Experimentos de Mendel con Guisantes
En uno de sus experimentos, Mendel cruzó una planta de guisante de flor blanca con una de flor color púrpura. Esta fue la generación parental, identificada con la letra P. Cuando cultivó las semillas resultantes, Mendel encontró que toda la progenie de la primera generación (la primera generación filial o F1) produjo flores de color púrpura. ¿Qué le había ocurrido al color blanco? Las flores de los híbridos eran de un púrpura tan intenso como el de la planta progenitora. El color blanco parecía haber desaparecido de la progenie F1.
Mendel permitió entonces que las flores F1 se autopolinizaran, recolectó las semillas y las sembró la primavera siguiente. En la segunda generación (F2), alrededor de tres cuartas partes de las plantas tenían flores de color púrpura y una cuarta parte flores blancas. Las cifras exactas fueron 705 púrpura y 224 blancas, es decir, una proporción de 3 púrpura a 1 blanca. Este resultado demostró que la capacidad de producir flores blancas no había desaparecido, sino que solo había quedado oculta.
Mendel permitió que las plantas F2 se autopolinizaran y produjeran una tercera generación (F3). Descubrió que todas las plantas F2 de flor blanca tuvieron progenie de flor blanca; es decir, eran de raza pura. A lo largo de todas las generaciones que Mendel tuvo el tiempo y la paciencia de cultivar, las progenitoras de flor blanca siempre dieron origen a hijas de flor blanca. En contraste, las plantas F2 de flor púrpura eran de dos tipos: alrededor de 1/3 de ellas eran púrpura de raza pura; los 2/3 restantes eran híbridos que tenían progenie de flor tanto púrpura como blanca, también en la proporción de 3 a 1. Por consiguiente, la generación F2 comprendía 1/4 de plantas púrpura de raza pura, 1/2 de híbridos púrpura y 1/4 de plantas blancas de raza pura.
Hipótesis de Mendel sobre la Herencia
Hipótesis en cinco partes que explica la herencia de rasgos individuales:
- Cada rasgo está determinado por pares de unidades físicas discretas, a las que ahora llamamos genes. Cada organismo tiene dos alelos de un gen dado, como el gen que determina el color de la flor. En cada cromosoma homólogo está presente un alelo del gen. Los guisantes de raza pura con flor blanca tienen alelos del gen del color de la flor diferentes a los guisantes de flor púrpura de raza pura.
Cuando un organismo tiene dos alelos diferentes, uno de ellos (el alelo dominante) puede enmascarar la expresión del otro (el alelo recesivo). Sin embargo, el alelo recesivo sigue presente. En los guisantes comestibles el alelo de la flor púrpura es dominante y el alelo de la flor blanca es recesivo.
Los pares de genes de cromosomas homólogos se separan durante la formación de los gametos, de tal forma que cada gameto recibe un solo alelo de cada par. Esta conclusión se conoce como la ley de segregación de Mendel: los dos alelos de un gen se segregan (es decir, se separan) uno del otro durante la meiosis. Cuando un espermatozoide fecunda un óvulo, la progenie resultante recibe un alelo del padre y uno de la madre.
El azar determina cuál alelo se incluye en un gameto determinado. Puesto que los cromosomas homólogos se separan al azar durante la meiosis, la distribución de los alelos en los gametos también es aleatoria.
Los organismos de raza pura (homocigóticos) tienen dos ejemplares del mismo alelo de un gen determinado. En consecuencia, todos los gametos de un individuo homocigótico tienen el mismo alelo de ese gen.
Los organismos híbridos (heterocigóticos) tienen dos alelos diferentes de un determinado gen. La mitad de los gametos de un organismo contienen un alelo de ese gen, y la mitad restante contiene el otro alelo.
La combinación efectiva de alelos que tiene un organismo (por ejemplo, PP o Pp) es su genotipo. Las características del organismo, incluso su aspecto externo, su comportamiento, sus enzimas digestivas, su tipo sanguíneo y cualquier otra característica observable o susceptible de medición constituyen su fenotipo.
Herencia de Rasgos Múltiples
Mendel comenzó por cruzar plantas que diferían en dos rasgos: por ejemplo, color de la semilla (amarillo o verde) y la forma de ésta (lisa o rugosa). Con base en los resultados de otras cruzas de plantas con estos rasgos, Mendel ya sabía que el alelo liso del gen de la forma de la semilla (S) es dominante respecto al alelo rugoso (s). Además, el alelo amarillo del gen del color de la semilla (Y) es dominante respecto al alelo verde (y).
Mendel cruzó una planta de raza pura con semillas lisas y amarillas (SSYY) con una planta de raza pura con semillas rugosas y verdes (ssyy). Todas las descendientes de la F1, por lo tanto, eran genotípicamente SsYy. Además, todas tenían el mismo fenotipo: semillas lisas y amarillas. Al permitir la autopolinización de estas plantas de la F1, Mendel encontró que la generación F2 consistía en 315 plantas con semillas lisas y amarillas, 101 con semillas rugosas y amarillas, 108 con semillas lisas y verdes, y 32 con semillas rugosas y verdes: una proporción de aproximadamente 9:3:3:1.
Las generaciones F2 obtenidas de otras cruzas de gametos heterocigóticos respecto a dos rasgos tuvieron proporciones fenotípicas similares. La herencia independiente de dos o más rasgos distintivos es lo que se conoce como la ley de distribución independiente, la cual establece que los alelos de un gen pueden distribuirse en los gametos de forma independiente respecto a los alelos de otros genes. La distribución independiente ocurre cuando los rasgos que se estudian son controlados por genes en diferentes pares de cromosomas homólogos.