28.7A: El enfoque de Punnett Square para un cruce monohíbrido

Un cuadrado de Punnett aplica las reglas de probabilidad para predecir los posibles resultados de un cruce monohíbrido y sus frecuencias esperadas.

Objetivos de aprendizaje

• Describir el enfoque cuadrado de Punnett para un cruce monohíbrido

Puntos Clave

• La fertilización entre dos padres de reproducción reales que difieren en una sola característica se denomina cruce monohíbrido.
• Para un cruce monohíbrido de dos padres de reproducción verdadero, cada progenitor aporta un tipo de alelo dando como resultado que todas las crías tengan el mismo genotipo.
• Un cruce de prueba es una forma de determinar si un organismo que expresaba un rasgo dominante era un heterocigoto u homocigoto.

Términos Clave

• monohíbrido: un híbrido entre dos especies que solo tienen una diferencia de un gen
• homocigótico: de un organismo en el que ambas copias de un gen dado tienen el mismo alelo
• heterocigoto: de un organismo que tiene dos alelos diferentes de un gen dado
• Cuadrado de Punnett: una representación gráfica utilizada para determinar la probabilidad de que una descendencia exprese un genotipo particular

Enfoque de Punnett Square a un cruce monohíbrido

Cuando se produce la fertilización entre dos padres de reproducción reales que difieren en una sola característica, el proceso se llama cruce monohíbrido, y las crías resultantes son monohíbridos. Mendel realizó siete cruces monohíbridos que involucraron rasgos contrastantes para cada característica. A partir de sus resultados en las generaciones F ₁ y F ₂, Mendel postuló que cada progenitor en el cruce monohíbrido aportó uno de los dos factores unitarios pareados a cada descendencia y que todas las combinaciones posibles de factores unitarios eran igualmente probables.

Para demostrar un cruce monohíbrido, considere el caso de plantas de guisante con semillas de guisantes amarillos versus verdes. El color dominante de la semilla es amarillo; por lo tanto, los genotipos parentales fueron YY (homocigotos dominantes) para las plantas con semillas amarillas y yy (homocigóticas recesivas) para las plantas con semillas verdes, respectivamente. Se puede dibujar un cuadrado Punnett, ideado por el genetista británico Reginald Punnett, que aplique las reglas de probabilidad para predecir los posibles resultados de un cruce genético o apareamiento y sus frecuencias esperadas.Para preparar un cuadrado Punnett, todas las combinaciones posibles de los alelos parentales se listan a lo largo del superior (para un padre) y lado (para el otro padre) de una cuadrícula, representando su segregación meiótica en gametos haploides. Después se hacen las combinaciones de óvulo y esperma en las cajas de la tabla para mostrar qué alelos se están combinando. Cada caja representa entonces el genotipo diploide de un cigoto, o óvulo fertilizado, que podría resultar de este apareamiento. Debido a que cada posibilidad es igualmente probable, las relaciones genotípicas se pueden determinar a partir de un cuadrado de Punnett. Si se conoce el patrón de herencia (dominante o recesivo), también se pueden inferir las proporciones fenotípicas. Para un cruce monohíbrido de dos padres de reproducción verdadero, cada progenitor aporta un tipo de alelo. En este caso, solo es posible un genotipo. Todas las crías son Yy y tienen semillas amarillas.

Análisis cuadrado de Punnett de un cruce monohytbrid: En la generación P, las plantas de guisante que son de mejoramiento verdadero para el fenotipo amarillo dominante se cruzan con plantas con el fenotipo verde recesivo. Este cruce produce heterocigotos F1 con fenotipo amarillo. El análisis cuadrado de Punnett se puede utilizar para predecir los genotipos de la generación F2.

Un autocruce de una de las crías heterocigóticas Yy se puede representar en un cuadrado Punnett de 2 × 2 porque cada padre puede donar uno de dos alelos diferentes. Por lo tanto, la descendencia puede tener potencialmente una de cuatro combinaciones de alelos: YY, Yy, Yy o yy. Observe que existen dos formas de obtener el genotipo Yy: una Y del óvulo y una y del esperma, o una y del óvulo y una Y del esperma. Ambas posibilidades deben ser contadas. Recordemos que las características de la planta de guisante de Mendel se comportaron de la misma manera en cruces recíprocos. Por lo tanto, las dos posibles combinaciones heterocigóticas producen descendencia genotípica y fenotípicamente idéntica a pesar de que sus alelos dominantes y recesivos derivan de diferentes progenitores. Se agrupan entre sí. Debido a que la fertilización es un evento aleatorio, esperamos que cada combinación sea igualmente probable y que la descendencia exhiba una relación de genotipos yy:yy:yy de 1:2:1. Además, debido a que las crías YY e Yy tienen semillas amarillas y son fenotípicamente idénticas, aplicando la regla de probabilidad de suma, esperamos que la descendencia presente una relación fenotípica de 3 amarillo:1 verde. De hecho, trabajando con tamaños de muestra grandes, Mendel observó aproximadamente esta relación en cada generación F ₂ resultante de cruces para rasgos individuales.

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 toda la descendencia F ₁ será heterocigotos que expresen el rasgo dominante. Alternativamente, si el organismo que expresa dominante es un heterocigoto, la descendencia _F1 exhibirá una relación 1:1 de heterocigotos y homocigotos recesivos. El cruce de prueba valida además el postulado de Mendel de que pares de factores unitarios se segregan por igual.

Ejemplo de un cruce de prueba: Se puede realizar un cruce de prueba para determinar si un organismo que expresa un rasgo dominante es un homocigoto o un heterocigoto.