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GENÉTICA Área de la Biología que estudia los genes y la herencia. HERENCIA Conjunto de instrucciones codificadas en el ADN que un individuo recibe a través de las células sexuales (gametas) de sus progenitores. GEN Unidad heredable discreta (porción/secuencia de ADN), que codifica las características hereditarias y que retiene su identidad en la descendencia. Es la mínima unidad de función génica que puede heredarse. Tema 16: Herencia Mendeliana. Bases cromosómicas de la herencia. Teoría Mendeliana de la Herencia. Leyes de la segregación y de la distribución independiente. Relación con la meiosis. Dominancia. Recesividad. Alelos. Homocigosis. Heterocigosis. Fenotipo. Genotipo. Herencia no mendeliana: dominancia incompleta, codominancia, alelos múltiples, herencia ligada al sexo. Repaso Organización del material genético en las células eucariotas: cromosomas lineales (muchas moléculas de ADN asociadas a proteínas), descondensados en la interfase, condensados y duplicados en la división. ▪ Células diploides: tienen pares de cromosomas. Se originan por mitosis. Son las células somáticas. ▪ Células haploides: tienen sólo un miembro de cada par de cromosomas. Se originan por meiosis. Son las gametas. Organización de los cromosomas durante el ciclo celular: Comportamiento de los cromosomas: ▪ En mitosis ▪ En meiosis Gregor Mendel (1822-1884) Los experimentos de Mendel ❖ Realizó durante 7 años cruzamientos de plantas. ❖Utilizó plantas de arveja (guisante). Fácil de cultivar, de rápida generación y que se autopoliniza (cada flor tiene los órganos reproductivos femeninos y masculinos encerrados dentro de los pétalos). ❖Buscó caracteres (color de la flor, color de la vaina, forma de la semilla) con rasgos contrastantes (púrpura/blanco, verde/amarillo, rugosa/lisa). Y líneas genética mente puras (el rasgo observado era el mismo durante muchas generaciones). ❖Su trabajo culminó con una conferencia pública (1865) y una publicación(1866). Pero su teoría fue ignorada. Cruce monohíbrido: entre organismos que difieren en una característica Cruzamiento artificial Transferencia del pólen Generación parental Planta con flores violetas Planta con flores blancasSe plantan las semillas, y se obtienen los descendientes Generación filial 2 (F2) Generación filial 1 (F1) Autopolinización Se plantan las semillas, y se obtienen los descendientes Generación parental Planta con flores violetas Planta con flores blancas Todas las plantas de la F1 tienen flores violetas (100%) Generación filial 2 (F2) Generación filial 1 (F1) Autopolinización Cruzamiento artificial En la F2, cada tres plantas con flores violetas (75%), hay una planta con flores blancas (25%). Relación 3:1. Dos factores violeta (pares) Dos factores blanco (pares) Gametas con un solo factor violeta Gametas con un solo factor blanco En la fecundación se recupera el número par de factores. Cada organismo con dos factores (pares). Uno de los factores (dominante) “tapa” o “enmascara” al otro (recesivo) Gametas con un solo factor (violeta) Gametas con un solo factor (blanco) En la fecundación se recupera el número par de factores. Cada organismo con dos factores (pares). Todas las plantas con dos factores (pares). Un factor violeta (dominante) y un factor blanco (recesivo) Plantas con dos factores violeta. Plantas con un factor violeta y un factor blanco Plantas con dos factores blancos. B B b b B B b b B b B b B b B b Progenitores Gametos F2 (segunda generación filial) F1 (primera generación filial) PLANTA DE ARVEJA CON VAINA (FRUTO) AMARILLA (gg) F1 PLANTA DE ARVEJA CON VAINA (FRUTO) VERDE (GG) F2 PLANTA DE ARVEJA CON VAINA (FRUTO) VERDE (Gg) G g G g GG gg Gametos Gametos Autopolinización Cruce dihíbrido: entre organismos que difieren en dos características Conclusiones de Mendel: tres principios SEGREGACIÓN (Primera Ley de Mendel) UNIFORMIDAD DISTRIBUCIÓN INDEPENDIENTE (Segunda Ley de Mendel) Cuando se cruzan dos líneas puras que difieren en una característica, la descendencia (F1) es uniforme, toda con carácter dominante. Los factores recesivos desaparecen en la generación F1 y reaparecen en la F2, porque los factores que determinan una característica, se separan al formarse los gametos. Los miembros de los pares de factores para varias características se distribuyen (separan) de manera independiente al formarse los gametos. TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA (Principios del siglo XX) ❖ Entre 1900 y 1916 se redescubren los resultados de Mendel. ❖Los factores (rasgos) de Mendel son identificados como alelos. Y los caracteres como genes (porciones de ADN que codifican características). ❖Los genes que determinan las características hereditarias se localizan en los cromosomas. ❖ Cada gen ocupa un lugar específico o locus (en plural es loci) dentro de un cromosoma concreto. ❖ Los genes (o sus loci) se encuentran dispuestos linealmente a lo largo de cada cromosoma. ❖ Los alelos (o factores alternativos) de los genes se encuentran en el mismo locus de la pareja de cromosomas homólogos, por lo que en los organismos diploides cada carácter está regido por una par de alelos. Posibles combinaciones de dos alelos (factores) en dos cromosomas homólogos Segregación (separación) de alelos de cromosomas homólogos en la meiosis METAFASE I METAFASE II FINAL DE LA MEIOSIS II (GAMETAS) Distribución independiente de alelos de cromosomas homólogos en la meiosis A a B b A B A b a B a b Gen: unidad mínima de función génica que puede heredarse. Porciones de ADN que codifican las características hereditarias. Genoma: conjunto de todos los genes de una especie. Alelos: versiones diferentes de un mismo gen (dominantes y recesivos). Alelos: codifican la misma característica. Igual localización en los cromosomas homólogos Genes no alelos: codifican características diferentes. Diferente localización en los cromosomas homólogos Genotipo: combinación de alelos en una característica. Fenotipo: expresión visible de la combinación de alelos (genotipo). COMBINACIÓN DE ALELOS GENOTIPO FENOTIPO AA Homocigota dominante Rosa aa Homocigota recesivo Blanco Aa Heterocigota Rosa Alelo A: color rosa. Alelo a: color blanco. Alelo A: dominante. Alelo a: recesivo. En los conejos el color del pelo está determinado por dos alelos. Un alelo N (color negro) y un alelo n (color blanco). Determine las proporciones genotípicas y fenotípicas en la descendencia de la cruza entre un conejo macho de color negro heterocigota y una hembra de color blanco. EJEMPLO DE PROBLEMA DE MONOHIBRIDISMO (HERENCIA MENDELIANA) Alelo N (color negro) Alelo n (color blanco) Posibles combinaciones de estos alelos Genotipo Fenotipo NN Homocigota dominante Negro Nn Heterocigota Negro nn Homocigota recesivo Blanco macho de color negro heterocigota Nn hembra de color blanco nn Gametas con alelo N Gametas con alelo n Gametas con alelo n N n n Nn nn n Nn nn Alelos de las gametas del macho Alelos de las gametas de la hembra Posibles combinaciones de alelos en la DESCENDENCIA CUADRO DE PUNNETT GENOTIPO 50% Nn, heterocigota 50% nn, homocigota recesivo FENOTIPO 50% Color negro 50% Color blanco Cada características determinada por: - un solo gen, - con dos formas alternativas (dos alelos), - un alelo dominante y un alelo recesivo. HERENCIA MENDELIANA ❖ Codominancia: grupos sanguíneos, pelaje roano (vacas, caballos). ❖ Dominancia incompleta: color de la flor de la camelia. ❖ Alelos múltiples: arupos sanguíneos. ❖ Herencia poligénica: altura, color de ojos, color de la piel. ❖ Interacciones génicas: forma de la cresta en las gallinas. ❖ Herencia multifactorial: altura, defectos del tubo neural. ❖ Herencia ligada al sexo: daltonismo, hemofilia. ❖ ADN Mitocondrial. HERENCIANO MENDELIANA Dominancia incompleta La dominancia es completa cuando en el genotipo heterocigoto se expresa sólo el alelo dominante. Muchos genes tienen alelos que no son ni dominantes ni recesivos, hay dominancia incompleta, por lo tanto en el genotipo heterocigota el fenotipo es intermedio entre el dominante y el recesivo. Ninguno de los dos alelos es dominante. Codominancia En la codominancia, al igual que en la dominancia incompleta los alelos que no son ni dominantes ni recesivos. Pero, en el genotipo heterocigota se expresan ambos alelos (el dominante y el recesivo), aparecen los dos fenotipos. Alelos múltiples No siempre existen solamente dos alelos para cada gen. Aunque en todos los organismos diploides solamente puede haber dos alelos para un gen dado, codificando cada característica, pueden existir más de dos alelos para determinadas características a nivel de población y diferentes individuos en la población pueden tener diferentes pares de estos alelos. Alelos múltiples: grupos sanguíneos Herencia Ligada al Sexo Son cromosomas involucrados en la determinación del sexo. La especie humana, y otros animales, tiene dos cromosomas sexuales: X e Y, cuya combinación determina si un organismo es hembra o macho. Los genes que contienen controlan el desarrollo de órganos reproductores y otras características sexuales. CROMOSOMAS SEXUALES Un varón (o macho) tiene un solo cromosoma sexual X y un solo cromosoma sexual Y. El cromosoma X procede de la madre y el cromosoma Y procede del padre. Una mujer (o hembra) tiene dos cromosomas X. Uno de los cromosomas X proviene de su madre y el otro cromosoma X proviene de su padre. HERENCIA LIGADA AL SEXO O AL CROMOSOMA X: ▪ El cromosoma X es mucho más grande e incluye muchos más genes que el cromosoma Y. ▪ Muchos de los genes del cromosoma X tienen funciones ajenas a la determinación sexual y no tienen equivalencia en el cromosoma Y. ▪ Las mujeres (o hembras) tienen dos cromosomas X, por lo que tendrán dos alelos de cada gen ligado a X. Esto les da la oportunidad de ser homocigotas o heterocigotas para cada gen del cromosoma. ▪ En los varones (o machos), debido a que no existe un segundo cromosoma X, los alelos específicos del cromosoma X no están emparejados y prácticamente todos se expresan. Son hemicigotas. ▪ Los genes del cromosoma X se denominan ligados al sexo o ligados al cromosoma X, lo mismo que su herencia. TRASTORNOS O ENFERMEDADES LIGADAS AL CROMOSOMA X (O AL SEXO): ▪ Los trastornos genéticos humanos ligados al sexo son mucho más comunes en hombres que en mujeres. ▪ Desórdenes recesivos ligados al cromosoma X: más comunes -daltonismo, -hemofilia A, -hemofilia B, -distrofia muscular de Duchenne, -distrofia muscular de Becker, - ictiosis, -agammaglobulemia. ▪ Dado que los hombres solo tienen un cromosoma X y por lo tanto una copia de cualquier gen ligado a X, cualquier alelo que herede el hombre de un gen ligado a X, se expresará. Diapositiva 1 Diapositiva 2 Diapositiva 3 Diapositiva 4 Diapositiva 5: Los experimentos de Mendel Diapositiva 6 Diapositiva 7 Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12 Diapositiva 13 Diapositiva 14 Diapositiva 15: Gen: unidad mínima de función génica que puede heredarse. Porciones de ADN que codifican las características hereditarias. Diapositiva 16 Diapositiva 17 Diapositiva 18 Diapositiva 19 Diapositiva 20 Diapositiva 21 Diapositiva 22 Diapositiva 23 Diapositiva 24 Diapositiva 25
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