Genética: principios básicos, herencia y reproducción

¿Qué es la Genética?

GENÉTICA
¿Qué es la Genética?
Rama de la Biología que estudia la HERENCIA.
HERENCIA: Proceso en el que las características de los
individuos se transmiten a su descendencia.
En la reproducción sexual: es el conjunto de instrucciones
codificadas en el ADN que un individuo recibe a través de
las células sexuales de sus progenitores.
Característica hereditaria
es todo rasgo que un
organismo puede transmitir a sus hijos.

Transmisión de Genes

Reproducción Asexual

GENTRANSMISIÓN DE GENES
x REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Fisión binaria o mitosis
En procariotas y protistas
Esporulación
En hongos, algas, musgos y helechos

Reproducción Sexual

x REPRODUCCIÓN SEXUAL
Gemación
En hidras y corales
Escisión o fragmentación
En algas, celentéreos y gusanos
Gameto
masculino
Gameto
femeninoREPRODUCCIÓN SEXUAL: MEIOSIS, FECUNDACIÓN Y HERENCIA
Fecundación
Gametos
n
n
Cigoto
(2 n)
XX
Meiosis
Mitosis
Organismo adulto
(2 n)
El cigoto
formado se
desarrolla de
acuerdo con un
conjunto de
instrucciones
codificadas en
las moléculas
de ADN del
núcleo celular.

Descubrimientos de Mendel

x GREGOR MENDEL, monje austríaco, en 1856 llegó
a establecer que:
* Las características biológicas de los individuos
están determinadas por "factores", que pasan de
padres a hijos sin que la transferencia modifique
la naturaleza de estos "factores".
x El comportamiento de los "factores hereditarios"
podía predecirse aplicando leyes o relaciones
matemáticas sencillas (por lo menos en algunos
casos).MENDEL: Para llegar a estas conclusiones
trabajó
paciente
y
metódicamente
durante años, con plantas de arvejillas.
Con
la
enorme
cantidad
de
datos
recogidos, y sus conclusiones, publicó en
1866 un informe que presentó en la
Asociación
Naturalista de Brünn. Su
trabajo recorrió toda Europa y América, sin
embargo pasarían muchos años antes de
que alcanzara repercusión.

Redescubrimiento y Teoría Cromosómica

Recién en 1902, WALTER SUTTON (estadounidense),
redescubrió el trabajo de Mendel. Determinó que los
factores
hereditarios
de
los que el
hablaba
corresponden a segmentos de ADN llamados GENES,
ubicados en los cromosomas.
MENDEL
Walter Sutton, 1902-03
Numerosas experiencias realizadas principalmente con la mosca de
la fruta, Drosophila melanogaster, por genetistas como Morgan,
Bridges, Sturtevant, Muller y otros, alrededor de 1910, confirmaron
las
conclusiones de
Sutton,
que
luego constituyeron
la
llamada TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA.

Genes y Alelos

x En un mismo cromosoma hay varios genes.
x Dado que los cromosomas existen de a pares
(cromosomas homólogos) en las células somáticas,
cada célula contiene dos variantes (alelos) para cada
rasgo a heredar. Se los simboliza con letras. Ej .: gen A,
gen B.
ALELOS _: genes que llevan dos o más informaciones
alternativas sobre un mismo rasgo. Por ejemplo, en
las arvejillas, el rasgo color de semilla puede
presentarse en dos alternativas: amarillo o verde.
x LOS
ALELOS
ocupan la misma
posición
en
cromosomas homólogos y SE SEPARAN DURANTE LA
MEIOSIS, de tal manera que se puede recibir
cualquiera de ellos, pero NO AMBOS.

Vocabulario Genético

Homocigota Dominante y Recesivo

VOCABULARIO
EN UN PAR DE HOMÓLOGOS
par de homólogos
par de homólogos
Alelo A
Alelo
A
Alelo &
Alelo a
HOMOCIGOTA DOMINANTE
HOMOCIGOTA RECESIVO
A= alelo dominante
a= alelo recesivo
Encubre los efectos del otro alelo, es el que
que se pone de manifiesto .
Queda oculto, no puede expresarse
INDIVIDUO HOMOCIGOTA: Si los dos alelos que codifican para un rasgo son iguales
(ambos dominantes o ambos recesivos), el individuo que los porta
se
denomina HOMOGIGOTA para ese rasgo.

Heterocigota

par de hor
Alelo
A
Alelo
HETEROCIGOTA
INDIVIDUO HETEROCIGOTA: Si los dos alelos que codifican para un
rasgo son distintos (uno dominante y otro recesivo), el individuo
que los porta se denomina HETEROCIGOTA para ese rasgo.

Genotipo

x GENOTIPO: Es la constitución genética de un
individuo.
Combinación
de
alelos
en
una
característica. Los tres posibles genotipos para un
rasgo son :
A= alelo para semilla amarilla, dominante
a= alelo para semilla verde, recesivo
x Homocigota dominante Ej .: AA
x Homocigota recesivo Ej .: aa
X
Heterocigota Ej .: Aa
Entonces, ej .:
GENOTIPO
FENOTIPO
HOMOCIGOTA DOMINANTE
AA
Semille
HETEROCIGOTO
A
Semi
HOMOCIGOTA RECESIVO
Semilla verde

Fenotipo

FENOTIPO:
expresión visible de la combinación de
alelos (genotipo). Corresponde a los rasgos observables
de un organismo, debidos a las interacciones del
genotipo y el ambiente. Es el resultado de la
manifestación física, bioquímica o fisiológica de los
genes.
Por ejemplo: los fenotipos posibles para el rasgo "color
de semilla" de arvejillas son:
semilla verde (genotipo aa)
semilla amarilla (genotipos AA, Aa)
Entonces, ej .:
GENOTIPO
FENOTIPO
HOMOCIGOTA DOMINANTE
AA
Semille
Gril
HETEROCIGOTO
Ao
Semill
HOMOCIGOTA RECESIVO
Semilla verde

Relaciones entre Genes, Alelos y Cromosomas

par de
cromosomas
homólogos
Ambos cromosomas llevan el mismo alelo
del gen en este locus. El organismo es
homocigoto en este locus
loci de los
genes
Este locus contiene otro gen para el cual
el organismo es homocigoto
Cada cromosoma lleva un alelo diferente
de este gen, así que el organismo es
heterocigoto en este locus
el cromosoma
del padre
el cromosoma
de la madre
Relaciones entre los genes,
alelos y cromosomas
·Cada cromosoma homólogo
lleva el mismo juego
de
genes.
· Cada
gen
se
encuentra
situado
en
la
misma
posición,
o
locus,
de
su
cromosoma.
· Las
diferencias
en
las
secuencias de nucleótidos
en el mismo locus producen
diferentes alelos del gen.
. LOS
organismos
diploides
tienen dos alelos de cada
gen, uno en cada homólogo.
.Los
alelos
de
los
dos
homólogos
pueden
ser
iguales o diferentes.

Diseño Experimental de Mendel

DISEÑO EXPERIMENTAL DE MENDEL
Mendel realizaba cruces experimentales de
guisantes (Pisum sativum), mediante
AUTOPOLINIZACIÓN y POLINIZACIÓN CRUZADA.
Los guisantes fueron una buena elección:

• Son fáciles de cultivar.
• Existen en la naturaleza en una amplia
  variedad.
• Las características heredables se transmitían
  en forma separada.

Características Estudiadas en Guisantes

MENDEL ESTUDIÓ 7 CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS DE LOS
GUISANTES QUE SE PRESENTABAN EN 2 FORMAS DIFERENTES
Color de la flor
Color de la semilla
Color de la vaina
Forma de la vaina
Amarillo
Verde
Púrpura
Forma de la semilla
Lisa
Rugosa
Blanca
Verde
Amarilla
Inflada
Rugosa
Tallo
Posición de la flor
Largo
Corto
Axial
Terminal
Siete caracteres en el estudio de Mendel acerca de las plantas de guisante.
Cada carácter tenía dos fenotipos claramente distinguibles; el fenotipo dominante
está en negrita.

Estructura de la Flor y Polinización

LA ESTRUCTURA DE LA FLOR
La mayoría de las plantas con flor, a excepción de Pisum sativum, se
polinizan en forma cruzada (viento o a través de los insectos).
x La polinización cruzada es un proceso mediante el cual el polen que se
forma en la flor de una planta se mueve al pistilo de la flor de otra
planta de la misma clase.
Las plantas de guisantes presentan flores con pétalos cerrados, evitan
ser polinizadas por esta vía y se reproducen sexualmente mediante
autopolinización (evitaba errores en los resultados).

Experimentación con Líneas Puras

EXPERIMENTACIÓN
Mendel
empezó
sus
experimentos
desarrollando un
número de líneas de plantas que
eran puras para cada uno de los
7
pares
de
características.
HOMOCIGOTAS)
Una línea pura (homocigota) es
un
organismo
que
produce
progenie (descendencia)
de la
misma variedad generación tras
generación (AUTOPOLINIZACIÓN).
Ejemplo: para el color de la flor
Autopolinización
TAMBIÉN PUEDE SER BLANCA

Método de Investigación de Mendel

MÉTODO DE INVESTIGACIÓN
¿Por qué se utiliza?
Normalmente, los guisantes de jardin se autofertilizan durante la reproducción, es decir, los gametos
masculino y femenino están en la misma fior. Los pétalos del guisante envuelven completamente
las partes reproductivas, entonces existe poca posibilidad de una polinización cruzada natural entre
flores separadas. La polinización cruzada le permite al Investigador estudiar distintos patrones de
herencia en los guisantes.
¿Cómo se hace esto?
1 Los pétalos encierran las
estructuras reproductivas
de las flores.
3 Anteras cortadas
de la flor.
El polen de una flor
diferente se coloca sobre
la punta del carpelo.
Anteras
Carpelo
Carpelo
2 Los pétalos abiertos
revelan las estructuras
reproductivas masculina
y femenina.
6 Descendencia observada.
5 El carpelo fertilizado
produce semillas,
que son plantadas.

Cruzamiento entre Líneas Puras

CRUZAMIENTO ENTRE LÍNEAS PURAS
(POLINIZACIÓN CRUZADA)
* Usaba indistintamente
el polen de una u otra
variedad
obteniendo
los mismos resultados.
Transferencia
de polen con
un pincel
Se quitan
las anteras
Parentales Púrpura
Blanco
F
Todas
púrpura
Principio uniformidad: @Blanca x Púrpura
¿CÓMO SE HEREDAN LOS RASGOS ÚNICOS?
Púrpura, morada, violeta son sinónimos
Transferencia
de polen con
un pincel
Se quitan
las anteras
Parentales Púrpura
Blanco
Todas
púrpura
F
Principio uniformidad: 9Púrpura x /Blanca
RASGO O CARÁCTER PÚRPURA
(COLOR DE LA FLOR)
DOMINA SOBRE BLANCO!

Resultados de la Primera Cruza

polen
Generación de
los padres (P)
polen
fecundación cruzada
planta de flores
moradas
de raza pura
planta de flores
blancas
de raza pura
Descendientes de
la primera
generación filial (F,)
todas las plantas de
flores moradas
ENTONCES, la primera
cruza de plantas de
guisante de raza pura
para flores blancas o
moradas: Toda la
descendencia da flores
moradas.

Autopolinización de Plantas F1

Entonces, Mendel dejó que las flores de las plantas F1 se autopolinizaran, recogió
las semillas y las plantó la siguiente primavera.
Primera generación
filial de
descendientes (F,)
se autopoliniza
Segunda generación
filial de
descendientes (F2)
3/4 moradas
1/4 blancas
Autopolinización de
plantas de guisante
F1
con flores moradas :
Tres cuartas partes de
la descendencia dan
flores moradas y una
cuarta parte, flores
blancas.

Leyes de Mendel

Primera Ley de Mendel: Segregación de Caracteres

Las leyes de Mendel son un conjunto de reglas básicas sobre la transmisión de las
características de padres a hijos a través de la herencia.
PRIMERA LEY DE MENDEL O LEY DE LA SEGREGACIÓN DE
CARACTERES:
CÓMO SE HEREDA UN RASGO FÍSICO CONTROLADO POR UN SOLO GEN y sus dos
alelos.
x
Los pares de alelos de los cromosomas homólogos se separan
o se segregan unos de otros en la meiosis.
x Esta conclusión se conoce como la ley de la segregación de
Mendel.
x Como resultado, cada gameto recibe sólo un alelo de cada par.
Cuando un espermatozoide fecunda un óvulo, el descendiente
recibe un alelo del padre (en el espermatozoide) y uno de la
madre (en el óvulo).
Los factores que se transmiten de generación en generación se separan
(segregan) en los parentales (progenitores) durante la meiosis y se unen al
azar (en la fecundación) en los descendientes para definir las características
de los nuevos individuos.