Después de una serie de
experimentos con arvejas verdes y amarillas, observando como se transmitían las
características de los padres en varias generaciones, el botánico Gregor Mendel
planteó las leyes básicas de la transmisión de la herencia.
Durante sus observaciones Mendel
encontró que las características o rasgos almacenados de manera codificada en
los genes podían corresponder a características puras homocigotas o
características híbridas heterocigotas, en este último caso se trata de un par
de características alternativas de las cuales una es dominante (o sea que es la
que se manifiesta externamente en el organismo), y la otra es recesiva, o sea
que no se manifiesta externamente, pero permanece en la dotación genética y
puede hacerse visible en las siguientes generaciones.
Con
base en lo anterior Mendel formuló las siguientes leyes:
Ver
video sobre las leyes de mendel aquí clic
Primera ley de Mendel - Ley
de la Uniformidad
Si se
cruzan dos líneas puras (homocigotas) para un determinado carácter, los
descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual
fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores.
Como cada uno de los progenitores es homocigoto, solo le puede pasar a la
descendencia el único alelo o variante del gen que porta.
Segunda
ley - Ley de la Segregación
Los
caracteres recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera
generación (F1), reaparecen en la segunda (F2) en proporción de 1:3 uno a tres
respecto a los caracteres dominantes. Los individuos de la segunda generación
que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes
fenotipicamente unos de otros; esta variación se explica por la segregación de
los alelos responsables de estos caracteres, que en un primer momento se
encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los distintos
gametos
Ley de la
Dominancia.
Cuando se cruzan individuos que
difieren sólo en un carácter por ejemplo color de la semilla (dominante y
recesivo para este determinado carácter), la primera generación F1 será
semejante al progenitor que tiene el carácter dominante. En este caso se habla
de cruces monohíbridos
Ley de la transmisión
independiente o de la independencia de caracteres
Establece que los caracteres son
independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres,
cada par de alelos que controla un carácter se transmite de manera independiente
de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda
generación, combinándose de todos los modos posibles.
Cuando se cruzan progenitores con
dos caracteres diferentes (ejemplo plantas puras es decir homocigotas con color
de las semillas amarillo dominante AA y verde recesivo aa y forma de la semilla
lisa dominante LL y rugosa recesiva ll), estos caracteres se trasmiten a la
descendencia en forma independiente. En este caso se habla de cruces dihíbridos.
Esto
se observa mejor mediante un cuadro de Punnet que permite visualizar las
posibles combinaciones para los cruces de caracteres.
Ejemplo: En los experimentos de
Mendel se encontraron:
- plantas puras de arveja con semillas de color amarillo dominante, o sea que sus alelos eran idénticos y se pueden denominar convencionalmente AA
- plantas puras de arveja con semillas de color verde recesivas, las cuales denominaremos aa
- plantas híbridas o heterocigotas con semillas de color amarillo, Aa
- plantas puras de arveja con semillas lisas como característica dominante, LL
- plantas puras de arveja con semillas rugosas como característica recesiva, ll
- plantas híbridas o heterocigotas de arveja con semillas lisas, Ll
Para
aplicar el cuadro de punnet analicemos primero el caso del cruce de plantas
homocigotas o puras de arveja con semillas amarillas dominantes AA y plantas
puras con semillas verdes recesivas aa (caso de cruce monohíbrido, o sea
aplicado a un solo carácter en este caso color de la semilla)
Se elabora una tabla o cuadro con tres columnas y tres filas (cuadro de Punnet):
En
las celdas horizontales de color negro, van los alelos o genes aportados por el
padre (en este ejemplo el padre tiene un par de genes AA para el color de la
semilla) pero cada gameto solo recibe un gen para ese carácter por parte del
padre.
Entonces se coloca un gen A por
cada celda, o sea, un gen para la formación de cada gameto en el cruce.
Esto se explica de acuerdo con la
ley de la segregación Un par de genes es segregado (separado) en la formación de
los gametos.
En
las celdas verticales negras se colocan los alelos o genes que aportará la madre
a los gametos. De igual manera se cumple la ley de la segregación. Entonces en
cada celda se coloca un solo gen:
Las
celdas de color blanco corresponden a los gametos de los hijos que se formarán
en el cruce donde se restablecerá el número par de genes para cada gameto
Ejemplo: Si se cruzan semillas
homocigotas amarillas dominantes AA con semillas verdes homocigotas recesivas
aa, o sea que tenemos el caso
AA x aa
AA x aa
En
las celdas blancas se formarán los gametos resultantes del cruce o sea la
combinación o entrecruzamiento de los genes aportados por el padre y la madre
para ese carácter (se combina el gen de la primera celda horizontal con el gen
de la primera celda vertical).
En este momento se restablece el
número par de genes en lo gametos formados (uno de cada progenitor)
El resultado del cruce será:
Genotipo: 100 % Heterocigoto Aa
Fenotipo: 100% Semilla de color amarillo. (Ser puede explicar por la ley de la dominancia: un gen del par determina la expresión fenotípica y enmascara al otro;
El
polen de la planta progenitora aporta a la descendencia un alelo o gen para el
color de la semilla, y el óvulo de la otra planta progenitora aporta el otro
alelo para el color de la semilla; de los dos alelos, solamente se manifiesta
aquél que es dominante (A), mientras que el recesivo (a) permanece
oculto.
Otro
ejemplo. Si se toman semillas heterocigotas lisas Ll y se cruzan con semillas
homocigotas rugosas ll.
Ll x
ll siguiendo el anterior procedimiento:
El
resultado del cruce será
Genotipo: 50 % Heterocigoto
Ll
Fenotipo: 50% semilla de forma lisa y 50% de semillas rugosas.
Fenotipo: 50% semilla de forma lisa y 50% de semillas rugosas.
Primera ley de Mendel o Ley
de la uniformidad de la primera generación filial (F1) o Ley de la Dominancia
Cuando se aparean o cruzan
organismos (fecundación) de raza pura (homocigotos) para un determinado carácter
, todos los individuos de la primera generación son iguales.
imagen
tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm
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Ejemplo: Si se
cruzan arvejas amarillas AA con arvejas verdes aa toda la F1 resultante del
cruce será Aa de color amarillo. Aparece aquí el concepto de Dominancia y
Recesividad.
Las arvejas amarillas AA son dominantes sobre las arvejas verdes aa recesivas. La primera generación o F1 es fenotípicamente amarilla y genotipícamente heterocigota Aa |
 imagen tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm |
Codominancia: La primera ley de Mendel se cumple
también para el caso en que un determinado gen de lugar a una herencia
intermedia y no dominante, como es el caso del color de las flores del "dondiego
de noche" (Mirabilis jalapa). Al cruzar las plantas de la variedad de flor
blanca con plantas de la variedad de flor roja, se obtienen plantas de flores
rosas. La interpretación es la misma que en el caso anterior, solamente varía la
manera de expresarse los distintos alelos
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La segunda ley de Mendel también llamada de la separación o segregación o disyunción de los alelos
imagen
tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm
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El experimento de
Mendel: Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación
del experimento anterior Aa y las polinizó entre sí. Del cruce Aa x Aa obtuvo
semillas amarillas y verdes en la proporción 3:1. Así pues, aunque el alelo que
determina la coloración verde de las semillas parecía haber desaparecido en la
primera generación filial, vuelve a manifestarse en esta segunada generación.
Interpretación del experimento. Los dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos de la primera generación filial, no se han mezclado ni han desaparecido , simplemente ocurría que se manifestaba sólo uno de los dos. Cuando el individuo de fenotipo amarillo y genotipo Aa, forme los gametos, se separan los alelos, de tal forma que en cada gameto sólo habrá uno de los alelos y así puede explicarse los resultados obtenidos |
Retrocruzamiento
imagen
tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm
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En
el caso de los genes que manifiestan herencia dominante, no existe ninguna
diferencia aparente entre los individuos heterocigóticos (Aa) y los
homocigóticos (AA), pues ambos individuos presentarían un fenotipo amarillo.
La prueba del retrocruzamiento, o simplemente cruzamiento prueba, sirve para diferenciar el individuo homo del heterocigótico. Consiste en cruzar el fenotipo dominante con la variedad homocigota recesiva (aa). Si es homocigótico, toda la descendencia será igual, en este caso se cumple la primera Ley de Mendel. Si es heterocigótico, en la descendencia volverá a aparecer el carácter recesivo en una proporción del 50% |
Tercera ley de Mendel o de la herencia independiente de caracteres:
imagen
tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm
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Hace referencia al caso de que se contemplen dos caracteres
distintos. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con
independencia de la presencia del otro carácter.
El experimento de Mendel: Mendel
cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla AA y lisa BB con plantas de
semilla verde aa y rugosa bb(Homocigóticas ambas para los dos
caracteres
Las
semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas,
cumpliéndose así la primera ley para cada uno de los caracteres considerados , y
revelándonos también que los alelos dominantes para esos caracteres son los que
determinan el color amarillo y la forma lisa. Las plantas obtenidas y que
constituyen la F1 son dihíbridas (AaBb).
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Segunda generación filial F2
imagen
tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm
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Se
cruzan entre sí plantas de la F1, teniendo en cuenta los gametos que formarán
cada una de las plantas
Los
alelos de los distintos genes se transmiten con independencia unos de otros, ya
que en la segunda generación filial F2 aparecen guisantes amarillos y rugosos y
otros que son verdes y lisos, combinaciones que no se habían dado ni en la
generación parental (P), ni en la filial primera (F1).
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 imagen tomada de http://www.biotech.bioetica.org/ap1.htm |
Interpretación del experimento: Los resultados de
los experimentos de la tercera ley refuerzan el concepto de que los genes son
independientes entre sí, que no se mezclan ni desaparecen generación trás
generación. Para esta interpretación fue providencial la elección de los
caracteres, pues estos resultados no se cumplen siempre, sino solamente en el
caso de que los dos caracteres a estudiar estén regulados por genes que se
encuentran en distintos cromosomas. No se cumple cuando los dos genes
considerados se encuentran en un mismo cromosoma, es el caso de los genes
ligados.
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