GENÉTICA MENDELIANA

GENÉTICA
MENDELIANA
1.Historia
2.Conceptos básicos
3.Notación genética
4.Gregor Mendel. Leyes de Mendel
5.Retrocruzamientos
6.Alelismo múltiple
7.Herencia del sexo
8.Herencia ligada al sexo
9. Ligamiento y recombinación
10.Epítasis. Herencia poligénica
s. XVIII - XIX: Durante este tiempo se hacen numerosos experimentos de
hibridación en animales y vegetales y en alguno de estos estudios (Kolreuter, 1760;
Gaertner, 1820), se había visto que los híbridos presentaban únicamente las
características de uno de los progenitores o bien características intermedias entre
ambos.
Se creía que la herencia estaba determinada por unos “líquidos” paternos y maternos
presentes en los gametos y que se mezclaban en el zigoto. Se tenía la idea que si los hijos
se parecían más a un progenitor que al otro era porque el líquido de este era más “fuerte”
1866: Gregor Mendel descubre los principios de la
herencia estudiando durante 10 años Pisum sativum
(guisante). Su obra no tuvo repercusión por parte de la
comunidad científica de la época
1900: Hugo
de Vries (Holanda); Carl Correns (Alemania) y Eirch
von Tschermack (Austria), estudiando la reproducción en las plantas
redescubren los trabajos de Mendel y les dan prioridad
Hugo de Vries
s. XX: Se demuestra de diversas maneras que los principios de la herencia se cumplen
también en animales
1926: Thomas
Hunt Morgan (1866-1945), biólogo y genetista
estadounidense descubrió cómo los genes se transmiten a través
de los cromosomas, y confirmó así las leyes de la herencia de
Gregor Mendel y sentó las bases de la genética experimental
moderna.
Gen: Unidad hereditaria básica que controla cada carácter en los seres vivos. A nivel
molecular corresponde a una sección de ADN, que contiene información para la síntesis de
una cadena proteínica
Alelo: Cada una de las alternativas que puede tener un gen de un carácter. Por ejemplo el
gen que regula el color de la semilla del guisante , presenta dos alelos, uno que determina
color verde y otro que determina color amarillo. Por regla general se conocen varias
formas alélicas de cada gen ; el alelo más extendido de una población se denomina "alelo
normal o salvaje", mientras que los otros más escasos, se conocen como "alelos mutados".
Autosoma: Cromosoma no sexual, cuando en la dotación cromosómica hay cromosomas
sexuales.
Carácter cualitativo: Es aquel que presenta dos alternativas claras, fáciles de
observar: blanco-rojo; liso-rugoso; alas largas-alas cortas; etc. Estos caracteres están
regulados por un único gen que presenta dos formas alélicas (excepto en el caso de las
series de alelos múltiples). Por ejemplo, el carácter color de la piel del guisante está
regulado por un gen cuyas formas alélicas se pueden representar por dos letras, una
mayúscula (A) y otra minúscula (a).
Carácter cuantitativo: El que tiene diferentes graduaciones entre dos valores
extremos. Por ejemplo la variación de estaturas, el color de la piel, la complexión
física. Estos caracteres dependen de la acción acumulativa de muchos genes, cada uno
de los cuales produce un efecto pequeño. En la expresión de estos caracteres influyen
mucho los factores ambientales.
Genotipo: Es el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus
progenitores. En organismos diploides, la mitad de los genes se heredan del padre y la
otra mitad de la madre.
Fenotipo: Es la manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los
caracteres observables en un individuo. El fenotipo es el resultado de la interacción
entre el genotipo y el ambiente. El ambiente de un gen lo constituyen los otros genes,
el citoplasma celular y el medio externo donde se desarrolla el individuo.
Locus: Es el lugar que ocupa cada gen a lo largo de un cromosoma (el plural es loci).
Homocigoto: Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo el
mismo tipo de alelo, por ejemplo, AA o aa. También se denomina raza pura
Heterocigoto: Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo
un alelo distinto, por ejemplo, Aa. También se denomina híbrido
Herencia dominante: Herencia donde el fenotipo de los híbridos (Aa) es igual al
de uno de los progenitores. Decimos entonces que el carácter (alelo) que se
manifiesta es el dominante y el que no se manifiesta es el recesivo
Herencia intermedia: Herencia donde el fenotipo de los híbridos (Aa) es
intermedio entre los dos progenitores. Por ejemplo las flores de la Adelfa (Nerium
oleander) rojas x flores blancas originan flores rosas.
Codominancia: Herencia donde los híbridos (Aa) manifiestan el fenotipo de los dos
progenitores. Por ejemplo, el sistema sanguíneo ABO, los alelos IA y IB originan el
grupo AB
Herencia ligada al sexo: Herencia de los genes que se encuentran en los
cromosomas sexuales. Por lo tanto, su herencia estará ligada a la determinación del
sexo por los cromosomas sexuales Por ejemplo, en humanos la hemofilia y el
daltonismo
Retrocruzamiento: Llamado también cruzamiento retrógrado (back-cross). Se
utiliza en los casos de herencia dominante para averiguar si un individuo es híbrido o
de raza pura. Consiste en cruzar al individuo problema con un individuo homocigoto
recesivo.
Variación: Desviación de los caracteres típicos del grupo al que pertenece un
individuo; además, desviación de los caracteres de los descendientes a partir de los
observados en los padres.
1. Si sólo se conocen dos alelos para un gen, es conveniente designar al alelo dominante
con una letra cursiva mayúscula y al alelo recesivo con la misma letra cursiva minúscula.
(*: normalmente se utilizan las primeras letras del abecedario o bien la inicial del
carácter que se estudia, p. ej.: color = R/r,…)
2. Cuando se conocen más de dos alelos para un gen, una letra minúscula designa el gen y
se utilizan exponentes para designar los diferentes alelos.
Por ejemplo, el color de los conejos.
c + : alelo salvaje o normal (dominante entre todos los alelos)
c ch: alelo chinchilla
c h: alelo himalaya
c a: alelo albino
3. En el caso de la determinación del grupo sanguíneo en humanos por el sistema ABO,
los 3 alelos se anotan IA ; IB ; I0 = i
4. En el caso de Drosophila, una letra minúscula cursiva indica la mutación del organismo
y el símbolo + indica el alelo salvaje. Si no hay exponente, el alelo es el mutado
Por ejemplo, la mutación recesiva ébano ( e ) produce moscas de color negro, mientras
que el alelo salvaje, normal ( e+ ) produce moscas de color normal (marrón)
Gregor Johann Mendel (Heinzendorf, Austria, 1822 -Brno, 1884)
Botánico austriaco. Cursó estudios de secundaria en Leipzig y se
ordenó sacerdote en el convento agustino de Santo Tomás (Brno),
donde se convirtió en el padre Gregor (...)
La importancia de sus experimentos no fue reconocida ni por la
sociedad ni por la comunidad coetánea
Realizó sus estudios en un jardín de 7
m de ancho y 35 m de largo. Cultivó
alrededor de 27.000 plantas de 34
variedades distintas, examinó 12.000
descendientes Obtenidos de cuyos
cruzamientos dirigidos y conservó unas
300.000 semillas.
El éxito de los cruzamientos de Mendel se debe en
parte al material con el que trabajó (Pisum sativum,
barato, fácil de manipular, se puede autofecundar y
con tasas de reproducción elevada) y con el método
empleado (tratamiento matemático de los resultados,
algo innovador en su época)
Jardín del monasterio agustino de Santo Tomás de Brno, actual república
Checa, donde Mendel realizó sus experimentos de cruces con el guisante
Elección de caracteres discretos, cualitativos (alto-bajo, verde-amarillo,
rugoso-liso, ...)
Seleccionar líneas puras (*) para el carácter que quería estudiar (esto se
veía facilitado porque el guisante se autofecunda). Con estas razas puras
realizaba los cruces genéticos.
 Al hacer los cruzamientos sólo se fija en uno o dos caracteres a la vez
 Los guisantes se pueden autopolinizar pero también pueden polinizarse
por fecundación cruzada, con lo que se pueden cruzar dos razas puras
diferentes para uno o más caracteres
* Línea pura: líneas en las cuales un mismo carácter se mantiene
constante en las sucesivas generaciones
 Cada carácter tiene dos alelos que determinan la manifestación de dicho
carácter
 Existe un alelo dominante en cada carácter estudiado
 El organismo recibe un alelo de cada progenitor
 Análisis cuantitativos de los fenotipos de la descendencia (proporción
de cada fenotipo en la descendencia)
 Mendel empezó sus experimentos desarrollando un número de tipos, o
líneas, de plantas que eran puras para cada uno de los siete pares de
características.
 Al permitir que los guisantes se autopolinizaran durante varias
generaciones, Mendel produjo siete pares de líneas puras.
Método de cruzamiento
empleado por Mendel
Flor de la planta del guisante,
Pisum sativum estudiada por
Mendel
Semilla lisa o rugosa
Semilla amarilla o verde
Vaina inmadura verde o amarilla
Pétalos púrpuras o blancos
Vaina hinchada o hendida
Floración axial o
terminal
Tallo largo o
corto
Línea pura: población que produce descendencia homogénea para el
carácter particular en estudio; todos los descendientes producidos por
autopolinización o fecundación cruzada, dentro de la población, muestran el
carácter de la misma forma.
SEGREGACIÓN DE LOS
ALELOS EN LOS GAMETOS
a)
Una planta de guisante homocigota para flores
púrpuras (BB, ya que el alelo para flor púrpura
es dominante). Esta planta, sólo produce
gametos, ya sean femeninos o masculinos,
con el alelo para flor púrpura (B).
b) Del mismo modo, una planta de guisante de
flores blancas es homocigota recesiva (bb) y
solamente produce gametos femeninos o
masculinos con el alelo para flor blanca (b).
c)
Finalmente, una planta heterocigota (Bb)
posee flores púrpura; esta planta produce la
mitad de los gametos con el alelo B y la
otra mitad, con el alelo b, ya sea que se
trate de gametos femeninos o masculinos.
SEGREGACIÓN DE
LOS ALELOS EN LOS
GAMETOS
Progenitor
diploide (Aa)
Meiosis I
Meiosis II
A
A
a
Gametos: ½ A y ½ a
a
EXPERIMENTOS DE
MENDEL
1. Cruzó dos razas puras de guisantes, por
ejemplo una con guisantes de semillas
amarillas y la otra con guisantes de semillas
verdes. Estas plantas constituyeron la
generación progenitora (P).
2. Las flores así polinizadas originaron vainas
de guisantes que contenían solamente
semillas amarillas. Estos guisantes –que son
semillas– constituyeron la generación F1.
3. Cuando las plantas de la F1 florecieron,
las dejó autopolinizarse. Las vainas que se
originaron de las flores autopolinizadas
(generación F2) contenían tanto semillas
amarillas como verdes, en una relación
aproximada de 3:1,
Fenotipo parental
F1
F2
Relación F2
Semillas lisas x rugosas
Todas lisas
5747 lisas ; 1850 rugosas
2,96 : 1
Semillas amarillas x verdes
Todas amarillas
6022 amarillas ; 2001 verdes
3,01 : 1
Flores púrpuras x blancas
Todas púrpuras
705 púrpuras ; 224 blancas
3,15 :1
Vaina hinchada x hendida
Todas hinchadas
882 hinchadas ; 299 hendidas
2,95 : 1
Vaina verde x amarilla
Todas verdes
428 verdes ; 152 amarillas
2,82 : 1
Flor axial x terminal
Todas axiales
651 axiales ; 207 terminales
3,14 : 1
Tallo largo x corto
Todos largos
787 largos ; 277 cortos
2,84 : 1
Primera ley de Mendel o
de uniformidad de la F1
“ La descendencia de 2 variedades de raza pura (homocigota) origina una F1 híbrida
que presenta uniformidad tanto fenotípica como genotípica ”
En este caso, en la F1 :
• Fenotipo = 100% amarillas
(probabilidad fenotípica)
• Genotipo = 100% Aa
(probabilidad genotípica)
Primera Ley de Mendel
Parentales
Fenotipo
Genotipo
Filial
(descendiente)
Genotipo
Ley de uniformidad de los híbridos
H
E
R
E
N
C
I
A
Primera Ley de Mendel
(modificación)
I
N
T
E
R
M
E
D
I
A
Ley de uniformidad de los híbridos
Segunda ley de Mendel o
principio de segregación de los alelos
“ Cada uno de los alelos se separa y distribuye en los gametos de manera independiente ”
En este caso, en la F2 :
• Fenotipo = 75% amarillas
25% verdes
(probabilidad fenotípica)
• Genotipo = 25% AA
50% Aa
25% aa
(probabilidad genotípica)
Proporciones 3 : 1
Segunda Ley de Mendel
Gametos
A
a
A
a
Dominante
Recesivo
Ley de la separación de los alelos
Tercera ley de Mendel o
principio de combinación independiente
“ Los diferentes caracteres mendelianos se heredan independientemente unos de otros,
combinándose entre sí al azar”
Una vez visto como se heredaban los caracteres de manera individual, Mendel empezó a
estudiar como se heredaban dos caracteres.
Para ello cruzó plantas homocigotas de semillas lisas y de color amarillo (ambos
caracteres dominantes) con plantas de semillas rugosas y verdes …
Forma : lisa ( R ) > rugosa ( r )
Color : amarillo ( A ) > verde ( a )
La F1 obtenida era:
• Fenotipo = 100% de semilla lisa y amarillas
• Genotipo = 100% Rr Aa
Al autofecundar la F1, los gametos producidos son RA ; Ra ; rA ; ra ,todos en proporción 1/4
Las combinaciones de gametos totales de esta
F2 son 16 , pero solamente hay 9 genotipos:
1/16 RR AA
2/16 RR Aa
1/16 RR aa
2/16 Rr AA
4/16 Rr Aa
2/16 Rr aa
1/16 rr AA
2/16 rr Aa
1/16 rr aa
Estos genotipos originan una F2 con 4 fenotipos,
en las siguientes proporciones:
9/16
3/16
3/16
1/16
semillas
semillas
semillas
semillas
lisa y amarillas
rugosas y amarillas
rugosas y verdes
rugosas y verde
Proporciones 9 : 3 : 3 : 1
RRAa
RRaa
Tercera Ley de
Mendel
Ley de
Segregación
independiente
Cuadrículas genotípicas y fenotípicas
En los cruzamientos dihíbridos existen métodos más rápidos para determinar las frecuencias
fenotípicas y genotípicas. Se obtienen mediante las cuadrículas fenotípicas y genotípicas.
Utilizando el caso anterior,…
Forma : lisa ( R ) > rugosa ( r )
Color : amarillo ( A ) > verde ( a )
Cuadrícula genotípica (F1 , Rr Aa )
Para elaborar esta cuadrícula nos fijaremos en como se heredan por separado los
genotipos de los caracteres.
• Forma: Rr x Rr
• Color:
Forma
color
Aa x Aa
g
g
¼
¼
, ½
AA , ½
RR
¼ AA
½ Aa
¼ aa
¼ RR
1/16 RR AA
1/8 RR Aa
1/16 RR aa
½ Rr
1/8 Rr AA
¼ Rr Aa
1/8 Rr aa
¼ rr
1/16 rr AA
1/8 rr Aa
1/16 rr aa
¼ rr
, ¼ aa
Rr ,
Aa
Cuadrícula fenotípica (F1 , Rr Aa , semillas lisas y amarillas)
Para elaborar esta cuadrícula nos fijaremos en como se heredan por separado los
fenotipos de los caracteres.
Forma
color
¾
• Forma: Rr x Rr
g
• Color:
g
Aa x Aa
amarillas
¾ lisa , ¼ rugosas
¾ amarillas , ¼ verdes
¼ verdes
¾ lisa
3/16
lisas - amarillas
3/16
Lisas - verdes
¼ rugosa
3/16
rugosas – amarillas
1/16
rugosas - verdes
En casos de herencia de dominancia completa, un fenotipo puede deberse a dos genotipos
posibles, el homozigoto y el heterozigoto.
Para poder descubrir el genotipo responsable, se realizan un cruzamiento denominado
RETROCRUZAMIENTO o CRUZAMIENTO PRUEBA entre el individuo problema y un
individuo con un genotipo conocido (normalmente el homozigoto recesivo) y se analiza la
descendencia
Carácter: color de las semillas en guisante : Alelos: amarillo ( A ) > verde ( a )
Tenemos una caso de semillas de color amarillo y queremos saber el genotipo de la planta
Los genotipos posibles son AA o Aa. Para descubrirlo, cruzaremos la planta problema con
una planta de semillas verdes ( aa )
Si el genotipo es Aa …
P: amarillas
x
P: Aa x aa
F1: 50% Aa = amarillas
50% aa = verdes
verdes
Si el genotipo es AA …
P: AA x aa
F1: 100% Aa = amarillas
Cruzamiento prueba
Homocigoto
Heterocigoto
Caracteres: color de las semillas en guisante : alelos: amarillo ( A ) > verde ( a )
forma de las semillas en guisantes: alelos: lisa ( R ) > rugoso ( r )
Tenemos una caso de semillas de color amarillo y lisas y queremos saber el genotipo de la
planta
Existen 4 genotipos posibles: AA RR , AA Rr , Aa RR o Aa Rr. Para descubrirlo, cruzaremos
(retrocruzamiento) la planta problema con una planta de semillas verdes y rugosas ( aa rr )
P: amarillas-lisas x verdes-rugosas
( A– R- ) x ( aa rr )
Si el genotipo problema es …
F1: 50% Aa Rr = amarillas-lisas
50% aa Rr = verdes-lisas
F1: 25% Aa Rr = amarillas-lisas
25% Aa rr = amarillas-rugosas
25% aa Rr = verdes-lisas
25% aa rr = verdes-rugosas
AA RR
F1: 100% Aa Rr = amarillas-lisas
AA Rr
F1: 50% Aa Rr = amarillas-lisas
50% Aa rr = amarillas-rugosas
Aa RR
Aa Rr
Si bien en una célula diploide sólo pueden haber dos alelos para un mismo gen, eso no
quiere decir que solamente existan dos manifestaciones para ese carácter en la
población.
Esta situación se conoce como alelomorfismo múltiple y el conjunto de alelos forman la
serie alélica. Entre los diferentes alelos de la serie pueden establecerse todas las
posibles relaciones alélicas (dominancia, codominancia,…)
Ejemplo 1: Determinación grupo sanguíneo sistema ABO en humanos.
Este sistema se basa en la presencia o ausencia de dos glucoproteínas de
membrana en eritrocitos, la “A” y la “B”.
Los eritrocitos pueden presentar las siguientes combinaciones:
1. Tener la glucoproteína “A” (ser del grupo A)
2. Tener la glucoproteína “B” (ser del grupo B)
3. Tener las dos glucoproteínas (ser del grupo AB)
4. No tener ninguna glucoproteína (ser del grupo O)
Existe una serie de 3 alelos que determinan el grupo sanguíneo:
I A : alelo “A”
I B: alelo “B”
I O = i : alelo “O”
Fenotipos
Genotipos
Grupo A
I AI A ; IA I O (I A i)
Grupo B
I BI B ; I BI O (I B i)
Grupo AB
I AI B
Grupo O
I O I O (i i)
Receptor universal
Grupo AB
Grupo A
Donante universal
Grupo B
Grupo O
Ejemplo 2: Color de los conejos.
Existe una serie de 4 alelos que determinan el color:
c + : alelo salvaje o normal c ch: alelo chinchilla c h: alelo himalaya
Alelos
Genotipos
Fenotipos
c
+
c+c+ ; c+cch ;
c+ch ; c+ca
Pelaje
salvaje
c
ch
cchcch ; cchch
; cchca
Pelaje
chinchilla
ch
chch ; chca
Pelaje
himalaya
ca
caca
Pelaje
albino
c a: alelo albino
La determinación del sexo puede hacerse de dos maneras:
1. Sistema cromosómico
2. Sistema no cromosómico
1. Sistema cromosómico
Existen dos cromosomas que determinan el sexo. Son
los denominados cromosomas sexuales (“X” e “Y”)
Morfológicamente estos cromosomas son diferentes.
Mediante este sistema:
1. Uno de los sexos tendrá dos cromosomas
iguales (sexo homogamético) y el otro dos
cromosomas diferentes (sexo heterogramético).
En humanos, el homogamético es el femenino y el
heterogamético el masculino
2. La proporción entre sexos en la descendencia
es 1:1
La determinación del sexo no se debe a
cromosomas específicos sino a otros factores:
2. Sistema no cromosómico
 La presencia de adultos durante el desarrollo de la larva: Ej.: Bonelia viridis
(invertebrado marino). Si la larva crece en un ambiente sin adultos, se desarrolla como
hembra.
 Temperatura de incubación de huevos: Ej.: cocodrilos y tortugas
Cocodrilos:
Tortugas:
tª > 32,5 º
originan machos
31º
originan machos y hembras al 50%
< tª < 32º
28º < tª < 31º
originan hembras
tª > 30º – 35º originan hembras
tª
< 20º – 27º originan machos
 Determinación génica: el sexo depende de genes que pueden encontrarse o no en
los cromosomas sexuales. Ej.: Avispa Bracon hebetor .
 Determinación cariotípica: En Himenópteros sociales ( abejas, avispas...) el sexo viene
determinado por la dotación cromosómica: los individuos diploides son hembras y los
haploides son machos.
 Equilibrio genético. Ej.: Drosophila melanogaster
 Otros …
En la especie humana, los cromosomas X e Y presentan diferencias morfológicas (el Y es
más pequeño que el X) y tienen distinto contenido génico.
En los cromosomas sexuales distinguimos:
Segmento homólogo donde se localizan genes
que regulan los mismos caracteres y …
Segmento diferencial, en este último se
encuentran tanto los genes exclusivos del X ,
(caracteres ginándricos) como los del cromosoma
Y, (caracteres holándricos.)
La herencia ligada al sexo hace referencia a aquellos genes que se sitúan en los
cromosomas sexuales. Distinguimos diferentes tipos de herencia:
 Herencia ligada al sexo: hace referencia a aquellos genes que se encuentran
SOLALMENTE en el cromosoma X,
Ej.: En humanos, daltonismo, hemofilia
 Herencia parcialmente ligada al sexo: hace referencia a aquellos genes que
se encuentran EN LA ZONA HOMÓLOGA de los cromosomas sexuales
 Herencia de genes andrógenos: hace referencia a aquellos genes que se
encuentran SOLAMENTE en el cromosoma Y
Ej.: En humanos, la ictiosis
Para “distinguir” un gen situado en un cromosoma sexual, la primera pista la dará la
descendencia: aunque sea un único carácter y siga las proporciones esperadas, se
observaran diferencias entre los sexos
Una vez detectado esto, tendremos que confirmar la suposición realizando un cruzamiento
y su recíproco (cambiamos la mutación de sexo). La descendencia deberá salir diferente
en cada caso
Ejemplos:
1. Drosophila
1.1 Existe una mutación que afecta al color de los ojos que está
ligada al sexo
Cruzamos dos razas puras
P:
F1:
macho white
x
Carácter: color de los ojos en Drosophila:
Alelos: normal ( w + ) > “white” ( w )
hembra normal
100 % ojos normales
F2: mirando el color de los ojos: ¾ ojos normales : ¼ ojos white (monohibridismo)
mirando también el sexo: hembras: 100 % ojos normales
machos: 50 % ojos normales
50 % ojos white
Aunque la mutación sigue las proporciones esperadas en un monohibridismo, el hecho
que solamente uno de los sexos se vea afectado ha de hacernos pensar que se trata
de un gen situado en el cromosoma X. Para explicar el cruzamiento, buscamos los
genotipos de todos los individuos:
cruzamiento problema
P: macho white
x
hembra normal
F1: 100 % ojos normales
P: Xw Y x Xw+ Xw+
F1: 50% Xw+ Y x 50% Xw+ X w
F2: 25% Xw+ Xw+ ; 25% Xw+ Xw 100 % hembras normales
25% Xw Y ; 25% Xw+ Y ½ machos normales ; ½ machos white
Estos resultados concuerdan con lo observado. No obstante,
para confirmar nuestra hipótesis, realizamos un cruzamiento
recíproco al anterior. Es decir, cambiaremos la mutación de
sexo y analizaremos la descendencia. Si la mutación fuese
autosómica, no se esperarían diferencias … :
cruzamiento recíproco
P: macho normal
x
hembra white
F1: ½ ojos normales (hembras)
½ ojos white (machos)
P:
Xw+ Y x Xw Xw
F1: ½ Xw Y x ½ Xw+ X w
F2: 25% Xw Xw
25% Xw+ Xw
25% Xw Y
25% Xw+ Y
¼ hembras white
¼ hembras normales
¼ machos white
¼ machos normales
Al hacer el cruzamiento recíproco vemos
diferencias en la F1 y en la F2
2. Humanos
2.1. Daltonismo
Consiste en la incapacidad de distinguir determinados colores, especialmente el rojo
y el verde. Es un carácter regulado por un gen recesivo localizado en el segmento
diferencial del cromosoma X.
Los genotipos y fenotipos posibles son:
MUJER
HOMBRE
XDXD: visión normal
XD Y : visión normal
XDXd: normal/portadora
Xd Y : daltónico
XdXd: daltónica
Prueba del daltonismo
Esta imagen forma parte de las pruebas normales del daltonismo
o ceguera para los colores. Las personas con visión normal del
color ven el número 57, mientras que los daltónicos leen el 35. El
daltonismo, o incapacidad para diferenciar entre el rojo y el
verde y, a veces, entre el azul y el amarillo, se debe a un
defecto de uno de los tres tipos de células sensibles al color de la
retina. Afecta aproximadamente a una persona de cada
treinta.
2.2. Hemofilia
Se caracteriza por la incapacidad de coagular la sangre, debido a la mutación de uno de
los factores proteicos (VIII o IX). Se trata de un carácter recesivo localizado en el
segmento diferencial del cromosoma X, y afecta fundamentalmente a los varones ya que
las posibles mujeres hemofílicas Xh Xh no llegan a nacer, pues esta combinación
homocigótica recesiva es letal en el estado embrionario.
Los genotipos y fenotipos posibles son:
MUJER
HOMBRE
XHXH: normales
XH Y : normal
XHXh: normal/portadora
Xh Y : hemofílico
XhXh: hemofílica (no nace)
2.3. Ictiosis
Enfermedad que afecta solamente a los varones. Fue descrita por primera vez en 1716
por Edward Lambert. Se trata de una enfermedad cutánea ligada al cromosoma Y,
parecida a la soriasis que se caracteriza por la aparición de escamas en la piel
Otras enfermedades …
enfermedad
Distrofia muscular de
Duchenne
Síndrome de
feminización testicular
cromosoma
Dominante/
recesivo
X
Recesiva
Debilitamiento y atrofia
muscular letal
Recesiva
Individuos XY, con fenotipo
femenino, con vagina ciega y
sin útero
X
Hipofosfatemia
X
Dominante
Displasia ectodérmica
anhidrótica
X
Recesiva
sintomatología
Raquitismo. Presenta
resistencia a tratamiento con
vit. D
Ausencia de glándulas
sudoríparas
Herencia influida por el sexo
Algunos genes situados en los autosomas, o en las zonas homologas de los cromosomas
sexuales, se expresan de manera distinta según se presenten en los machos o en las
hembras . Generalmente este distinto comportamiento se debe a la acción de las
hormonas sexuales masculinas.
Como ejemplo de estos caracteres, podemos citar en los hombres la calvicie, un mechón
de pelo blanco, y la longitud del dedo índice.
Ejemplo:
Carácter: presencia de pelo en humanos: Alelos: pelo normal ( a + ) ; calvicie ( a )
En varones a > a+
En hembras a+> a
Según esto tendremos los siguientes genotipos y
fenotipos para el pelo.
Genotipo
Hombres Mujeres
a+a+
Normal
Normal
a+a
Calvo
Normal
aa
Calvo
Calva
Hasta ahora los casos de dihibridismo se ajustan a unas proporciones esperadas y
conocidas. No obstante hay muchos casos de dihidridismo en que las proporciones no se
ajustan a los esperado
El primero en dar una explicación a estos casos fue el equipo de Morgan en los años 20.
trabajando con Drosophila
Estudió dos caracteres a la vez, el color del cuerpo y el color de los ojos en Drosophila,
cruzando dos razas puras, una de color gris y ojos rojos con otra de color negro y ojos
naranjas
Color del cuerpo: gris ( G ) > negro ( g )
Color de los ojos: rojo ( R ) > naranja ( r )
P: Moscas de cuerpo gris y ojos rojos
GG RR
F1:
x
moscas de cuerpo negro y ojos naranjas
gg rr
100% moscas de cuerpo gris y ojos rojos
Gg rr
A continuación hizo un retrocruzamiento entre la F1 y el doble recesivo (gg rr),
esperando unas proporciones conocidas (4 fenotipos con probabilidades ¼ cada una) …
(F1) de cuerpo gris y ojos rojos
Gg Rr
Gametos ¼ GR ; ¼ Gr ; ¼ gR ; ¼ gr
F2:
x
(P) de cuerpo negro y ojos naranjas
gg rr
100% gr
¼ Gg Rr moscas de cuerpo gris y ojos rojos
¼ Gg rr moscas de cuerpo gris y ojos naranjas
¼ gg Rr moscas de cuerpo negro y ojos rojos
¼ gg rr moscas de cuerpo negro y ojos naranjas
No obstante, Morgan observó que aproximadamente el 91% de la descendencia eran de
dos fenotipos, gris-rojo y negro-naranja (en proporciones 1:1), mientras que el 9%
restante era de los otros dos fenotipos, gris-naranja y negro-rojo (en proporciones 1:1)
Aunque se trataban de dos caracteres, se comportaban como uno sólo (mismas
proporciones que un retrocruzamiento con un único carácter).
La explicación es que los dos genes se encuentran en el mismo cromosoma. Así:
(F1) de cuerpo gris y ojos rojos
½
G
R
x
(P) de cuerpo negro y ojos naranjas
G
g
g
g
R
r
r
r
½
g
g
r
r
G
g
g
g
R
r
r
r
½ gris-rojo
½ negro-naranja
Estos son los fenotipos más frecuentes (91%). Los otros dos fenotipos se explican
por los entrecruzamientos en la meiosis I
En la meiosis I se producen los entrecruzamientos entre cromosomas homólogos,
formándose nuevas combinaciones de gametos. El % de aparición de dichas
combinaciones dará una idea de la distancia que separa a los dos genes en el
cromosoma. A más distancia, más facilidad para que se produzca un
entrecruzamiento y más alto será el % de aparición de nuevas combinaciones
GAMETOS
R
R
G
g
R
R
G
r
g
r
g
G
R
g
r
G
G
g
x2
r
G
R
R
r
G
r
g
r
g
La producción de un fenopito se debe normalmente a la acción de
varios genes. Esto se debe a que muchos procesos biosintéticos
necesitan múltiples pasos bioquímicos, con lo que se necesitan varios
genes que catalicen dichos pasos
La epistasis es un caso de interacción génica que consiste en la
interferencia o modificación de los efectos de un gen sobre otro
diferente. En estos casos se interfieren las proporciones mendelianas
Ejemplo 1: la producción de los pigmentos en las flores requiere en algunos
casos la acción de más de 10 enzimas, que convierten el aminoácido Phe en el
pigmento antocianina. La interrupción de uno de esos pasos significa que dicho
pigmento no se sintetizará y originará flores de color blanco (“no color”)
Ejemplo 2: Determinación del color en el pelo de ratones.
Gen “C”: permite la expresión del color:
Alelos: C (permite la expresión del color) > c ( no permite la expresión del color)
Gen “B”: determina el color del pelo:
Alelos: B ( color gris ) > b ( color marrón)
Si cruzamos dos ratones heterozigotos
para los dos caracteres ( Bb Cc ) no
aparecerán las proporciones esperadas
9:3:3:1, sino que tendremos proporciones
9:3:4 …
La combinación de los alelos cc no
permitirá la aparición del color, originando
un fenotipo albino (“no color”)
Herencia de caracteres que se manifiestan gracias a la acción de varios
genes. Cada gen contribuye en una pequeña cantidad a la expresión del
carácter.
Los efectos de los alelos son acumulativos y no siempre son aditivos
No todos los alelos contribuyen con la misma importancia en la expresión
del carácter
A medida que aumenta el número de genes que intervienen en el carácter,
éste se vuelve más cuantitativo (más continuo)
Ejemplos: Longitud de mazorcas de maíz, pesos, alturas, …
Ejemplo: color de la piel en Posibles tonos de piel con su respectivo genotipo,
indicando la influencia de los alelos dominantes en el tono
humanos pueda estar
del color.
determinado por 3 genes
(a) Distribución de los fenotipos de la F2 en una curva. (b) Los tonos que se obtienen en la
piel en seres humanos puede ser explicada si se asume que éstos están bajo el control de
tres pares de alelos. Si un individuo trihíbrido se cruza con otro trihíbrido, el rango de
tonos que se pueden obtener se ilustran en el cuadro de Punnett. El número de alelos
dominantes de cada individuo está representado por un número de círculos oscuros.