28.3C: Sistema Modelo de Mendel

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El guisante de jardín tiene varias características ventajosas que permitieron a Mendel desarrollar las leyes de la genética moderna.

Objetivos de aprendizaje

Describir las razones científicas del éxito del trabajo experimental de Mendel

Puntos Clave

Mendel utilizó plantas de reproducción real en sus experimentos. Estas plantas, cuando se autofertilizan, siempre producen descendencia con el mismo fenotipo.
Las plantas de guisante se manipulan fácilmente, crecen en una temporada y se pueden cultivar en grandes cantidades; estas cualidades permitieron a Mendel realizar análisis metódicos y cuantitativos utilizando muestras de gran tamaño.
A partir de sus experimentos con los guisantes de jardín, Mendel encontró que un fenotipo siempre fue dominante sobre otro fenotipo recesivo para el mismo rasgo.

Términos Clave

fenotipo: las características observables de un organismo, a menudo resultantes de su información genética o de una combinación de información genética y factores ambientales
genotipo: la información genética específica de una célula u organismo, generalmente una descripción del alelo o alelos relacionados con un gen específico.
planta de reproducción real: una planta que siempre produce descendencia del mismo fenotipo cuando se autofertiliza; una que es homocigótica para el rasgo que se sigue.

Sistema modelo de Mendel

El trabajo seminal de Mendel se realizó utilizando el guisante de jardín, Pisum sativum, para estudiar la herencia. La reproducción de las plantas de guisante es fácilmente manipulada; grandes cantidades de guisantes de jardín podrían cultivarse simultáneamente, lo que permitió a Mendel concluir que sus resultados no ocurrieron simplemente por casualidad. El guisante de jardín también crece hasta la madurez dentro de una temporada; varias generaciones podrían evaluarse en un tiempo relativamente corto.

Las plantas de guisante tienen partes tanto masculinas como femeninas y se pueden cultivar fácilmente en grandes cantidades. Por esta razón, las plantas de guisantes de jardín pueden autopolinizar o polinizar cruzadamente con otras plantas de guisantes. En ausencia de manipulación externa, esta especie naturalmente se autofertiliza: los óvulos (los huevos) dentro de las flores individuales son fertilizados por polen (que contiene el espermatozoide) de la misma flor. Tanto el esperma como los óvulos que producen la siguiente generación de plantas provienen del mismo progenitor. Además, los pétalos de las flores permanecen sellados herméticamente hasta después de la polinización, evitando la polinización de otras plantas. El resultado son plantas de guisante altamente endogámicas o de “reproducción real”. Se trata de plantas que siempre producen descendencia que se parece al progenitor. Hoy en día, sabemos que estas plantas de “reproducción real” son homocigóticas para la mayoría de los rasgos.

Un jardinero o investigador, como Mendel, puede polinizar de manera cruzada estas mismas plantas aplicando manualmente esperma de una planta al pistilo (que contiene los óvulos) de otra planta. Ahora los espermatozoides y los óvulos provienen de diferentes plantas parentales. Cuando Mendel polinizó cruzadamente una planta de reproducción real que solo producía guisantes amarillos con una planta de reproducción real que solo producía guisantes verdes, encontró que la primera generación de crías siempre son todos guisantes amarillos. El rasgo del guisante verde no se presentó. Sin embargo, si esta primera generación de plantas de guisantes amarillos se permitiera autopolinizar, la siguiente o segunda generación tuvo una proporción de 3:1 de guisantes amarillos a verdes.

En este y en todos los demás rasgos de planta de guisante siguió Mendel, una forma del rasgo fue “dominante” sobre otra por lo que enmascaró la presencia de la otra forma “recesiva” en la primera generación después del cruce de dos plantas homocigóticas. Incluso si el fenotipo (forma visible) está oculto, el genotipo (alelo que controla esa forma del rasgo) puede transmitirse a la siguiente generación y producir la forma recesiva en la segunda generación. Al experimentar con plantas de guisante de reproducción real, Mendel evitó la aparición de rasgos inesperados (recombinantes) en la descendencia que podrían ocurrir si las plantas no fueran verdaderas reproductoras.

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Experimentos de Mendel con guisantes: Experimentando con miles de guisantes de jardín, Mendel descubrió los fundamentos de la genética.

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