4.3 la genética y gregor mendel
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5/21/2018 4.3 La Gentica y Gregor Mendel
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LA GENTICA Y GREGOR MENDEL
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Sumario
Mitosis y meiosis: Cdigo gentico y sntesis de protenas La gentica y Gregor Mendel1. Qu es la gentica?2. Los primeros experimentos de Mendel3. La explicacin de los resultados de Mendel
4. La Probabilidad5. Los resultados de Mendel y la Probabilidad
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Qu es la gentica? Los primeros seres humanos
se fijaron que algunas cosaseran iguales y otras diferentesentre miembros de unageneracin y de la siguiente.Se haban dado cuenta queciertas caractersticas fsicasde las plantas, de los animalesy de los seres humanos eraniguales en los padres y en loshijos.
La explicacin de los parecidosy las diferencias entre las
generaciones se consiguihace muy poco tiempo. Lamayor parte de lo que seconoce acerca de cmo losseres vivientes transmitenciertas caractersticas a sushijos se ha descubierto a partir
del 1900.
La caracterstica que un serviviente puede transmitir a suprogenie es una caractersticahereditaria.
La herencia es la transmisinde dichas caractersticas depadres a hijos.
La rama de la biologa que
estudia la herencia es lagentica. La gentica es unade las reas mas activas de lainvestigacin cientfica.
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Los primeros experimentos deMendel
Gregor Mendel Monje austriaco (1822-1884),
quien sent las bases de lagentica moderna. Vivi enun monasterio en lo que es
hoy la ciudad de Brno, enChecoslovaquia.
Estudi en la Universidad deViena biologa y matemticasy fue donde se interes enmejorar las plantas mediantecruces en organismos queeran diferentes en una o mscaractersticas heredadas.
Mendel tena un pequeo jardnen el monasterio y realizabacruces experimentales conguisantes, los cuales tenanciertas caractersticas en
contraste que eran fciles dedistinguir
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La estructura de la flor de los
guisantes fue tambin ideal paralos cruces experimentales deMendel.
Las plantas de los guisantes se
reproducen sexualmente. Losestambres son las estructurasreproductoras masculinas y elpistilo la estructura reproductorafemenina.
El polen, que contiene losgametos masculinos, se formaen los estambres, y los gametosfemeninos se forman dentro delpistilo.
Para que ocurra la fecundacin,el polen debe moverse desdeun estambre hacia el pistilomediante el proceso de lapolinizacin.
La polinizacin cruzada es
cuando el polen que se formaen la flor de una planta semueve al pistilo de la flor deotra planta de la misma clasepor accin del viento o de losinsectos.
La transferencia de polendentro de la misma flor, o entreflores de la misma planta, sellama autopolinizacin.
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Caractersticas de los guisantes
Mendel empez sus experimentos desarrollando un nmero detipos o lneas de plantas que eranpuraspara cada uno de los
siete pares de las caractersticas de los guisantes. Mendelescogi estas caractersticas porque cada una de ellaspresentaban un pronunciado contraste entre s:
Semilla: 1gris-redonda/blanca-arrugada 2amarilla/verde Vaina: 4lisa/arrugada 5amarilla/verde
Flor: 3 blanca/violeta Tallo: 6axial/terminal 7 largo/corto
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Una lnea pura es un grupo de seres vivientes que produceprogenie que muestra una sola forma de una caractersticaen cada generacin.
Generalmente, las flores del guisante se autopoliniza y esofue muy importante para los cruces experimentales deMendel y la obtencin de los siete pares de lneas puras.
Despus de establecer las lneas puras, Mendel hizo cientosde cruces, transfiriendo el polen desde los estambres deplantas que tenan una caracterstica hasta los pistilos de lasplantas que tenan la caracterstica contraria.
Las plantas puras que us para hacer estos cruces era lageneracin progenitora (P1), que corresponde al grupo deorganismos que se usa para hacer el primer cruce en unaserie de cruces experimentales.
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Mendel cruz plantas que producansemillas redondas con plantas queproducan semillas arrugadas.
Todas las semillas de las plantas que seproducen de este cruce fueronredondas.
Los guisantes de semillas redondasproducto del cruce experimental eranorganismos de una primera generacin,que se llama la primera generacinfilial (F1).
Todas las plantas de semilla redonda dela F1son hbridas.
Un hbridoes un hijo de dos padres quedifieren en una o ms caractersticas
heredadas.
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Cuando Mendel cruz una lneapura de plantas de semillasredondas con una lnea pura deplantas de semillas arrugadas,lleg a cabo un cruce monohbrido.
Un cruce monohbridoes el quecomprende un par decaractersticas en contraste.
En todos los casos los individuosde la F1se parecen a uno solo delos padres.
En su segundo grupo de
experimentos, Mendel permitique la generacin F1seautopolinizara. La progenie dela autopolinizacin de la F1esla segunda generacin filial
(F2).
Mendel encontr que lassemillas de algunas plantas dela F2eran redondas y las de
otras plantas de la F2 eranarrugadas.
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Una razn es una expresin matemtica que muestra la relacin quehay entres dos o ms nmeros.
En el cruce entre plantas hbridas de semillas redondas, la razn deplantas con semilla redonda a plantas con semilla arrugada, seexpresa as:
5474 plantas de semilla redonda 2.96 redondeando 3:11850 plantas de semilla arrugada 1
Generacin F2, producto de los cruces monohbridos de Mendel
F1 Autopolinizacin Generacin F2 Razn de F2 Razn de F2,
redondeada
Hbrido desemillas
redondas
Hbrido de semillasredondas
5474 semillas redondas1850 semillas arrugadas
2.96:1 3:1
Hbrido desemillasamarillas
Hbrido de semillasamarillas
6022 semillas amarillas2001 semillas verdes
3.01:1 3:1
Hbrido desemillas de
cubierta gris
Hbrido de semillasde cubierta gris
705 de cubierta gris224 de cubierta blanca
3.1:1 3:1
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La explicacin de los resultados deMendel
Mendel desarroll varias hiptesispara explicar sus resultados.Su visin para entender los procesos que gobiernan la herenciafue sorprendente, ya que se ha comprobado que todas sushiptesis eran correctas.
En su primera hiptesis, Mendel sugiri que cada caractersticahereditaria esta bajo el control de dos factoresseparados, uno decada padre. Los factores a los que se refera Mendel, eranunidades de herenciaconocidos actualmente como genes.
Mendel estableci el uso de letras para representar las parejas degenes que controlan las caractersticas hereditarias. Asi tenemosque el gen para semillas amarillas se representa con la letramaysculaYy el gen en contraste para la caracterstica de semillaverde se representa con una y.
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Como los genes estn en pares, cada planta de guisantes debetener dos genes para determinar el color de su semilla. Sinembargo, los genes de una par pueden ser iguales (YY o yy) o
diferentes (Yy).
Un ser vivo en el cual los dos genes para una caractersticadada son iguales es homocigoto, y un organismo en el cual losdos genes para una caracterstica dada son diferentes esheterocigoto.
Para su segunda hiptesis, Mendel lleg a la conclusin de quesolo un gen pasa a un gameto. De esta manera, cada uno de
los gametos de un padre con semilla amarilla contiene solo ungenY, mientras que cada uno de los gametos producidos por elpadre con semilla verde contiene un solo gen y. Cuando estosgametos se combinan en la fecundacin, solo una combinacines posible para la generacin F1:Yy
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La dominancia
Mendel lleg a la conclusin de que en los hbridos de lageneracin F1, un solo gen determinaba la expresin de unacaracterstica, esto evitaba que apareciera o se expresara laforma en contraste de la caracterstica.
En un organismo hbrido, al gen que evita la expresin del otrogen se le llama dominante. El gen que no se expresa se llamarecesivo.
Principio de Dominancia.- en un organismo hbrido, un gen
determina la expresin de una caracterstica particular y evita la
expresin de la forma en contraste de esa caracterstica.
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Mendel formul la tercera hiptesis para explicar por qu lascaractersticas que desaparecan en la generacin F1reaparecan en la generacin F2.
La segregacin
Mendel pens que en cualquier cruce cada planta progenitorade guisantes transmita solo un gen a cada gameto que seformaba, es decir, que los genes se separaban o se
segregaban uno del otro durante la formacin de los gametosy se recombinaban cuando ocurra la fecundacin.
Principio de Segregacin.- al formarse los gametos, los genes
que controlan una caracterstica determinada van a gametos
diferentes.
El genotipoes la constitucin gentica de un organismo.
El fenotipoes la apariencia externa de un organismo.
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La probabilidad
Mendel fue la primera persona que produjo y clasific miles dehbridos y aplic anlisis matemtico a sus datos. Us laprobabilidad en su razonamiento.
La probabilidades el estudio de la forma en que operan lasleyes del azar. El azar se refiere a la posibilidad de que ocurracierto evento.
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En gentica se usan dos principios importantes de la probabilidad.
1. La regla de eventos independientes.- los eventos que ya
ocurrieron, no afectan la probabilidad de que pueda ocurrir unode esos mismos eventos. Por ejemplo, si tiras una moneda de 5centavos al aire, la probabilidad de que caiga cara es noimporta cuantas veces se repita el evento, ni sus resultados.
2. La regla del producto.- la probabilidad de que ocurran a la vezeventos independientes es el producto de las probabilidades deque esos eventos ocurran por separado.
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Por ejemplo, si tiras al aire a la vez un centavo y una monedade cinco centavos, la posibilidad de que ambas monedascaigan en cara se obtiene multiplicando las probabilidades de
que cada una de las monedas caiga cara.
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Los resultados de Mendel y laprobabilidad
Las reglas de la probabilidadse pueden usar para ayudar
a predecir los resultados decruces genticos simples.
Un mtodo para calcularprobabilidades es construir
un cuadrado o cuadro dePunnett.
El cuadrado de Punnett es unatabla que presenta lascombinaciones posibles degenes en la progenie, llamado
as en honor al genetistaingls Reginald CrundallPunnett, quien fue su creador.
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Pasos para preparar un cuadrado de Punnett
1. En la parte de arriba de latabla se escribe sobre lascolumnas las letras querepresentan los gametosque produce un padre.
2. Las letras que representanlos gametos que produce el
otro padre se escriben allado de las filas, a laizquierda de la tabla.
R R
r
r
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3. Los cuadrados del interiorde la tabla deben ilustrarqu genotipos puedenresultar al combinarse losgametos en la fecundacin.En cada cuadrado, seescriben las letras para losgametos que estn arriba y
a la izquierda de esecuadrado.
4.Los cuadrados interioresayudan tambin a ilustrar larazn de fenotipos que seobtendr al hacer un cruce.
Rr Rr
Rr Rr
R R
r
r
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El cuadrado de Punnett tambin puede mostrar las probabilidades
de obtener ciertos fenotipos y genotipos en la generacin F2.
La proporcin de los genotipos resultantes es tres plantas deflores rojas y una de flores blancas.
R r R r
R RR Rr R
=
r Rr rr r
Razn3:1
http://images.google.com/imgres?imgurl=pobladores.lycos.es/data/pobladores.com/ro/ci/rocioo/channels/rincones_del_mundo/images/mariposa.jpg&imgrefurl=http://pobladores.lycos.es/channels/gente_y_ciudades/Rincones_del_mundo/area/2&h=284&w=350&prev=/images%3Fq%3Dflor%2Bblanca%26start%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8%26sa%3DNhttp://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondos_de_pantalla/paisaje_Candeleda_37.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondo_de_pantalla_37.htm&h=768&w=1024&prev=/images%3Fq%3Dflor%2Broja%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondos_de_pantalla/paisaje_Candeleda_37.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondo_de_pantalla_37.htm&h=768&w=1024&prev=/images%3Fq%3Dflor%2Broja%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8http://images.google.com/imgres?imgurl=www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondos_de_pantalla/paisaje_Candeleda_37.JPG&imgrefurl=http://www.coloredhome.com/paisajes/paisajes_Candeleda/fondo_de_pantalla_37.htm&h=768&w=1024&prev=/images%3Fq%3Dflor%2Broja%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8 -
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El cruce que hizo Mendel del hbrido de la F1con un homocigotorecesivo fue un cruce de prueba.
Cruce de prueba.- es un cruce entre un ser vivo que muestra elfenotipo dominante, pero de genotipo incierto, y un ser vivo quees homocigoto recesivo.
Un cuadrado de Punnett es utilizado para buscar los resultadosprobables de cruces genticos. Sin embargo, los resultados quese obtienen pueden ser muy diferentes de los que se esperaban.Los resultados obtenidos de un cruce gentico coincidirn conlos esperados solo cuando hay un gran nmero de cruces o si
se obtiene una progenie numerosa.
r r r r
R Rr Rr R =
r rr rr r
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Mendel tambin estudi la herencia de dos caracterstica a lavez. Mediante la polinizacin, obtuvo plantas puras en doscaractersticas. Ej. Desarroll plantas puras para la formaredonda de la semilla como para el color amarillo de la semilla
(RRYY) y tambin desarroll plantas homocigticas recesivaspara la semilla arrugada y para el color verde de la semilla(rryy). El resultado de la primera generacin F1 fue el 100% desemillas redondas amarillas y de genotipo RrYy, las cualeseran hbridas para ambas caractersticas y las llam
dihbridas. A autopolinizarse estos dihbridos se obtuvo unageneracin F2.
Un cruce que comprendedos grupos diferentes de
caractersticas se llamacruce dihbrido. La raznde estos fenotipos esaproximadamente 9:3:3:1
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Los alelos mltiples
Cada una de las caractersticas que estudi Mendel estababajo el control de una de dos posibles formas de un gen. Por
ejemplo, las semillas de los guisantes son de color verde oamarillo dependiendo de la combinacin particular de genesen su genotipo.
Las distintas formas de un gen para una caracterstica dada
se llaman alelos. Las caractersticas para las que hay tres omas alelos se dice que las controlan alelos mltiples. Losalelos mltiples existen cuando hay mas de dos alelos parauna caracterstica en particular. Los tipos de sangre sonejemplo de alelos mltiples en los seres humanos.
Genotipo Tipo de sangre
IAIA IAi A
IBIB IBi B
IAIB AB
ii O
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Herencia polignica
Las caractersticas como laestatura, el peso y el color de lapiel muestran variaciones de unindividuo a otro. A estascaractersticas variables lascontrolan varios pares de genesindependientes.
La herencia polignica escuando la interaccin de dos oms pares de genes determinanuna sola caracterstica. Ej. Laherencia del color del grano en eltrigo, que puede ir del rojo oscurohasta el blanco.
Dominancia incompleta
La condicin en la que unhbrido tiene un fenotipointermedio entre lascaractersticas contrastadasde sus padres se llamadominancia incompleta
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Primera ley de Mendel Ley de la uniformidad de la primera generacin filial
Establece que al cruzar dos variedades cuyos individuos tienenrazas puras ambos para determinado caracter (un genotipo es AAo aa), todos los hbridos de la primera generacin son similaresfenotpicamente.
La primera ley de Mendel se cumple tambin en los cruzamientosen los que hay una herencia intermedia o sin dominancia, los
individuos heterocigotos para cierta caracterstica expresan unacondicin intermedia de los genes alelos.
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Segunda ley de Mendel
Ley de la segregacin de caracteres independientesEstablece que durante la formacin de gametos, cada alelo deun par se separa del otro para terminar la constitucin genticadel gameto filial.
Es muy habitual presentar las posibilidades de hibridacinmediante un cuadro de Punnett.
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Tercera ley de Mendel
Ley de la herencia independiente de caracteresContempla la posibilidad de investigar dos caracteres distintos,ej. tipo de hoja y longitud del tallo, color de ojos y color de pelo.Cada uno de ellos se transmite a las siguentes generacionescon completa independencia de la presencia del otro caracter.