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FITOMEJORAMIENTO Y PRODUCCION DE SEMILLA (UNIDADES I, II Y II)
FITOMEJORAMIENTO Y PRODUCCION DE SEMILLA UNIDADAD I
INTRODUCCION AL FITOMEJORAMIENTO GENETICO DE LAS PLANTAS
1. CONTENIDO
1. INTRODUCCION AL FITOMEJORAMIENTO
2. CONCEPTO DE FITOMEJORAMIENTO
3. HISTORIA DEL FITOMEJORAMIENTO
4. OBJETIVOS
5. GENETICA Y EVOLUCION DE LAS PLANTAS TERRESTRES
6. SELECCIÓN NATURAL Y DIRIGIDA
7. DOMESTICACION DE ESPECIES VEGETALES
8. FITOMEJORAMIENTO EMPIRICO TRADICIONAL Y
CIENTIFICO
OBJETIVOS
•
•
•
CONOCER LA GENETICA, EVOLUCION Y EL MEJORAMIENTO DE
LAS PLANTAS
INTERPRETAR LOS OBJETIVOS DEL FITOMEJORAMIENTO
GENETICO
ANALIZAR LOS CONOCIMIENTOS DEL FITOMEJORAMIENTO
CIENTIFICO EN EL AUMENTO DE LA PRODUCCION
Introducción al fitomejoramiento
•
INTRODUCCION
– Conocimientos de la herencia
– Genética
– El Maíz se aprovechaba desde hace 7000 años
– Mazorcas median 4 cm
– Hoy de 40 a 50 cm
– Mejor semilla mejores plantas, mejor producción
– En el país existen diversidades de especies de plantas cultivadas
Que es el fitomejoramiento
• Sedescribe o determina de acuerdo a 4 elementos
1. Tecnologia dedicada a conseguir nuevas variedades
2. Mejores caracteristicas
3. Favorecer a productores y consumidores
4. Trata de mejorar las plantas agrícolas
5.
Introducción al fitomejoramiento
•
Fitomejoramiento se conoce tambien como :
– Fitogenetica aplicada
– Mejoramiento de plantas
– Genetica vegetal aplicada
– Genotecnia vegetal o animal
•
•
1.
2.
3.
HISTORIA
Genetica y evolucion de las plantas terrestres
Etapa : Plantas y animales solo existian en los ecositemas acuaticos
Etapa : Evolucion se da hace 400 mil millones de años
Etapa: La evolucion dio gran diversidadde species y de otras categorias
taxonomicas
Fitogenetica
• 1. Cada célula de una planta tiene cromosomas apareados dentro de su
núcleo
• 2. La información de todos los caracteres de una planta esta contenida
en sus cromosomas.
• 3. Durante la fertilización, cada parental contribuye con un set de
cromosomas.
• 4. Cada célula tiene el set completo de la información genética de la
planta "su
•
Fitogenetica
• La información genética en los cromosomas consiste en cadenas
extremadamente largas de ADN
• Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando para su
información específica.
• La expresión de un gen es controlada por secciones vecinas del ADN
MEIOSIS MITOSIS
Base cromosómica de la herencia.
1. Desarrollo histórico.
¿Cómo tomó forma la teoría cromosómica? Las pruebas se acumularon de
forma gradual a partir de distintas fuentes. Una de las primeras pruebas vino
del comportamiento de los cromosomas durante la división nuclear de las
células. En el período de tiempo entre las investigaciones de Mendel y su
redescubrimiento, muchos biólogos estaban interesados en la herencia,
aunque no eran conscientes de los resultados de Mendel y abordaban el
problema de una manera completamente distinta. Estos investigadores
prestaron atención a la naturaleza física del material hereditario. Un lugar obvio
para buscarlo eran los gametos, que constituyen los únicos elementos de
enlace entre las generaciones. Considerando que el óvulo y el
espermatozoide difieren en tamaño pero contribuyen por igual al legado
genético de los descendientes el citoplasma no parecía el alojamiento más
probable de las estructuras hereditarias. Se sabía, sin embargo, que los
núcleos eran aproximadamente del mismo tamaño en el óvulo y en el
espermatozoide, de modo que se consideraron buenos candidatos para
contener las estructuras hereditarias.
Pronto se hizo evidente que los componentes más conspicuos eran los
cromosomas, los cuales resultaron poseer propiedades únicas que los
diferenciaba del resto de estructuras celulares. Lo que intrigaba a los biólogos
era la constancia del número de cromosomas de una célula a otra dentro de un
organismo, de un organismo a otro de la misma especie y de generación en
generación en esa especie. ¿Cómo se mantiene el número de cromosomas?
La respuesta surgió observando con el microscopio el comportamiento de éstos
en la división celular. De ahí surgió la hipótesis de que los cromosomas eran
los portadores de los genes.
¿Qué
es lo que impide la duplicación del número de cromosomas en cada
generación? Este enigma se resolvió tras la predicción de un tipo de división
especial que reducía a la mitad el número de cromosomas. Dicha división se
denomina meiosis.
El mérito de la teoría cromosómica de la herencia se atribuye generalmente a
Walter Sutton y a Theodor Boveri en 1902.
2. Mitosis y Meiosis.
Mitosis
No disminuye el material genético.
División de células somáticas.
A partir de 2n se obtienen 2(2n) iguales.
Desde la fecundación todo mitosis hasta
adulto.
Meiosis
Sí disminuye a la mitad el material genético.
División de células sexuales.
A partir de 2n se obtienen 4(n) diferentes.
Producción de gametos.
2.1 Mitosis:
Es la división
nuclear asociada a la división de las células somáticas (células de
un organismo eucariótico que no van a convertirse en células sexuales). Las
etapas del ciclo de división celular son similares en la mayoría de los
organismos. Y sus dos procesos fundamentales son:
- Replicación del ADN
- Segregación (separación de los dos cromosomas homólogos o cromátidas.
Interfase (Fase S):
Se replica el ADN de cada cromosoma la consecuencia de lo cual es
que todos los cromosomas están compuestos por dos cromátidas
hermanas y que se harán más visibles en la profase.
Profase:
Los cromosomas se contraen en una serie de estructuras espirales para
que puedan desplazarse más fácilmente.
Metafase:
Cada pareja de cromátidas hermanas se sitúa en el plano ecuatorial de
la célula.
Anafase:
Éstas cromátidas hermanas son empujadas hacia los polos opuestos de
la célula mediante microtúbulos que se unen a los centrómeros. Éstos
forman parte del huso acromático (fibras paralelas que se extienden de
un polo a otro de la célula.
Telofase:
El proceso de separación de las cromátidas se completa en la telofase,
durante la cual la membranaza nuclear se reconstituye alrededor de
cada núcleo y la célula se divide en dos células hijas. Cada una de ella
hereda una cromátida de cada pareja de cromátidas hermanas,
obteniendo así una copia de cada cromosoma.
2.2 Meiosis:
Es el nombre que reciben las dos divisiones nucleares sucesivas, denominadas
meiosis I y meiosis II. Las dos divisiones meióticas dan lugar a un grupo de
cuatro células denominadas productos meióticos. En los animales y plantas
éstos se convierten en gametos haploides. En la especie humana estas
divisiones se dan en las gónadas, y sus productos son espermatozoides en el
hombre y óvulos en la mujer. Por lo tanto los acontecimientos fundamentales
de la meiosis son:
- Replicación del ADN
- Apareamiento de homólogos
- Segregaciones
Existen algunas Plantas:
•
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•
Plantas : Mecanismos geneticos reproductivos primitivos sin flores
(criptogramas vasculares) Los helechos
Plantas : Con mecanismos reproductivos basados en la floracion
fructificacion y reproduccion de semillas (Fanerogramas) Angiospermas
Plantas : Han sufridos otros cambios geneticos en la evolucion
Plantas : Adaptaciones : Simbiosis con bacterias Ejm. Rhizobium fijan
nitrogenos atmosferico en las raices (Leguminosas). Con hongos : Ejm.
Micorrizas mejoran la absorcion de fosforos.
CAUSAS DE ESTOS CAMBIOS
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Adaptacion a diversos climas: frios calidos humedos y secos
Adaptacion a diversos suelos
Competencias entre plantas que crecen juntas
Parasitos virus, bacterias hongos ematodos, cacaros
Por supervivencia selectiva: Mecanismos de resistencia, defensa fisica:
espinas, tejidos dermicos duros, Defensa quimica: sustancias quimicas
La adaptacion de las plantas dependen de 5 factores
•
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•
Mutacion : Cambios geneticos
Selección: Supervivencia diferenciada
Fluctuacion del tamaño de lapoblacion: Cambios ambientales
Aislamientos: Sin contacto genetico con otrasespecies
Hibridacion: Combinacion de genotipos diferentes de una especie que
habian evolucionado aisladamente.
OBJETIVOS DE LA FITOGENETICA
1. Producir mas por unidad de superficie (nueva variedad)
2. La apariencia de los productos agricolas
3. Resistencia a enfermedades
DIFERENCIA ENTRE GENETICA Y BIOTECNOLOGIA
SELECCIÓN NATURAL
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Es la base principal de la evolucion de las especies
Acatado desde que estas existen
Las especies se multiplican siguiendo una progrecion geometrica
Si una planta produce 10 semillas , estas a suves 10 semillas cada una.
Pero todas se convierten en plantas aunque no todas produciran
semillas
COMO ACTUA LA SELECCIÓN NATURAL
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•
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A través de todos los factores ecológicas
Suelo, clima, temperaturas, lluvias, vientos, humedadad
Insectos, virus, bacterias
Sobreviven las mas adaptadas
Seleccionan y transmiten características genéticas mas eficaces
Las inadaptadas tienden a morir o con descendencias débiles
LA SELECCIÓN DIRIGIDA
•
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•
•
Actúa sobre los mismos principios de la selección natural
Ventaja por la intervención del hombre
Existen
interrogantes
– Que se selecciona?
– Como se selecciona?
– Sobre que material se selecciona
 SE PARTE DEL PRINCIPIO QUE LA SELECCIÓN ESTA
SUJETA A LOS OBJETIVOS DE LA FITOGENETICA
DOMESTICACION DE ESPECIES VEGETALES
VARIEDADES CULTIVADAS VARIEDADES SILVESTRES
Semillas indehiscentes
Semillas descentes
Mayor peso de la semilla
Menor peso de la semilla
Germinabilidad simultanea Germinabilidad despues de
latencia
Maduracion simultanea
prefijada
Maduracion a distintos
tiempos
Reduccion de ramas
laterales
Ramificacion menos
controlada
FITOMEJORAMIENTO EMPIRICO TRADICIONAL
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•
Utilizado por los agricultores desde los orígenes de la agricultura, para
mejorar las características de los cultivos
Selección dirigida con fuerte influencia de la selección natural
Lenta pero segura
Origino diversidad de variedades
FITOMEJORAMIENTO CIENTIFICO
• Saltos espectaculares con nuevas variedades
• Mayor rendimiento
• Desarrollo de diversas tecnologias
DESVENTAJAS DEL FITOMEJORAMIENTO
• Perdidas de variedades tradicionales
• Variedades adaptadas a las condiciones locales
• Mas resistentes a condiciones adversas
• Erosion genetica
II UNIDADAD
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
1. CONTENIDO
1. Genoma, cromosoma, gen y alelo
2. Dotaciones cromosomicas diploides y haploides (Mitosis y
meiosis)
3. Cromosomas homologos (Homocigosis y heterocigosis)
4. Dominancia, rececibidad : Genotipo y feotipo
5. Variabilidad genetica, mutacion selecion e hibridacion
6. Recombinacion genetica, ligamiento y entrecrusamiento
cromosomico
7. Interaccion genetica, espistasis, herencia citoplasmatica
8. Erspecie y variedada semilla basica, elite, registrada
certificada
9. Plantas dioicas, plantas monooicas, flores hermafroditas
10. Especies autogamas y especies alogamas
11. Propagacion vegetativa y apomixis
12. Genetica de poblaciones y frecuencias genicas
OBJETIVOS
 Conocer los conceptos de genetica vegetal de importancia para el
fitomejoramiento
 Conocer la variabilidad genetica, mutacion, selección e hibridacion que
sufren las plantas
 Conocer el porcentaje de heredibilidad de las plantas

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
1. Genoma, cromosoma, gen y alelo
2. Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando
para su información específica
3. En las células de cada tejido (raíz, hoja, semilla), solo ciertos
genes "están prendidos", o sea que su función se expresa
4. El ADN esta ¨escrito¨con solo cuatro bases
5. Cada base siempre se complementa con sus contraparte, en
la otra cadena.
A: Adenina: Timina:Guanina:Citosina.
Gen
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
 los genes son segmentos de ADN que codifican para una proteína
específica
 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).
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
 ALELO: Son las diferentes formas de un gen". Otra definición: "Son
los diferentes genes de un loci
 CROMOSOMA: Estructuras del núcleo de la célula eucariota que
consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y
proteínas (principalmente histonas).
 GENOMA:
Son todas las moléculas de ADN de una célula o de un organismo.
En el caso de la bacteria lo correcto es decir: GENOMA
BACTERIANO.
 Todo el material genético de los cromosomas de un organismo en
particular, su tamaño se da generalmente como el número total de
bases apareadas.
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
 Diploide (del griego di= doble; ploion= nave): organismo o fase nuclear
que tiene los dos juegos de cromosomas. Numero cigótico de
cromosomas (2n), por oposición al número gamético (n) o haploide
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
 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.
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
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
Mitosis
No disminuye el material genético.
División de células somáticas.
A partir de 2n se obtienen 2(2n) iguales.
Desde la fecundación todo mitosis hasta
adulto.
Meiosis
Sí disminuye a la mitad el material genético.
División de células sexuales.
A partir de 2n se obtienen 4(n) diferentes.
Producción de gametos.
ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA
 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.
 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.
 Dominante: Término aplicado a un carácter (alelo) que se expresa sin
tener en cuenta el segundo carácter (alelo).
 Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se
expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.
 Genotipo: La totalidad de los alelos de un organismo
 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).
Mutación (del latín mutare = cambiar): El cambio de un gen de una forma
alélica a otra, cambio que resulta heredable.
Unidad II
Conceptos básicos de genética vegetal
y el mejoramiento de plantas y sus
variedades
1. CONTENIDO
– Genoma, cromosoma, gen, alelo, erosión genética.
– Dotación cromosomitas, somáticas y genéticas: Mitosis,
Meiosis.
– Cromosas más homologas
– Interacción genética y epistasis
– Cromosomas homólogos, homocigosis, hetecigosis
– Dominancia y recesividad.
– Variabilidad genética, mutación, selección e hibridación
– Herencia citoplasmática
– Plantas diocas, monoicas, flores hermafroditas
– Propagación vegetativa y apomixis.
OBJETIVOS
•
Reforzar los conceptos básicos de genética explicando los
métodos más comunes de mejoramiento vegetal.
•
Genoma, cromosoma, gen y alelo
1. Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando para su
información específica
1. En las células de cada tejido (raíz, hoja, semilla), solo
ciertos genes "están prendidos", o sea que su función se
expresa
2. El ADN esta ¨escrito¨ con solo cuatro bases
3. Cada base siempre se complementa con sus contraparte,
en la otra cadena.
los genes y Alelos
• los genes son segmentos de ADN que codifican para una proteína
específica
• 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).
Conceptos básicos
Se define el genoma humano como la totalidad de la información
genética almacenada en el ADN de las células humanas.
• Información completa del grupo de cromosomas de una especie
contenida en el grupo de ligamento o cromosomas nucleares
• Excluye la información de la mitocondria y cloroplastos
CROMOSOMA
• Estructura que contiene la información genética
• Asegura que las células hermanas reciban un complemento de la
información genética durante la división celular
•
Diploide
Diploide (del griego di= doble; ploion= nave): organismo o fase nuclear que
tiene los dos juegos de cromosomas. Numero cigótico de cromosomas (2n),
por oposición al número gamético (n) o haploide
Haploide
• 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.
Heterocigoto y Homocigoto
• 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.
Dominante y Recesivo
• Término aplicado a un carácter (alelo) que se expresa sin tener en
cuenta el segundo carácter (alelo).
• Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se
expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.
Genotipo, Fenotipo
• Genotipo: La totalidad de los alelos de un organismo
• 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).
Mutación
• Mutación (del latín mutare = cambiar): El cambio de un gen de una
forma alélica a otra, cambio que resulta heredable.
Cromosoma homólogo
• Un cromosoma homólogo es cada uno del par de cromosomas que
tiene un organismo eucariota diploide que empareja entre sí durante la
meiosis
• Suelen tener igual disposición de secuencia de ADN de un extremo a
otro y, por ello, de genes, lo cual no significa que lleven la misma
información genética
• En la formación de gametos durante la meiosis cada ejemplar se une
formando la pareja de cromosomas homólogos
Un gen
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•
Es la unidad básica, tanto física como
funcional, de la herencia, y transmite
información de una generación a la siguiente
No toda la secuencia de ADN está constituida por genes.
Los genes son aquellas secciones del ADN cuya función se conoce
Incluyen una sección transcrita y un
elemento regulador que permite su transcripción.
Los genes pueden tener dos alelos o más. En
Un alelo
•
Es cualquiera de las formas alternas deun gen que puede e xistir en un
locus
Dotación cromosómica
Se denomina al número de cromosomas que presenta.
En los seres vivos de reproducción sexual, cada individuo presenta un
número haploide de cromosomas (n) procedente de su padre más otro
número haploide de cromosomas (n) procedente de la madre.
• Por lo que su dotación cromosómica es diploide, ya que tiene 2 n
cromosomas.
• Así en el ser humano la dotación cromosómica es 2 n = 46 cromosomas,
procediendo n = 23 del padre y n = 23 de la madre.
Dotación cromosómica
•
•
•
•
Cada progenitor fabrica en sus órganos sexuales unas células
reproductores haploides o gametos.
Posteriormente, durante la fecundación, un gameto (n) de la madre de
unirá a otro gameto (n) del padre dando lugar a una célula diploide o
cigoto.
Dotación cromosómica
•
Este cigoto (2 n), al desarrollarse, origina un nuevo individuo, que tendrá
en todas sus células 2 n cromosomas, que se pueden agrupar de dos en
dos, dando lugar a pares de cromosomas homólogos.
Variación genética
•
•
•
•
•
La variación genética está asociada con el
concepto de genotipo
En la mayoría de las poblaciones naturales
existe una variación genética en los caracteres.
Estos caracteres reciben la influencia de los
alelos de diversos genes, además de los
efectos del entorno
Es difícil atribuir las diferencias fenotípicas a los
efectos de genes específicos
¿Qué es polimorfismo?
•
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•
•
•
•
‘La presencia de muchas formas’
En términos genéticos, se refiere a la
coexistencia de dos o más fenotipos alternos en
una misma población o entre poblaciones. Por
lo general, los diversos fenotipos son
originados por los alelos alternos de un gen
•
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•
•
A nivel molecular, el polimorfismo se refiere a la
coexistencia de patrones alternos de bandas o
variantes de ADN que se evidencian mediante
métodos de detección
Una población se define
•
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•
Ecológicamente como:
Un grupo de individuos de la misma especie que
habitan dentro de una zona geográfica restringida que
permite el apareamiento de dos individuos cualquiera
Genéticamente como:
Un grupo de individuos que comparten un acervo
genético común y tienen la posibilidad de aparearse
Frecuencia alélica
• La frecuencia alélica es el concepto utilizado
• para cuantificar la variación genética
•
Se define como una medida de la presencia de
• un alelo dado en una población; es decir, la
• proporción de todos los alelos de ese gen en la
• población que corresponden específicamente a
• ese tipo
Cálculo de la frecuencia alélica
•
•
P(A) = [2(AA) + (Aa)]/2n
Dos veces el número de genotipos homocigotos
•
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con ese alelo (porque los homocigotos portan
cada uno dos copias del mismo alelo),
más el número de genotipos heterocigotos con
ese alelo (porque los heterocigotos portan
solamente una copia de un alelo particular),
dividido por dos veces el número total de
individuos en la muestra (porque cada individuo
porta dos alelos por locus)
Frecuencia genotípica
•
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Es la frecuencia de un genotipo dado en una
población
Las frecuencias de diversos tipos de sistemas
de apareamiento determinan la relación
matemática entre las frecuencias alélicas y
genotípicas
Mutación
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•
Es la principal fuente de variación y puede
originarse a causa de:
Errores en la duplicación del ADN
Daños causados por la radiación
La mutación aumenta la diversidad; no
obstante, dado que las mutaciones
espontáneas son poco frecuentes, la tasa de
cambio en la frecuencia génica es muy baja
En consecuencia, la mutación por si sola no
conduce a la evolución de poblaciones y
especies
Recombinación
• Es el proceso mediante el cual una célula
• genera nuevas combinaciones cromosómicas,
• en comparación con esa célula o con las de sus
• progenitores
•
No da origen a diversidad nueva sino que
• genera nuevas combinaciones de la diversidad
• existente
•
Si existen alelos segregantes en varios loci, la
• variación genética por recombinación puede
• ocurrir rápidamente
Selección
•
Es la capacidad heredada que poseen los organismos para sobrevivir y
reproducirse. Funciona de tal manera que, con el tiempo, los genotipos
superiores aumentan su frecuencia en la población.
La erosión genética
•
•
•
La erosión genética es la pérdida de genes en un acervo genético a
causa de la eliminación de poblaciones por factores como la adopción
de variedades modernas y el desmonte de tierras con vegetación”
(Plucknett et
al.,1992).
Erosión genética
•
•
Erosión genética como la suma de : !reemplazo (“replacement”),
Proceso por el cual un germoplasma antiguo o nativo es reemplazado
por una variedad moderna de la misma especie. !desplazamiento
(“displacement”), en donde una especie es reemplazada por otra
(Qualset et al., 1997). !y la pérdida de genes en las poblaciones.
Los teocintles, parientes silvestres del maíz, también están en peligro
Reproducción Reproducción asexual (Vegetativa)
Una forma de duplicación usando sólo mitosis.
1. ·Por ejemplo, una nueva planta crece desde la raíz o un brote crece de
una planta existente. ·Produce solamente descendientes genéticamente
idénticos porque todas las mitosis se realizan por mitosis. 1.Los
descendientes, llamados clones, son una copia exacta del organismo
original. 2.Este método de reproducción es rápido y efectivo permitiendo
la diseminación de un organismo. En razón de que los descendientes
son idénticos, no hay mecanismo para introducir diversidad.
Reproducción sexual
•
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•
•
•
Formación de un nuevo individuo por la combinación de dos células
sexuales haploides (gametos).
Fertilización- combinación de información genética de dos células
distintas que tienen la mitad de la información genética original.
Los gametos para la fertilización generalmente vienen de padres
distintos.
La hembra- produce un huevo
El macho produce esperma
Ambos gametos son haploides, con un juego, la mitad de los
cromosomas.
El nuevo individuo se llama zygota, con dos juegos, la totalidad de
cromosomas (diploide).
La Meiosis es un proceso para convertir una célula diploide en un
gameto haploide, y causar un cambio en la información genética para
incrementar la diversidad de los descendientes.
Epistasis
La interacción entre genes no alélicos en la formación de un fenotipo se conoce
como Epistasis.
Epistasia simple de los alelos recesivos:
Epistasia significa “predominante sobre” por lo tanto este término se refiere a
cuando un alelo de un gen enmascara la expresión de los alelos de otro gen y
expresa en su lugar su propio fenotipo. Por lo tanto este fenómeno modifica las
proporciones de las leyes mendelianas.
Escogemos el ejemplo de la flor “Mary ojos azules” o Llinsia Parviflora.
Incoloro gen w+ magenta gen m+ azul
Los genes (w) y (m) no están ligados. Si se cruzan plantas homocigóticas blancas y magenta,
la F1 y la F2 serán:
ww ; m+m+ (blanca) x w+w+ ; mm (magenta)
↓
F1:
w+w ; m+m (azul)
F2:
w+w ; m+m x w+w ; m+m
↓
9 w+0 ; m+0 (azul) 9
3 w+0 ; mm (magenta) 3
3 ww ; m+0 (blanca)
1 ww ; mm (blanca)
9:3:4
Por tanto se observa una proporción fenotípica 9:3:4. Esta clase de interacción
se llama epistasia. En este ejemplo el alelo w es epistásico sobre los alelos m +
y m, y éstos últimos sólo pueden expresarse en presencia de w+. Puesto que el
alelo epistásico es recesivo.
Epistasia simple de los alelos dominantes:
Es el fenómeno que produce en los resultados de la F2 una supresión
mediante el alelo dominante de la expresión de las dos alternativas
reemplazándolas por otro fenotipo. Como es el caso del perro de la raza
Labrador en que su fenotipo mutante presenta un color dorado.
Epistasis Dominante (12:3:1)
Cuando el alelo dominante de un locus, por ejemplo, el alelo A produce un
fenotipo independientemente de la condición alélica del otro locus, entonces se
dice que el locus A es epistático para el locus B.
Epistasis Dominante (12:3:1)
•
Como el alelo dominante A es capaz de expresarse aún en presencia de
B o b, se trata de un caso de epistasis dominante. Sólo cuando el
genotipo de un individuo es homocigoto recesivo para el locus epistático
aa, los alelos del locus hipostático podrán expresarse (B o b). Así los
genotipos A-B- y A-bb producen el mismo fenotipo; aabb y aaBproducen dos fenotipos adicionales, cambiando el número de clases de
fenotipos de 4 a 3 y la proporción 9:3:3:1 por 12:3:1.
Epistasis recesiva (9:3:4)
Si el genotipo recesivo en un locus (por ejemplo aa) suprime la expresión de
los alelos en el locus B, se dice que el locus A muestra epistasis recesiva
sobre el locus B. Solo si está presente el alelo dominante en el locus A, los
alelos del locus B pueden expresarse.
interacciones genéticas.
Si dos o más genes codifican enzimas que catalizan pasos en una ruta común,
ocurrirán interacciones genéticas.
SEXUALIDAD DE LAS PLANTAS
•
•
Cada especie puede tener flores monoclinas, diclinas o neutras en el
mismo pie, o en pies diferentes.
1. Planta hermafrodita (también denominada monoica con flores
monoclinas) presenta flores perfectas o monoclinas.
Plantas monoicas y Plantas dioicas:
Plantas monoicas: con flores masculinas y femeninas en el mismo pie (maíz,
zapallo).
Plantas monoicas y Plantas dioicas:
Plantas dioicas: con dos clases de individuos, pies masculinos y pies
femeninos (mamón, sauce, palmera datilera)
Plantas polígamas: con flores monoclinas y diclinas en distinto arreglo,
ya sea en el mismo pie o en pies distintos:
Trioicas: pie con flores hermafroditas, pie con flores femeninas, pie con flores
masculinas (Fraxinus, fresno).
Andromonoicas: flores perfectas y masculinas en el mismo pie (Celtis tala,
Umbelíferas).
Ginomonoicas: flores perfectas y femeninas en el mismo pie (Compuestas,
liguladas femeninas, y tubulosas hermafroditas: por ej.: Calea uniflora ).
Androdioicas: pies con flores perfectas y pies con flores masculinas
(Polygonum).
inodioicas: pies con flores hermafroditas y pies con flores femeninas (Mentha).
Reproducción asexual
•
•
Multiplicación vegetativa: por fragmentación y división de su cuerpo, los
vegetales originan nuevos individuos, genéticamente idénticos al que los
originó.
Bipartición o fisión binaria: es la forma más sencilla en organismos
unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división de núcleo
(cariocinesis) y posterior división de citoplasma (citocinesis). Ej: Euglena
Reproducción asexual
•
•
Gemación: es un un sistema de duplicación de organismos unicelulares
donde por evaginación se forma una yema que recibe uno de los
núcleos mitóticos y una proción de citoplasma.
Fragmentación: en pluricelulares se denomina a la separación de
porciones del organismo que crecen hasta convertirse en otro individuo.
Pueden producirse por simple ruptura o por destrucción de partes viejas
, que dejan separadas partes de la planta (Frutilla, Elodea) que se
transforman en individuos independientes. La estrella de mar puede
regenerar su cuerpo de un fragmento del cuerpo original.
Reproducción asexual
Acodo: ramas que se entierran hasta producir nuevas raíces, de uso
corrientes en especies leñosas: vid, manzano, avellano
• Estacas: porciones de ramas cortadas y puestas a producir nuevas
raíces
• Esporulación: formación mitótica de células reproductivas especiales
(esporas), provistas de paredes resistentes.
Apomixis:
•
fenómeno de los vegetales superiores donde hay formación asexual de un
embrión, sin fecundación. Este término fue introducido por Wrinkler (1908) para
denominar a aquellas plantas que se reproducen sin la intervención de meiosis
ni singamia.cuerpo original.
•
La apomixis es una forma de reproducción asexual por semillas
presente en varias familias vegetales. Este tipo de reproducción es
común en las Gramíneas, donde varios géneros utilizados como
forrajeras cuentan con especies apomícticas. Paspalum notatum es una
especie rizomatosa ampliamente difundida en los campos naturales de
la región subtropical Argentina. Los citotipos tetraploides (2n=4x=40) son
pastos de gran valor agronómico y la mayoría presenta apomixis como
forma predominante de reproducción.
Existen dos vías para la reproducción apomíctica
•
•
•
Embrionía adventícia: es común en los Citrus, se forman embriones a
partir de células de la nucela del óvulo. Es común que estos embriones
asexuales se produzcan al mismo tiempo los embriones sexuales:
poliembrionía. Técnicas modernas de cultivo in vitro permiten la
producción de embriones "somáticos" a partir de células no sexuales
Partenocarpia: el embrión se forma a partir de una célula gamética no
reducida
Apogamia: se forman embriones a partir de una célula vegetativa del
gametofito femenino que no sea la ovocélula. En algunos Olmos (Ulmus
sp.) deriva de una sinérgica
Concepto de CLON
•
Es el conjunto de todos los descendientes originados por vía vegetativa
de un único individuo inicial; todos los nuevos individuos son iguales en
su caracteres hereditarios (genotipo), siempre que no se haya producido
una mutación en ellos.
Hibridización o hibridación
Se llama híbrido al animal o al vegetal procreado por dos individuos de
distinta especie o raza.
• La mayoría de los híbridos animales proceden de padres de diferentes
variedades de la misma especie. En las plantas pueden producirse
también híbridos por cruce entre dos especies íntimamente
relacionadas.
La hibridación se presenta en la naturaleza como resultado de la copulación de
dos animales o plantas de diferentes variedades o especies íntimamente
relacionadas.
•
La hibridación es la acción de fecundar dos individuos de distinta constitución
genética, es decir, cruzar dos variedades o especies diferentes para conseguir
reproducir en la descendencia alguno de los caracteres parentales.
•
De la combinación de los caracteres genéticos parentales se derivan
también otros rasgos indeseados, es por ello que tras la hibridación
suele ser necesario realizar un proceso de selección artificial durante
•
•
varias generaciones, eliminando así aquellas plantas que sostengan
rasgos desfavorables para que predominen sólo los deseados.
Conociendo la estructura básica de una flor podemos realizar
hibridaciones, es decir, crear una variedad de planta que la naturaleza
no produce por si misma.
La flor consta de cáliz, corola, androceo y gineceo. La envoltura exterior
del cáliz está formada por los sépalos y la corola por los pétalos. El
aparato masculino o androceo lo forman los estambres y las anteras, y
el aparato femenino o gineceo está formado por los ovarios, estilos y
estigmas.
Si disponemos de dos ejemplares distintos de una flor, podemos elegir uno de
ellos como el padre y el otro como la madre.
En primavera, al ejemplar elegido como padre le aportaremos unas condiciones
de crecimiento adecuadas, por ejemplo mejorando su iluminación, para que
madure antes que la flor madre, y por el contrario reservando ésta para retrasar
su maduración.
Lo ideal es que la flor padre se abra un par de días antes que la flor madre.
Previamente, a la flor madre se le quitan los brotes laterales y todos los
estambres (para que no se autofecunde por error), y la mantenemos cubierta
con un plástico trasparente.
Cuando la flor padre se haya abierto observamos con una lupa si el polen de
las anteras (un polvo amarillo) está maduro.
En el momento que el polen esté listo se cortan las anteras, se guardan en un
frasco de cristal y se mantienen en un lugar sombrío pero caliente, hasta el
momento de que la flor madre también esté lista. Ahora realizamos un
seguimiento de los estigmas de la flor madre mediante la lupa para saber
cuando es el momento adecuado para la polinización, esto lo hacemos
recogiendo los granos de polen del frasco con un pincel fino, y acercándolo a
los estigmas de la flor; si éstos retienen el polen es que están maduros.
Ahora cubrimos la flor madre con el plástico durante diez días más, y
esperamos a que nazcan y maduren las semillas. Las semillas recogidas ya
son híbridas, y una vez sembradas y nacidas las plantas, podemos
multiplicarlas por otros métodos (esquejes, injertos, etc.) para asegurar que
mantienen las mismas características genéticas que las de las semillas que
hemos conseguido, ya que muchas especies reproducidas sólo por semillas no
dan un buen resultado.
IV UNIDAD
TIPOS DE ACCION GENETICA
1. CONTENIDO
1. Herencia Mendeliana
2. Segreagacion para un par de genes
3. Relaciones genotipicas y fenotipicas para dos pares de
genes
4. Desviacion del mendelismo
5. Herencia intermedia
6. Sobredominacia
7. Alelos multiples
8. Pleiotropia
9. Interaccion genetica
10. Epistasis
11. Aditividad
12. Ligamiento factorial
13. Hrencia citoplasmatica
14. Factores letales y subletales
OBJETIVOS


Dara conocer aspectos relacionados con la herencia Mendeliana, para
un par de genes y dos paeraes de genes
Explicar las desviaciones del Mendelismo producto de la accion conjunta
o de la accion de genes no alelicos
MENDEL

Mendel trabajó sobre la transmisión de los caracteres de las plantas a
través de sucesivas generaciones, en lo que hoy constituye el
fundamento de la genética moderna. El interés por conocer esos
principios partió de su experimentación con siete características
diferentes de variedades de guisantes puras. Mendel observó que se
obtenían híbridos, si cruzaba una variedad de tallo corto con otra de tallo
largo; estos descendientes conservaban el parecido con los
ascendientes de tallo alto.

Los estudios de Mendel se basaron en cuatro aspectos:
 a) estudiar la transmisión de caracteres aislados;
 b) contar el número de descendientes de cada tipo;
 c) cruzar cepas o razas puras;
 d) Elegir una planta en la cual el origen de los gametos podía ser
HERENCIA MENDELIANA
1.
2.
3.
4.
5.
SEGREGACION DE UN PAR DE GENES
Los genes están lineales
El gen dominante es el que da mayor expresión
Gen recesivo dará una menor expresión del carácter.
Genes dominantes con letra mayúscula
SEGREGACION DE UN PAR DE GENES




A= Dominante
a= Recesivo
Los genes están en pares
 Paterno y materno
Ejemplo:
 A A, a a
 A a, A a
 4 Posibilidades de colocación de un par de genes
 Dominancia: Completa, intermedia e incompleta
 Si cruzamos hembra AA = Alto con macho aa= enenano
 Aa x aa = P1 = Generacion Paterna P1
 Obtendremos F1= Filial
 Gametoa A a
 F1= Aa

SEGREGACION DE UN PAR DE GENES
Dominancia:
1. Habilidad de un alelo para expresar su fenotipo a expensas de un alelo
alternativo.
2. Es la forma principal de interacción entre alelos.
3. Generalmente el alelo dominante formará un producto génico que el
recesivo no puede producir.
4. El alelo dominante se expresará siempre que esté presente.
SEGREGACION DE UN PAR DE GENES
a) Dominancia intermedia
AUTOFECUNDACION DE F1
Si F1 Se auto fecunda o se cruzan plantas hermanas, se obtendra F2
HERENCIA MENDELIANA
Primera ley de Mendel
1. Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación (F1). , y
dice que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura
ambos (homocigotos ) para un determinado carácter, todos los híbridos
de la primera generación son iguales.
2. variedad pura de plantas de guisantes que producían las semillas
amarillas y con una variedad que producía las semillas verdes.
La primera ley de Mendel se cumple también para el caso en que un
determinado gen de lugar a una herencia intermedia y no dominante,
Segunda ley. también
Se le llama de la separación o disyunción de los alelos.
Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación (F1)
del experimento anterior (figura 1) y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo
semillas amarillas y verdes
Los dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos
de la primera generación filial, no se han mezclado ni han desaparecido ,
simplemente ocurría que se manifestaba sólo uno de los dos.
Segunda ley. también se le llama de la separación o disyunción de los alelos.
Herencia intermedia
Si tomamos dos plantas de flores rosas de la primera generación filial (F1) del
cruce que se observa en la figura 2 y las cruzamos entre sí, se obtienen plantas
con flores blancas, rosas y rojas, en la proporción que se indica en el esquema
de la figura 4.

Retrocruzamiento
Retrocruza: Cruzamiento de un individuo F1 heterocigota con uno de los
parentales homocigotas. En el caso de las plantas de la arveja sería: Dd x DD o
Dd x dd. Generalmente se realiza con el individuo homocigota recesivo.
la retrocruza.
Cruzamiento Parental: DD x dd
F1: Dd
Retrocruza: los individuos de la F1 (Dd) x dd
Fenotipos de la Retrocruza 1 (BC1): 1 alta: 1 baja
Genotipos de la BC1: 1 Dd: 1dd
Tercera ley de Mendel
ley herencia independiente de caracteres, y hace referencia al caso de que se
contemplen dos caracteres distintos
Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con
independencia de la presencia del otro carácter.
Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla y lisa con plantas de
semilla verde y rugosa ( Homocigóticas ambas para los dos
caracteres). (Figura 7)
Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas,
cumpliéndose así la primera ley
Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son dihíbridas (AaBb).Estas
plantas de la F1 se cruzan entre sí, teniendo en cuenta los gametos que
formarán cada una de las plantas y que pueden verse en la figura 8.
Se puede apreciar que los alelos de los distintos genes se transmiten con
independencia unos de otros, ya que en la segunda generación filial F2
aparecen guisantes amarillos y rugosos y otros que son verdes y lisos,
combinaciones que no se habían dado ni en la generación parental (P), ni en la
filial primera (F1).
Los resultados de los experimentos de la tercera ley refuerzan el concepto de
que los genes son independientes entre sí, que no se mezclan ni desaparecen
generación tras generación.
DESVIACIONES DEL MENDELISMO



Mendel no explico la interaccion de genes no alelicos
Esto se llama herencia intermedia
Esto solo se refiere al fenotipo, no afecta el genotipo



Mendel no explico la interaccion de genes no alelicos
Esto se llama herencia intermedia
Esto solo se refiere al fenotipo, no afecta el genotipo

SOBREDOMINANCIA

En algunos rasgos el heterocigotico puede superara el valor fenotipico
de ambos homocigoticos, entonces son superdominantes
P1 = Aa x aa
F1 = Aa = Superior a ambos progenitores.





ALELOS MULTIPLES
Tres o mas genes alternativos en el mismo locus
PLEIOTROPIA

Cuando un solo gene puede influir simultaneamente en varias
caracteristicas independientes o que tiene efectos multiples

Ejemplo

En frijol gen que interviene en color del grano forma y tamaño
INTERACION GENETICA Y EPISTASIS

Los genes interactuan para dar fenotipos nuevos o enmascaran otros
efectos producidos por genes
Alelo que modifica u oculta el efecto de otro alelo en el mismo par de genes











ADITIVIDADAD
Accion genetica de un carácter son mejoradas por un gen adicional en
el mislo locus o diferentes locis
LIGAMIENTO FACTORIAL
La tendencia de los genes heredados en grupos
APOLIPLOIDIA
Plantas con numero de cromosomas mayor que el numero normal de
diploide
Ej. Musaceas y quequisque
HERENCIA CITOPLASMATICA



Herencia Citoplasmática : Forma de herencia no mendeliana que involucra la
transferencia de información genética localizada en genes ubicados en
romosomas de organelos citoplasmáticos que se autoduplican. Ej: cloroplastos,
mitocondrias, etc.. También conocida como herencia extranuclear.
FACTORES LETALES






Factores que causan la muerte del individuo
A° = Gen dominante pelaje amarillo
a = Alelo recesivo no amarillo
P= A°a x A° a (Amarillos)
¼ A°A°, ½ A°a, (Mueren amarillos)
¼ aa (No amarillos)
Alelos letales:
Lucien Guenot, 1905, pretendía conseguir una línea pura de ratones amarillos.
Pensó que si el color de la piel dependía de los dos genes (negro y amarillo).
Pero no pudo conseguirlo, por lo tanto propuso la siguiente hipótesis:
“El gen A cuando se encuentra en homocigosis sí es letal (A’A’), en
cambio cuando se encuentra en heterocigosis genera ratones amarillos
vivos (A’a). Pero cuando se encuentra en homocigosis recesiva (aa) se
da lugar a ratones negros”
Por lo tanto, si nos fijamos en la viabilidad (el carácter de “vivo”) el alelo
dominante es a, mientras que si nos referimos al color de piel amarillo el alelo
dominante es A’. Otro ejemplo es el del gato Manx. Estos gatos son
heterocigotos para un alelo dominante que impide el desarrollo de la cola. El
alelo es letal en homocigosis. Por lo tanto:
M’M’ : Gato muerto
M’m : Gato sin cola
Mm: Gato con cola
Tipos de alelos letales:
- A. Letales temporales: Son aquellos alelos que afectan al individuo en
una u otra etapa de su vida, claros ejemplos:
F. Embrionaria: Fenilcetonúria
F. Infantil: Fibrosis quística
F. Adulta: Enfermedad de Hungtinton
- A. Letales condicionales: Un gen pude ser letal dependiendo de los
factores ambientales como la enfermedad de PKV (fenilcetonúria).
- A. Letales subvitales: Afectan a una pequeña proporción de la
población. No todo el mundo que posee el alelo desarrolla la
enfermedad.
Carga genética:
Es la frecuencia de alelos letales que hay en una determinada población
donde:
Nº personas = 6 · 106
personas = X alelos
Nº genes = 3 · 104
3 alelos · 3 · 104 genes · 6 · 106
gen
individuo
* 3 alelos por gen
105 alelos letales → Carga genética = 105 alelos letales · 100 = A
X alelos