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© J. L. Sánchez Guillén
IES Pando - Oviedo – Departamento de Biología y Geología
                                                           1
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               2
¿Por qué del cruce entre ratones negros puede salir de vez en cuando
algún ratón blanco?




                                                                       3
   Enlace: http://bioinformatica.uab.es/genomica/swf/genotipo.swf
¿Qué esperaremos obtener del cruce entre guisantes de color verde?




                               X




                   Sólo guisantes de color verde.
                                                                     4
¿Y del cruce entre guisantes de color amarillo?




                      X




   En ciertos casos sólo guisantes amarillos.
                                                  5
Pero en otros……




            X




3 amarillos por cada uno verde.
          ¿Por qué?               6
¿Y en el caso de cruzar un amarillo con uno verde?




                       X




                      ¿Esto?
                                                     7
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




                       ¿Esto?
                                                      8
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




                      ¿o esto?
                                                      9
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




                      ¿o esto?
                                                      10
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




      Pues….. en ciertos casos se obtiene esto.
                                                      11
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




                 Y en otros…… esto.
                                                      12
¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde?




                        X




                Pero nunca……. esto.
                                                      13
¿Y con el dondiego de noche, pasa lo mismo?




                    X




 Pues no, en esta planta obtenemos híbridos.   14
Parentales                        Descendencia




                              Flores
Blancas   Blancas   Blancas            Blancas   Blancas   Blancas
Rojas     Rojas     Rojas              Rojas     Rojas     Rojas
Rojas     Blancas   Rosas              Rosas     Rosas     Rosas
Rojas     Rosas     Rojas              Rojas     Rosas     Rosas
Rosas     Rosas     Rojas              Rosas     Rosas     Blancas




                                                                   15
¿A qué se debe todo esto?




La explicación se la debemos a Mendel




  Gregor Mendel 1822-1884
                                        16
Breve apunte biográfico sobre
Mendel

Mendel, el padre de la genética, nació el
22 de julio de 1822 en Heinzendorf (hoy
Hyncice, República Checa) en el seno
de una familia campesina. En 1843
ingresó en el monasterio de Brünn (hoy
Rp. Checa), donde fue ordenado
sacerdote en 1846. Nombrado abad,
trabajó durante toda su vida estudiando
cruzamientos e hibridaciones de plantas,
especialmente de guisantes, en la huerta
del monasterio.
En 1865 presentó sus descubrimientos
ante la Sociedad de Historia Natural de
Brunn que a pesar de su difusión
pasaron inadvertidos. Casi cincuenta
años después, a principios del siglo XX,
el holandés Hugo de Vries, Correns (en
Alemania), Tschermak (en Austria) y
Beteson (en Inglaterra), casi
simultáneamente redescubrieran la
monografía de Mendel.
Falleció el 6 de enero de 1884 en Brünn.    17
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               18
1) La herencia biológica            2) La información genética

Un ser humano se parece a otros     Es la información necesaria para
seres humanos de la misma           que la célula realice todas sus
manera que las ballenas, los        funciones. Además, como la célula
robles, las moscas, etc. se         es la unidad funcional de los
asemejan entre sí. Los hijos nos    seres vivos, esta información
parecemos más o menos a             determinará cómo va a ser un
nuestros padres. Se dice que        ser vivo concreto y cómo serán
heredamos de ellos nuestras         sus descendientes
características biológicas. Estas
características que se transmiten
de los ascendientes a los
descendientes constituyen la
herencia biológica.




                                                                   19
3) ¿Cómo se transmite
la información
genética?
                             I                I   Progenitores
La mayoría de los seres
vivos se reproducen por
reproducción sexual. En
ella los progenitores
producen unas células                             Gametos
especializadas: los
gametos. Estos se unen
para formar una nueva                             Zigoto
célula: el zigoto, que por
un proceso de desarrollo
dará lugar al nuevo
individuo. La información        Desarrollo
genética se trasmite de
los ascendientes a los
descendientes en el
núcleo de las células                I            Descendiente
reproductoras: los
gametos.
                                                             20
Espermatozoides humanos




 Óvulo humano




                          21
4) ¿Dónde está contenida la información genética?

La información genética se encuentra en el núcleo de todas las células
codificada en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos (ADN). Los
ácidos nucleicos son, por lo tanto, las moléculas de la herencia.

5) Clases de ácidos nucleicos

Existen dos clases de ácidos nucleicos: el ADN (ácido
desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). Se diferencian en
su composición química y en sus funciones.

6) ¿CÓMO ES EL ADN?

Los ácidos nucleicos son enormes moléculas formadas por miles de
millones de átomos. Están constituidos por la unión mediante enlaces
químicos de moléculas menores llamadas nucleótidos.
                                                                        22
1) ¿Cómo son los nucleótidos del
ADN? Los nucleótidos son las
unidades que forman los ácidos
nucleicos. A su vez, están formados
por otras molécula unidas entre sí.
Estas moléculas son: ácido fosfórico
(P), un azúcar, la desoxirribosa, (dR) y
una base nitrogenada (BN).




2) ¿Cuántas clases de nucleótidos
hay en el ADN? Los nucleótidos del
ADN sólo se diferencian en la base
nitrogenada. Como en el ADN sólo hay
4 bases nitrogenadas distintas, sólo
puede haber 4 nucleótidos diferentes.
Estas bases nitrogenadas son: la
adenina (A), la timina (T), la guanina
(G) y la citosina (C).

                                           23
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               24
3) ¿Cómo se unen los
nucleótidos entre sí?

Los nucleótidos del ADN se unen
como indica la figura. Esto es, se
une la desoxirribosa de uno con
el ácido fosfórico del siguiente.
Se pueden formar así largas
cadena que se diferencian en la
secuencia (orden) de las bases
nitrogenadas.
Es en esta secuencia de bases
donde está contenida la
información genética, de la
misma manera que la
información está contenida en la
secuencia de letras de un texto,
en los puntos marcados sobre un
papel en el alfabeto de los ciegos
o en la secuencia de 0 y 1 que
constituyen el código binario en
los ordenadores.
                                     25
4) La doble cadena del ADN

 Watson y Crick descubrieron
que el ADN estaba constituido en
realidad por dos cadenas de
nucleótidos con las bases
nitrogenadas dispuestas hacia el
interior. Las bases de cada una
de las cadenas estaban
apareadas, unidas, con las de la
otra. La adenina (A) siempre
estaba apareada con la timina
(T) y la guanina (G) con la
citosina (C). Por lo tanto, la
secuencia de bases de una
cadena estaría determinada por
la de la otra, ambas cadenas
serían complementarias.




                                   26
                                    (i+1)
5) La doble hélice del
ADN

Además, ambas
cadenas del ADN se
encuentran enrolladas
sobre un mismo eje
formando una doble
hélice.




                                27
                         El ADN en 3D
28
El ADN en 3D
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               29
1) ¿Qué es la cromatina?
El ADN se encuentra en el núcleo               Proteínas
de las células asociado a proteínas
formando una sustancia llamada
cromatina. Se le llama cromatina
porque se tiñe bien con ciertos
colorantes. La cromatina forma
                                         Doble hélice de
larguísimos filamentos muy               ADN
apelotonados

2) ¿Cómo se ve la cromatina al
microscopio?
Si la célula no está en división, la
cromatina se observa al microscopio
como una sustancia de aspecto
grumoso. Si la célula está en división
cada filamento se condensa
(apelotona) formando unas estructuras
llamadas cromosomas

                                                           30
Células en división.
En ellas se observa el ADN
fuertemente empaquetado
formando cromosomas.




                             31
Célula en
                            división




Cromosomas




             Célula no
             dividiéndose

                                   32
Cromosomas: Cuando la célula va a dividirse, las moléculas de ADN del núcleo
celular se empaquetan fuertemente formando los cromosomas.




                                                                           33
3) ¿Cómo son los
Cromátida    cromosomas?

             Los cromosomas están
             formados por dos
             filamentos de cromatina
             fuertemente empaquetados
Centrómero
             llamados cromátidas. Las
             cromátidas están unidas
             por un estrangulamiento: el
             centrómero, que divide
             cada cromátida en dos
             brazos. Ambas cromátidas
    Brazo    son copia una de otra,
             tienen la misma
             información genética.




                                    34
4) ¿Todos los cromosomas de una célula son iguales?

Los cromosomas de una célula son diferentes unos de otros, distinguiéndose por
su tamaño, forma y características (p. e.: posición del centrómero).

En la figura, cromosomas de una célula humana vistos al microscopio.




                                                                           35
Clases de cromosomas por la posición del centrómero:




Metacéntrico       Submetacéntrico        acrocéntrico   Telocéntrico



                                                                  36
1) ¿Qué es el cariotipo?              2) ¿Todos los seres vivos tienen
                                      el mismo número de
 Si cuando una célula está en         cromosomas?
división se fotografían sus
cromosoma y se ordenan,               No. Cada especie tiene un número
siguiendo determinados criterios,     de cromosomas característico. Así,
obtendremos un cariotipo.             por ejemplo:

 Al observar un cariotipo podemos     La especie humana…………….46
ver que los cromosomas están por      El chimpancé……………………48
pares de homólogos. Esto es,          El perro ………………………....78
tenemos dos juegos de                 Toro/vaca………………………..60
cromosomas (2n cromosomas). Un        Gallo/gallina……………………..78
juego aportado por nuestra madre      Rana……………………………..26
en el óvulo y el otro por nuestro     Mosca……………………………12
padre en el espermatozoide.           Maíz………………………………20
                                      Trigo………………………………46
 Los cariotipos son muy útiles pues   Algodón…………………………..52
permiten detectar las mutaciones
cromosómicas. Estas mutaciones
pueden ser la causa de graves
alteraciones.
                                                                      37
3) El cariotipo de
una mujer

Podemos ver que la
mujer tiene 22 pares
de cromosomas.
Estos cromosomas se
llaman autosomas y
en ellos se
encuentran los
caracteres no
sexuales. Además,
las mujeres tienen
dos cromosomas X
que son los que
determinan que una
persona sea mujer.

El par XX determina
el sexo femenino.


                       38
4) El cariotipo de un
hombre
El hombre tiene
también 22 pares de
autosomas. Pero el
hombre, en lugar de
tener dos
cromosomas X tiene
un cromosoma X y
otro Y.

La pareja XY
(heterocromoso-
mas) determina el
sexo masculino.




                        39
Cromosomas X e Y
humanos.




                                          40
                   Cromosoma X   Cromosoma Y
41
5) Algunas normas que, normalmente, se cumplen a propósito del cariotipo

1) Los cromosomas son orgánulos constantes en la célula.

2) Los individuos de una especie tienen el mismo número de cromosomas.

3) Todas las células de un organismo, excepto los gametos, tienen el mismo
    número de cromosomas.

4) Los cromosomas de una célula están por parejas de homólogos.

5) De cada par de homólogos uno viene del progenitor masculino y el otro del
   femenino.

6) Los cromosomas homólogos tienen información para los mismos caracteres
    pero no necesariamente la misma información.

7) El número de cromosomas de una célula se llama número diploide (2n).

8) Los gametos y las esporas tienen uno sólo de cada pareja de homólogos. Esto
    es, tienen un número haploide (n) de cromosomas.
                                                                              42
                                                                          (i+7)
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               43
Modalidades de reproducción



        I                                            I              I



                                          gametos




                                           zigoto


       I




                                                           I

Reproducción asexual                                 Reproducción sexual

                                                                           44
                                                                                (1)
Ciclo biológico del alga
Ciclo biológico del alga
 parda Fucus spiralis.
parda Fucus spiralis.




                            45
Ciclo diplonte: aves.




                        46
Ciclo haplonte: alga sp.



                           d1
                                                       f
                                            E                     A

                                                                      x500

                                                x500

                                 x1/5                                 b1
D: organismo
haploide (n).
                                                                             x500
d1: órganos
reproductores.
E: gametos (n).
                                                                      b2
f: fecundación.
                           D
A: zigoto (2n).
b1: 1ª división de la
meiosis.                                                                   x500
b2: 2ª división de la   X 1/10
meiosis.
B: esporas
haploides (n).                          c
c: desarrollo.                                         B   x500

                                                                           47
Ciclo diplohaplonte de los musgos.



                                      Espora (n)


Esporofito (2n)

                                                                       Gametofito
                                                                       (n)




                                                                               oosfera
                                                   anterozoide
Gametofito (n)
                                                                 Gametos (n)




                                         Zigoto (2n)                             48
El porqué de la meiosis

La mayoría de los seres
vivos son diploides (2n).
Esto es, en sus células                 2n
                                         I            2n
                                                      I
tienen 2n cromosomas, n
aportados por el
progenitor masculino y
otros n por el femenino.

                            gametos      2n            2n
Si las células
reproductoras, los
gametos, fuesen también
diploides (2n), los          zigoto            4n
descendientes serían 4n y
en cada generación se
duplicaría el número de
cromosomas de la especie.


Es por esto que en alguna
de las fases del ciclo
reproductor sexual de los                     4n
                                               I
seres vivos, el número de
cromosomas debe de
reducirse a la mitad.
                                      Reproducción sexual

                                                                  49
                                                                       (1)
El porqué de la meiosis

Por lo tanto, la
meiosis
contribuye a                   2n
                                I             2n
                                              I
mantener
                                    meiosis
constante el
número de
cromosomas.
                   gametos      n             n



No obstante esta
no es su única      zigoto            2n

función, la
meiosis, como
veremos más
adelante, tiene
además
importantes
consecuencias
genéticas y                         2n
                                     I
evolutivas.

                             Reproducción sexual

                                                         50
                                                              (1)
LA MEIOSIS
Las células reproductoras se producen
mediante un proceso llamado meiosis
que reduce a la mitad el número de
cromosomas. En este proceso sólo va a
cada célula reproductora uno de los
cromosomas de cada par de homólogos.
Esta es la razón por la que los gametos
son haploides en lugar de diploides.




                                          51
LA MEIOSIS
LA MEIOSIS

CONCEPTO
CONCEPTO

  La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención
 La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención
 de células haploides (n) a partir de células diploides (2n).
de células haploides (n) a partir de células diploides (2n).




OBJETIVOS DE LA MEIOSIS
OBJETIVOS DE LA MEIOSIS

  La meiosis no es un tipo de división celular diferente de la mitosis o una
 La meiosis no es un tipo de división celular diferente de la mitosis o una
 alternativa a ésta. La meiosis tiene objetivos diferentes. Uno de estos
alternativa a ésta. La meiosis tiene objetivos diferentes. Uno de estos
 objetivos es la reducción del número de cromosomas.
objetivos es la reducción del número de cromosomas.

 La meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente
La meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente
relacionada con la sexualidad yytiene un profundo sentido para la
 relacionada con la sexualidad tiene un profundo sentido para la
 supervivencia y evolución de las especies.
supervivencia y evolución de las especies.
                                                                               52
DIVISIONES DE LA MEIOSIS


• División I o Mitosis reduccional


    • Profase I
    • Metafase I
    • Anafase I
    • Telofase I



• División II o Mitosis ecuacional


    • Profase II
    • Metafase II
    • Anafase II
    • Telofase II


                                     53
División I de la meiosis




Interfase I   Profase I              Profase I   Profase I




 Metafase I   Anafase I            Telofase I    Interfase 54
                                                           II
División II de la meiosis




Profase II                                Metafase II




                                                         55
 Anafase II                                Telofase II
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               56
1)    ¿Qué es la genética?                         2) ¿Qué son los genes?

La Genética es la ciencia que estudia la           Sabemos que en los cromosomas se encuentra la
     herencia biológica. Esto es, estudia como         información genética y que esta información
     se transmiten los caracteres genéticos de         está codificada en la secuencia de
     los ascendientes a los descendientes y las        nucleótidos del ADN.
     leyes que regulan esta transmisión.           Un gen es una parte del cromosoma que contiene
Como ejemplos de carácter genético tenemos: la         información para un carácter.
     miopía hereditaria, los grupos sanguíneos     Así, por ejemplo, en la especie humana, en la
     (AB0), el factor RH, el color de la piel de       pareja de cromosomas nº8, se encuentra el
     los guisantes, etc.                               gen responsable de los grupos sanguíneos
                                                       (AB0).
3) ¿Qué son los alelos?                            4) ¿Cuántos genes tenemos para cada
                                                       carácter?
Tomemos el ejemplo del factor Rh. No todos
   tenemos el mismo factor Rh. Esto es debido      Nuestro padre nos aporta en el espermatozoide la
   a que este gen tiene dos variantes o alelos.        mitad de los cromosomas y la otra mitad es
                                                       aportada por nuestra madre.
     A   Rh positivo                               Así, por ejemplo, nuestro padre nos habrá legado
     a   Rh negativo                                   en uno de los cromosomas un gen para el
                                                       factor Rh y nuestra madre en el cromosoma
Por lo tanto diremos que los alelos son las            homólogo otro. Por lo tanto, para este
    diferentes variantes que puede tener un gen.       carácter, tendremos dos genes que podrán ser
                                                       iguales o distintos. Esto mismo ocurre con
                                                       todos los caracteres.                    57
5) El genotipo                            6) ¿Qué sucede si somos heterocigóticos?

El genotipo es el conjunto de genes que Si somos heterocigóticos (Aa) para un
tiene un individuo.                     carácter, pueden suceder dos cosas:

Así, si nuestro padre y nuestra madre   1ª) Que sólo se manifieste uno de los genes.
nos han aportado el mismo alelo para el Diremos entonces que existe dominancia.
factor RH, por ejemplo el A, nuestro    Por ejemplo, el gen que determina el Rh
genotipo será AA, seremos               positivo (A) siempre domina sobre el que
homocigóticos (raza pura).              determina el Rh negativo (a) y si somos Aa
                                        tendremos Rh positivo.
Pero si nuestro padre nos ha legado el  2ª) En ciertos caracteres ambos genes se
gen A y nuestra madre el a seremos: Aa, manifiestan y se dice que son codominantes.
heterocigóticos o híbridos.             Así, en los grupos sanguíneos, el gen para el
                                        grupo A y el del grupo B son codominantes
                                        y una persona que tenga ambos será del
                                        grupo AB.
7) El fenotipo

El fenotipo es la manifestación externa del genotipo. Así, por ejemplo, en el caso de
los grupos sanguíneos, si una persona es del grupo A, este será su fenotipo. En el factor
Rh, si es Rh negativo, este será su fenotipo.                                          58
NORMAS PARA NOMBRAR LOS GENES Y REPRESENTAR EL GENOTIPO


1ª El gen dominante se representará mediante una letra del
alfabeto en mayúscula (A).

2ª El gen recesivo con la misma letra en minúscula (a).

3ª En el genotipo del heterocigótico se escribirá primero el gen
dominante y después el recesivo (Aa) y nunca al revés (aA).

4ª Si los genes son codominantes se representarán con la misma
letra en mayúscula seguida de un superíndice que los distinga. Por
ejemplo: CA (color blanco de una flor), CB (color rojo).


                                                                   59
                                                                   (i)
LA MIOPÍA HEREDITARIA:

Ciertos tipos de miopía se heredan genéticamente. Este carácter, está
determinado por dos genes alelos que llamaremos A y a. El gen A,
dominante, determina que la persona sea miope; mientras que el gen a,
recesivo, determina el fenotipo normal (no miope).




CARÁCTER: Miopía hereditaria.

                 ALELOS: Este gen tiene dos alelos.
                 A ........ miope
                 a ........ normal (no miope)

        Genotipos                 Fenotipos
        AA (homocigótico)         Miope
        aa (homocigótico)         Normal (no miope)
        Aa (heterocigótico)       Miope


                                                                        60
LOS GRUPOS SANGUÍNEOS:

Un ejemplo más complejo es el de los grupos sanguíneos (sistema ABO). Este
carácter viene determinado por tres genes alelos: IA, que determina el grupo A,
IB, que determina el grupo B e i, que determina el grupo O. Los genes IA e IB
son codominantes y ambos son dominantes respecto al gen i que es recesivo.


Los genotipos y fenotipos posibles son:

        Genotipos         Fenotipos
        IAIA              Grupo A
        IAi               Grupo A
        IBIB              Grupo B
        IBi               Grupo B
        ii                Grupo O
        IAIB              Grupo AB




Fundamento de los grupos sanguíneos: WeB de Lourdes Luengo. Picar aquí.      61
62
Herencia intermedia en el dondiego de noche
Herencia intermedia en el dondiego de noche

En el dondiego de noche hay plantas de flores rojas, rosas yyblancas. Esto se debería aaque
 En el dondiego de noche hay plantas de flores rojas, rosas blancas. Esto se debería que
 en esta planta existirían dos alelos para el color de la flor: Cr rojo Cb blanco. Las
en esta planta existirían dos alelos para el color de la flor: Cr , ,rojo yyCb, ,blanco. Las
plantas de flores rojas serían Cr Cr, ,las de flores blancas: Cb Cb, ,yylas rosas serían el
 plantas de flores rojas serían Cr Cr las de flores blancas: Cb Cb       las rosas serían el
 heterocigótico C r Cb. Se trata de un caso de herencia intermedia, pues el heterocigótico
heterocigótico Cr Cb. Se trata de un caso de herencia intermedia, pues el heterocigótico
 manifiesta un fenotipo que es intermedio entre los fenotipos que presentan los
manifiesta un fenotipo que es intermedio entre los fenotipos que presentan los
 homocigóticos.
homocigóticos.




       Dondiego de noche
                                         Cr Cr               Cb Cb              Cr Cb

                                                                                        63
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               64
Cómo se hacen problemas de genética I

EJEMPLO 1: La miopía está determinada por un gen dominante A respecto al
  gen normal recesivo a ¿Cómo serán los descendientes de un padre miope y
  una madre "normal" ambos homocigóticos?

SOLUCIÓN: Para resolver los problemas de genética debe hacerse siempre
  una labor de análisis y razonamiento.

1) El padre por ser miope deberá tener el gen A y por ser homocigótico deberá
    ser AA, ya que todos tenemos dos genes para cada carácter.
2) La madre por ser "normal" deberá tener el gen a y por ser homocigótica
    deberá ser aa obligatoriamente.
3) Todos los espermatozoides del padre llevarán necesariamente el gen A, ya
    que no tiene otro.
4) Todos los óvulos de la madre llevarán necesariamente el gen a, ya que no
    tiene otro.
5) La unión de ambos genes dará siempre genotipos Aa heterocigóticos.
6) Como consecuencia todos los hijos que puedan tener serán
    necesariamente de genotipo Aa, heterocigóticos, y de fenotipo:
    miopes.
                                                                             65
                                                                         (I+8)
ESQUEMA DE CRUZAMIENTO I



Fenotipos              Miope                       No miope

Genotipos               AA                            aa



Gametos
                        A                               a




                                       Miopes
Descendientes
                                         Aa



            Conclusión: Todos los descendientes serán Aa, miopes.
                                                                            66
                                                                    (i+3)
Cómo se hacen problemas de genética II

EJEMPLO 2 :El color amarillo de los guisantes está determinado por un
  gen dominante (A) respecto al gen que determina el color verde,
  recesivo (a). ¿Cómo serán los guisantes descendientes de un cruce
  entre guisantes de color amarillo heterocigóticos?

SOLUCIÓN:

1º) Los guisantes deberán tener como genotipo: Aa, ya que se nos dice
    que son heterocigóticos. La mitad de los granos de polen llevará el
    gen A y la otra mitad el gen a.

2º) Lo mismo sucederá con los óvulos de la flor.

3º) Se podrán producir por lo tanto las siguientes combinaciones: 25%
   AA, 50% Aa y 25% aa. Pues la combinación Aa se puede originar tanto
   si se une un grano de polen A con un óvulo a como a la inversa.

Conclusión: Como consecuencia se obtendrán un 75% de guisantes amarillos
(25% AA + 50% Aa) y un 25% verdes aa.
                                                                          67
                                                                      (I+7)
ESQUEMA DE CRUZAMIENTO II

Fenotipos              Amarillos                      Amarillos

Genotipos                  Aa                            Aa



Gametos                A        a                     A       a


                                Cuadro gamético

                                    A                a
                            Amarillos             Amarillos
Descendientes
                  A
                              AA                    Aa
                            Amarillos              Verdes
                   a
                              Aa                     aa


                Conclusión: 75% serán amarillos y 25% verdes.     68
                                                                   (i+3)
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               69
Reina Victoria                     Príncipe Alberto




                           Princesa    Duque                                       Leopoldo                             Princesa      Enrique Mauricio
                            Alicia    de Hesse                                    (Duque de                              Beatriz         (Duque de
                                                                                    Albany)                                             Battemberg)




                                                                                                                             Alfonso XIII




         Princesa       Enrique       Federico   Alejandra   Nicolás II        Alicia    Alejandro               Victoria                Leopoldo Mauricio
          Irene        (Príncipe      de Hesse               de Rusia                   (Duque de                Eugenia
                      de Prusia)                                                        Atholone)




                                                                                                                                         Mercedes



Valdemaro       Enrique                                            Alexis                        Alfonso Pío                   Juan               Gonzalo
 (Príncipe     (Príncipe                                         (Zarevich                       (Príncipe de
de Prusia)    de Prusia)                                         de Rusia)                       Asturias)
                                                                                                                                             Juan
                                                                                                                Sofía                        Carlos I



             No hemofílicos

             Portadora                                                                                                                         Príncipe
                                                                                                                                               Felipe

             Hemofílico
                                                                                                                  Elena       Cristina         70
LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS I

Los árboles genealógicos sirven para representar la herencia de un
   determinado carácter entre una serie de individuos emparentados.

En un árbol genealógico los hombres (o los machos en las especies animales o
   vegetales) se representan mediante cuadrados, las mujeres (o las hembras
   si se trata de otras especies diferentes de la especie humana) se
   representan mediante círculos. Los cruces se indican mediante una línea
   horizontal y los descendientes por líneas que parten del trazo horizontal.
   Las diferentes generaciones se indican al margen mediante números
   romanos.

En el caso de tratarse de especies diferentes de la especie humana los
   llamaremos pedigrís.



El estudio de la genealogía proporciona muchos datos. Veamos a continuación
    el siguiente ejemplo:

                                                                             71
                                                                         (I+4)
LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS II

Un matrimonio (7, 8) ha tenido una hija enferma (12) con una determinada
enfermedad genética. El padre de la niña (8) le echa la culpa a la madre, pues
su padre (1) abuelo de la niña también tiene la enfermedad. ¿Tiene razón?
El análisis de la información proporcionada por este árbol nos va a permitir
sacar las siguientes conclusiones:


                                                                      II
           1             2                    3            4


                                                                       II
                                                                      II

       5          6          7            8         9          10

                                                                       III
                                                                      III


                        11         12         13
                                                                             72
LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS III
1ª) El gen responsable de la enfermedad es recesivo, pues en el caso de que fuese domi-
nante, 7 u 8 tendrían que tener la enfermedad por haber tenido una hija enferma, pues el gen
de la enfermedad ha tenido que venir de uno sus padres.
2ª) Si el gen recesivo, 12 debe ser necesariamente aa, pues si fuese AA o Aa estaría sana.
3º) Si 12 es aa, un gen (a) tiene que venir de su madre, y el otro del padre (si se descartan
las mutaciones o el adulterio).
4º) Por lo tanto 8 no tiene razón, ya que el alelo que determina la enfermedad proviene tanto
de su mujer como de él.



              aa            A-                    A?               A?            II
              1               2                      3              4


                               Aa              Aa                                II
                                                                                II

          5           6           7              8          9           10

                                                                                 III
                                                                                III
                                        aa
                                                                                         73
                             11          12          13                                   (i+4)
LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV

El esquema de cruzamiento de la figura nos puede ayudar a entender lo que ha pasado.




               Madre 7                             Padre 8
                 Aa                                    Aa




                  a                                   a




                                  Enferma
                                    aa


                                                                                       74
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS I
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser dominante pues si fuese recesiva
los padres serían aa y por lo tanto todos los hijos serían todos enfermos aa también. Lo
que no puede ser pues los hijos son sanos.


        Familia 1. Enfermedad A                     Solución. Enfermedad A



                                                       Aa               Aa
           1                   2                       1                   2



                                               aa          aa         aa       aa
    3           4          5         6          3           4          5         6

                                                                                      75
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS I
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser dominante pues si fuese recesiva
los padres serían aa y por lo tanto todos los hijos serían todos enfermos aa también. Lo
que no puede ser pues los hijos son sanos.


        Familia 1. Enfermedad A                     Solución. Enfermedad A



                                                       Aa               Aa
           1                   2                       1                   2



                                               aa          aa         aa       aa
    3           4          5         6          3           4          5         6

                                                                                      76
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS II
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser recesiva pues, si fuese dominante,
alguno de los padres debería estar enfermo pues los hijos han recibido los genes de
ellos.


       Familia 2. Enfermedad B                       Solución. Enfermedad B


                                                        Aa              Aa
          1                  2                          1                   2



                                                 aa         aa         aa       aa
   3           4         5          6            3           4          5         6

                                                                                      77
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS III
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: La enfermedad no puede ser dominante, pues en ese caso alguno de los
padres tendría que estar enfermo, pues los hijos han heredado el gen de la enfermedad
de ellos. La consecuencia es que la enfermedad es recesiva y ambos padres son
heterocigóticos Aa.
       Familia 3. Enfermedad C                       Solución. Enfermedad C


                                                       Aa               Aa
         1                   2                         1                   2



                                                aa         aa         A-        A-
  3           4          5         6            3           4          5         6

                                                                                      78
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: La enfermedad no puede ser recesiva. Pues en ese caso los padres serían aa
los dos y todos los hijos serían también aa, enfermos. Por lo tanto la enfermedad es
dominante y ambos progenitores son heterocigóticos Aa.
       Familia 4. Enfermedad D                      Solución. Enfermedad D



                                                      Aa              Aa
          1                  2                        1                   2



                                               A-         A-         aa       aa
   3           4         5          6           3          4          5         6

                                                                                     79
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.
Solución: La enfermedad no puede ser recesiva. Pues en ese caso los padres serían aa
los dos y todos los hijos serían también aa, enfermos. Por lo tanto la enfermedad es
dominante y ambos progenitores son heterocigóticos Aa.
       Familia 4. Enfermedad D                      Solución. Enfermedad D



                                                      Aa              Aa
          1                  2                        1                   2



                                               A-         A-         aa       aa
   3           4         5          6           3          4          5         6

                                                                                     80
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS V
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.



                             Familia 5. Enfermedad E




                             1                   2




                      3           4          5          6



                                                                                      81
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS V. SOLUCIONES AL CASO E:

En este caso la enfermedad puede ser tanto dominante como recesiva.

¿Qué conclusión puede sacarse entonces?

Muy sencillo: “Con estos datos no se puede saber si es dominante o recesiva”.


       Familia 5. Enfermedad E                  Familia 5. Enfermedad E
       Enfermedad dominante A                    Enfermedad recesiva a


         Aa            aa                         aa              Aa
         1                2                       1                  2



  aa         Aa      Aa       Aa            Aa        aa       aa        aa
  3           4       5          6          3          4         5         6


                                                                                  82
                                                                                (i+16)
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS VI
Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados
oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos.
Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello
es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o
recesivo.



                             Familia 6. Enfermedad F




                             1                   2




                      3           4          5          6



                                                                                      83
EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS VI. SOLUCIONES AL CASO F:

El caso F es similar al E y tampoco puede saberse, pues la enfermedad puede ser
tanto dominante como recesiva, ambas soluciones son posibles.
¿Si puede ser dominante y puede ser recesiva, qué conclusión puede sacarse
entonces?

Muy sencillo: “Con estos datos no se puede saber si es dominante o recesiva”.


       Familia 6. Enfermedad F                  Familia 6. Enfermedad F
      Enfermedad dominante: A                   Enfermedad recesiva: a


        aa             Aa                         Aa             aa
        1                  2                      1                 2



  aa        aa       aa        Aa          Aa         Aa       Aa       aa
  3          4         5         6          3          4        5         6
                                                                                 84
                                                                              (i+17)
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               85
PRÁCTICA: ESTUDIO DE ALGUNOS CARACTERES GENÉTICOS EN LA
ESPECIE HUMANA

 La especie humana es un ser vivo más: un mamífero y en concreto un primate.
Por lo tanto, los caracteres genéticos se heredan de forma similar al resto de los
seres vivos.

 Como ya sabemos tenemos 46 cromosomas (23 parejas de homólogos) y se
cree que en estos cromosomas tenemos unos 30 000 genes, aunque esto no se
sabe con seguridad. Muchos de estos genes se conocen. Se conoce su posición:
en qué cromosoma están, la función que tienen: lo que hacen; e incluso de
muchos de ellos se conoce la secuencia de bases nitrogenadas del ADN que los
codifica.

 Ahora bien la herencia de los caracteres genéticos no es sencilla. Pues aunque
algunos de estos caracteres están determinados por un sólo par de genes:
caracteres mendelianos, otros, la mayoría, están codificados por muchos genes
no alelos: caracteres poligénicos y el estudio de su herencia es mucho más
complejo.



                                                                                86
Ejemplos de caracteres genéticos mendelianos en la especie humana




       A                              a
                                                                     D                        d




       E                          e                                      F                     f

Fig. Algunos fenotipos en la especie humana. A y a) Lengua plegada y recta; D y d) lóbulo de la oreja 87
libre y pegado; E y e) línea frontal del pelo en pico y recto; F y f) pulgar curvado y recto.
Carácter                             Alelos                            Fenotipo   Genotipo
1º Plegar la lengua: La lengua se   A: si se puede plegar (plegada)
     puede o no doblar en sentido   a: si no se puede (recta)
     longitudinal
2º Hoyuelo de la barbilla           B: si se tiene
                                    b: si no se tiene
3º Forma de la coronilla            C: remolino en sentido de las agujas
                                         del reloj
                                    c: remolino en sentido contrario
4º Lóbulo de la oreja               D: libre o separado
                                    d: pegado o unido
5º Línea frontal del pelo           E: en pico de viuda
                                    e: recto
6º Dedo pulgar                      F: curvado
                                    f: recto
7º Longitud de las pestañas         G: largas
                                    g: cortas
8º Longitud relativa de los dedos   H: índice más corto que el anular
     índice y anular en el hombre   h: índice más largo que el anular
9º Longitud relativa de los dedos   H: índice más largo que el anular
     índice y anular en la mujer    h: índice más corto que el anular
9º Grupo sanguíneo                  IA: grupo A
                                    IB: grupo B
                                    i: grupo 0
10º Factor RH                       Rh+: Rh positivo (+)                                    88
                                    rh: Rh negativo (-)
LA DETERMINACIÓN SEXUAL
a) Determinación sexual debida a un par de genes; como ocurre, por ejemplo, en las
plantas dioicas.
b) Determinación sexual por cromosomas sexuales. En este caso, el sexo depende
de la presencia o ausencia de determinados cromosomas. En el reino animal, los
sistemas más frecuentes de determinación sexual son:
    •Sistema XX-XY. Como el del hombre y el resto de los mamíferos. Macho XY y
    hembra XX.
    •Sistema ZZ-ZW. Se da en aves, algunos reptiles, etc. En este caso el macho
    es ZZ y la hembra ZW.
    •Sistema XX-XO. La hembra XX y el macho XO. Se da en libélulas,
    saltamontes...
c) Sexo por haploidia: Los huevos fecundados (diploides) dan lugar a hembra y los
no fecundados (haploides) a machos. Ejemplo: las abejas.
d) Determinación por factores ambientales: Temperatura de incubación (cocodrilos).
e) Inversión sexual. El sexo depende de la proporción de machos y hembras
existentes en la población o de la edad. Así, ciertos peces cuando son jóvenes
tienen un sexo y de adultos tienen otro.
                                                                                 89
LA HERENCIA DEL SEXO
                         LA HERENCIA DEL SEXO


Como ya sabemos el
                             ♀ Mujer             ♂ Hombre
sexo en la especie
humana está                   XX                   XY
determinado por los
cromosomas sexuales
X e Y. Las mujeres
son homogaméticas              X                  X         Y
(XX) y los hombres
heterogaméticos
(XY). Si en el
momento de la
concepción se unen
un óvulo X con un
espermatozoide X, el
zigoto dará una mujer.
Si se unen un óvulo X
                                   XX                 XY
con un
espermatozoide Y,
dará un hombre.
                                                                90
                                                                 (i+5)
LA HERENCIA DEL SEXO
                         LA HERENCIA DEL SEXO


En las aves sucede al
revés que en los
mamíferos.


La hembra es la
heterogamética (ZW)            Z                 Z        W
y el macho es el
homogamético (ZZ).
Los espermatozoides
del gallo llevan todos
el cromosoma Z y los
óvulos de la gallina
son en un 50%, Z y
otro 50%, W.
                                   ZZ                ZW
Los cromosomas Z y
W son los que
determinan el sexo.
                                                              91
                                                               (i+5)
LA HERENCIA LIGADA AL SEXO I I
                      LA HERENCIA LIGADA AL SEXO


Ciertos caracteres,             GENOTIPOS Y FENOTIPOS POSIBLES
como la enfermedad              EN EL CASO DE LA HEMOFILIA
de la hemofilia, se
                                La hemofilia está determinada por un gen
encuentran
                                recesivo (h) localizado en el cromosoma X,
localizados en el
                                frente al alelo normal (H). Los genotipos y
cromosoma X, otros
                                fenotipos posibles son:
se encuentran en el
Y. Estos caracteres
no sexuales que se
localizan en los                XHXH   …….. Mujer   normal
cromosomas sexuales
se denominan                    XHXh   …….. Mujer   portadora
caracteres ligados al
sexo.                           XhXh   …….. Mujer   hemofílica?
Los caracteres
ligados al sexo se
heredan de una                  XHY   ……..   Hombre normal
manera particular.
                                XhY   ……..   Hombre hemofílico                92
LA HERENCIA LIGADA AL SEXO II
                    LA HERENCIA LIGADA AL SEXO II



Los descendientes entre una    ♀ Mujer                ♂ Hombre
mujer portadora y un hombre        XHXh                 XHY
normal pueden ser:


25% mujer normal, XHXH        XH          Xh           XH        Y
25% mujer portadora, XHXh

25% hombre normal, XHY

25% hombre hemofílico, XhY
                                               XH           Y


                              XH               XHXH      XHY


                               Xh              XHXh      XhY
                                                                     93
(i+3)
LA HERENCIA LIGADA AL SEXO III
                   LA HERENCIA LIGADA AL SEXO III



Los descendientes entre una    ♀ Mujer               ♂ Hombre
mujer normal y un hombre        XHXH                   XhY
hemofílico pueden ser:


50% mujer portadora, XHXh
                                   XH                 Xh        Y
50% hombre normal, XHY




                                         Xh                Y


                              XH         XHXh           XHY

                                                                    94
(i+3)
Reina Victoria                     Príncipe Alberto




                           Princesa    Duque                                       Leopoldo                             Princesa      Enrique Mauricio
                            Alicia    de Hesse                                    (Duque de                              Beatriz         (Duque de
                                                                                    Albany)                                             Battemberg)




                                                                                                                             Alfonso XIII




         Princesa       Enrique       Federico   Alejandra   Nicolás II        Alicia    Alejandro               Victoria                Leopoldo Mauricio
          Irene        (Príncipe      de Hesse               de Rusia                   (Duque de                Eugenia
                      de Prusia)                                                        Atholone)




                                                                                                                                         Mercedes



Valdemaro       Enrique                                            Alexis                        Alfonso Pío                   Juan               Gonzalo
 (Príncipe     (Príncipe                                         (Zarevich                       (Príncipe de
de Prusia)    de Prusia)                                         de Rusia)                       Asturias)
                                                                                                                                             Juan
                                                                                                                Sofía                        Carlos I



             No hemofílicos

             Portadora                                                                                                                         Príncipe
                                                                                                                                               Felipe

             Hemofílico
                                                                                                                  Elena       Cristina         95
http://www.webpersonal.net/unsitiomas/test_daltonismo.htm


                                                        96
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               97
LAS MUTACIONES:
 Una mutación es todo cambio en el material genético que causa una
variación en la información genética.
Las mutaciones pueden ser:
- Mutaciones génicas: Aquellas en las que el cambio se produce en la
constitución química de los genes.
- Mutaciones cromosómicas: Son aquellas alteraciones que se producen en
los cromosomas por ganancia, pérdida o intercambio de un fragmento
cromosómico.
- Mutaciones genómicas: Son las alteraciones que afectan al cariotipo. La
célula tiene cromosomas de más o de menos.
Las mutaciones se pueden producir tanto por factores físicos (radiaciones)
como por agentes químicos y pueden afectar tanto a células somáticas (no
reproductoras) como a las células germinales (reproductoras). Sólo en este
segundo caso la mutación es heredable. Las mutaciones somáticas son la
causa más probable del cáncer.

 Las mutaciones son muy importantes pues son las responsables de las
Las mutaciones son muy importantes pues son las responsables de las
     variaciones y en consecuencia de la evolución de las especies
    variaciones y en consecuencia de la evolución de las especies    98
El albinismo es causado por una mutación génica.




                                                   99
Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de
nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas.




                               Agente físico
                                o químico




          A    T   C   G   A    A   C   C     G   T   T   G   C   A   C
           T   A   G C     T    T   G   G C       A   A   C   G   T   G


                               ADN original




                                                                          100
Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de
nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas.




          A   T   C   G   A   A   C   C   G   T   T   G   C   A   C
          T   A   G C     T   T   G   G A     A   A   C   G   T   G


                          ADN con mutación génica




                                                                      101
Ejemplo de mutación cromosómica: deleción o pérdida de un
fragmento de un cromosoma.


          a
                                        a
          b
                                        b
          c
                                        c


          d
                                        d
          e
                                        e
          f
                                        f
          g
                                        g
          h
          i

                                                            102
Cariotipo con una
deleción en uno de
los cromosomas del
par 16.
Uno de los
cromosomas del par
16 es más corto
pues ha perdido un
fragmento.




                     103
(i)
Cariotipo con una
deleción en uno de
los cromosomas del
par 16.
Uno de los
cromosomas del par
16 es más corto
pues ha perdido un
fragmento.




                     104
(i)
Cariotipo con una
deleción en uno de
los cromosomas del
par 16.
Uno de los
cromosomas del par
16 es más corto
pues ha perdido un
fragmento.




                     105
(i)
Mutaciones genómicas en los autosomas


• Síndrome de Down-Trisomía 21
• Cierto retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa,
  crecimiento retardado.

• Síndrome de Edwars-Trisomía 18
• Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña,
  mentón huido, lesiones cardiacas.

• Síndrome de Patau-Trisomía 13 ó 15
• Labio leporino, lesiones cardiacas, polidactilia.

                                                       106
Ideograma de un cariotipo de una mujer con trisomía 21.
                                                          107
Niña con síndrome de Down
Niña con síndrome de Down
Trisomía 21
Trisomía 21




                      108
Anomalías presentes en los casos
con Síndrome de Down.
La personas con síndrome de
Down presentan estatura baja,
cabeza redondeada, frente alta y
aplanada, y lengua y labios secos
y fisurados. Presentan epicanto,
pliegue de piel en la esquina
interna de los ojos. Las palmas de
las manos muestran un único
pliegue transversal, y las plantas
de los pies presentan un pliegue
desde el talón hasta el primer
espacio interdigital (entre los dos
primeros dedos). El cociente de
inteligencia (CI) varía desde 20
hasta 60 (una inteligencia media
alcanza el valor 100), pero con
procedimientos educativos
específicos y precoces algunos
consiguen valores más altos.


(Enciclopedia Encarta)
                           109
Mutaciones genómicas en los heterocromosomas




•   Síndrome de Klinefelter (44 autosomas + XXY)
•   Hombres con escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide.

•   Síndrome del duplo Y (44 autosomas + XYY)
•   Hombres de elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente
    intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial.

•   Síndrome de Turner (44 autosomas + X)
•   Mujeres de aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo.

•   Síndrome de Triple X (44 autosomas + XXX)
•   Mujeres con infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales
    externos.



                                                                              110
1            2                 3                       4                 5




     6        7            8            9              10        11           12




    13       14       15                16        17        18



    19       20                21            22                       X   X             Y



Ideograma de una célula humana de una persona con Síndrome de
Klinefelter, XXY.
                                                                                  111
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               112
Breve apunte biográfico sobre
Mendel

Mendel, el padre de la genética, nació el
22 de julio de 1822 en Heinzendorf (hoy
Hyncice, República Checa) en el seno
de una familia campesina. En 1843
ingresó en el monasterio de Brünn (hoy
Rp. Checa), donde fue ordenado
sacerdote en 1846. Nombrado abad,
trabajó durante toda su vida estudiando
cruzamientos e hibridaciones de plantas,
especialmente de guisantes, en la huerta
del monasterio.
En 1865 presentó sus descubrimientos
ante la Sociedad de Historia Natural de
Brunn que a pesar de su difusión
pasaron inadvertidos. Casi cincuenta
años después, a principios del siglo XX,
el holandés Hugo de Vries, Correns (en
Alemania), Tschermak (en Austria) y
Beteson (en Inglaterra), casi
simultáneamente redescubrieran la
monografía de Mendel.
Falleció el 6 de enero de 1884 en Brünn.    113
La primera ley de Mendel:

Ley de la uniformidad de        P    X
los híbridos de la primera
generación: Cuando se
cruzan dos variedades
individuos de raza pura
ambos (homocigotos ) para
un determinado carácter,
todos los híbridos de la
primera generación son
iguales.                        F1
Mendel llegó a esta
conclusión al cruzar
variedades puras de
guisantes amarillas y verdes,
pues siempre obtenía de este
cruzamiento variedades de
guisante amarillas.
                                         114
                                           (i+2)
La primera ley de Mendel:

Ley de la uniformidad de        P    AA   X    aa
los híbridos de la primera
generación: Cuando se
cruzan dos variedades
individuos de raza pura
ambos (homocigotos ) para       G    A         a
un determinado carácter,
todos los híbridos de la
primera generación son
iguales.                        F1        Aa
Mendel llegó a esta
conclusión al cruzar
variedades puras de
guisantes amarillas y verdes,
pues siempre obtenía de este
cruzamiento variedades de
guisante amarillas.
                                                    115
                                                      (i+2)
La segunda ley de Mendel:

Ley de la separación o              F1               X
disyunción de los alelos.

Mendel tomó plantas
procedentes de las semillas de
la primera generación (F1) del
experimento anterior, amarillas
Aa, y las polinizó entre sí. Del
cruce obtuvo semillas amarillas y
verdes en la proporción 3:1 (75%
amarillas y 25% verdes). Así
pues, aunque el alelo que           F2
determina la coloración verde de
las semillas parecía haber
desaparecido en la primera
generación filial (F1), vuelve a
manifestarse en esta segunda
generación (F2).

Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda
                                                                         116
                                                                         (i+6)
La segunda ley de Mendel:

Ley de la separación o
                                    F1       Aa        X        Aa
disyunción de los alelos.

Mendel tomó plantas
procedentes de las semillas de
la primera generación (F1) del      G    A    a             A    a
experimento anterior, amarillas
Aa, y las polinizó entre sí. Del
cruce obtuvo semillas amarillas y
verdes en la proporción 3:1 (75%                                     a
amarillas y 25% verdes). Así
                                                   A
pues, aunque el alelo que
determina la coloración verde de         A        AA                 Aa
las semillas parecía haber          F2
desaparecido en la primera
generación filial (F1), vuelve a         a        Aa                 aa
manifestarse en esta segunda
generación (F2).

Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda
                                                                         117
                                                                          (i+6)
3ª LEY DE MENDEL




A       a                                     A      a

                B    b                        B      b




Genes independientes                      Genes ligados son
son aquellos situados en                  aquellos situados en el
pares de cromosomas                       mismo par de
homólogos diferentes.                     cromosomas homólogos.




                                                                    118
GENES INDEPENDIENTES




             A       a
                         B   b




 A       A                   a        a

                 b               B         b
     B




25% AB   25% Ab              25% aB   25% ab   119
GENES LIGADOS




         A           a
         B           b




 A                            a
 B                            b




50% AB                       50% ab
                                      120
La Tercera Ley de Mendel:                                      AaBb
                                          AaBb        X
Ley de la independencia de los
caracteres no antagónicos.

                                       AB Ab aB ab         AB Ab aB ab
Genes independientes

                                           AB         Ab       aB       ab
9 amarillos lisos
3 verdes lisos                    AB     AA,BB      AA,Bb Aa,BB Aa,Bb
3 amarillos rugosos
1 verde rugoso.                   Ab      AA,Bb     AA,bb Aa,Bb Aa,bb

                                  aB      Aa,BB     Aa,Bb aa,BB       aa,Bb

                                  ab      Aa,Bb     Aa,bb    aa,Bb    aa,bb


Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossTercera
                                                                         121
                                                                             (i+2)
La Tercera Ley de Mendel:                                      AaBb
                                          AaBb        X
Ley de la independencia de los
caracteres no antagónicos.

                                           AB ab               AB ab
Genes ligados
                                           AB         Ab       aB       ab
3 amarillos lisos
1 verde rugoso.                   AB     AA,BB      AA,Bb Aa,BB Aa,Bb

                                  Ab      AA,Bb     AA,bb Aa,Bb Aa,bb

                                  aB      Aa,BB     Aa,Bb aa,BB        aa,Bb

                                  ab      Aa,Bb     Aa,bb    aa,Bb     aa,bb


Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossTercera
                                                                         122
                                                                             (i+2)
ÍNDICE
1 – Índice
2 – La herencia biológica
3 – El ADN
4 – Los cromosomas y el cariotipo
5 – La meiosis
6 – Conceptos básicos de genética mendeliana
7 – Los problemas de genética
8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís
9 – Genética humana
10 – Mutaciones
11 – Mendel y las Leyes de Mendel
                                               123
¿Por qué del cruce entre ratones negros puede salir de vez en cuando
algún ratón blanco?
Es seguro que ahora podrás responder a esta pregunta que se hacía al
principio del tema.




                                                                       124
125

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  • 1. © J. L. Sánchez Guillén IES Pando - Oviedo – Departamento de Biología y Geología 1
  • 2. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 2
  • 3. ¿Por qué del cruce entre ratones negros puede salir de vez en cuando algún ratón blanco? 3 Enlace: http://bioinformatica.uab.es/genomica/swf/genotipo.swf
  • 4. ¿Qué esperaremos obtener del cruce entre guisantes de color verde? X Sólo guisantes de color verde. 4
  • 5. ¿Y del cruce entre guisantes de color amarillo? X En ciertos casos sólo guisantes amarillos. 5
  • 6. Pero en otros…… X 3 amarillos por cada uno verde. ¿Por qué? 6
  • 7. ¿Y en el caso de cruzar un amarillo con uno verde? X ¿Esto? 7
  • 8. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X ¿Esto? 8
  • 9. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X ¿o esto? 9
  • 10. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X ¿o esto? 10
  • 11. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X Pues….. en ciertos casos se obtiene esto. 11
  • 12. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X Y en otros…… esto. 12
  • 13. ¿Y en el caso de cruzar una amarillo con uno verde? X Pero nunca……. esto. 13
  • 14. ¿Y con el dondiego de noche, pasa lo mismo? X Pues no, en esta planta obtenemos híbridos. 14
  • 15. Parentales Descendencia Flores Blancas Blancas Blancas Blancas Blancas Blancas Rojas Rojas Rojas Rojas Rojas Rojas Rojas Blancas Rosas Rosas Rosas Rosas Rojas Rosas Rojas Rojas Rosas Rosas Rosas Rosas Rojas Rosas Rosas Blancas 15
  • 16. ¿A qué se debe todo esto? La explicación se la debemos a Mendel Gregor Mendel 1822-1884 16
  • 17. Breve apunte biográfico sobre Mendel Mendel, el padre de la genética, nació el 22 de julio de 1822 en Heinzendorf (hoy Hyncice, República Checa) en el seno de una familia campesina. En 1843 ingresó en el monasterio de Brünn (hoy Rp. Checa), donde fue ordenado sacerdote en 1846. Nombrado abad, trabajó durante toda su vida estudiando cruzamientos e hibridaciones de plantas, especialmente de guisantes, en la huerta del monasterio. En 1865 presentó sus descubrimientos ante la Sociedad de Historia Natural de Brunn que a pesar de su difusión pasaron inadvertidos. Casi cincuenta años después, a principios del siglo XX, el holandés Hugo de Vries, Correns (en Alemania), Tschermak (en Austria) y Beteson (en Inglaterra), casi simultáneamente redescubrieran la monografía de Mendel. Falleció el 6 de enero de 1884 en Brünn. 17
  • 18. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 18
  • 19. 1) La herencia biológica 2) La información genética Un ser humano se parece a otros Es la información necesaria para seres humanos de la misma que la célula realice todas sus manera que las ballenas, los funciones. Además, como la célula robles, las moscas, etc. se es la unidad funcional de los asemejan entre sí. Los hijos nos seres vivos, esta información parecemos más o menos a determinará cómo va a ser un nuestros padres. Se dice que ser vivo concreto y cómo serán heredamos de ellos nuestras sus descendientes características biológicas. Estas características que se transmiten de los ascendientes a los descendientes constituyen la herencia biológica. 19
  • 20. 3) ¿Cómo se transmite la información genética? I I Progenitores La mayoría de los seres vivos se reproducen por reproducción sexual. En ella los progenitores producen unas células Gametos especializadas: los gametos. Estos se unen para formar una nueva Zigoto célula: el zigoto, que por un proceso de desarrollo dará lugar al nuevo individuo. La información Desarrollo genética se trasmite de los ascendientes a los descendientes en el núcleo de las células I Descendiente reproductoras: los gametos. 20
  • 22. 4) ¿Dónde está contenida la información genética? La información genética se encuentra en el núcleo de todas las células codificada en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos (ADN). Los ácidos nucleicos son, por lo tanto, las moléculas de la herencia. 5) Clases de ácidos nucleicos Existen dos clases de ácidos nucleicos: el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). Se diferencian en su composición química y en sus funciones. 6) ¿CÓMO ES EL ADN? Los ácidos nucleicos son enormes moléculas formadas por miles de millones de átomos. Están constituidos por la unión mediante enlaces químicos de moléculas menores llamadas nucleótidos. 22
  • 23. 1) ¿Cómo son los nucleótidos del ADN? Los nucleótidos son las unidades que forman los ácidos nucleicos. A su vez, están formados por otras molécula unidas entre sí. Estas moléculas son: ácido fosfórico (P), un azúcar, la desoxirribosa, (dR) y una base nitrogenada (BN). 2) ¿Cuántas clases de nucleótidos hay en el ADN? Los nucleótidos del ADN sólo se diferencian en la base nitrogenada. Como en el ADN sólo hay 4 bases nitrogenadas distintas, sólo puede haber 4 nucleótidos diferentes. Estas bases nitrogenadas son: la adenina (A), la timina (T), la guanina (G) y la citosina (C). 23
  • 24. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 24
  • 25. 3) ¿Cómo se unen los nucleótidos entre sí? Los nucleótidos del ADN se unen como indica la figura. Esto es, se une la desoxirribosa de uno con el ácido fosfórico del siguiente. Se pueden formar así largas cadena que se diferencian en la secuencia (orden) de las bases nitrogenadas. Es en esta secuencia de bases donde está contenida la información genética, de la misma manera que la información está contenida en la secuencia de letras de un texto, en los puntos marcados sobre un papel en el alfabeto de los ciegos o en la secuencia de 0 y 1 que constituyen el código binario en los ordenadores. 25
  • 26. 4) La doble cadena del ADN Watson y Crick descubrieron que el ADN estaba constituido en realidad por dos cadenas de nucleótidos con las bases nitrogenadas dispuestas hacia el interior. Las bases de cada una de las cadenas estaban apareadas, unidas, con las de la otra. La adenina (A) siempre estaba apareada con la timina (T) y la guanina (G) con la citosina (C). Por lo tanto, la secuencia de bases de una cadena estaría determinada por la de la otra, ambas cadenas serían complementarias. 26 (i+1)
  • 27. 5) La doble hélice del ADN Además, ambas cadenas del ADN se encuentran enrolladas sobre un mismo eje formando una doble hélice. 27 El ADN en 3D
  • 29. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 29
  • 30. 1) ¿Qué es la cromatina? El ADN se encuentra en el núcleo Proteínas de las células asociado a proteínas formando una sustancia llamada cromatina. Se le llama cromatina porque se tiñe bien con ciertos colorantes. La cromatina forma Doble hélice de larguísimos filamentos muy ADN apelotonados 2) ¿Cómo se ve la cromatina al microscopio? Si la célula no está en división, la cromatina se observa al microscopio como una sustancia de aspecto grumoso. Si la célula está en división cada filamento se condensa (apelotona) formando unas estructuras llamadas cromosomas 30
  • 31. Células en división. En ellas se observa el ADN fuertemente empaquetado formando cromosomas. 31
  • 32. Célula en división Cromosomas Célula no dividiéndose 32
  • 33. Cromosomas: Cuando la célula va a dividirse, las moléculas de ADN del núcleo celular se empaquetan fuertemente formando los cromosomas. 33
  • 34. 3) ¿Cómo son los Cromátida cromosomas? Los cromosomas están formados por dos filamentos de cromatina fuertemente empaquetados Centrómero llamados cromátidas. Las cromátidas están unidas por un estrangulamiento: el centrómero, que divide cada cromátida en dos brazos. Ambas cromátidas Brazo son copia una de otra, tienen la misma información genética. 34
  • 35. 4) ¿Todos los cromosomas de una célula son iguales? Los cromosomas de una célula son diferentes unos de otros, distinguiéndose por su tamaño, forma y características (p. e.: posición del centrómero). En la figura, cromosomas de una célula humana vistos al microscopio. 35
  • 36. Clases de cromosomas por la posición del centrómero: Metacéntrico Submetacéntrico acrocéntrico Telocéntrico 36
  • 37. 1) ¿Qué es el cariotipo? 2) ¿Todos los seres vivos tienen el mismo número de Si cuando una célula está en cromosomas? división se fotografían sus cromosoma y se ordenan, No. Cada especie tiene un número siguiendo determinados criterios, de cromosomas característico. Así, obtendremos un cariotipo. por ejemplo: Al observar un cariotipo podemos La especie humana…………….46 ver que los cromosomas están por El chimpancé……………………48 pares de homólogos. Esto es, El perro ………………………....78 tenemos dos juegos de Toro/vaca………………………..60 cromosomas (2n cromosomas). Un Gallo/gallina……………………..78 juego aportado por nuestra madre Rana……………………………..26 en el óvulo y el otro por nuestro Mosca……………………………12 padre en el espermatozoide. Maíz………………………………20 Trigo………………………………46 Los cariotipos son muy útiles pues Algodón…………………………..52 permiten detectar las mutaciones cromosómicas. Estas mutaciones pueden ser la causa de graves alteraciones. 37
  • 38. 3) El cariotipo de una mujer Podemos ver que la mujer tiene 22 pares de cromosomas. Estos cromosomas se llaman autosomas y en ellos se encuentran los caracteres no sexuales. Además, las mujeres tienen dos cromosomas X que son los que determinan que una persona sea mujer. El par XX determina el sexo femenino. 38
  • 39. 4) El cariotipo de un hombre El hombre tiene también 22 pares de autosomas. Pero el hombre, en lugar de tener dos cromosomas X tiene un cromosoma X y otro Y. La pareja XY (heterocromoso- mas) determina el sexo masculino. 39
  • 40. Cromosomas X e Y humanos. 40 Cromosoma X Cromosoma Y
  • 41. 41
  • 42. 5) Algunas normas que, normalmente, se cumplen a propósito del cariotipo 1) Los cromosomas son orgánulos constantes en la célula. 2) Los individuos de una especie tienen el mismo número de cromosomas. 3) Todas las células de un organismo, excepto los gametos, tienen el mismo número de cromosomas. 4) Los cromosomas de una célula están por parejas de homólogos. 5) De cada par de homólogos uno viene del progenitor masculino y el otro del femenino. 6) Los cromosomas homólogos tienen información para los mismos caracteres pero no necesariamente la misma información. 7) El número de cromosomas de una célula se llama número diploide (2n). 8) Los gametos y las esporas tienen uno sólo de cada pareja de homólogos. Esto es, tienen un número haploide (n) de cromosomas. 42 (i+7)
  • 43. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 43
  • 44. Modalidades de reproducción I I I gametos zigoto I I Reproducción asexual Reproducción sexual 44 (1)
  • 45. Ciclo biológico del alga Ciclo biológico del alga parda Fucus spiralis. parda Fucus spiralis. 45
  • 47. Ciclo haplonte: alga sp. d1 f E A x500 x500 x1/5 b1 D: organismo haploide (n). x500 d1: órganos reproductores. E: gametos (n). b2 f: fecundación. D A: zigoto (2n). b1: 1ª división de la meiosis. x500 b2: 2ª división de la X 1/10 meiosis. B: esporas haploides (n). c c: desarrollo. B x500 47
  • 48. Ciclo diplohaplonte de los musgos. Espora (n) Esporofito (2n) Gametofito (n) oosfera anterozoide Gametofito (n) Gametos (n) Zigoto (2n) 48
  • 49. El porqué de la meiosis La mayoría de los seres vivos son diploides (2n). Esto es, en sus células 2n I 2n I tienen 2n cromosomas, n aportados por el progenitor masculino y otros n por el femenino. gametos 2n 2n Si las células reproductoras, los gametos, fuesen también diploides (2n), los zigoto 4n descendientes serían 4n y en cada generación se duplicaría el número de cromosomas de la especie. Es por esto que en alguna de las fases del ciclo reproductor sexual de los 4n I seres vivos, el número de cromosomas debe de reducirse a la mitad. Reproducción sexual 49 (1)
  • 50. El porqué de la meiosis Por lo tanto, la meiosis contribuye a 2n I 2n I mantener meiosis constante el número de cromosomas. gametos n n No obstante esta no es su única zigoto 2n función, la meiosis, como veremos más adelante, tiene además importantes consecuencias genéticas y 2n I evolutivas. Reproducción sexual 50 (1)
  • 51. LA MEIOSIS Las células reproductoras se producen mediante un proceso llamado meiosis que reduce a la mitad el número de cromosomas. En este proceso sólo va a cada célula reproductora uno de los cromosomas de cada par de homólogos. Esta es la razón por la que los gametos son haploides en lugar de diploides. 51
  • 52. LA MEIOSIS LA MEIOSIS CONCEPTO CONCEPTO La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención de células haploides (n) a partir de células diploides (2n). de células haploides (n) a partir de células diploides (2n). OBJETIVOS DE LA MEIOSIS OBJETIVOS DE LA MEIOSIS La meiosis no es un tipo de división celular diferente de la mitosis o una La meiosis no es un tipo de división celular diferente de la mitosis o una alternativa a ésta. La meiosis tiene objetivos diferentes. Uno de estos alternativa a ésta. La meiosis tiene objetivos diferentes. Uno de estos objetivos es la reducción del número de cromosomas. objetivos es la reducción del número de cromosomas. La meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente La meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente relacionada con la sexualidad yytiene un profundo sentido para la relacionada con la sexualidad tiene un profundo sentido para la supervivencia y evolución de las especies. supervivencia y evolución de las especies. 52
  • 53. DIVISIONES DE LA MEIOSIS • División I o Mitosis reduccional • Profase I • Metafase I • Anafase I • Telofase I • División II o Mitosis ecuacional • Profase II • Metafase II • Anafase II • Telofase II 53
  • 54. División I de la meiosis Interfase I Profase I Profase I Profase I Metafase I Anafase I Telofase I Interfase 54 II
  • 55. División II de la meiosis Profase II Metafase II 55 Anafase II Telofase II
  • 56. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 56
  • 57. 1) ¿Qué es la genética? 2) ¿Qué son los genes? La Genética es la ciencia que estudia la Sabemos que en los cromosomas se encuentra la herencia biológica. Esto es, estudia como información genética y que esta información se transmiten los caracteres genéticos de está codificada en la secuencia de los ascendientes a los descendientes y las nucleótidos del ADN. leyes que regulan esta transmisión. Un gen es una parte del cromosoma que contiene Como ejemplos de carácter genético tenemos: la información para un carácter. miopía hereditaria, los grupos sanguíneos Así, por ejemplo, en la especie humana, en la (AB0), el factor RH, el color de la piel de pareja de cromosomas nº8, se encuentra el los guisantes, etc. gen responsable de los grupos sanguíneos (AB0). 3) ¿Qué son los alelos? 4) ¿Cuántos genes tenemos para cada carácter? Tomemos el ejemplo del factor Rh. No todos tenemos el mismo factor Rh. Esto es debido Nuestro padre nos aporta en el espermatozoide la a que este gen tiene dos variantes o alelos. mitad de los cromosomas y la otra mitad es aportada por nuestra madre. A Rh positivo Así, por ejemplo, nuestro padre nos habrá legado a Rh negativo en uno de los cromosomas un gen para el factor Rh y nuestra madre en el cromosoma Por lo tanto diremos que los alelos son las homólogo otro. Por lo tanto, para este diferentes variantes que puede tener un gen. carácter, tendremos dos genes que podrán ser iguales o distintos. Esto mismo ocurre con todos los caracteres. 57
  • 58. 5) El genotipo 6) ¿Qué sucede si somos heterocigóticos? El genotipo es el conjunto de genes que Si somos heterocigóticos (Aa) para un tiene un individuo. carácter, pueden suceder dos cosas: Así, si nuestro padre y nuestra madre 1ª) Que sólo se manifieste uno de los genes. nos han aportado el mismo alelo para el Diremos entonces que existe dominancia. factor RH, por ejemplo el A, nuestro Por ejemplo, el gen que determina el Rh genotipo será AA, seremos positivo (A) siempre domina sobre el que homocigóticos (raza pura). determina el Rh negativo (a) y si somos Aa tendremos Rh positivo. Pero si nuestro padre nos ha legado el 2ª) En ciertos caracteres ambos genes se gen A y nuestra madre el a seremos: Aa, manifiestan y se dice que son codominantes. heterocigóticos o híbridos. Así, en los grupos sanguíneos, el gen para el grupo A y el del grupo B son codominantes y una persona que tenga ambos será del grupo AB. 7) El fenotipo El fenotipo es la manifestación externa del genotipo. Así, por ejemplo, en el caso de los grupos sanguíneos, si una persona es del grupo A, este será su fenotipo. En el factor Rh, si es Rh negativo, este será su fenotipo. 58
  • 59. NORMAS PARA NOMBRAR LOS GENES Y REPRESENTAR EL GENOTIPO 1ª El gen dominante se representará mediante una letra del alfabeto en mayúscula (A). 2ª El gen recesivo con la misma letra en minúscula (a). 3ª En el genotipo del heterocigótico se escribirá primero el gen dominante y después el recesivo (Aa) y nunca al revés (aA). 4ª Si los genes son codominantes se representarán con la misma letra en mayúscula seguida de un superíndice que los distinga. Por ejemplo: CA (color blanco de una flor), CB (color rojo). 59 (i)
  • 60. LA MIOPÍA HEREDITARIA: Ciertos tipos de miopía se heredan genéticamente. Este carácter, está determinado por dos genes alelos que llamaremos A y a. El gen A, dominante, determina que la persona sea miope; mientras que el gen a, recesivo, determina el fenotipo normal (no miope). CARÁCTER: Miopía hereditaria. ALELOS: Este gen tiene dos alelos. A ........ miope a ........ normal (no miope) Genotipos Fenotipos AA (homocigótico) Miope aa (homocigótico) Normal (no miope) Aa (heterocigótico) Miope 60
  • 61. LOS GRUPOS SANGUÍNEOS: Un ejemplo más complejo es el de los grupos sanguíneos (sistema ABO). Este carácter viene determinado por tres genes alelos: IA, que determina el grupo A, IB, que determina el grupo B e i, que determina el grupo O. Los genes IA e IB son codominantes y ambos son dominantes respecto al gen i que es recesivo. Los genotipos y fenotipos posibles son: Genotipos Fenotipos IAIA Grupo A IAi Grupo A IBIB Grupo B IBi Grupo B ii Grupo O IAIB Grupo AB Fundamento de los grupos sanguíneos: WeB de Lourdes Luengo. Picar aquí. 61
  • 62. 62
  • 63. Herencia intermedia en el dondiego de noche Herencia intermedia en el dondiego de noche En el dondiego de noche hay plantas de flores rojas, rosas yyblancas. Esto se debería aaque En el dondiego de noche hay plantas de flores rojas, rosas blancas. Esto se debería que en esta planta existirían dos alelos para el color de la flor: Cr rojo Cb blanco. Las en esta planta existirían dos alelos para el color de la flor: Cr , ,rojo yyCb, ,blanco. Las plantas de flores rojas serían Cr Cr, ,las de flores blancas: Cb Cb, ,yylas rosas serían el plantas de flores rojas serían Cr Cr las de flores blancas: Cb Cb las rosas serían el heterocigótico C r Cb. Se trata de un caso de herencia intermedia, pues el heterocigótico heterocigótico Cr Cb. Se trata de un caso de herencia intermedia, pues el heterocigótico manifiesta un fenotipo que es intermedio entre los fenotipos que presentan los manifiesta un fenotipo que es intermedio entre los fenotipos que presentan los homocigóticos. homocigóticos. Dondiego de noche Cr Cr Cb Cb Cr Cb 63
  • 64. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 64
  • 65. Cómo se hacen problemas de genética I EJEMPLO 1: La miopía está determinada por un gen dominante A respecto al gen normal recesivo a ¿Cómo serán los descendientes de un padre miope y una madre "normal" ambos homocigóticos? SOLUCIÓN: Para resolver los problemas de genética debe hacerse siempre una labor de análisis y razonamiento. 1) El padre por ser miope deberá tener el gen A y por ser homocigótico deberá ser AA, ya que todos tenemos dos genes para cada carácter. 2) La madre por ser "normal" deberá tener el gen a y por ser homocigótica deberá ser aa obligatoriamente. 3) Todos los espermatozoides del padre llevarán necesariamente el gen A, ya que no tiene otro. 4) Todos los óvulos de la madre llevarán necesariamente el gen a, ya que no tiene otro. 5) La unión de ambos genes dará siempre genotipos Aa heterocigóticos. 6) Como consecuencia todos los hijos que puedan tener serán necesariamente de genotipo Aa, heterocigóticos, y de fenotipo: miopes. 65 (I+8)
  • 66. ESQUEMA DE CRUZAMIENTO I Fenotipos Miope No miope Genotipos AA aa Gametos A a Miopes Descendientes Aa Conclusión: Todos los descendientes serán Aa, miopes. 66 (i+3)
  • 67. Cómo se hacen problemas de genética II EJEMPLO 2 :El color amarillo de los guisantes está determinado por un gen dominante (A) respecto al gen que determina el color verde, recesivo (a). ¿Cómo serán los guisantes descendientes de un cruce entre guisantes de color amarillo heterocigóticos? SOLUCIÓN: 1º) Los guisantes deberán tener como genotipo: Aa, ya que se nos dice que son heterocigóticos. La mitad de los granos de polen llevará el gen A y la otra mitad el gen a. 2º) Lo mismo sucederá con los óvulos de la flor. 3º) Se podrán producir por lo tanto las siguientes combinaciones: 25% AA, 50% Aa y 25% aa. Pues la combinación Aa se puede originar tanto si se une un grano de polen A con un óvulo a como a la inversa. Conclusión: Como consecuencia se obtendrán un 75% de guisantes amarillos (25% AA + 50% Aa) y un 25% verdes aa. 67 (I+7)
  • 68. ESQUEMA DE CRUZAMIENTO II Fenotipos Amarillos Amarillos Genotipos Aa Aa Gametos A a A a Cuadro gamético A a Amarillos Amarillos Descendientes A AA Aa Amarillos Verdes a Aa aa Conclusión: 75% serán amarillos y 25% verdes. 68 (i+3)
  • 69. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 69
  • 70. Reina Victoria Príncipe Alberto Princesa Duque Leopoldo Princesa Enrique Mauricio Alicia de Hesse (Duque de Beatriz (Duque de Albany) Battemberg) Alfonso XIII Princesa Enrique Federico Alejandra Nicolás II Alicia Alejandro Victoria Leopoldo Mauricio Irene (Príncipe de Hesse de Rusia (Duque de Eugenia de Prusia) Atholone) Mercedes Valdemaro Enrique Alexis Alfonso Pío Juan Gonzalo (Príncipe (Príncipe (Zarevich (Príncipe de de Prusia) de Prusia) de Rusia) Asturias) Juan Sofía Carlos I No hemofílicos Portadora Príncipe Felipe Hemofílico Elena Cristina 70
  • 71. LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS I Los árboles genealógicos sirven para representar la herencia de un determinado carácter entre una serie de individuos emparentados. En un árbol genealógico los hombres (o los machos en las especies animales o vegetales) se representan mediante cuadrados, las mujeres (o las hembras si se trata de otras especies diferentes de la especie humana) se representan mediante círculos. Los cruces se indican mediante una línea horizontal y los descendientes por líneas que parten del trazo horizontal. Las diferentes generaciones se indican al margen mediante números romanos. En el caso de tratarse de especies diferentes de la especie humana los llamaremos pedigrís. El estudio de la genealogía proporciona muchos datos. Veamos a continuación el siguiente ejemplo: 71 (I+4)
  • 72. LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS II Un matrimonio (7, 8) ha tenido una hija enferma (12) con una determinada enfermedad genética. El padre de la niña (8) le echa la culpa a la madre, pues su padre (1) abuelo de la niña también tiene la enfermedad. ¿Tiene razón? El análisis de la información proporcionada por este árbol nos va a permitir sacar las siguientes conclusiones: II 1 2 3 4 II II 5 6 7 8 9 10 III III 11 12 13 72
  • 73. LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS III 1ª) El gen responsable de la enfermedad es recesivo, pues en el caso de que fuese domi- nante, 7 u 8 tendrían que tener la enfermedad por haber tenido una hija enferma, pues el gen de la enfermedad ha tenido que venir de uno sus padres. 2ª) Si el gen recesivo, 12 debe ser necesariamente aa, pues si fuese AA o Aa estaría sana. 3º) Si 12 es aa, un gen (a) tiene que venir de su madre, y el otro del padre (si se descartan las mutaciones o el adulterio). 4º) Por lo tanto 8 no tiene razón, ya que el alelo que determina la enfermedad proviene tanto de su mujer como de él. aa A- A? A? II 1 2 3 4 Aa Aa II II 5 6 7 8 9 10 III III aa 73 11 12 13 (i+4)
  • 74. LOS ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV El esquema de cruzamiento de la figura nos puede ayudar a entender lo que ha pasado. Madre 7 Padre 8 Aa Aa a a Enferma aa 74
  • 75. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS I Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser dominante pues si fuese recesiva los padres serían aa y por lo tanto todos los hijos serían todos enfermos aa también. Lo que no puede ser pues los hijos son sanos. Familia 1. Enfermedad A Solución. Enfermedad A Aa Aa 1 2 1 2 aa aa aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 75
  • 76. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS I Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser dominante pues si fuese recesiva los padres serían aa y por lo tanto todos los hijos serían todos enfermos aa también. Lo que no puede ser pues los hijos son sanos. Familia 1. Enfermedad A Solución. Enfermedad A Aa Aa 1 2 1 2 aa aa aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 76
  • 77. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS II Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: En este caso la enfermedad tiene que ser recesiva pues, si fuese dominante, alguno de los padres debería estar enfermo pues los hijos han recibido los genes de ellos. Familia 2. Enfermedad B Solución. Enfermedad B Aa Aa 1 2 1 2 aa aa aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 77
  • 78. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS III Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: La enfermedad no puede ser dominante, pues en ese caso alguno de los padres tendría que estar enfermo, pues los hijos han heredado el gen de la enfermedad de ellos. La consecuencia es que la enfermedad es recesiva y ambos padres son heterocigóticos Aa. Familia 3. Enfermedad C Solución. Enfermedad C Aa Aa 1 2 1 2 aa aa A- A- 3 4 5 6 3 4 5 6 78
  • 79. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: La enfermedad no puede ser recesiva. Pues en ese caso los padres serían aa los dos y todos los hijos serían también aa, enfermos. Por lo tanto la enfermedad es dominante y ambos progenitores son heterocigóticos Aa. Familia 4. Enfermedad D Solución. Enfermedad D Aa Aa 1 2 1 2 A- A- aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 79
  • 80. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS IV Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Solución: La enfermedad no puede ser recesiva. Pues en ese caso los padres serían aa los dos y todos los hijos serían también aa, enfermos. Por lo tanto la enfermedad es dominante y ambos progenitores son heterocigóticos Aa. Familia 4. Enfermedad D Solución. Enfermedad D Aa Aa 1 2 1 2 A- A- aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 80
  • 81. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS V Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Familia 5. Enfermedad E 1 2 3 4 5 6 81
  • 82. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS V. SOLUCIONES AL CASO E: En este caso la enfermedad puede ser tanto dominante como recesiva. ¿Qué conclusión puede sacarse entonces? Muy sencillo: “Con estos datos no se puede saber si es dominante o recesiva”. Familia 5. Enfermedad E Familia 5. Enfermedad E Enfermedad dominante A Enfermedad recesiva a Aa aa aa Aa 1 2 1 2 aa Aa Aa Aa Aa aa aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 82 (i+16)
  • 83. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS VI Del estudio de la herencia de ciertas enfermedades genéticas (círculos y cuadrados oscuros) en una serie de familias, se han obtenido los siguientes árboles genealógicos. Basándote exclusivamente en los datos suministrados, determinar en cada caso, si ello es posible y no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es dominante o recesivo. Familia 6. Enfermedad F 1 2 3 4 5 6 83
  • 84. EJERCICIOS DE ÁRBOLES GENEALÓGICOS VI. SOLUCIONES AL CASO F: El caso F es similar al E y tampoco puede saberse, pues la enfermedad puede ser tanto dominante como recesiva, ambas soluciones son posibles. ¿Si puede ser dominante y puede ser recesiva, qué conclusión puede sacarse entonces? Muy sencillo: “Con estos datos no se puede saber si es dominante o recesiva”. Familia 6. Enfermedad F Familia 6. Enfermedad F Enfermedad dominante: A Enfermedad recesiva: a aa Aa Aa aa 1 2 1 2 aa aa aa Aa Aa Aa Aa aa 3 4 5 6 3 4 5 6 84 (i+17)
  • 85. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 85
  • 86. PRÁCTICA: ESTUDIO DE ALGUNOS CARACTERES GENÉTICOS EN LA ESPECIE HUMANA La especie humana es un ser vivo más: un mamífero y en concreto un primate. Por lo tanto, los caracteres genéticos se heredan de forma similar al resto de los seres vivos. Como ya sabemos tenemos 46 cromosomas (23 parejas de homólogos) y se cree que en estos cromosomas tenemos unos 30 000 genes, aunque esto no se sabe con seguridad. Muchos de estos genes se conocen. Se conoce su posición: en qué cromosoma están, la función que tienen: lo que hacen; e incluso de muchos de ellos se conoce la secuencia de bases nitrogenadas del ADN que los codifica. Ahora bien la herencia de los caracteres genéticos no es sencilla. Pues aunque algunos de estos caracteres están determinados por un sólo par de genes: caracteres mendelianos, otros, la mayoría, están codificados por muchos genes no alelos: caracteres poligénicos y el estudio de su herencia es mucho más complejo. 86
  • 87. Ejemplos de caracteres genéticos mendelianos en la especie humana A a D d E e F f Fig. Algunos fenotipos en la especie humana. A y a) Lengua plegada y recta; D y d) lóbulo de la oreja 87 libre y pegado; E y e) línea frontal del pelo en pico y recto; F y f) pulgar curvado y recto.
  • 88. Carácter Alelos Fenotipo Genotipo 1º Plegar la lengua: La lengua se A: si se puede plegar (plegada) puede o no doblar en sentido a: si no se puede (recta) longitudinal 2º Hoyuelo de la barbilla B: si se tiene b: si no se tiene 3º Forma de la coronilla C: remolino en sentido de las agujas del reloj c: remolino en sentido contrario 4º Lóbulo de la oreja D: libre o separado d: pegado o unido 5º Línea frontal del pelo E: en pico de viuda e: recto 6º Dedo pulgar F: curvado f: recto 7º Longitud de las pestañas G: largas g: cortas 8º Longitud relativa de los dedos H: índice más corto que el anular índice y anular en el hombre h: índice más largo que el anular 9º Longitud relativa de los dedos H: índice más largo que el anular índice y anular en la mujer h: índice más corto que el anular 9º Grupo sanguíneo IA: grupo A IB: grupo B i: grupo 0 10º Factor RH Rh+: Rh positivo (+) 88 rh: Rh negativo (-)
  • 89. LA DETERMINACIÓN SEXUAL a) Determinación sexual debida a un par de genes; como ocurre, por ejemplo, en las plantas dioicas. b) Determinación sexual por cromosomas sexuales. En este caso, el sexo depende de la presencia o ausencia de determinados cromosomas. En el reino animal, los sistemas más frecuentes de determinación sexual son: •Sistema XX-XY. Como el del hombre y el resto de los mamíferos. Macho XY y hembra XX. •Sistema ZZ-ZW. Se da en aves, algunos reptiles, etc. En este caso el macho es ZZ y la hembra ZW. •Sistema XX-XO. La hembra XX y el macho XO. Se da en libélulas, saltamontes... c) Sexo por haploidia: Los huevos fecundados (diploides) dan lugar a hembra y los no fecundados (haploides) a machos. Ejemplo: las abejas. d) Determinación por factores ambientales: Temperatura de incubación (cocodrilos). e) Inversión sexual. El sexo depende de la proporción de machos y hembras existentes en la población o de la edad. Así, ciertos peces cuando son jóvenes tienen un sexo y de adultos tienen otro. 89
  • 90. LA HERENCIA DEL SEXO LA HERENCIA DEL SEXO Como ya sabemos el ♀ Mujer ♂ Hombre sexo en la especie humana está XX XY determinado por los cromosomas sexuales X e Y. Las mujeres son homogaméticas X X Y (XX) y los hombres heterogaméticos (XY). Si en el momento de la concepción se unen un óvulo X con un espermatozoide X, el zigoto dará una mujer. Si se unen un óvulo X XX XY con un espermatozoide Y, dará un hombre. 90 (i+5)
  • 91. LA HERENCIA DEL SEXO LA HERENCIA DEL SEXO En las aves sucede al revés que en los mamíferos. La hembra es la heterogamética (ZW) Z Z W y el macho es el homogamético (ZZ). Los espermatozoides del gallo llevan todos el cromosoma Z y los óvulos de la gallina son en un 50%, Z y otro 50%, W. ZZ ZW Los cromosomas Z y W son los que determinan el sexo. 91 (i+5)
  • 92. LA HERENCIA LIGADA AL SEXO I I LA HERENCIA LIGADA AL SEXO Ciertos caracteres, GENOTIPOS Y FENOTIPOS POSIBLES como la enfermedad EN EL CASO DE LA HEMOFILIA de la hemofilia, se La hemofilia está determinada por un gen encuentran recesivo (h) localizado en el cromosoma X, localizados en el frente al alelo normal (H). Los genotipos y cromosoma X, otros fenotipos posibles son: se encuentran en el Y. Estos caracteres no sexuales que se localizan en los XHXH …….. Mujer normal cromosomas sexuales se denominan XHXh …….. Mujer portadora caracteres ligados al sexo. XhXh …….. Mujer hemofílica? Los caracteres ligados al sexo se heredan de una XHY …….. Hombre normal manera particular. XhY …….. Hombre hemofílico 92
  • 93. LA HERENCIA LIGADA AL SEXO II LA HERENCIA LIGADA AL SEXO II Los descendientes entre una ♀ Mujer ♂ Hombre mujer portadora y un hombre XHXh XHY normal pueden ser: 25% mujer normal, XHXH XH Xh XH Y 25% mujer portadora, XHXh 25% hombre normal, XHY 25% hombre hemofílico, XhY XH Y XH XHXH XHY Xh XHXh XhY 93 (i+3)
  • 94. LA HERENCIA LIGADA AL SEXO III LA HERENCIA LIGADA AL SEXO III Los descendientes entre una ♀ Mujer ♂ Hombre mujer normal y un hombre XHXH XhY hemofílico pueden ser: 50% mujer portadora, XHXh XH Xh Y 50% hombre normal, XHY Xh Y XH XHXh XHY 94 (i+3)
  • 95. Reina Victoria Príncipe Alberto Princesa Duque Leopoldo Princesa Enrique Mauricio Alicia de Hesse (Duque de Beatriz (Duque de Albany) Battemberg) Alfonso XIII Princesa Enrique Federico Alejandra Nicolás II Alicia Alejandro Victoria Leopoldo Mauricio Irene (Príncipe de Hesse de Rusia (Duque de Eugenia de Prusia) Atholone) Mercedes Valdemaro Enrique Alexis Alfonso Pío Juan Gonzalo (Príncipe (Príncipe (Zarevich (Príncipe de de Prusia) de Prusia) de Rusia) Asturias) Juan Sofía Carlos I No hemofílicos Portadora Príncipe Felipe Hemofílico Elena Cristina 95
  • 97. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 97
  • 98. LAS MUTACIONES: Una mutación es todo cambio en el material genético que causa una variación en la información genética. Las mutaciones pueden ser: - Mutaciones génicas: Aquellas en las que el cambio se produce en la constitución química de los genes. - Mutaciones cromosómicas: Son aquellas alteraciones que se producen en los cromosomas por ganancia, pérdida o intercambio de un fragmento cromosómico. - Mutaciones genómicas: Son las alteraciones que afectan al cariotipo. La célula tiene cromosomas de más o de menos. Las mutaciones se pueden producir tanto por factores físicos (radiaciones) como por agentes químicos y pueden afectar tanto a células somáticas (no reproductoras) como a las células germinales (reproductoras). Sólo en este segundo caso la mutación es heredable. Las mutaciones somáticas son la causa más probable del cáncer. Las mutaciones son muy importantes pues son las responsables de las Las mutaciones son muy importantes pues son las responsables de las variaciones y en consecuencia de la evolución de las especies variaciones y en consecuencia de la evolución de las especies 98
  • 99. El albinismo es causado por una mutación génica. 99
  • 100. Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas. Agente físico o químico A T C G A A C C G T T G C A C T A G C T T G G C A A C G T G ADN original 100
  • 101. Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas. A T C G A A C C G T T G C A C T A G C T T G G A A A C G T G ADN con mutación génica 101
  • 102. Ejemplo de mutación cromosómica: deleción o pérdida de un fragmento de un cromosoma. a a b b c c d d e e f f g g h i 102
  • 103. Cariotipo con una deleción en uno de los cromosomas del par 16. Uno de los cromosomas del par 16 es más corto pues ha perdido un fragmento. 103 (i)
  • 104. Cariotipo con una deleción en uno de los cromosomas del par 16. Uno de los cromosomas del par 16 es más corto pues ha perdido un fragmento. 104 (i)
  • 105. Cariotipo con una deleción en uno de los cromosomas del par 16. Uno de los cromosomas del par 16 es más corto pues ha perdido un fragmento. 105 (i)
  • 106. Mutaciones genómicas en los autosomas • Síndrome de Down-Trisomía 21 • Cierto retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa, crecimiento retardado. • Síndrome de Edwars-Trisomía 18 • Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña, mentón huido, lesiones cardiacas. • Síndrome de Patau-Trisomía 13 ó 15 • Labio leporino, lesiones cardiacas, polidactilia. 106
  • 107. Ideograma de un cariotipo de una mujer con trisomía 21. 107
  • 108. Niña con síndrome de Down Niña con síndrome de Down Trisomía 21 Trisomía 21 108
  • 109. Anomalías presentes en los casos con Síndrome de Down. La personas con síndrome de Down presentan estatura baja, cabeza redondeada, frente alta y aplanada, y lengua y labios secos y fisurados. Presentan epicanto, pliegue de piel en la esquina interna de los ojos. Las palmas de las manos muestran un único pliegue transversal, y las plantas de los pies presentan un pliegue desde el talón hasta el primer espacio interdigital (entre los dos primeros dedos). El cociente de inteligencia (CI) varía desde 20 hasta 60 (una inteligencia media alcanza el valor 100), pero con procedimientos educativos específicos y precoces algunos consiguen valores más altos. (Enciclopedia Encarta) 109
  • 110. Mutaciones genómicas en los heterocromosomas • Síndrome de Klinefelter (44 autosomas + XXY) • Hombres con escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide. • Síndrome del duplo Y (44 autosomas + XYY) • Hombres de elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial. • Síndrome de Turner (44 autosomas + X) • Mujeres de aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo. • Síndrome de Triple X (44 autosomas + XXX) • Mujeres con infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales externos. 110
  • 111. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X X Y Ideograma de una célula humana de una persona con Síndrome de Klinefelter, XXY. 111
  • 112. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 112
  • 113. Breve apunte biográfico sobre Mendel Mendel, el padre de la genética, nació el 22 de julio de 1822 en Heinzendorf (hoy Hyncice, República Checa) en el seno de una familia campesina. En 1843 ingresó en el monasterio de Brünn (hoy Rp. Checa), donde fue ordenado sacerdote en 1846. Nombrado abad, trabajó durante toda su vida estudiando cruzamientos e hibridaciones de plantas, especialmente de guisantes, en la huerta del monasterio. En 1865 presentó sus descubrimientos ante la Sociedad de Historia Natural de Brunn que a pesar de su difusión pasaron inadvertidos. Casi cincuenta años después, a principios del siglo XX, el holandés Hugo de Vries, Correns (en Alemania), Tschermak (en Austria) y Beteson (en Inglaterra), casi simultáneamente redescubrieran la monografía de Mendel. Falleció el 6 de enero de 1884 en Brünn. 113
  • 114. La primera ley de Mendel: Ley de la uniformidad de P X los híbridos de la primera generación: Cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura ambos (homocigotos ) para un determinado carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales. F1 Mendel llegó a esta conclusión al cruzar variedades puras de guisantes amarillas y verdes, pues siempre obtenía de este cruzamiento variedades de guisante amarillas. 114 (i+2)
  • 115. La primera ley de Mendel: Ley de la uniformidad de P AA X aa los híbridos de la primera generación: Cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura ambos (homocigotos ) para G A a un determinado carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales. F1 Aa Mendel llegó a esta conclusión al cruzar variedades puras de guisantes amarillas y verdes, pues siempre obtenía de este cruzamiento variedades de guisante amarillas. 115 (i+2)
  • 116. La segunda ley de Mendel: Ley de la separación o F1 X disyunción de los alelos. Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación (F1) del experimento anterior, amarillas Aa, y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo semillas amarillas y verdes en la proporción 3:1 (75% amarillas y 25% verdes). Así pues, aunque el alelo que F2 determina la coloración verde de las semillas parecía haber desaparecido en la primera generación filial (F1), vuelve a manifestarse en esta segunda generación (F2). Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda 116 (i+6)
  • 117. La segunda ley de Mendel: Ley de la separación o F1 Aa X Aa disyunción de los alelos. Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación (F1) del G A a A a experimento anterior, amarillas Aa, y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo semillas amarillas y verdes en la proporción 3:1 (75% a amarillas y 25% verdes). Así A pues, aunque el alelo que determina la coloración verde de A AA Aa las semillas parecía haber F2 desaparecido en la primera generación filial (F1), vuelve a a Aa aa manifestarse en esta segunda generación (F2). Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda 117 (i+6)
  • 118. 3ª LEY DE MENDEL A a A a B b B b Genes independientes Genes ligados son son aquellos situados en aquellos situados en el pares de cromosomas mismo par de homólogos diferentes. cromosomas homólogos. 118
  • 119. GENES INDEPENDIENTES A a B b A A a a b B b B 25% AB 25% Ab 25% aB 25% ab 119
  • 120. GENES LIGADOS A a B b A a B b 50% AB 50% ab 120
  • 121. La Tercera Ley de Mendel: AaBb AaBb X Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos. AB Ab aB ab AB Ab aB ab Genes independientes AB Ab aB ab 9 amarillos lisos 3 verdes lisos AB AA,BB AA,Bb Aa,BB Aa,Bb 3 amarillos rugosos 1 verde rugoso. Ab AA,Bb AA,bb Aa,Bb Aa,bb aB Aa,BB Aa,Bb aa,BB aa,Bb ab Aa,Bb Aa,bb aa,Bb aa,bb Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossTercera 121 (i+2)
  • 122. La Tercera Ley de Mendel: AaBb AaBb X Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos. AB ab AB ab Genes ligados AB Ab aB ab 3 amarillos lisos 1 verde rugoso. AB AA,BB AA,Bb Aa,BB Aa,Bb Ab AA,Bb AA,bb Aa,Bb Aa,bb aB Aa,BB Aa,Bb aa,BB aa,Bb ab Aa,Bb Aa,bb aa,Bb aa,bb Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossTercera 122 (i+2)
  • 123. ÍNDICE 1 – Índice 2 – La herencia biológica 3 – El ADN 4 – Los cromosomas y el cariotipo 5 – La meiosis 6 – Conceptos básicos de genética mendeliana 7 – Los problemas de genética 8 – Los árboles genealógicos y los pedigrís 9 – Genética humana 10 – Mutaciones 11 – Mendel y las Leyes de Mendel 123
  • 124. ¿Por qué del cruce entre ratones negros puede salir de vez en cuando algún ratón blanco? Es seguro que ahora podrás responder a esta pregunta que se hacía al principio del tema. 124
  • 125. 125