Los patrones de la Herencia
¿Por qué existen trigres naranjas y tigres blancos? ¿Por qué son tan escasos los tigres blancos?
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Me gustaría compartir con ustedes un poco de la historia de la genética. Mencionar cuales fueron sus comienzos, el desarrollo y los conceptos o nociones esbozadas que luego se convirtieron en leyes de la herencia.
Estas leyes fundamentales de la Herencia Genética nos han abierto la puertas a tantos descubrimientos como la biotecnología,
la biomedicina y las terapias genéticas.
Sin más preámbulos, comencemos y veamos si podemos responder las preguntas sobre los tigres naranjas y blancos:
Un poco de historia: Mendel y los guisantes
Antes de hacerse monje en el monasterio de SantoTomás de Brünn (s.XIX) (actualmente Brno, en Repúbica Checa), Gregor Mendel estudió medicina y se formó en magisterio. Asisitió a la Universidad deViena donde estudió botánica y matemática.
La botánica resultaría crucial para los experimentos que realizaría más adelante y, se transformarían en los cimientos de lo que hoy conocemos como genética. En el monasterio de Santo Tomás, a mediados del s.XIX, Mendel desempeñaba sus deberes monásticos y al mismo tiempo llevaba a cabo una serie de experimentos revolucionarios sobre la herencia utilizando como sujetos de prueba a los guisantes comestibles comunes.
Sin embargo, Mendel no sabía nada acerca de genes y cromosomas, su trabajo fue mas bien observacional y metódico, sabiendo analizar los datos que recolectaba mientras observaba los diferentes fenotipos de las plantas de guisantes.
Para comprender sus experimentos, debemos repasar algunos conceptos de la genética moderna:
El lugar físico específico que un gen ocupa en un cromosoma recibe el nombre de locus (en plural: loci). Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes, que ocupan los mismos loci.
Aunque la secuencia de
nucleótidos en un gen ubicado en un locus es similar en los cromosomas homólogos, esta secuencia puede no ser idéntica. Estas diferencias en las
secuencias de los nucleótidos del mismo locus del gen de 2 cromosomas homólogos
dan origen a formas alternantes del gen llamadas alelos.
Por ejemplo, los tipos sanguíneos
humanos A, B y 0 son producto de 3 alelos diferentes del
gen que diferencia a los tipos de sangre.
Homocigotas y Heterocigotas
Cuando 2 cromosomas homólogos de un organismo tienen el mismo alelo en un locus de un gen específico, se dice que el organismo es HOMOCIGOTA en ese locus.
En cambio, cuando 2 cromosomas homólogos tienen diferentes alelos en un locus de un gen específico, se dice que el organismo es HETEROCIGOTA en ese locus.
Figura 1. El gen D y el gen M son idénticos en cada cromosoma homólogo de la planta del tomate. Se trata de cromosomas homólogod. El gen Bk presenta diferencias en los loci de los homólogos. Por lo tanto, esta planta de tomates es heterocigota para ese gen.
Recordemos que durante la meiosis los cromosomas homólogos se separan, de tal forma que cada gameto recibe un miembro de cada cromosoma homólogo. En consecuencia, cada gameto tiene un solo alelo de cada gen.
Por lo tanto, todos los gametos que produzca un organismo que es
homocigota en un locus de un gen específico contendrán el mismo alelo.
Los gametos producidos por un organismo que es heterocigota en el mismo locus
de un gen específico tendrán la mitad de gametos de un de un alelo y la otra
mitad del otro alelo.
Los experimentos de Mendel
Para realizar un experimento confiable
en biología, es necesario seguir al menos 3 pasos fundamentales:
1 Elegir el organismo ideal para el
trabajo, es decir el modelo experimental.
2 Proyectar y ejecutar el experimento de
forma metódica y paciente.
3 Analizar los datos de tal forma que se pueda concluir con precisión lo que nos dicen los resultados.
Gregor Mendel eligió como modelo experimental a la planta de guisantes comestibles. Esta planta con flor contiene estructuras que producen gametos. Cada grano de polen contiene un gameto masculino al que llamaremos espermatozoide. La polinización permite que el espermatozoide fecunde un óvulo que se encuentra en el ovario, en el interior de la flor.
Los pétalos de la flor del guisante
envuelven todas las estructuras de la flor, hecho que en condiciones normales
impide la entrada del polen de otra flor. En cambio, cada flor del guisante
suministra en general su propio polen, es decir, se autopolinizan (Figura 2).
Figura 2. Autoplinización de la flor del guisante.
Por lo tanto, si una planta es
homocigota en el locus de color de la flor, toda su progenie tendrá flores del
mismo color; que será el mismo que el de la planta progenitora.
Los cultivadores, sin embargo, pueden
aparear dos plantas de forma manual mediante polinización cruzada. Este
procedimiento consiste en separar los pétalos y eliminar las estructuras
productoras de polen (estambres) para impedir la autopolinización. Los
cultivadores entonces espolvorean las estructuras productoras de óvulos de la
flor con polen seleccionado.
Mendel decidió estudiar caracteres
individuales y características hereditarias, como por ejemplo, el color de la
flor. Además decidió trabajar con un caracter a la vez.
Por otra parte, Mendel siguió la
herencia de estas características a lo largo de varias generaciones, contando
el número de descendientes que mostraban cada tipo de característica.
¿Cómo se heredan los caracteres individuales?
Mendel comenzó de la manera más sencilla
posible. Cultivó variedades de plantas de colores puros. Luego realizó una
polinización cruzada y obtuvo semillas híbridas.
Posteriormente, cruzó plantas de flores blancas
con plantas de flores púrpura. A esta generación, la denominamos Generación
Parental (P). Este cruce dió como resultado una progenie dió
flores púrpuras. A esta progenie la denominamos Primera Generación Filial
(F1) (Figura 3):
Figura 3. Polinización cruzada
¿Qué ocurrió con el color blanco?
Las flores de los híbridos eran tan
púrpuras como su progenitora. El color blanco parecía haber desaparecido de la
F1.
Mendel permitió entonces que la F1 se
autopolinizara, recolectó las semillas y obtuvo la segunda generación (F2).
El resultado fue que ¾ partes tenían flores purpura y ¼ tenía flores blancas (Figura 3).
Figura 3. Segregación de caracteres en la Filial 2. Se obtuvo un 75% de flores púrpuras y un 25% de flores blancas.
Cuando estas flores de autopolinizaron, dieron lugar a la F3 y el 100% de las flores fueron blancas…es decir, el gen del color blanco no había desaparecido, solo se había ocultado!
Estas observaciones dieron lugar al desarrollo
de los siguientes conceptos:
La herencia de los alelos dominantes y
recesivos en cromosomas homólogos explica los resultados de las flores cultivadas.
El siguiente cuadro explica la base genética de la Herencia:
Tigres blancos y Tigres naranjas
Pensemos en lo siguiente: el alelo de color naranja se va a llamar B (aunque en realidad se llama SLC45A2), pero para simplificar lo llamamos (B) y, el alelo de color blanco se va a llamar b. Sabemos además, que los animales somos diploides, es decir tenemos 2 copias del mismo gen (dominante o recesivo). Asi que podemos imaginar los siguientes cruces:
🐱tigre padre BB, Bb o bb
🐱tigre madre BB, Bb o bb
Los cuadros de Punnet
Sabemos que B es el gen dominante y b el gen recesivo para el carácter color. Así que podemos plantear y predecir la descendencia realizando los cuadros de Punnett.
Estos diagramas consisten en dividir los alelos paternos y maternos. Como cada descendiente va a heredar un alelo de cada progenitor, dependiendo del acervo genétrico parental, la descendencia tendrá cierto fenotipo.
El genotipo (heterocigota u homocigota) dependerá de la variabilidad de loci de los parentales.
Hasta aquí la publicación de hoy, espero que te resulte interesante. La biodiversidad es asombrosa y prácticamente es producto de los genes.
Referencias
Soy Licenciada en Ciencias Biológicas y tengo un PhD en Química Biológica. Escribo esta página basada en mi experiencia como docente e investigadora y utilizo fuentes de información confiables para la redacción de los artículos:
