Genética y Herencia: La Herencia Biológica
La herencia biológica es la capacidad de los seres vivos de transmitir la información genética a su descendencia. Los principios básicos de la herencia se explicaron en el año 1866 y su precursor fue Gregor Mendel, quien realizó experimentos empleando arvejas.
Gregor Mendel: Padre de la Genética
Mendel estableció una ley cuantitativa para resolver la transmisión de los caracteres parentales a sus descendientes. Su experimento se basó en el cruce de plantas de arvejas, considerando los siguientes aspectos:
- La selección del material a cruzar.
- Condiciones experimentales.
- Sistema de notación.
Conceptos Básicos de Genética
- Genotipo: Conjunto de genes que contiene toda la información de la estructura y función.
- Fenotipo: Características que podemos ver físicamente, palpar o medir.
- Locus: Es una posición fija en un cromosoma que determina la posición de un gen.
- Alelo: Cada una de las variaciones que existe para un gen o carácter hereditario.
- Alelo dominante: Carácter discreto que puede ocultar el carácter de otro alelo denominado recesivo.
- Homocigoto: Cuando dos cromosomas tienen el mismo tipo de alelo.
- Heterocigoto: Cromosomas con alelos distintos.
Esquemas de Cruzamiento
El cruzamiento determina los fenotipos y genotipos de los padres, así como la descendencia que producen. El cuadro de Punnett es una herramienta útil para la predicción de los genotipos de los hijos, facilitando el cálculo ante una cantidad mayor de gametos.
Cruces Monohíbridos
Mendel realizó experimentos basados en la variación de color de las flores, textura de la semilla y color de vaina. Uno de sus experimentos consistió en el análisis del color de las flores siguiendo estos pasos:
- Fecundación cruzada: Obteniendo la generación parental.
- Primera generación filial (F1): Sembró las semillas y observó que todas las plantas eran púrpuras, aun cuando uno de sus progenitores era blanco.
- Autofecundación: Las plantas de la primera generación se autofecundaron para producir nuevas semillas.
- Segunda generación filial (F2): Cultivó las semillas y obtuvo flores tanto púrpuras como blancas.
En base a los cruces monohíbridos, se postularon dos principios: los rasgos de un individuo se deben a la manifestación de los genes (dos alelos para cada gen). En caso de dos alelos diferentes, el dominante se manifiesta y el recesivo permanece oculto en el genoma.
Leyes de Mendel
Primera Ley de Mendel: Principio de la Dominancia
El cruce de dos homocigotos de diferentes variedades produce descendientes genotípica y fenotípicamente iguales entre sí.
Segunda Ley de Mendel: Principio de la Segregación
Durante la formación de los gametos, la segregación de los alelos es independiente de los otros alelos. Un carácter, aunque no se exprese en una generación, no se pierde y puede aparecer en las siguientes.
Cruces Dihíbridos
Mendel utilizó dos caracteres para conocer los principios de la herencia, analizando el cruce de dos tipos de genes.
Tercera Ley de Mendel: Principio de la Segregación Independiente
Los rasgos múltiples son heredados independientemente unos de otros y no existe relación entre ellos.
Leyes de Probabilidad
Las proporciones genotípicas y fenotípicas no se cumplen exactamente en las cifras indicadas, sino que son el resultado de la probabilidad estadística.
Mendel y la Conducta de los Cromosomas
Teoría Cromosómica de la Herencia
Los genes se encuentran en los cromosomas y cada uno ocupa un lugar específico llamado locus. Durante la meiosis, los cromosomas se separan, asegurando que cada gameto reciba un solo cromosoma de cada par.
Postulados de la Teoría Cromosómica
- Genes en cromosomas: Los genes se localizan físicamente en los cromosomas.
- Disposición lineal: Los genes se disponen linealmente dentro de los cromosomas, como cuentas en un collar.
- Genes homólogos: Se encuentran en el mismo locus de los cromosomas homólogos.
- Mutaciones al azar: Cambios en la secuencia del ADN que ocurren aleatoriamente e incrementan la variación genotípica.
Recombinación Genética
- Ligamiento: Genes ubicados en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos, formando un grupo ligado.
- Recombinación genética: Ocurre durante la meiosis, donde los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN.
- Entrecruzamiento (Crossing-over): Proceso crucial en la profase I de la meiosis que genera nuevas combinaciones de genes.
Dominancia Incompleta y Codominancia
Dominancia incompleta: Ocurre cuando el heterocigoto presenta un fenotipo intermedio. Ejemplo: En las flores de Dondiego, el cruce de rojo (AA) y blanco (aa) produce flores rosas (Aa).
Codominancia: Los dos alelos se expresan por igual en el heterocigoto. Ejemplo: En el sistema de grupos sanguíneos ABO, los alelos IA e IB son codominantes, resultando en el tipo de sangre AB.
Leyes y Principios No Mendelianos
Determinación del Sexo
El sexo es determinado por los gonosomas (cromosomas sexuales). En humanos, la condición de hembra es XX y la de macho es XY. El gen SRY en el cromosoma Y es el responsable del desarrollo de los órganos reproductores masculinos.
Herencia Ligada al Sexo
Los genes ubicados en los cromosomas X e Y se heredan de manera específica. El cromosoma X contiene más genes que el Y. Las alteraciones humanas ligadas al sexo suelen ser de carácter recesivo en el cromosoma X, por lo que los hombres tienen mayor probabilidad de desarrollarlas.
Ejemplo: El daltonismo es un trastorno recesivo ligado al cromosoma X que afecta la percepción del color; los hombres lo padecen con mayor frecuencia al poseer un solo cromosoma X.
Genes Ligados
Los genes que se encuentran en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos. Un ejemplo es la relación entre el color de ojos y el pelo en algunas especies, donde ambos genes suelen transmitirse como un conjunto.