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Biología de bachillerato

Curso: Biología de bachillerato > Unidad 5

Lección 1: Introducción a la herencia
Ciencia
Biología de bachillerato
Genética clásica
Introducción a la herencia
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Repaso de la introducción a la herencia

Google Classroom

Términos clave

TérminoSignificado
GenéticaEl estudio de la herencia biológica
RasgoUna característica específica de un individuo
GenUna unidad de herencia que se pasa de padres a hijos
AleloUna de varias formas de un gen
GenotipoLa composición genética de un organismo (ej: TT)
FenotipoLas características físicas de un organismo (ej: alto)
Alelo dominanteAlelo que se expresa en el fenotipo sobre otro alelo
Alelo recesivoAlelo que solo se expresa en ausencia de un alelo dominante
HomocigotoQue tiene dos alelos idénticos para un gen particular
HeterocigotoQue tiene dos alelos diferentes para un gen particular
Cuadro de PunnettDiagrama que se puede usar para predecir los genotipos y fenotipos que resultan de una cruza genética

Herencia mendeliana

Los principios de la herencia de Gregor Mendel, que se observaron a través de patrones de herencia en plantas de guisantes, forman la base de la genética moderna.
Mendel propuso que los rasgos eran especificados por "elementos heredables" llamados genes. Los genes vienen en diferentes versiones o alelos, y los alelos dominantes se expresan sobre los alelos recesivos. Los alelos recesivos solo se expresan cuando no hay un alelo dominante presente.
En la mayoría de los organismos con reprodución sexual, cada individuo tiene dos alelos para cada gen (uno de cada uno de los padres). Este par de alelos se llama un genotipo y determina la apariencia o fenotipo del organismo.

Leyes de Mendel

Tabla que muestra cómo se intercambian los genes de acuerdo con la segregación o distribución independiente durante la meiosis y cómo se traduce esto en las leyes de Mendel.
Las leyes de la segregación y de la distribución independiente. Imagen modificada de Wikimedia, Dominio público
Cuando un organismo hace gametos, cada gameto recibe solo una copia del gen, que es seleccionada al azar. Esto se conoce como la ley de la segregación.
La segunda ley de Mendel es la ley de la distribución independiente, que establece que los alelos de un gen se distribuyen en los gametos de manera independiente a los alelos de otro gen.

Cuadros de Punnett y probabilidad

Se puede usar un cuadro de Punnett para predecir los genotipos y fenotipos de la descendencia de cruzas genéticas. A continuación se muestra una cruza de un solo gen o cruza monohíbrida.
Esta ilustración muestra un cruzamiento monohíbrido. En la generación P, un padre tiene un fenotipo amarillo dominante y el genotipo YY y el otro padre tiene el fenotipo verde recesivo y el genotipo yy. Cada padre produce un tipo de gameto, lo que da como resultado una generación F{1} con un fenotipo amarillo dominante y el genotipo Yy. La autopolinización de la generación F{1} da como resultado una generación F_{2} con una relación de 3 a 1 de guisantes amarillos a verdes. Una de las tres plantas de guisantes amarillas tiene un genotipo dominante YY y 2 de las 3 tienen el genotipo heterocigoto Yy. La planta recesiva homocigota tiene el fenotipo verde y el genotipo yy.
Cuadro de Punnett monohíbrido. Imagen modificada de OpenStax, CC BY 4.0
Se puede usar un cruzamiento de prueba para determinar si un organismo con un fenotipo dominante es homocigoto o heterocigoto.
En un cruzamiento de prueba, un padre con un fenotipo dominante, pero un genotipo desconocido se cruza con un padre recesivo. Si el padre con el genotipo desconocido es homocigoto dominante, todos los descendientes resultantes tendrán al menos un alelo dominante. Si el padre con el genotipo desconocido es heterocigoto, 50 por ciento de los descendientes heredarán un alelo recesivo de ambos padres y tendrán el fenotipo recesivo.
Ejemplo de cruzamiento de prueba. Crédito de la imagen: OpenStax, CC BY 4.0
Los cuadros de Punnett se pueden usar para cruzas con dos genes o cruzas dihíbridas siguiendo las misma reglas básicas de una cruza monohíbrida. Sin embargo, dado que ahora hay más tipos de gametos, también debe haber más cuadros en la tabla.
Ilustración de la hipótesis de que los genes del color de la semilla y los de la forma de la semilla se distribuyen de manera independiente.
En este diagrama, los alelos Y y R del padre amarillo, redondo y los alelos r y y del padre verde, rugoso no se heredan como unidades. En cambio, los alelos de los dos genes se heredan como unidades independientes.
Generación P: una planta amarilla, redonda (YYRR) se cruza con una planta verde, arrugada (yyrr). Cada generación parental puede producir solamente un tipo de gameto, YR o yr.
Generación F1: las semillas del dihíbrido F1 son amarillas y redondas, con un genotipo de YyRr. Las plantas F1 pueden producir cuatro diferentes tipos de gametos: YR, Yr, yR y yr. Podemos predecir los genotipos de las plantas F2 colocando estos gametos a lo largo de los ejes superior y lateral de un cuadro de Punnett 4X4 y completando las cajas para representar los eventos de fecundación.
Generación F2: completar el cuadro de Punnett predice cuatro diferentes clases fenotípicas de los descendientes, amarillo/redondo, amarillo/rugoso, verde/redondo y verde/rugoso, en una proporción de 9:3:3:1. Esta es la predicción del modelo en el cual los genes de la forma y el color de la semilla se segregan independientemente.
Cuadro de Punnett:
YRYryRyr
YRYYRRYYRrYyRRYyRr
YrYYRrYYrrYyRrYyrr
yRYyRRYyRryyRRyyRr
yrYyRrYyrryyRryyrr
Texto simple = fenotipo amarillo, redondo Texto en itálicas = fenotipo amarillo, rugoso Texto en negritas = fenotipo verde, redondo Texto en itálicas, negritas = fenotipo verde, rugoso
Cruza dihíbrida. Crédito de la imagen: "OpenStax," CC BY 4.0.

Probabilidades en la genética

Las dos reglas de probabilidad más relevantes para los cuadros de Punnett son la regla del producto y la regla de la suma.
La regla del producto establece que la probabilidad de que dos (o más) eventos independientes ocurran juntos se puede calcular multiplicando las probabilidades individuales de los eventos.
Ilustración de cómo un cuadro de Punnett puede representar la regla del producto.
Cuadro de Punnett:
Aa
AAAAa
aAaaa
Hay una probabilidad de 1/2 de obtener un alelo del padre, que corresponde a la columna de la extrema derecha del cuadro de Punnett. De forma similar, hay una probabilidad de 1/2 de obtener un alelo de la madre, que corresponde a la última fila del cuadro de Punnett. La intersección de esta fila y columna, que corresponde a la caja derecha inferior de la tabla, representa la probabilidad de obtener un alelo de la madre y del padre (1 de 4 cajas en el cuadro de Punnett o una probabilidad de 1/4).
Ejemplo de la regla del producto con un cuadro de Punnett.
En algunos problemas de genética, puede que necesites calcular la probabilidad de que ocurra cualquiera de varios eventos. En este caso, necesitarás aplicar otra regla de probabilidad, la regla de la suma. Según la regla de la suma, la probabilidad de que ocurra cualquier evento de entre varios mutuamente excluyentes es igual a la suma de las probabilidades individuales de los eventos.
Ilustración de cómo el cuadro de Punnett puede representar la regla de la suma.
Cuadro de Punnett:
Aa
AAAAa
aAaaa
Las cajas negritas representan los eventos que dan lugar a un fenotipo dominante (genotipo AA o AA). En una, un espermatozoide A se combina con un óvulo A. En la otra, un espermatozoide A se combina con un óvulo a. Y en una tercera, un espermatozoide a se combina con un óvulo A. Cada evento tiene una probabilidad de 1/4 de suceder (1 de 4 cajas en el cuadro de Punnett). La probabilidad de que ocurra cualquiera de estos tres eventos es 1/4+1/4+1/4 = 3/4.
Ejemplo de la regla de la suma con un cuadro de Punnett.

Errores conceptuales comunes

  • Los rasgos dominantes no siempre son los más comunes. Algunas personas podrían pensar que el rasgo dominante es el que se encuentra más probablemente en la población, pero el término "dominante" solo se refiere al hecho de que el alelo se expresa sobre otro alelo. Un ejemplo de esto es la enfermedad de Huntington. A pesar de que esta es causada por un alelo dominante, solo afecta a unas 30 000 personas en los Estados Unidosstart superscript, 1, end superscript.
  • Los rasgos no siempre son el producto de un solo gen. Por ejemplo, hay por lo menos 3 genes diferentes asociados con el color de los ojos en los humanos. Además, a veces hay más de dos alelos para cada gen. Por ejemplo, hay 3 alelos diferentes de un gen que determina el color del pelaje de los gatos.

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