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Los experimentos de Mendel
Los guisantes son baratos y fáciles de obtener en el mercado.
Ocupan poco espacio y tienen un tiempo de generación relativamente corto (un año).
Producen muchos descendientes.
Existen variedades diferentes que muestran distinto, color, forma, tamaño, etc. (en términos actuales, diríamos que presentan Variabilidad Genética)
Es una especie
Autógama
, es decir, se autopoliniza de manera que el polen
de las anteras de una flor cae sobre el estigma de la misma flor.
Es
fácil
realizar
cruzamientos
entre
distintas
variedades
a
voluntad.
Es
posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las flores de una planta(eliminando las anteras).
Los
experimentos de
Mendel se
publicaron en
1865 y 1866.
El organismo empleado fue el guisante (
Pisum
sativum)
,^
que
fue
elegido
debido
a^
ciertas
características:
Las características que debían reunir las plantas experimentales eran:
Poseer caracteres diferenciales constantes (color forma, textura)
Los híbridos entre variedades deben poder protegerse de la influencia depolen extraño durante la floración (embolsando las flores, por ejemplo)
Diseño experimental
Mendel realizaba siempre el mismo esquema de cruzamientos: § Cruzaba dos variedades o líneas puras (P
1
y P
) que diferían en uno o varios 2
caracteres y obtenía la 1ª generación filial (F
§ Seguidamente, autofecundaba (
) los híbridos de la 1ª generación filial (F
) y 1
obtenía la 2ª generación filial (F
§ Por
último,
autofecundaba
)^
las
plantas
de
la
generación
filial
(F
)^2
y
conseguía la 3ª generación filial (F
El cruzamiento inicial lo llevaba a cabo en las dos direcciones posibles, es decir, en un caso utilizaba como donador de polen al
P^2
y en otro al
P^1
, realizando
cruzamientos recíprocos (
♀P
x 1
P^2
y
P^2
x
P^1
♀P
x 1
P^2
F
F
F
3
♀P
x 2
P^1
F
F
F
3
Además, llevó a cabo
Retrocruzamientos
, es decir, cruzamientos de los híbridos
de
la
generación
filial
(F
)^1
por
los
dos
parentales
utilizados,
en
las
dos
direcciones posibles:
♀F
x 1
P^2
y
P^2
x
F^1
(cruzamientos recíprocos)
♀F
x 1
P^1
y
P^1
x
F^1
(cruzamientos recíprocos)
Los principales aciertos de Mendel fueron:
Utilizar en sus experimentos una especia autógama, ya que de esta manera aseguraba que las variedades que manejaba eran
Líneas Puras
, constituidas por
individuos idénticos (homocigóticos, diríamos hoy)
Elegir caracteres cualitativos fácilmente discernibles en sus alternativas. Por ejemplo, flores color blanco o púrpura.
Iniciar los experimentos fijándose cada vez en un sólo carácter. De esta manera obtenía proporciones numéricas fáciles de identificar.
Utilizar relaciones estadísticas en varias generaciones sucesivas
. Contar
el número de individuos de cada tipo enlas
sucesivas
generaciones
y
deducir
proporciones sencillas.
Llevar a cabo experimentos control y retrocruzamientos
para
comprobar
sus
hipótesis.
Analizar
caracteres
independientes
para
demostrar
su
principio
de
la
combinación independiente (esto últimofue, más bien, una cuestión de suerte)
CRUZAMIENTOS DE UN SOLO CARÁCTER O MONOHÍBRIDO
En primer lugar, Mendel analizó cada carácter por separado, cruzando
variedades que diferían en un sólo carácter.
Por ejemplo, analizó el carácter color de las flores y para ello cruzó una
variedad de flores de color púrpura por otra variedad de color de flores blanca.
Cruzamiento inicial:
Parentales
Púrpura x
Blanca
F
Púrpura 1
Cruzamiento recíproco: Parentales
Blanca x
Púrpura
F
Púrpura 1
El
cruzamiento
de
plantas
con
flores
púrpura
por
plantas
con
flores
blancas, en cualquiera de las dos direcciones, dió lugar a una 1ª generación filial(F
) uniforme, todas las plantas de la F 1
tenían flores de color púrpura. 1
La autofecundación de los híbridos de la F
originó una 2ª generación filial 1
(F
) con 3/4 parte de plantas de color púrpura y 1/4 de plantas con flores blancas. 2 ♀ Púrpura
X^
♂ Blanca
Blanco
X^
Púrpura
↓^
F^1
Púrpura
F^1
Púrpura
↓^
F^2
F^2
Genotipo
Genotipo
1/4 AA
1/2 Aa
1/4 aa
1/4 AA
1/2 Aa
1/4 aa
Fenotipo
Fenotipo
3/4 A
1/4 a
3/4 A
1/4 a
Genotipo:
constitución genética para el conjunto de los genes
de un individuo. Normalmente se refiere a uno o muy pocos genes.
En las especies diploides (dos juegos de cromosomas, uno de
origen materno y otro de origen paterno), como es el caso del guisante,en
un
locus
(posición
del
genoma)
en
el
que
solamente
se
han
encontrado dos alelos (alternativas de un gen) distintos (A y a), hay tresgenotipos posibles:
Homocigoto A: AAHeterocigoto:
Aa
Homocigoto a: aaHabitualmente,
el
símbolo
en
mayúscula
corresponde
al
alelo
dominante y el símbolo en minúscula al alelo recesivo)
Antes de seguir, un poco de nomenclatura actual.
Fenotipo:
apariencia externa para el carácter analizado. Es
la expresión del genotipo en un determinado ambiente.
En especies diploides como el guisante, en un locus en el que
solamente se han encontrado dos alelos distintos (A y a) y condominancia
completa
de
A sobre
a
(A>a),
existen
dos
fenotipos
posibles:
Fenotipo A (Dominante)Fenotipo a
(Recesivo)
Cuando
existe
dominancia
completa
(A>a),
la
relación
entre
genotipo y fenotipo es:
Los genotipos AA y Aa presentan fenotipo dominante AEl genotipo aa muestra fenotipo recesivo a
Antes de seguir, un poco de nomenclatura actual.
Basándose en estos resultados, Mendel propuso las dos siguientes
Leyes
de
la
Transmisión
de
los
caracteres
de
una
generación
a^
la
siguientes:
1ª Ley de Mendel o Principio de la Uniformidad:
Las plantas híbridas (Aa) de la 1ª generación filial (F
), obtenidas 1
por el cruzamiento de dos líneas puras que difieren en un solo carácter,tienen todas la misma apariencia externa (
fenotipo
) siendo idénticas entre
si (uniformes) y se parecen a uno de los dos parentales.
Al carácter que se manifiesta en las plantas de la F
1
(híbridos Aa)
se le denomina
Dominante
y al carácter que no se manifiesta se le
denomina
Recesivo
Este resultado es independiente de la dirección en la que se ha
llevado a cabo el cruzamiento.
2ª Ley de Mendel o
Principio de la Segregación igualitaria: La autofecundación de las plantas híbridas (Aa), procedentes del
cruzamiento entre dos líneas puras que difieren en un carácter, origina una2ª generación filial (F
) en la que aparecen 3/4 partes de plantas de 2
apariencia externa (fenotipo) Dominante y 1/4 de plantas con aparienciaexterna
(fenotipo)
Recesiva,
de
manera,
que
el
carácter
Recesivo
reaparece en la F
en una de cada cuatro plantas. 2
Este resultado se debe a que cuando los híbridos de la
F^1
forman
sus gametos, los
alelos
del mismo gen segregan (se separan) dando
lugar dos clases de gametos en igual proporción, mitad del gametos con elalelo dominante (A) y mitad con alelo recesivo (a).
Esto
sucede
tanto
por
el
lado
femenino
como
por
el
lado
masculino.
Los
siete
caracteres
analizados
por
Mendel,
cuando
los
analizaba
por
separado, se comportaron de la misma forma en cada uno de los cruzamientosrealizados.
Los resultados que obtuvo fueron los siguientes: Fenotipo parental
F^1
F^2
Relación
1 Semilla lisa x rugosa
Todas lisas
5474 lisas y 1850 rugosas
2.96 : 1
2 Semilla amarilla x verde
Todas amarillas
6022 amarillas y 2001 verdes
3.01 : 1
3 Flores púrpuras x blancas
Todas púrpuras
705 púrpuras y 224 blancas
3.15 : 1
4 Legumbre lisa x estrangulada
Todas lisas
882 lisas y 299 estranguladas
2.92 : 1
5 Legumbre verde x amarilla
Todas verdes
428 verdes y 152 amarillas
2.82 : 1
6 Flores axiales x terminales
Todas axiales
651 axiales y 207 terminales
3.14 : 1
7 Talla normal x enana
Todas normal
787 largos y 277 cortos
2.84 : 1
CRUZAMIENTOS DE DOS CARACTERES O DIHÍBRIDO
Una
vez
desentrañadas
las
leyes
que
rigen
la
transmisión
de
cada
carácter por separado, Mendel comenzó a estudiar parejas de caracteres.
Para ello realizó cruzamiento entre variedades de guisante (líneas puras)
que diferían simultáneamente en dos caracteres. Dado que para observar el colorde flor es necesario sembrar las semillas y esperar que produzcan plantas adultas,para ahorrar tiempo y esfuerzos, decidió empezar por estudiar caracteres que semanifestaban en las semillas, como la forma y el color de las semillas. Por talmotivo, cruzó plantas de semilla lisa y verde (AAbb) por plantas de semilla rugosay amarilla (aaBB).
La F
que obtuvo fue uniforme (genotipo AaBb) y todas las semillas eran 1
lisas y amarillas (Fenotipo AB), indicando este resultado que el carácter dominantepara cada carácter, liso para la forma de la semilla (A), y amarillo para el color dela semilla (B) eran los mismos que en el cruce monohíbrido.
Posteriormente,
autofecundó
las
plantas
de
la
F
1
y^
la
descendencia
obtenida (F
) estaba formada por 9/16 de semillas lisas y amarillas, 3/16 de lisas 2
verdes, 3/16 de rugosas amarillas y 1/16 de rugosas verdes. En el siguienteesquema se resumen los resultados del cruzamiento realizado por Mendel:
Mendel explicó los datos de esta
descendencia
como
la
Combinación
independiente
de lo que le sucede a cada
carácter por separado. El carácter formade la semilla está controlado por el gen(A,a) y el carácter color de la semillas porel gen (B,b).
Las
plantas
diheterocigóticas
(AaBb) de la F
segregan simultáneamente 1
para el gen (A,a) y para el gen (B,b), demanera que las segregación fenotípica enla F
2
para el carácter forma de la semilla
es 3/
A
y 1/
a
y la segregación fenotípica
para el carácter color de la semilla es 3/4 B^
y 1/
b
. La segregación conjunta para
ambos caracteres se obtiene combinandode forma independiente la segregación decada
gen
(o
haciendo
el
producto
cartesiano de las dos segregaciones:
