Las actuales teorías sobre los mecanismos de la herencia parten de los trabajos realizados por Gregor Johann Mendel.

     Mendel fue un monje austriaco que había estudiado matemáticas y ciencias en la universidad de Viena. Estos conocimientos le permitieron plantear sus experimentos y analizar los datos obtenidos de forma adecuada.

     Los experimentos que lo llevaron a descubrir las leyes de la herencia, conocidas como leyes de Mendel, en su honor, fueron efectuados con plantas de chícharo en un pequeño jardín anexo a su convento. Con gran acierto, Mendel seleccionó los chícharos para sus experimentos, pues son plantas fáciles de cultivar que producen muchas generaciones en poco tiempo. Además, la estructura que tienen las flores de esta planta, permite la autofecundación, lo que hace posible conservar variedades puras y facilita el control de los experimentos.

     También utilizó muchos pares de progenitores semejantes, lo que le permitió obtener numerosos descendientes, que analizó matemáticamente.

     Otro acierto de Mendel fue el hecho de que no trató de estudiar todos los caracteres al mismo tiempo, sino que seleccionó solamente algunos contrastantes y los estudió con detalle.

     Mendel anotó y analizó cuantitativamente y no sólo cualitativamente los datos obtenidos, es decir, fue capaz de definir sus leyes estadísticamente, explicando todos los procesos que implicaba el cruzamiento o hibridación de los chícharos y permitiendo su interpretación biológica.

     Sus experimentos se basaron en chícharos de semilla verde y chícharos de semilla amarilla, así como chícharos de semillas lisas y chícharos de semillas rugosas, es decir, con caracteres de distinto aspecto que, al cruzarse, dan diferentes descendencias.

     Cuando Mendel concluyó sus experimentos, presentó sus trabajos ante la Sociedad de Historia Natural de Brunn, en Austria, pero éstos no causaron ningún impacto en los científicos de la época, por lo que las investigaciones sobre la herencia quedaron abandonadas por algún tiempo.

 

Las leyes de Mendel

  1. Ley de la dominancia.
  2. Ley de la segregación de caracteres.
  3. Ley de la segregación independiente de los caracteres.

     La primera ley de Mendel se expresó así:

     "Del cruce de dos variedades o razas puras de una misma especie, la generación híbrida resultante es uniforme, es decir, está formada por individuos idénticos que sólo manifiestan uno de los caracteres paternos."

     La primera ley de la dominancia, explica que al cruzarse chícharos con semilla amarilla y chícharos con semilla verde, el resultado no es la obtención de chícharos con semillas de color intermedio al de sus progenitores, sino que hay un color o carácter que domina (carácter dominante) y otro que no se manifiesta, al que Mendel llamó carácter recesivo.

     En el primero de sus experimentos importantes, Mendel descubrió que un carácter es dominante sobre otro.

     A continuación, Mendel sembró las semillas obtenidas de la primera cruza y permitió que se reprodujeran normalmente por autofecundación. Así, cruzó entre sí la primera generación.

     Mendel observó que el carácter dominante aparecía en una proporción 3:1 en relación con el carácter recesivo en los organismos de la segunda generación (en la primera generación el carácter recesivo no aparece). A esto se le conoce como ley de la segregación de caracteres y Mendel la explicó así:

Experimentos de Mendel     "Si cruzamos una planta de semillas amarillas de raza pura (AA) con una planta de semillas verdes también de raza pura (VV), se observa que toda la descendencia es de plantas con semillas amarillas, esto quiere decir que el carácter dominante es el amarillo (A) y el carácter recesivo es el verde (V). Estas plantas, producto del primer cruzamiento, se conocen como híbridas (AV). Las plantas amarillas (AV) al cruzarse darán como producto tres plantas amarillas (AV) y una planta verde (VV)".

     Mendel se inclinó a pensar que la mitad de los óvulos tenían el carácter (A); la otra mitad el carácter (V), y lo mismo sucedía con los gametos masculinos conocidos como polen.

     Como el amarillo (A) es el carácter dominante (se observa en la primera generación), entonces:

1 óvulo (A) + 1 polen (A) = semilla amarilla (AA)

1 óvulo (V) + 1 polen (A) = semilla amarilla (AV)

1 óvulo (A) + 1 polen (V) = semilla amarilla (AV)

      1 óvulo (V) + 1 polen (V) = semilla verde (VV)

     De ahí la proporción 3:1.

     Es decir, la semilla amarilla puede provenir de dos células amarillas, o bien, de la cruza de una célula verde y una célula amarilla. En cambio, las semillas verdes provienen solamente de la unión entre dos células verdes; por tanto, son puras.

     La tercera ley de la segregación independiente de los caracteres fue descubierta cuando Mendel experimentó con plantas cuyas semillas presentaban más de un carácter. Por ejemplo, cruzó semillas amarillas y lisas con semillas verdes y rugosas.

     En la primera generación, las plantas tenían semillas amarillas lisas, lo que significa que el amarillo y el liso son los caracteres dominantes; pero en la segunda generación, los resultados fueron más variados: semillas amarillas lisas, semillas amarillas rugosas, semillas verdes lisas, semillas verdes rugosas.

     Las proporciones en las que se encontraron estas semillas hizo pensar a Mendel que el carácter amarillo es totalmente libre del carácter liso (no van unidos); y el carácter verde es también independiente del carácter rugoso.

     Así, las leyes de Mendel son el primer paso para el estudio de la herencia y la base de la genética moderna.

     El fenómeno de la herencia se cumple con rigor matemático. Sin embargo, Mendel no sabía qué factores controlaban los caracteres hereditarios ni cómo lo hacían. Tuvieron que pasar muchos años para que Thomas Hunt Morgan, a principios del siglo xx, apoyara la teoría cromosómica de la herencia, proponiendo que los factores hereditarios o genes, se encuentran dentro de los cromosomas del núcleo y son los responsables de trasmitir los caracteres hereditarios de padres a hijos.

 

Distinción entre genotipo y fenotipo

Las características somáticas de un individuo están controladas por factores hereditarios llamados genes.

     A las distintas formas heredables que puede presentar un gen se les denomina alelos. Por ejemplo, representando los alelos con letras mayúsculas y utilizando como modelo para la explicación los experimentos de Mendel, decimos que en una planta cuyos progenitores hayan producido siempre semillas amarillas, sus alelos pueden representarse como AA, lo que significa que recibió dos alelos para semillas amarillas, uno por cada progenitor y, por consiguiente, las semillas de la planta son amarillas.

     En una planta AV se deduce que recibió un alelo para semilla amarilla y un alelo para semilla verde. La planta es amarilla porque el alelo A es dominante, pero está latente en ella el carácter verde.

     En esta planta el genotipo está representado por sus alelos (AV) y el fenotipo por sus características físicas, o sea, el color amarillo.

      Los términos genotipo y fenotipo fueron introducidos por el biólogo danés Johannsen, quien realizó importantes trabajos acerca de los mecanismos de la herencia a principios de este siglo.

     Se define genotipo al conjunto de genes existentes en cada uno de los núcleos celulares de los individuos, en otras palabras, el genotipo es toda la información genética que posee un individuo. Por ejemplo, las semillas de chícharo que manejó Mendel, poseían genotipo AA,VV y los híbridos AV (A = amarillo y V = verde).

     En cambio, fenotipo se refiere a la manifestación externa de los caracteres hereditarios, o sea, al cuerpo del organismo.

     Así, si A es un carácter dominante, un organismo AA tendrá la misma apariencia o fenotipo que un organismo AV, aunque sus genotipos sean diferentes.

     Los fenotipos pueden estar influidos no solamente por el genotipo, sino también, dentro de ciertos límites, por los factores ambientales. Por ejemplo, si una persona que es blanca vive desde pequeña en la playa será morena aparentemente.

     Las modificaciones que puede presentar el fenotipo, según el medio en que se desarrolla el individuo, se llaman fluctuaciones o somaciones y no son heredables.

     Sin embargo, existe una serie de caracteres adquiridos que sí son hereditarios, porque afectan al genotipo; estos caracteres se les conoce como mutaciones. Estas mutaciones pueden ser producidas por factores físicos como radiaciones; factores químicos como la exposición a productos tóxicos, como el gas mostaza o a desechos de industrias atómicas.

     Cuando los alelos son iguales, se dice que el individuo es homocigótico o que es de raza pura para ese gen en particular; si los alelos son distintos, se dice que el individuo es heterocigótico o híbrido.

     Cuando en un individuo heterocigótico un gen se manifiesta en el fenotipo, a este se le llama gen dominante.

     El gen que no se manifiesta en el fenotipo se llama gen recesivo. Este gen necesita estar doblemente representado, como en el individuo homocigótico VV, para poder manifestarse.

     En estos casos:

  1. Si el carácter viene dado por dos alelos iguales recesivos, se dice que el individuo es un homocigoto recesivo para ese carácter. Por ejemplo, VV.
  2. Si el carácter viene dado por dos alelos iguales dominantes, se dice que el individuo es homocigoto dominante. Por ejemplo, AA.
  3. Si el individuo tiene dos alelos distintos, uno dominante y otro recesivo, se considera heterocigoto. Por ejemplo, AV.

     Existen casos en los que los dos alelos se expresan en el fenotipo, y se dice entonces que se trata de genes codominantes. Mendel en sus investigaciones no encontró casos de este tipo, pero después de él se han descrito muchos.

Mendel experimentó con flores.     Cuando se cruzan razas puras de flores blancas y rojas de Dondiego de noche (Mirabilis jalapa), producen flores rosadas en la primera generación, en las que ninguno de los genes domina sobre el otro; esto es, son codominantes.

     La codominancia explica también las rayas de las cebras y la pigmentación de los tigres y los leopardos, entre otros ejemplos.

 

 

 

 

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