18.5: Leyes de Sucesiones

Observando que las plantas de guisante de reproducción real con rasgos contrastantes dieron lugar a las generaciones F1 que expresaban el rasgo dominante y las generaciones F2 que expresaban los rasgos dominantes y recesivos en una proporción 3:1, Mendel propuso la ley de segregación. Esta ley establece que los factores unitarios emparejados (genes) deben segregarse por igual en gametos de tal manera que la descendencia tenga la misma probabilidad de heredar cualquiera de los dos factores. Para la generación F2 de un cruce monohíbrido, se obtienen las siguientes tres combinaciones posibles de genotipos: homocigótico dominante, heterocigótico u homocigótico recesivo. Debido a que los heterocigotos podrían surgir de dos vías diferentes (recibiendo un alelo dominante y otro recesivo de cualquiera de los progenitores), y debido a que los heterocigotos y los individuos dominantes homocigotos son fenotípicamente idénticos, la ley respalda la relación fenotípica observada 3:1 de Mendel. La segregación igual de alelos es la razón por la que podemos aplicar el cuadrado Punnett para predecir con precisión la descendencia de padres con genotipos conocidos. La base física de la ley de segregación de Mendel es la primera división de la meiosis en la que los cromosomas homólogos con sus diferentes versiones de cada gen se segregan en núcleos hijos. Este proceso no fue entendido por la comunidad científica durante la vida de Mendel (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Figura\(\PageIndex{1}\): Se muestra la primera división en meiosis.

Prueba cruzada

Más allá de predecir la descendencia de un cruce entre padres homocigotos o heterocigotos conocidos, Mendel también desarrolló una manera de determinar si un organismo que expresaba un rasgo dominante era un heterocigoto o un homocigoto. Llamado el cruce de prueba, esta técnica sigue siendo utilizada por los criadores de plantas y animales. En un cruce de prueba, el organismo que expresa dominante se cruza con un organismo homocigótico recesivo por la misma característica. Si el organismo que expresa dominante es un homocigoto, entonces todos los descendientes F1 serán heterocigotos que expresen el rasgo dominante (Figura\(\PageIndex{2}\)). Alternativamente, si el organismo que expresa dominante es un heterocigoto, la descendencia F1 exhibirá una relación 1:1 de heterocigotos y homocigotos recesivos (Figura\(\PageIndex{2}\)). El cruce de prueba valida además el postulado de Mendel de que pares de factores unitarios se segregan por igual.

Figura\(\PageIndex{2}\): Se puede realizar un cruce de prueba para determinar si un organismo que expresa un rasgo dominante es un homocigoto o un heterocigoto.

Ley de Surtido Independiente

La ley de Mendel de surtido independiente establece que los genes no se influyen entre sí con respecto a la clasificación de alelos en gametos, y es igualmente probable que ocurra cada combinación posible de alelos para cada gen. Surtido independiente de genes se puede ilustrar mediante el cruce dihíbrido, un cruce entre dos padres de reproducción real que expresan diferentes rasgos para dos características. Considere las características del color de la semilla y la textura de la semilla para dos plantas de guisante, una que tiene semillas arrugadas, verdes (rryy) y otra que tiene semillas redondas, amarillas (RRYY). Debido a que cada progenitor es homocigótico, la ley de segregación indica que los gametos para la planta arrugada y verde son todos ry, y los gametos para la planta amarilla redonda son todos RY. Por lo tanto, la generación F1 de descendencia todas son RRyY (Figura\(\PageIndex{3}\)).

Figura\(\PageIndex{3}\): Un cruce dihíbrido en plantas de guisante involucra los genes para el color y la textura de las semillas. El cruce P produce descendencia F1 que son todos heterocigotos para ambas características. La relación fenotípica resultante de 9:3:3:1 F2 se obtiene usando un cuadrado de Punnett.

Los gametos producidos por los individuos F1 deben tener un alelo de cada uno de los dos genes. Por ejemplo, un gameto podría obtener un alelo R para el gen de forma de semilla y un alelo Y o un alelo y para el gen de color de semilla. No puede obtener tanto un alelo R como uno r; cada gameto puede tener solo un alelo por gen. La ley del surtido independiente establece que un gameto en el que se ordena un alelo r sería igualmente probable que contenga un alelo Y o a y. Así, hay cuatro gametos igualmente probables que se pueden formar cuando el heterocigoto RRyY es autocruzado, de la siguiente manera: RY, rY, Ry y ry. La disposición de estos gametos a lo largo de la parte superior e izquierda de un cuadrado Punnett de 4 × 4 (Figura\(\PageIndex{3}\)) nos da 16 combinaciones genotípicas igualmente probables. De estos genotipos, encontramos una relación fenotípica de 9 redondo—amarillo:3 redondo—verde:3 arrugado—amarillo:1 arrugado—verde (Figura\(\PageIndex{3}\)). Estas son las proporciones de descendencia que esperaríamos, asumiendo que realizamos las cruzas con un tamaño de muestra lo suficientemente grande.

La base física de la ley del surtido independiente también radica en la meiosis I, en la que los diferentes pares homólogos se alinean en orientaciones aleatorias. Cada gameto puede contener cualquier combinación de cromosomas paternos y maternos (y por lo tanto los genes en ellos) porque la orientación de las tétradas en el plano metafase es aleatoria (Figura\(\PageIndex{4}\)).

Figura\(\PageIndex{4}\): La segregación aleatoria en núcleos hijos que ocurre durante la primera división en meiosis puede conducir a una variedad de posibles arreglos genéticos.

Referencias

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OpenStax, Biología. OpenStax CNX. mayo 27, 2016 http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10....of-Inheritance