El método experimental de Mendel Sobre la puerta del Museo de Mendel en Brno está la inscripción de la frase de Mendel en checo: "MÁ DOBA PRIJDE," que significa "mi tiempo llegará".... y recién llegó en los años 1900 donde sus principios fueron redescubiertos. MENDEL
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La contribución de Mendel fue excepcional en razón del enfoque metodológico utilizado para definir el problema, el uso de variables claramente entendibles y la aplicación de las matemática (estadística) al resultado experimental. Usando plantas de arvejas y el método estadístico, Mendel fue capaz de demostrar que los caracteres pasan de los padres a los hijos a través de la herencia de los genes.
Al año siguiente, Mendel plantó esas semillas y permitió que las mismas se autofecunden. Recogió 7324 semillas en total: 5474 lisas y 1850 rugosas. Para sistematizar el registro de datos, las generaciones fueron nombradas y numeradas. La generación parental se denomina como P. Los descendientes de la generación P son la generación F1 (la primera filial). La autofecundación de la generación de F1 produce la generación F2 (la segunda filial).
P1: | lisa X rugosa |
F1 : | todas lisas |
F2 : | 5474 lisas y 1850 rugosas |
Lo mismo sucedió con cada par de caracteres elegidos: cuando cepas puras de plantas
con semillas amarillas se cruzan con razas puras de plantas con
semillas verdes, todos los descendientes fueron plantas con
semillas amarillas. Los
padres del entrecruzamiento son la generación P1, y los descendientes
representan la generación F1.
Cuando los miembros de la generación F1 se entrecruzaron,
Mendel recobro muchos descendientes amarillas, y algunos verdes. Luego del análisis
estadístico de la generación F2, Mendel determinó
que la relación entre plantas con semillas amarillas/verdes era 3:1. Las plantas
con semillas verdes
no aparecían en la primera generación F1, y se encontraban
en la segunda F2 y sucesivas generaciones.
Cruzamiento monohíbrido entre semillas amarillas
(dominantes) y verdes (recesivo). |
Mendel concluyó que el carácter estudiado estaba gobernado por factores discretos (separables) y que el rasgo del carácter que aparece en la F1 es el dominante. Los factores se heredaban a pares, teniendo cada generación un par de los mismos. Actualmente nos referimos a esos factores como alelos. El hecho de que los caracteres se hereden de a pares permiten explicar el fenómeno observado del "salto" de una generación.
La Meiosis, un proceso desconocido en los días de Mendel, explica como se heredan los caracteres:
Esquema de la meiosis y formación de los gametos. Imagen modificada de http://www.whfreeman.com/life/update2 |
Sumario de los resultados de Mendel
Una versión en hipertexto (en Alemán o Ingles) del trabajo original de Mendel en 1865 se consigue siguiendo este enlace.
Es un mecanismo muy útil a la hora de considerar las posibles combinaciones de gametos. Por ejemplo, en la F1 todas las plantas del cruzamiento monohíbrido entre plantas altas y bajas dieron altas. El cuadro de Punnett permite calcular el resultado de la F2:
Para probar la hipótesis de que los alelos están en pares y se separan en la formación de gametas se llevó a cabo un experimento adicional: se cruzó la F1 (semillas lisas) con la raza pura paterna de semillas rugosas (padre homocigota recesivo) a lo que se denominó CRUZAMIENTO DE PRUEBA.
En un cruzamiento de prueba se cruzan un genotipo desconocido que muestra el carácter dominante con el padre homocigota recesivo. Lo que se pretende demostrar es si el genotipo desconocido es homocigota dominante o heterocigota para ese carácter. Si se producen dos fenotipos distintos quiere decir que el progenitor desconocido era heterocigota para ese carácter. Si por el contrario aparece un solo fenotipo es homocigoto.
La generación F2 resultante no muestra la característica relación fenotípica 3:1 dominante: recesivo. Los dos caracteres, si consideramos que se heredan independientemente, "calzan" dentro del principio de la segregación. En vez de los 4 posibles genotipos de un monohíbrido, el cruzamiento dihíbrido tiene 16 posibles genotipos.
Cruzamientos con dos caracteres
Una vez más, la meiosis nos ayuda a entender el comportamiento de los alelos.
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Métodos, Resultados y Conclusiones
El gráfico superior es de Genetics pages en McGill University (http://www.mcgill.ca/nrs/dihyb2.gif).
Mendel partió de razas puras que tenían plantas con semillas lisas y amarillas, y las cruzó con razas puras de plantas con semillas verdes y arrugadas. Todas las semillas de la generación F1 tenían semillas lisas y amarillas. Las plantas de la generación F2 se obtuvieron por autofertilización, y produjeron cuatro fenotipos:
Mendel analizó cada carácter por separado como si fuera que el otro carácter no estuviera presente. la relación 3:1 se veía separadamente y estaba de acuerdo con el Principio de Segregación. La segregación de los alelos S y s debían haber ocurrido independientemente de la separación de los alelos Y e y .
La probabilidad de que un gameto tenga Y es 1/2; la probabilidad de cualquier gameto de tener S es 1/2. La probabilidad de que un gameto contenga ambos Y y S se calcula por el producto de las probabilidades individuales (o 1/2 X 1/2 = 1/4).
La probabilidad de que dos gametos formen cualquier mezcla de estos alelos en su genotipo 1/4 X 1/4 (recuerde el producto de las probabilidades individuales).
Por lo tanto, existen 16 posibilidades y, el tablero de Punnett tiene 16 casillas. Dado que hay mas posibilidades de combinaciones que producen el fenotipo liso y amarillo (SSYY, SsYy, SsYY, y SSYy), este fenotipo es mas común en la F2.
Desde los tiempo de Mendel, los científicos descubrieron el cromosoma y el ADN, y actualmente se interpreta el principio de la distribución independiente como alelos de genes en diferentes cromosomas que se heredan independientemente durante la formación de los gametos. Esto no era del conocimiento de Mendel.
Ni las leyes de Mendel ni el concepto de mutación fueron conocidos por Darwin, pero resulta claro que la combinación de características de los padres da resultados sobre los cuales puede actuar el proceso evolutivo y que las mutaciones (si bien raras) son una fuente constante de variaciones que posibilitan la evolución.
Los diversos alelos existen porque cualquier gen está sometido a mutaciones, que ocurren cuando un gen cambia a una nueva forma estable y hereditaria. Las mutaciones son procesos aleatorios. Los alelos mutantes y salvajes residen en el mismo locus y se heredan de acuerdo a la genética mendeliana.
Origen de la ciencia genética http://www.aldeaeducativa.com/aldea/Tareas2.asp?which=165
Gregor Mendel; http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Lab/2513/mendel.htm
Historia de la genética; http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Lab/2513/historia.htm
Homenaje de Juan Pablo II a Gregor Mendel; Datos bibliográficos; http://users.stand.cz/opatbrno/index6es.htm
La guerra de los homúnculos. Artículo de Página
12.
http://www.pagina12web.com.ar/suplementos/futuro/vernota.php?id_nota=675&sec=13
EXPERIMENTOS EN HÍBRIDOS DE PLANTAS por Gregor Mendel; http://www.ucm.es/info/antilia/asignatura/practicas/trabajos_ciencia/mendel.htm
La biología antes de la ingeniería genética El proyecto Genoma Humano; http://www.arrakis.es/~owenwang/genoma/genoma1.html
Biología; http://www.memo.com.co/fenonino/aprenda/biologia/biolog4.html
Breve bosquejo histórico de la Genética; http://genmic41.uab.es/genetica/curso/Historia.html
Nota periodística; http://www.elpais.es/p/d/especial/genoma/descifra/darwin.html
History of Genetics Web Pages (University of California, Davis); http://pubweb.ucdavis.edu/Documents/hps/Histgen.html
Quantitative Genetics Resources (University of Arizona); http://nitro.biosci.arizona.edu/zbook/book.html
MendelWeb Hey, how many folks have their own webpages over a century after their deaths?; http://www.netspace.org/MendelWeb/
Classic Papers in Genetics These files are downloadable in Adobe Acrobat format. The site has a link to get the viewer from Adobe; http://www.gdb.org/rjr/history.html
Mendelian
Genetics (Bio 181 at the University of Arizona) Lecture notes, a genetics
tutorial, and some very nice graphics;
http://www.blc.arizona.edu:80/marty/181/181Lectures96/
Courseoverview/mendgen.html
Monohybrid Problem Set (The Biology Project, U of AZ) Tutorial on single-trait crosses; http://www.biology.arizona.edu/mendelian_genetics/problem_sets/monohybrid_cross/monohybrid_cross.html
Dihybrid
Problem Set (The Biology Project, U of AZ) Tutorial on two-trait crosses;
http://www.biology.arizona.edu/mendelian_genetics/problem_sets/dihybrid_cross/
dihybrid_cross.html
The Virtual Fly Lab Conduct online genetics crosses with virtual Drosophila. An excellent, much cited and visited site; http://vflylab.calstatela.edu/edesktop/VirtApps/VflyLab/IntroVflyLab.html
MIT Hypertextbook Chapter on Mendelain Genetics; http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/mg/mgdir.html
The History of Genetics (Whitman College) An outline; http://www.whitman.edu/Departments/Biology/classes/B205/B205HistofGen.html
Course Outline in Genetics (McGill University) An outline and many quality graphics and animations; http://www.mcgill.ca/nrs/outline.htm
Interactive Pea Experiment (Bill Kendrick) Select peas to breed. Nice introduction to genetics experiments; http://zippy.sonoma.edu/~kendrick/projects/anthro201/exper/
Glossary of Genetics Terms ; http://www.bis.med.jhmi.edu/Dan/DOE/prim6.html
Alelo: (del griego allelon = "el uno al otro", recíprocamente): Formas alternativas de un gen, se hereda separadamente de cada padre (p. ej. en el locus para el color de ojos puede haber un alelo para ojos azules o uno para ojos negros). Uno o más estados alternativos de un gen.
Angiospermas (del griego angeion = vaso; sperma = semilla, simiente; literalmente la traducción sería "semillas en un recipiente"): Plantas con flores. Originadas hace unos 110 millones de años de un antecesor desconocido hoy dominan la mayor parte de la flora mundial. El gametofito masculino (de 2 a 3 células) se encuentra dentro de un grano de polen; el femenino (usualmente de ocho células) esta contenido en un óvulo que se encuentra en la fase esporofítica del ciclo de vida de la planta. Plantas cuyos gametos femeninos son llevados dentro de un ovario.
Antera (del griego anthos = flor): La punta del filamento del estambre, donde se forman los granos de polen.
Cromosomas (del griego khroma = color; soma = cuerpo): Estructuras del núcleo de la célula eucariota que consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y proteínas (principalmente histonas).
Dihibridación (del latín ibrida = "producto de la cruza de dos animales diferentes"): En genética, un cruzamiento de dos variedades diferentes en el que están implicadas dos características.
Dominante: Término aplicado a un carácter (alelo) que se expresa sin tener en cuenta el segundo carácter (alelo).
Esporofito (del griego spora = semilla; phyton = planta): La generación diploide (productora de espora) en los organismos con alternancia de generaciones.
Estambre (del griego stamen = hebra): Estructura masculina de la flor que produce polen, generalmente esta formada por un filamento que sostiene a la antera productora de polen.
Estilo (del griego stilo = pilar): parte del carpelo de la flor; formado a partir de la pared del ovario. La punta del estilo lleva al estigma. Parte del pistilo que separa el estigma del ovario.
Estigma (del griego stigme = pinchadura): En las flores, la región del carpelo que recibe los granos de polen que germinan sobre ella. Secreta una sustancia húmeda y pegajosa para fijar los granos de polen.
Evolución (del latín e- = fuera; volvere = girar): Cambio de los organismos por adaptación, variación, sobrerreproducción y reproducción/sobrevivencia diferencial, proceso al que Charles Darwin y Alfred Wallace se refirieron como selección natural.
Expresión: En genética, proceso por el cual la información codificada en los genes se convierte en estructuras operacionales presentes en la célula.
Fenotipo (del griego phaineim = mostrar, typos = imprimir, estampar): Características observables de un individuo. La expresión de la composición alélica para un determinado carácter bajo estudio (Lo que se ve).
Flores: Estructura reproductiva de los esporofitos de las angiospermas, donde se genera el gametofito.
Gameto (del griego gamos = "unión de los sexos", esposa): Célula reproductora haploide (n) que cuando su núcleo se fusiona con otro gameto (n) del sexo opuesto origina un cigoto (2n), que por mitosis desarrolla un individuo con células somáticas diploides (2n), en algunos hongos y protistas puede, por meiosis, producir células somáticas haploides (n).
Gametofito (del griego gamos = "unión de los sexos", esposa; phyton = plantas): En las plantas que presentan alternancia de generaciones, el estadio haploide que produce gametos por mitosis.
Genes (del griego genos = nacimiento, raza; del latín genus = raza, origen): segmentos específicos de ADN que controlan las estructuras y funciones celulares; la unidad funcional de la herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican para una secuencia polipeptídica de aminoácidos.
Haploide (del griego haploos = simple, ploion = nave): Célula que contiene solo un miembro de cada cromosoma homólogo (número haploide = n). En la fecundación, dos gametos haploides se fusionan para formar una sola célula con un número diploide (por oposición, 2n) de cromosomas.
Herencia (del latín haerentia= pertenencias, cosas vinculadas) Transmisión de características de padres a hijos.
Heterocigoto (del griego heteros = otro, zygon = par) Cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el alelo dominante es el que se expresa.
Homocigoto (del griego homos = mismo o similar, zygon = par): Cuando los dos alelos son iguales.
Locus (del latín: lugar, plural loci): Posición que ocupa un determinado gen en un cromosoma
Ligamiento (del inglés linkage): la proximidad de dos o más genes en un cromosoma; a mayor proximidad de los genes, menor posibilidad de que se separen durante los procesos de división celular y por lo tanto mayor la posibilidad de que se hereden juntos.
Meiosis (del griego meio = menor; meiosis = reducción): División celular en la cual la copia de los cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los cuatro gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas (número haploide) de la célula original.
Mitosis (del griego mitos = hebra, filamento): La división del núcleo y del material nuclear de una célula; se la divide usualmente en cuatro etapas: profase, metafase, anafase, y telofase. La copia de una célula. La mitosis ocurre únicamente en eucariotas. El ADN de la célula se duplica en la interfase y se distribuye durante las fases de la mitosis en las dos células resultantes de la división.
Monohibridación (del latín mono = uno; ibrida = "producto de la cruza de dos animales diferentes"): En genética, un cruzamiento de dos variedades diferentes en el que está implicada una sola característica.
Mutación (del latín mutare = cambiar): El cambio de un gen de una forma alélica a otra, cambio que resulta heredable.
Mutante: Organismo que lleva un gen que ha sufrido una mutación.
Ovario (del latín ovus= huevo): 1) En animales, la gónada femenina que produce óvulos y hormonas sexuales femeninas. 2) En vegetales, la parte inferior del gineceo que contiene los óvulos dentro de los cuales desarrolla el gametofito femenino.
Polen (del griego palynos = polvo, del latín pollen = polvo fino): En las plantas con semilla, el gametofito masculino rodeado por una cubierta protectora.
Polinización: la transferencia del polen de la antera al estigma femenino.
Principio de la segregación: (primera ley de Mendel); sostiene que cada par de caracteres heredables se separa durante la formación de los gametos en manera tal que cada gameto recibe uno de ellos.
Principio de la segregación independiente (segunda ley de Mendel): sostiene que cada alelo de un par de caracteres heredables se separa durante la formación de los gametos independientemente de los alelos de otro par de genes, es decir como si no hubiera otros factores (modificada a posteriori. por el descubrimiento del ligamiento). En resumen: los alelos de genes diferentes se segregan independientemente
Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.
Tablero de Punnett: Diagrama que permite calcular las posibilidades de combinaciones en un entrecruzamiento.
Segregación: separación de los cromosomas durante la división celular.
Traducción, redacción y diagramación a cargo de : Dr. Jorge S. Raisman, lito@unne.edu.ar & Dra. Ana María Gonzalez, amgonza@unne.edu.ar. Basada en la traducción de: gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookmito.html
Revisado: Viernes, 19 de Mayo de 2006 .
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