Biologa Curso de acceso TEMA 13 Tema 13

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Tema 13. Genética Mendeliana Jorge Muñoz Aranda Profesor de Biología Aula de Milagro

Biología. Curso de acceso Experimentos de Mendel -Monje Austriaco -Experimentos de hibridación en guisantes (Pisum sativum), publicados en 1866 -Estudia los patrones de herencia de diferentes caracteres en plantas de guisante. -Sienta las bases de la genética TEMA 13

Biología. Curso de acceso ¿Por qué en guisantes? TEMA 13 Antera Estambres (androceo) Polen (Gameto_masculino) Estigma Estilo Estambre Óvulos (Gametos_Femeninos) Ovario (Gineceo)

Biología. Curso de acceso TEMA 13 ¿Por qué en guisantes? üRasgos hereditarios bien definidos y reconocibles. üPosibilidad de autofecundación (fecundación en una misma flor). üSe puede controlar con facilidad los cruzamientos entre plantas diferentes, dada la exposición de sus aparatos reproductores. üFáciles de cultivar. üCiclo vegetativo relativamente corto (menos de un año).

Biología. Curso de acceso Aportación de Mendel al método científico En cada estudio de las características de las plantas, consideraba tan sólo uno de los rasgos, ignorando el resto. Realizó el estudio sobre poblaciones. Tomaba muestras lo suficientemente representativas para poder extrapolar una función matemática. Estudió el comportamiento de los individuos en generaciones sucesivas, construyendo nuevas fórmulas. TEMA 13

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Rasgos seleccionados Tallo Vaina Guisante Flor Alto Corto Axial Terminal Lisa Apretada Amarilla Verde Liso Rugoso Blanca Violeta

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Raza pura Aquella en la que, por autofecundación, se obtienen descendientes idénticos a los progenitores en un 100 % Flores Blancas (100%) Ej. : Flores blancas Autofecundación Generación F 1 Generación P Flores violetas (100%) Flores violetas Autofecundación Generación P Generación F 1

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Híbrido Aquél en el que, por autofecundación, se obtienen descendientes diferentes, en proporciones determinadas Flores Violetas: Flores blancas (Proporción 3: 1) Ej. : Flores Violetas Autofecundación Generación P Generación F 1

Biología. Curso de acceso TEMA 13 1 er experimento: Cruzamiento monohíbrido Al cruzar dos razas puras para manifestaciones opuestas de un mismo carácter, los descendientes (F 1) se parecen exclusivamente a uno de los progenitores (P) y no al otro. X Blancas (pura) Violetas (híbrido) vv VV Vv Generación parental Homocigotos=raza pura Generación F 1 Heterocigotos=híbridos

Biología. Curso de acceso TEMA 13 1 er experimento: Cruzamiento monohíbrido Rasgo dominante: aquel que se manifiesta en un individuo heterocigótico. Rasgo recesivo: aquel que permanece oculto en un individuo heterocigótico. Fenotipo Genotipo Violeta VV Vv Blanca vv

Biología. Curso de acceso TEMA 13 2º experimento 75% VV y Vv 3: 1 Autofecundación 3% Vv Generación F 2 Generación F 1 Vv VV X Vv Vv Vv vv 3 violetas: 1 blanco vv

Biología. Curso de acceso TEMA 13 2º experimento Carácter Rasgos F 1 F 2 Proporció n F 2 Tallo Alto/corto 100% Altos 787 alto 277 corto 2, 84: 1 Vaina Axial/Terminal 100% Axiales 651 axial/207 terminal 3, 14: 1 Lisa/apretada 100% Lisa 882 lisa/299 apretada 2, 95: 1 Verde/amarilla 100% Verde 428 verde/152 amarilla 2, 82: 1 Liso/arrugado 100% Lisa 2, 96: 1 Amarillo/verde 100% Verde 5474 lisa/1850 arrugada 6022 amarilla/2001 verde Violeta/blanca 100% Violeta 704 violeta/224 3, 15: 1 Guisante Flores 3, 01: 1

Biología. Curso de acceso TEMA 13 De lo que se deduce… Rasgo Dominantes Recesivos Tallo Alto Corto Vaina Axial Lisa Verde Terminal Rugoso Amarillo Guisante Liso Verde Rugoso Amarillo Flor Violeta Blanco Y además… Que las proporciones empíricas se aproximan más a las reales cuanto mayor es el tamaño muestral estudiado (Ej. , Color y textura de los guisantes)

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Además… Si cruzamos entre sí dos híbridos para un carácter (ej. , flores violetas) X Vv Vv 1 VV 2 Vv v V V VV Vv vv 1: 2: 1 Proporciones genotípicas 3: 1 Proporciones fenotípicas 3 1 75% 25%

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Y si continuamos cruzando los híbridos… 1ª Generación: Proporciones 1: 2: 1 2ª Generación: Proporciones 3: 2: 3 3ª Generación: Proporciones 7: 2: 7 4ª Generación: Proporciones 15: 2: 15 Y así hasta: 2 n-1: 2: 2 n-1 Al cruzarse los híbridos, la proporción de homocigotos va aumentando con respecto a la de heterocigotos, pese a que éstos nunca llegan a desaparecer.

Biología. Curso de acceso TEMA 13 ¿Y qué es un retrocruzamiento (o cruce de prueba)? Si tenemos un individuo con fenotipo dominante (flor violeta), ¿cómo sabemos qué genotipo tiene (VV ó Vv)? Sencillo: cruzamos el individuo problema con un individuo de homocigótico para el fenotipo recesivo 2 1 X A- aa Opción b Opción a 100% Ind. 1 es homocigoto AA 75% 25% Ind. 1 es heterocigoto Aa

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Tercer experimento: Cruce dihíbrido ¿Y qué ocurriría si autofecundásemos una planta híbrida para dos caracteres? Ejemplo: Plantas dobles heterocigóticas para guisantes verdes y flores violetas, cuando Violeta>blanco (B>b) y guisante verde>amarillo (A>a). Aa. Bb X Aa. Bb

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Cruce dihíbrido: El tablero de Punnet AB Ab a. B ab AB AABb Aa. BB Aa. Bb Ab AABb AAbb Aa. Bb Aabb a. B Aa. Bb aa. BB aa. Bb ab Aa. Bb Aabb aa. Bb aabb

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Tablero de Punnet: Proporciones fenotípicas F 1 Aa. Bb X Aa. Bb F 2 9: 3: 3: 1 9 A-B- Guisante verde, flor violeta 3 A-bb Guisante verde, flor blanca 4 3 aa. B- Guisante amarillo, flor violeta 5 1 Aabb Guisante amarillo, flor blanca Conclusión: en la formación de los gametos, los factores responsables de la herencia de los distintos caracteres segregan de manera independiente unos de otros.

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Excepciones (I) A la ley de la dominancia/recesividad: la herencia intermedia En este tipo de herencia, ningún alelo domina sobre el otro. Lo que se expresa en un individuo heterocigótico es el fenotipo intermedio. A: codifica para el color rojo X AA B: codifica para el color blanco BB Herencia intermedia A=B Las proporciones fenotípicas son iguales que las proporciones genotípicas (1: 2: 1) 1 AA 2 AB 1 BB

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Excepciones (II) A la ley de segregación independiente de los caracteres: el Ligamiento. AB p=1/4 Ab Aa Bb p=1/4 a. B p=1/4 Ej, un dihíbrido ab p=1/4 Cuando dos genes están ubicados en cromosomas distintos, los factores de ambos segregan de forma independiente unos de otros. Los cuatro gametos posibles tienen igual probabilidad.

Biología. Curso de acceso TEMA 13 ¿Y qué ocurre cuando los dos genes están en un mismo cromosoma? A a B b A B ¿Sólo se pueden producir estos dos tipos de gametos (gametos parentales)? a Aa. Bb b Los otros dos gametos (a. B) y (Ab) sólo pueden aparecer cuando se produce ENTRECRUZAMIENTO entre los cromosomas homólogos (ver meiosis). Los gametos parentales tienen mucha más probabilidad que los recombinantes. Se dice que los genes están LIGADOS Por supuesto, no se cumple la probabilidad ¼; ¼; ¼; ¼ que aparecía cuando los genes estaban en cromosomas independientes.

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Ej. 1 En una especie de plantas, el tallo alto (T) domina sobre el tallo corto (t). Si cruzamos una planta de tallo alto con otra de tallo corto, obtenemos 35 plantas con tallo alto y 38 con tallo corto. ¿Qué genotipo tenían las plantas utilizadas en el cruce? Ej. 2 Al cruzar un conejo negro con un conejo blanco, obtuvimos la siguiente progenie: 23 conejos negros; 54 conejos marrones; 24 conejos blancos. ¿Qué podría decirnos sobre el patrón de herencia del color del pelo en los conejos? ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas hubiera cabido esperar? Ej. 3 En la vaca Drexter, los cuernos largos (C) dominan sobre los cortos (c), y el pelaje pardo (P) sobre el blanco (p). Cruzamos dos razas puras, una para cuernos largos y pelaje pardo, y otra de cuernos cortos y pelaje blanco. Los individuos resultantes son cruzados entre sí para obtener una progenie de 1600 individuos. ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas cabría esperar? Ej. 4 En la sandía de monte, la pepita grande (G) domina sobre la pequeña (g), y el fruto carnoso (C), sobre el leñoso (c). Se autofecundó una planta doble heterocigótica Gg. Cc obteniéndose ésta progenie: 45 plantas de pepita grande y fruto carnoso, 43, plantas de pepita pequeña y fruto leñoso, 15 plantas de pepita pequeña y fruto carnoso y 17 plantas de pepita grande y fruto leñoso. ¿Cómo explicaría estas proporciones?

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 1 Parental 1: Parental 2: Fenotipo: Tallo alto Genotipo: T- Esto es el clásico cruce de prueba Fenotipo: Tallo corto Genotipo: tt Cruce: Parental 1 X Parental 2 Alto (T-) Descendencia Corto (tt) 38 plantas tallo alto (Tt) Aprox 50% 35 plantas tallo corto (tt) Aprox 50% Luego: ¿De dónde viene esta t? Por supuesto, del parental 1 que es heterocigótico

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 2 Cruce: Conejos negros X conejos blancos Descencencia: 23 negros, 54 marrones, 24 blancos (fenotipos) Si dividimos entre el menos frecuente, obtenemos las siguientes proporciones fenotípicas: 23/23=1 54/23=2, 34 24/23=1, 04 (Aproximadamente: 1: 2: 1) Proporciones genotípicas: 1: 2: 1 (clásico del cruce monohíbrido) Proporciones fenotípicas: 1: 2: 1 (diferentes a las proporciones 3: 1 clásicas) Estas proporciones sólo pueden explicarse si la herencia del color del pelo en el conejo es del tipo Herencia Intermedia (Codominancia)

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 2 Ninguno de los dos alelos domina sobre el otro. En el individuo heterocigótico, ambos alelos (negro y marrón) se expresan Los genotipos en este cruce son: Parentales: Negros X Blancos NN BB Descendientes: Negros (23) Marrones (54) Blancos (24) NN NB BB

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 3 En este problema se habla de dos cruces Cruce 1: (razas puras) Cuernos Largos, Pelaje pardo) Descendencia X Cuernos Cortos, Pelaje blanco) 100% Cuernos Largos, Pelaje pardo Luego: -Cuernos largos domina sobre cuernos cortos (C>c) -Pelaje pardo domina sobre pelaje blanco (P>p)

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 3 Si ahora vemos los genotipos del cruce 1… Parentales: Cuernos largos, pelo pardo X Cuernos cortos, pelo blanco CCPP ccpp Descendencia cruce 1: 100% Cuernos largos, pelo pardo Cc. Pp (Dobles heterocigóticos)

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 3 Cruce 2: entre individuos de la F 1 Esto es: Cc. Pp X Cc. Pp Para resolver esto, lo más sencillo es acudir al Tablero de Punnet. CP Cp c. P cp CP CCPp Cc. PP Cc. Pp Cp CCPp CCpp Cc. Pp Ccpp c. P Cc. Pp cc. PP cc. Pp cp Cc. Pp Ccpp cc. Pp ccpp

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 3 Y si hablamos de fenotipos, obtendremos… 9 C-P- (Cuernos largos, pelo pardo) 3 cc. P- (Cuernos cortos, pelo pardo) 4 3 C-pp 5 1 ccpp (Cuernos largos, pelo blanco) (cuernos cortos, pelo blanco) Aplicando esto a 1600 individuos, tenemos: 9/16*1600= 900 individuos cuernos largos, pelo pardo 3/16*1600= 300 individuos cuernos cortos, pelo pardo 3/16*1600= 300 individuos cuernos largos, pelo blanco 1/16*1600=100 individuos cuernos cortos, pelo blanco

Biología. Curso de acceso TEMA 13 Solución problema 4 Estamos en un caso en el que, para dos caracteres, en ambos se cumple el patrón de herencia dominancia/recesividad. Sin embargo, al cruzar dos dihíbridos, y en una progenie lo sufientemente numerosa (120 individuos), las proporciones obtenidas nada tienen que ver con lo que hubiéramos esperado según los trabajos de Mendel. La mejor explicación a este fenómeno es que los genes que codifican para el tamaño de la pepita y la textura del fruto están en el mismo cromosoma (ligados). De este modo, los descendientes heredan mayoritariamente los alelos de ambos genes en la misma fase que en los progenitores.