1.8: Introducción a la revisión de la herencia

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Términos clave

Término	Significado
Genética	El estudio de la herencia biológica
Rasgo	Una característica específica de un individuo
Gene	Una unidad de herencia que se pasa de padres a hijos
Alelo	Una de las diferentes formas de un gen
Genotipo	La composición genética de un organismo (ex: TT)
Fenotipo	Las características físicas de un organismo (por ejemplo: alto)
Alelo dominante	Alelo que se expresa fenotípicamente sobre otro alelo
Alelo recesivo	Alelo que solo se expresa en ausencia de un alelo dominante
Homocigotos	Tener dos alelos idénticos para un gen particular
Heterocigoto	Tener dos alelos diferentes para un gen particular
Cuadrado Punnett	Diagrama que se puede utilizar para predecir los genotipos y fenotipos resultantes de un cruce genético

Herencia mendeliana

Los principios de herencia de Gregor Mendel, observados a través de patrones de herencia en las plantas de guisante, forman la base de la genética moderna.

Mendel propuso que los rasgos fueron especificados por “elementos heredables” llamados genes. Los genes vienen en diferentes versiones, o alelos, con alelos dominantes expresados sobre alelos recesivos. Los alelos recesivos solo se expresan cuando no hay alelo dominante presente.

En la mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente, cada individuo tiene dos alelos por cada gen (uno de cada progenitor). Este par de alelos se llama genotipo y determina la apariencia del organismo, o fenotipo.

Leyes de Mendel

Tabla que muestra cómo los genes intercambian según la segregación o surtido independiente durante la meiosis y cómo esto se traduce en las Leyes de Mendel. — Leyes de segregación y surtido independiente. Imagen modificada de Wikimedia, Dominio público

Cuando un organismo fabrica gametos, cada gameto recibe solo una copia génica, la cual se selecciona aleatoriamente. Esto se conoce como la ley de la segregación.

La segunda ley de Mendel es la ley del surtido independiente, que establece que los alelos de un gen se ordenan en gametos independientemente de los alelos de otro gen.

Cuadrados de Punnett y probabilidad

Un cuadrado Punnett se puede utilizar para predecir genotipos y fenotipos de crías a partir de cruces genéticos. A continuación se muestra un cruce de un solo gen o monohíbrido.

Esta ilustración muestra un cruce monohíbrido. En la generación P, uno de los progenitores tiene un fenotipo amarillo dominante y el genotipo YY, y el otro progenitor tiene el fenotipo verde recesivo y el genotipo yy. Cada progenitor produce un tipo de gameto, dando 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 proporción de 3 a 1 de guisantes amarillos a verdes. Una de cada tres plantas de guisante amarillo tiene un genotipo dominante de YY, y 2 de 3 tiene el genotipo heterocigótico Yy. La planta homocigótica recesiva tiene el fenotipo verde y el genotipo yy. — Monohíbrido Punnett cuadrado. Imagen modificada de OpenStax, CC BY 4.0

Se puede utilizar un cruce de prueba para determinar si un organismo con un fenotipo dominante es homocigoto o heterocigótico.

En un cruce de prueba, un progenitor con fenotipo dominante pero genotipo desconocido se cruza con un progenitor recesivo. Si el progenitor con el genotipo desconocido es homocigótico dominante, todas las crías resultantes tendrán al menos un alelo dominante. Si el progenitor con el genotipo desconocido es heterocigótico, el 50 por ciento de la descendencia heredará un alelo recesivo de ambos progenitores y tendrá el fenotipo recesivo. — Ejemplo de prueba cruzada. Crédito de la imagen: OpenStax, CC BY 4.0

Los cuadrados de Punnett se pueden usar para cruces de dos genes, o cruces dihíbridos siguiendo las mismas reglas básicas que para un cruce monohíbrido. No obstante, dado que ahora hay más tipos de gametos, también debe haber más cuadrados en la tabla.

Ilustración de la hipótesis de que los genes de color y forma de semilla se asumen de forma independiente. En este diagrama, los alelos Y y R del padre amarillo, redondo y los alelos y y r del padre arrugada verde no se heredan como unidades. En cambio, los alelos de los dos genes se heredan como unidades independientes. Generación P: Se cruza una planta amarilla redonda (YYRR) con una planta verde arrugada (yyrr). Cada generación parental puede producir solo un tipo de gameto, año o año. Generación F1: Las semillas dihíbridas F1 son amarillas y redondas, con un genotipo de yyRR. Las plantas F1 pueden producir cuatro tipos diferentes 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 cuadrado Punnett 4X4 y rellenando las cajas para representar eventos de fertilización. Generación F2: La finalización del cuadrado Punnett predice cuatro clases fenotípicas diferentes de descendencia, amarilla/redonda, amarilla/arrugada, verde/redonda y verde/arrugada, en una proporción de 9:3:3:1. Esta es la predicción del modelo en el que los genes de la forma de la semilla y el color de la semilla se asumen independientemente. Cuadrado de Punnett: ||YR|YR|YR-|-|-|-|-|-|-YR|YYRR|YYRR|YYRR|YYRR||YYRR|_YYRR_|YYRR|_YYRR||YYRR|YYRR|YYRR|**YYRR**YRR**YYR**YR|YYR__YYRR_|**YYRR**|***YYRR*** Texto sin formato = amarillo, fenotipo redondo _Texto curático_ = amarillo, fenotipo arrugada **Texto negrita** = verde, fenotipo redondo***Negrita, itálica*** = verde, fenotipo arrugado — Cruce dihíbrido. Crédito de la imagen: "OpenStax,” CC BY 4.0.

Probabilidades en genética

Las dos reglas de probabilidad que son más relevantes para los cuadrados de Punnett son la regla de producto y la regla de 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 cuadrado de Punnett puede representar la regla del producto. Cuadrado Punnett: ||A|a-|-|-|-A||AA|**AA**A||_AA_|***AA*** Hay una 1/2 probabilidad de obtener un alelo a del progenitor masculino, correspondiente a la columna más a la derecha del cuadrado Punnett. De igual manera, hay una probabilidad de 1/2 de obtener un alelo a del padre materno, correspondiente a la fila más baja del cuadrado Punnett. El cruce de estos la fila y columna, correspondiente al cuadro inferior derecho de la tabla, representa la probabilidad de obtener un alelo del padre materno y del padre paterno (1 de cada 4 casillas en el cuadrado de Punnett, o una probabilidad de 1/4). — Ejemplo de la regla del producto usando un cuadrado Punnett.

En algunos problemas genéticos, es posible que deba calcular la probabilidad de que ocurra cualquiera de varios eventos. En este caso, deberás aplicar otra regla de probabilidad, la regla de suma. Según la regla de suma, la probabilidad de que ocurra cualquiera de varios eventos mutuamente excluyentes es igual a la suma de las probabilidades individuales de los eventos.

Ilustración de cómo un cuadrado de Punnett puede representar la regla de suma. Cuadrado de Punnett: ||A|a-|-|-|-A|**AA**|**AA**a||**AA**|AA Las casillas **en negrita** representan eventos que dan como resultado un fenotipo dominante (genotipo AA o AA). En uno, un espermatozoide A se combina con un óvulo A. En otro, un espermatozoide A se combina con un óvulo, y en un tercio, un espermatozoide se combina con un óvulo A. Cada evento tiene una probabilidad de 1/4 de suceder (1 de cada 4 cajas en la plaza Punnett). La probabilidad de que ocurra cualquiera de estos tres eventos es de 1/4+1/4+1/4 = 3/4. — Ejemplo de la regla de suma usando un cuadrado de Punnett.

Errores comunes y conceptos erróneos

Los rasgos dominantes no siempre son los más comunes. Algunas personas pueden pensar que el rasgo dominante es el más probable que se encuentre en la población, pero el término “dominante” sólo se refiere al hecho de que el alelo se expresa sobre otro alelo. Un ejemplo de ello es la enfermedad de Huntington. A pesar de que la enfermedad de Huntington es causada por un alelo dominante, solo afecta a unas 30 mil personas en Estados Unidos ¹.
Los rasgos no siempre son producto de un solo gen. Por ejemplo, hay al menos 3 genes diferentes que están asociados con el color de ojos en humanos. Además, en ocasiones hay más de dos alelos por cada gen. Por ejemplo, hay 3 alelos diferentes de un gen que determinan el color del pelaje de los gatos.

Colaboradores y Atribuciones

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