilizó el método científico
para identificar dos leyes de
la herencia; lo demostró
décadas antes de que se
pudiera observar un
cromosoma al microscopio.
LAS LEYES DE LA HERENCIA DE MENDEL
Mendel trabajó en el jardín del monasterio con plantas de chícharo, porque había
diferentes variedades; algunas tenían flores blancas y otras moradas, a estas características
individuales les llamó carácter (cada uno de los atributos usados en la descripción de los
seres vivos, por ejemplo el color de la flor), y cada carácter podía tener diferentes rasgos
(blanca o morada).
1) Para realizar una fertilización cruzada, Mendel
removía los estambres inmaduros de la planta
con flor morada,
2)
y fertilizaba el cáliz (contiene los ovarios) con
estambres de plantas con flores blancas.
3)
Esta nueva planta producía nuevas semillas (los
chícharos),
4)
por lo que Mendel siempre podía estar seguro
de las características de los padres (generación
P) estarían en esa nueva semilla.
5)
Todas las plantas que se producían de esta
cruza, siempre eran moradas (generación F1),
si los cruzaba al revés, la F1 también
resultaban moradas.
LAS LEYES DE LA HERENCIA DE MENDEL
Después de realizar el experimento miles de veces y obtener lo mismo, continuó con los
resultados de la generación F2, y así dedujo las dos primeras leyes de la herencia (reglas
básicas sobre la transmisión de las características genéticas y de la dominancia de un
caracter sobre otro, es decir predice el fenotipo de un individuo).
- En la generación F2 vuelven a aparecer los dos
rasgos (flores moradas y blancas), en una
proporción aproximada de 3:1
- El “factor heredable” del rasgo recesivo (flores
blancas) no se destruyó, borró o mezcló en la
generación F1, sino que fue enmascarado por la
presencia del factor dominante de la flor
morada.
LAS LEYES DE LA HERENCIA DE MENDEL
Mendel observó los mismos resultados
con otros 6 caracteres diferentes:
3 leyes de Mendel:
1) Ley de la Uniformidad, no habla de
reglas de transmisión sino de
dominancia de un rasgo sobre otro de
un mismo carácter. (F1)
2) Ley de Segregación de caracteres
independientes. (F2)
3) Ley de la Independencia de caracteres
hereditarios. (F2, 2 caracteres)
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL……
…C O N T I N U A R Á
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
No todas las características heredables siguen las leyes de Mendel; pueden ser más
complejas, y las relaciones entre genotipo y fenotipo, tampoco son tan directas.
Las características heredables, determinadas por un solo gen, se desvían de las leyes de
Mendel cuando:
1) Los alelos no son completamente dominantes o completamente recesivos.
2) Cuando un gen en particular tiene más de dos alelos.
3) Cuando un solo gen produce diferentes fenotipos.
Grados de dominancia: Los alelos pueden presentar
diferente grado de dominancia o recesividad al
relacionarse unos con otros.
* Dominancia completa: En este caso, el fenotipo
de los heterocigotos y el homocigoto dominante no
se pueden distinguir; ejemplo, Aa vs. AA
* Dominancia incompleta: Algunos genes tienen
una dominancia incompleta en donde la generación
F1 presenta organismos intermedios entre los dos
progenitores. El fenotipo intermedio resulta de
heterocigotos con menos pigmento.
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
A primera vista parece evidencia para la hipótesis de “mezcla”. Sin embargo, en la
generación F2 vuelven a aparecer los alelos rojo y blanco, por lo que se confirma la
hipótesis de la herencia “particulada” y la existencia de la dominancia incompleta.
Grados de dominancia:
* Codominancia: En esta variación, los dos alelos afectan al fenotipo de forma separada
y distinguible. Por ejemplo, los grupos sanguíneos humanos, donde son alelos
codominantes para una molécula localizada en la superficie de los glóbulos rojos o
eritrocitos.
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
Hasta las leyes de Mendel veíamos que cada gen presentaba dos formas diferentes (2
alelos), sin embargo, la mayoría de los genes presentan más de dos alelos, como vimos
en los grupos sanguíneos.
También veíamos que un solo gen afectaba una sola característica fenotípica, como el
color de los chícharos, el color de la vaina, la forma del chícharo, la forma de la vaina,
etc. Sin embargo, la mayoría de los genes tienen muchos efectos en el fenotipo,
propiedad llamada pleiotropía (del griego pleio, "muchos", y tropo, "cambios").
Pleiotropía: es el fenómeno por el cual un solo gen es responsable de efectos
fenotípicos o caracteres distintos y no relacionados. Ejemplo de ello es la fenilcetonuria,
para la cual un único gen varía la producción de una enzima, y esto produce deficiencia
intelectual, problemas en la coloración de la piel, etc.
El albinismo de los animales tiene un efecto pleiotrópico en sus emociones, pues los
hace más reactivos a su entorno (algo que parece ser consecuencia de la afectación del
sistema visual).
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
Hasta ahora, las relaciones de dominancia, los alelos múltiples y la pleiotropía, están
relacionados con el efecto de los alelos en un solo gen.
Ahora vamos a considerar dos situaciones en donde dos o más genes determinan un
fenotipo en particular: epistasis, cuando un gen afecta el fenotipo de otro gen, porque
los dos genes interactúan. La otra es la herencia poligénica, donde varios genes
independientes afectan una sola característica.
Epistasis: del griego que significa interrupción, en donde la expresión fenotípica de un
gen en un locus, se ve alterada por la presencia de otro gen, en otro locus.
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
Como ejemplo de epistasis, veremos el caso del color de pelo de los labradores.
El color negro es dominante sobre café o
chocolate:
BB, dominante negro
bb, recesivo chocolate
Existe un segundo gen que determina si se
deposita pigmento en el pelo o no:
E, dominante para que sí se deposite color
ee, no se deposita color (es amarillo)
Si no existiera la condición de epistasis, la
proporción sería 9:3:3:1, en cambio
queda: 9:3:4.
En otros ejemplos de genes epistáticos
pueden producir otras proporciones, pero
siempre son variaciones del 9:3:3:1
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
La herencia poligénica (donde varios genes independientes afectan una sola
característica), se presenta en muchas características diferentes, como el color de piel
o la altura de las personas. En estos casos las variaciones parecen más un continuo
que variaciones discretas.
- A este tipo de características, afectadas por varios genes, se les conoce como
cuantitativas.
- Hasta ahora, se han identificado 180 genes que afectan
la altura de una persona.
El color de la piel está determinado por varios
genes, en este caso se presenta simplificado
utilizando sólo 3 genes. Tres alelos para lo
oscuro de la piel (A, B o C, también
simplificado), el fenotipo tiene una dominancia
incompleta por otros 3 alelos (a, b, c).
- En este ejemplo AABBCC es el más oscuro.
- AaBbCc es intermedio
- Debido al efecto acumulativo AaBbCc y
AABbcc, son iguales (3 unidades).
- Existen 7 colores en el fenotipo, donde la
mayor proporción se encuentra en los
colores intermedios.
EXCEPCIONES A LAS LEYES DE MENDEL
Genética vs. Ambiente (Nature vs. Nurture): Otra variación a las leyes de Mendel es
cuando una característica (fenotipo) depende del genotipo y del ambiente.
Es decir, el genotipo no siempre está asociado a un fenotipo rígido, sino a diferentes
posibilidades de fenotipos, debidas a la influencia del ambiente.
La acidez y la presencia de aluminio en la tierra donde se planta una hortensia,
determina el color de la flor. Cuando la tierra es básica, la flor es rosa y en suelos
ácidos, la flor es azul. Es necesario la ausencia de aluminio en la tierra para que
las flores sean más azules.
DNA: la molécula de la herencia
A principios del siglo XX, con el trabajo de Thomas Hunt Morgan (la mosca de la fruta),
se obtuvo evidencia de que los factores de transmisión de la herencia de Mendel se
encontraban en los cromosomas (los cromosomas están compuestos de ADN y
proteínas)… pero hasta 1940 la hipótesis más fuerte era que los factores heredables se
encontraban en las proteínas de los cromosomas, no en el ADN.
En 1952 Alfred Hershey y
Martha Chase marcaron
radiactivamente fagos
(bacterias) para
determinar cuál molécula
era la que entraba a la
célula para infectarla y
replicar su material
genético.
DNA: la molécula de la herencia
En abril de 1953, James Watson y
Francis Crick impresionaron al
mundo científico con su elegante
estructura del ácido
desoxirribonucléico (ADN) en
forma de doble hélice...
Fueron las fotografías de Rosalind
Franklin (mostradas sin permiso por
su colega Maurice Wilkins) las que
inspiraron a Watson <<<<<<<<y a
Crick para el diseño.
DNA: la molécula de la herencia
La estructura del DNA es una doble hélice antiparalela.
DNA: la molécula de la herencia
-Un aspecto esencial de la reproducción y la herencia es que un juego completo de
instrucciones genéticas pasa de una generación a la siguiente. A fin de que esto ocurra, deben
existir los medios para copiar las instrucciones.
-El ADN es identificado como material genético, un gen se replica y se crea una imagen como
un negativo de una fotografía. Es decir, una copia exacta.
2.- Al separarse las dos cadenas
parentales, cada una sirve como
molde para copiarse
1.- La molécula
parental tiene dos
bandas o cadenas
complementarias
3.- Las nuevas cadenas
se forman con el
nucleótido
complementario de
cada una de las bases
nitrogenadas
DNA: la molécula de la herencia
Watson y Crick mencionan al final de su artículo sobre la estructura del ADN: “Nos
hemos dado cuenta que la forma en que se aparean las bases nitrogenadas, nos
permite postular inmediatamente un posible mecanismo de copiado del material
genético”… En el segundo artículo presentan su hipótesis sobre la replicación del ADN.
FIN …