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Eje temático: Variabilidad y herencia
Contenido: Herencia
Nivel: Segundo medio
Herencia
Un individuo pertenece a una especie determinada porque presenta rasgos que
son comunes a los de esa especie y puede transmitirlos a su descendencia.
Tales rasgos pueden referirse a:
Características físicas: como color y grosor del pelo, forma y color de los
ojos, talla, peso, etc.
Comportamiento: como agresividad, inteligencia, pautas sexuales.
Fisiología: como la presencia de ciertas hormonas y enzimas.
Estos rasgos distintivos y comunes para todos los individuos de la misma
especie se denominan caracteres, y se heredan de padres a hijos a través de
la reproducción. Para que un carácter se herede es necesario que esté
codificado en los genes, segmentos del material hereditario (ADN) que están
en los cromosomas del núcleo celular. Cada carácter suele presentar dos o más
formas diferentes.
A cada uno de los aspectos o manifestaciones concretas de un carácter se le
denomina fenotipo, que son las características que podemos ver o detectar
con nuestros sentidos en un individuo determinado; sin embargo, también se
incluyen las moléculas como las enzimas (proteínas) y hormonas que inciden
en el fenotipo. Un fenotipo determinado no corresponde íntegramente a la
información codificada en un gen, sino que es el resultado de la interacción con
otros genes y a menudo es afectado e incluso determinado por el ambiente
(aunque las influencias externas ambientales no son heredables, es decir, no
se transmiten a la descendencia) (fig. 1).
Figura 1. Determinantes del fenotipo
En las especies diploides cada cadena de ADN está duplicada: una copia es
heredada del padre y otra de la madre (cromosomas homólogos), y cada
gen está también dos veces, uno en cada cadena, por lo que realmente cada
carácter está determinado por la acción de dos genes. Estos genes que
determinan el mismo carácter y que ocupan locus homólogos en los
cromosomas se denominan alelos. Cuando los dos alelos de un par son
iguales, o sea, codifican para la misma información (solo ojos claros), al
individuo se le denomina homocigoto. Si cada alelo del par codifica para una
característica diferente (ojos claros y ojos oscuros) hablamos de un individuo
heterocigoto o híbrido.
Existen distintos tipos de herencia, dependiendo de la predominancia fenotípica
de los alelos. En el caso de la herencia dominante, uno de los alelos tiene más
“fuerza” para manifestarse en el fenotipo que el otro; al más “fuerte” se le
denomina alelo dominante (representado por una letra mayúscula) y al más
“débil” alelo recesivo (representado por una letra minúscula), de manera
que, cuando los alelos dominantes y recesivos están juntos, el dominante se
manifiesta mientras que el recesivo es inhibido y no se expresa en el fenotipo.
En
el
caso
de
la
herencia
intermedia,
ambos
alelos
se
expresan
simultáneamente en el fenotipo, por lo que ningún gen domina al otro (alelos
codominantes). En este caso, aparece un nuevo fenotipo que es intermedio
entre los otros. Gráficamente ambos alelos se nombran con letras mayúsculas.
Por ejemplo, en la planta Mirabilis jalapa, al cruzar una variedad pura de flores
blancas (BB) con otra pura de flores rojas (RR) se origina una descendencia
100% de flores rosadas (RB).
Herencia mendeliana
A mediados del siglo XIX, Gregor Mendel realizó varios experimentos que
consistieron en cruzar entre sí diferentes variedades de plantas y estudiar su
descendencia. A través del estudio de estos cruces, Mendel quería determinar
si existían regularidades o reglas en la transmisión de los caracteres de una
generación a otra.
Para hacer esta investigación, utilizó una arveja de la especie Pisum sativum,
por su facilidad de cultivo, corto período de desarrollo, gran cantidad de
descendencia, bajos requerimientos de cuidado y características destacables y
observables.
Mendel comenzó su investigación realizando sucesivos cruces para seguir un
carácter determinado y obtuvo lo que él llamó razas puras u homocigotos, que
correspondían a plantas que, al cruzarlas entre sí, sólo daban plantas iguales
que los progenitores. A estos individuos genéticamente iguales para el carácter
investigado se les denominó generación parental (P).
El segundo paso consistía en cruzar dos razas puras de arvejas con distinto
fenotipo, una dominante y la otra recesiva; en la primera generación filial (F1)
se obtuvo el 100% de plantas con el fenotipo dominante. No aparecieron
plantas con el fenotipo recesivo (fig. 2).
El tercer paso fue cruzar entre sí plantas de la generación F1, es decir cruzó
híbridos (heterocigotos) y obtuvo en la segunda generación filial (F2) los
fenotipos de la generación parental, aunque en diferentes proporciones. Es
importante notar que salieron plantas con el fenotipo recesivo, el cual se había
perdido en la F1 (fig. 2).
A
partir
de
estos
experimentos,
Mendel
supuso
que
al
cruzarse
los
progenitores, había “algo” que se pasaba a los descendientes para que
tuvieran cierto carácter específico. A ese “algo”, él lo llamó factores
hereditarios. Suponía, además, que los factores hereditarios debían ser dos,
uno de cada planta progenitora. Hoy en día, nosotros llamamos genes a los
factores hereditarios.
Figura 2. a) Resultados para los cruces sucesivos de arvejas partiendo de características puras.
b) Interpretación de los cruces realizados en a) con base en segregación o separación de alelos
En la anterior imagen, poner con minúsculas: “Recesivo”; “Dominante”, en
ambos casos, y poner: a, en el primer esquema, y b en el segundo, tal como
dice el pie de imagen.
A partir de los resultados obtenidos de los cruces en arvejas, se obtuvieron las
siguientes leyes:
–Ley de Mendel o ley de la segregación (separación de factores): al cruzar
entre sí dos heterocigotos, los factores hereditarios (alelos) de cada individuo
se separan, ya que son independientes. Con los conocimientos actuales la ley
queda: los pares de genes se separan de forma independiente durante la
meiosis, por lo cual cada gameto recibe solamente un gen del par alelo.
–Ley de Mendel o ley de asociación independiente de factores: al cruzar
entre sí dos dihíbridos, los factores hereditarios se separan, puesto que son
independientes, y se combinan entre sí de todas las formas posibles. Hoy en
día, los genes determinantes de dos o más caracteres se transmiten
independientemente unos de otros y se combinan al azar (fig. 3).
Figura 3. Cruzamiento de dihibridismo
Ejercicios:
1. ¿Qué relación existe entre fenotipo, medio ambiente y genotipo?
2. Define:
- Dominante
- Recesivo
- Fenotipo
- Genotipo
- Heterocigoto
- Homocigoto
- Alelos
3. En la especie humana, el pelo crespo es dominante (R) respecto al pelo
liso (r). Un hombre de pelo crespo se casa con una mujer de pelo liso y
tienen un hijo de pelo liso. ¿Cuál es el genotipo de cada una de estas
personas?
4. Nombra diferencias entre la herencia con dominancia y la herencia sin
dominancia.