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Cómo se transmite la información genética? Concepciones preformistas: ovistas vs. espermistas o animaculistas. Herencia mezcladora. Cómo se transmite la información genética? Gregor Mendel (1822-1884), monje austríaco que desarrolla experimentos genéticos con abejas y con guisantes. “La información genética se encuentra en unidades discretas o elementos”. http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=QgvJ0Q2Tf_n4sM&tbnid=DpfD_4N6EC1fPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FPisum_sativum&ei=jbZzU6_NM_PesASDgoGYDw&bvm=bv.66699033,d.aWw&psig=AFQjCNEmcy_eGuQrZv76kalW7M-KcbQqkQ&ust=1400178560732583 P (Generación parental) F1 (Filial 1) F2 (Filial 2) Semilla lisa Semilla rugosa Todas semillas lisas Autopolinización ¾ semillas lisas ¼ semillas rugosas 100% amarillas (dominante) Reaparecen las semillas verdes (recesivo) Primera ley de Mendel (principio de segregación) Cada característica de un organismo está definida por un par de elementos y estos elementos se separan al formarse los gametos. Genes y alelos, los “elementos” de Mendel Los genes están sobre los cromosomas (locus, loci). Gen: porción de ADN que codifica para un determinado polipéptido (o ARN). Genes y alelos, los “elementos” de Mendel Genotipo: conjunto de genes de un organismo. Fenotipo: expresión del genotipo, conjunto de rasgos visibles. En las células diploides los genes se presentan en formas alternativas o alelos ubicados sobre los cromosomas homólogos y recibidos uno de cada progenitor. Alelos dominantes y recesivos Por convención los genes se representan por la inicial del rasgo recesivo. El alelo recesivo en minúscula y el dominante en mayúscula. Ejemplo: supongamos que el color de ojos claro es recesivo sobre ojos oscuros, entonces el alelo recesivo será “c” y el dominante “C” Un organismo homocigota recesivo se representa como cc, un homocigota dominante como CC y un heterocigota como Cc ¿Cuál será el fenotipo del heterocigota? Alelos dominantes y recesivos Los alelos dominantes se expresan siempre en el fenotipo. Los alelos recesivos sólo se expresan cuando se encuentran en homocigosis. Alelo para ojos oscuros (dominante) “C” Alelo para ojos claros (recesivo) “c” Ojos oscuros Ojos oscuros Ojos claros AA Aa aa A a A A a a S1 Pigmento S1 Pigmento S1 Pigmento S1 Pigmento S1 Pigmento S1 Pigmento El albinismo está determinado por el alelo recesivo «a»… Primera ley de Mendel: la explicación molecular Las características de un organismo están definidas por un par de elementos y estos elementos se separan en el momento de formar los gametos. ¿Cómo se llaman estos “elementos”? ¿Cómo se llama el proceso por el que se forman los gametos? ¿En qué momento específico de la formación de los gametos se separan los “elementos” de Mendel? AA x aa Cruza de prueba: si un organismo exhibe el rasgo dominante puede ser AA o Aa… A a 100% Aa Todos muestran el fenotipo dominante Aa x aa A a 50% Aa, 50% aa La mitad muestra el fenotipo dominante y la mitad el recesivo a Cruza de prueba: si un organismo exhibe el rasgo dominante puede ser AA o Aa… Segunda ley de Mendel (distribución independiente) Los pares de elementos se separan de manera independiente unos de otros. Herencia de pares de genes: segunda ley de Mendel Las proporciones 3:1 se mantienen para cada carácter por separado. Aparecen nuevas combinaciones (no estaban presentes en los padres. La segunda ley de Mendel a nivel molecular Los pares de elementos se separan de manera independiente unos de otros. ¿En qué fase de la meiosis se produce la segregación? ¿Por qué es “independiente”? Para probar la segunda ley de Mendel necesitamos dos pares de alelos… célula madre de espermatozoides (2n) E S P E R M A T O Z O ID E S célula madre del óvulo (2n) ÓVULOS célula madre de espermatozoides (2n) E S P E R M A T O Z O ID E S célula madre de espermatozoides (2n) célula madre del óvulo (2n=4) ÓVULOS E S P E R M A T O Z O ID E S célula madre de espermatozoides (2n=4) E S P E R M A T O Z O ID E S 9 A_B_ :3 A_bb :3 aaB_ :1 aabb Alelos múltiples y codominancia Los genes tienen múltiples expresiones alélicas en la población. Cuando dos alelos codominantes se encuentran presentes simultáneamente en el genotipo, ambos se expresan en el fenotipo. Ejemplo: grupo sanguíneo humano http://images.google.com.ar/imgres?imgurl=http://www.lbl.gov/Publications/Currents/Archive/images/Mar-21-2003/blood_cells.jpg&imgrefurl=http://artehistoriaciencia.blogspot.com/2007_04_01_archive.html&h=300&w=380&sz=134&hl=es&start=3&um=1&tbnid=AuKhQUYT-_QfRM:&tbnh=97&tbnw=123&prev=/images%3Fq%3Dgrupo%2Bsangu%25C3%25ADneo%26um%3D1%26hl%3Des Codominancia: grupo sanguíneo Un alelo recesivo (i) y dos codominantes (IA e IB). Cuatro alternativas fenotípicas (grupo 0, A, B y AB). http://images.google.com.ar/imgres?imgurl=http://www.lbl.gov/Publications/Currents/Archive/images/Mar-21-2003/blood_cells.jpg&imgrefurl=http://artehistoriaciencia.blogspot.com/2007_04_01_archive.html&h=300&w=380&sz=134&hl=es&start=3&um=1&tbnid=AuKhQUYT-_QfRM:&tbnh=97&tbnw=123&prev=/images%3Fq%3Dgrupo%2Bsangu%25C3%25ADneo%26um%3D1%26hl%3Des http://images.google.com.ar/imgres?imgurl=http://www.lbl.gov/Publications/Currents/Archive/images/Mar-21-2003/blood_cells.jpg&imgrefurl=http://artehistoriaciencia.blogspot.com/2007_04_01_archive.html&h=300&w=380&sz=134&hl=es&start=3&um=1&tbnid=AuKhQUYT-_QfRM:&tbnh=97&tbnw=123&prev=/images%3Fq%3Dgrupo%2Bsangu%25C3%25ADneo%26um%3D1%26hl%3Des Grupo sanguíneo: antígenos y anticuerpos Glóbulos rojos http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/ABO_sangre_tipo.svg Dominancia incompleta Ninguno de los alelos impone su expresión sobre otro. El fenotipo de los heterocigotas muestra características intermedias. Cromosomas sexuales y determinación del sexo HERENCIA LIGADA AL SEXO Genes ubicados sobre el cromosoma X Si son recesivos, en la hembra se expresan sólo en homocigosis, en el macho se expresan siempre que estén presentes. Ejemplo: daltonismo y hemofilia en la especie humana. Madre sana Padre hemo- fílico Hija portadora Hija portadora Hijo sano Hijo sano h H H h h H H H H h h 45 29 6 8 En Drosophila, ojos rojos es dominante sobre ojos blancos Heterocromatinización En células de las hembras de mamíferos puede verse una mancha oscura de cromatina: los cuerpos de Barr. Dado que las hembras tienen dos cromosomas X, uno u otro es inactivado (totalmente al azar) en algunas células somáticas durante el desarrollo embrionario. Un ejemplo interesante de este fenómeno es la ceguera a los colores: cuando se da en las mujeres, en algunas ocasiones tienen ceguera a los colores en un ojo pero no en el otro. Mosaicismo y heterocromía Herencia poligénica Algunas características como el peso, la altura o el color no son resultado de la acción de un solo par de alelos sino de un conjunto de genes distintos. Estas características muestran una variación contínua. Interacción entre genes Cada gen codifica para un polipéptido (o una molécula de ARN). Sin embargo, las proteínas interactúan entre sí, y la mayoría de las características del fenotipo son el resultado de la combinación de distintos genes. S1 S2 S3 Cuando hay interacción entre genes las proporciones de una cruza de dos heterocigotas se separan de lo esperado según la segunda ley de Mendel (9:3:3:1) Epistasis y pleiotropía. Enzima 1 Enzima 2 Epistasis Es la modificación de la expresión de un gen por el efecto de otro gen no alélico. Epistasis Simple recesiva (9:3:4) Los alelos recesivos de un gen (cc) impidenla expresión fenotípica de otro gen (B_). Pleiotropía Un único gen determina más de una característica. La fenilcetonuria es una enfermedad genética que resulta en la incapacidad de metabolizar el aminoácido fenilalanina. Produce alteraciones en la piel, el pelo y la capacidad intelectual. Genes ligados Se llama así a los genes que se encuentran sobre el mismo cromosoma. Estos genes sólo pueden separarse entre sí a través del crossing over. Genes ligados y mapeo cromosómico La frecuencia de entrecruzamiento permite definir su posición sobre el cromosoma. Cuanto más separados se encuentren los genes sobre el cromosoma, más se acerca su distribución a la independencia (50% de recombinantes).