Cruza Monohíbrida

Cruza MonohíbridaCruza Monohíbrida
M. en C. RAFAEL GOVEAM. en C. RAFAEL GOVEA
VILLASEÑORVILLASEÑOR
CINVESTAV-IPNCINVESTAV-IPN
UAM-IUAM-I
M. en C. RAFAEL GOVEAM. en C. RAFAEL GOVEA
VILLASEÑORVILLASEÑOR
CINVESTAV-IPNCINVESTAV-IPN
UAM-IUAM-I
Versión 2.1.1Versión 2.1.1

¿Qué es una Cruza Monohíbrida?¿Qué es una Cruza Monohíbrida?
Es un patrón de reproducción manipuladaEs un patrón de reproducción manipulada
inventado por Mendelinventado por Mendel
M en C Rafael Govea VillaseñorM en C Rafael Govea Villaseñor
En este patrón sólo se sigue la herencia de unEn este patrón sólo se sigue la herencia de un
carácter determinado a su vez por un solo gencarácter determinado a su vez por un solo gen
Empieza por una generación progenitora deEmpieza por una generación progenitora de
homocigotos y se estudian la 1ª y la 2ªhomocigotos y se estudian la 1ª y la 2ª
generaciones de descendientesgeneraciones de descendientes

Primer Mérito de Mendel en sus experimentosPrimer Mérito de Mendel en sus experimentos
Encontrar caracteres estables con 2 formas de expresiónEncontrar caracteres estables con 2 formas de expresión
suficientemente distinguibles y monogenéticossuficientemente distinguibles y monogenéticos

¿Por qué es un mérito encontrar caracteres¿Por qué es un mérito encontrar caracteres
Monogenéticos?Monogenéticos?
Un carácter monogenético [Un carácter monogenético [mono-mono- = uno y= uno y gen-gen- ==
gene]gene] es el carácter que depende de un solo genes el carácter que depende de un solo gen
Como casi todos los caracteres son poligenéticos [poli-Como casi todos los caracteres son poligenéticos [poli-
= muchos] dependen de muchos genes,= muchos] dependen de muchos genes, encontrar losencontrar los
pocos que no lo son, es una proezapocos que no lo son, es una proeza
La idea ‘1 genLa idea ‘1 gen →→ 1 carácter’ es errónea1 carácter’ es errónea
Lo cierto es: ‘1 genLo cierto es: ‘1 gen →→ ≥ 1 macromolécula’≥ 1 macromolécula’
{proteína o ARN}{proteína o ARN}

¿Cómo se genera el fenotipo (un carácter)?¿Cómo se genera el fenotipo (un carácter)?
Muchos genes son leídos por la maquinariaMuchos genes son leídos por la maquinaria
molecular de la célulamolecular de la célula generando proteínas quegenerando proteínas que
interaccionan en un contexto ambiental dadointeraccionan en un contexto ambiental dado
construyendo cada rasgo con su actividad metabólicaconstruyendo cada rasgo con su actividad metabólica

Otros méritos de MendelOtros méritos de Mendel
Usar una planta autógama, que seUsar una planta autógama, que se
puede reproducir ella solapuede reproducir ella sola
Investigar sólo un carácter porInvestigar sólo un carácter por
serie de experimentosserie de experimentos
Utilizar caracteres con dosUtilizar caracteres con dos
formas de expresiónformas de expresión
distinguiblesdistinguibles

paso a pasopaso a paso

Generación FGeneración F00
La cruza comienza con dos organismosLa cruza comienza con dos organismos
de línea pura [homocigotos] que difierende línea pura [homocigotos] que difieren
en la forma de expresión de un carácter,en la forma de expresión de un carácter,
es decir un Homocigoto dominante {AA}es decir un Homocigoto dominante {AA}
con un homocigoto recesivo {aa}con un homocigoto recesivo {aa}
AAAA aaaaxx

meiosismeiosis
gametos Fgametos F00
Como los organismos habrán de reproducirseComo los organismos habrán de reproducirse
deben de generar sus gametos. Para ello,deben de generar sus gametos. Para ello,
ocurre la meiosis.ocurre la meiosis.
Como los organismos de la generación FComo los organismos de la generación F00 sonson
homocigotos,homocigotos, poseen ambos genes alelosposeen ambos genes alelos
iguales y sólo producen un tipo de gametos:iguales y sólo producen un tipo de gametos:
Respectivamente, {A} para el homocigotoRespectivamente, {A} para el homocigoto
dominante y {a} para el recesivodominante y {a} para el recesivo
Mendel cortaba los estambresMendel cortaba los estambres
de una flor inmadura y luegode una flor inmadura y luego
con un pincel tomaba los granoscon un pincel tomaba los granos
de polen de otra y los transferíade polen de otra y los transfería
al estigma de la 1ªal estigma de la 1ª
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a

meiosismeiosis
singamiasingamia
Luego sigue la fusión de losLuego sigue la fusión de los
gametos [singamia].gametos [singamia].
Mendel polinizó una flor a laMendel polinizó una flor a la
cual le había cortado suscual le había cortado sus
estambres con el polen deestambres con el polen de
una segunda. Para evitar launa segunda. Para evitar la
polinización por insectospolinización por insectos
colocaba una bolsita decolocaba una bolsita de
papel. Toda la generación Fpapel. Toda la generación F11
era heterocigota {Aa} y conera heterocigota {Aa} y con
fenotipo dominante {A}fenotipo dominante {A}
De aquí, Mendel, dedujo su Ley de laDe aquí, Mendel, dedujo su Ley de la
Uniformidad:Uniformidad:
Cuando se cruzan 2 organismosCuando se cruzan 2 organismos
homocigotos con formas de expresiónhomocigotos con formas de expresión
distintas para un carácter dado, todos losdistintas para un carácter dado, todos los
organismos Forganismos F11 son iguales, tienen el mismoson iguales, tienen el mismo
genotipo y fenotipogenotipo y fenotipo
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
Mendel tuvo el mérito de noMendel tuvo el mérito de no
detenerse aquí. Él colocódetenerse aquí. Él colocó
una bolsita a las flores deuna bolsita a las flores de
las plantas Flas plantas F11 para que separa que se
autofecundasen.autofecundasen.
Así que las plantasAsí que las plantas
formaron los gametos Fformaron los gametos F11,,
llevando a cabo la meiosis.llevando a cabo la meiosis.
Puesto que los organismosPuesto que los organismos
eran heterocigotos, elloseran heterocigotos, ellos
formaron 50% de gametosformaron 50% de gametos
{A} y 50% de gametos {a}{A} y 50% de gametos {a}
De aquí deriva la Ley de la Segregación deDe aquí deriva la Ley de la Segregación de
Mendel:Mendel:
Los genes alelos se separan durante laLos genes alelos se separan durante la
meiosis y quedan en distintos gametosmeiosis y quedan en distintos gametos
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
La autofecundación de lasLa autofecundación de las
plantas Fplantas F11 implica que unimplica que un
tipo de gameto femenino setipo de gameto femenino se
une al azar a cualquiera deune al azar a cualquiera de
los 2 gametos masculinos.los 2 gametos masculinos.
Así, hay variasAsí, hay varias
combinaciones de gametoscombinaciones de gametos
FF1.1. El cuadrilátero deEl cuadrilátero de
Punnet nos permite obtenerPunnet nos permite obtener
fácilmente todas ellas.fácilmente todas ellas.
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
La unión del gametoLa unión del gameto
femenino {femenino {AA} con el} con el
gameto masculino {gameto masculino {AA}}
da origen a unda origen a un
organismo homocigotoorganismo homocigoto
dominante {dominante {AAAA}.}.
AAAAaa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
Otro gametoOtro gameto
femeninofemenino
{{AA} al unirse al} al unirse al
gameto masculinogameto masculino
{{aa} da un nieto} da un nieto
heterocigoto {heterocigoto {AAaa}.}.
AAAA
AAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
Luego el 2º tipo deLuego el 2º tipo de
gameto femenino {gameto femenino {aa}}
fusionado al gametofusionado al gameto
{{AA} da lugar a un} da lugar a un
segundo organismosegundo organismo
heterocigoto {heterocigoto {AAaa}}
AAAA
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
La últimaLa última
combinación secombinación se
origina cuando otroorigina cuando otro
gameto femenino {gameto femenino {aa}}
se une a un gametose une a un gameto
masculino con el genmasculino con el gen
alelo tambiénalelo también
recesivo {recesivo {aa}. Así se}. Así se
forma sólo unforma sólo un
organismoorganismo
homocigoto recesivohomocigoto recesivo
{{aaaa}}
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
Así la Generación FAsí la Generación F22 estáestá
constituida por:constituida por:
3 Genotipos:3 Genotipos:
11AAAA [homocigoto dominante][homocigoto dominante]
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
11AAAA
22AAaa [heterocigotos][heterocigotos]
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
11AAAA
22AAaa
11aaaa [homocigoto recesivo][homocigoto recesivo]
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
11AAAA
22AAaa
11aaaa
2 Fenotipos :2 Fenotipos :
3 dominantes {A}3 dominantes {A}
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
11AAAA
22AAaa
11aaaa
1 recesivo {a}1 recesivo {a}
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
11AAAA
22AAaa
11aaaa
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx

meiosismeiosis
singamiasingamia
meiosismeiosis
singamiasingamia
Tamaño mínimo de laTamaño mínimo de la
generación con todos losgeneración con todos los
genotipos en Fgenotipos en F22 == 44
AAAA
aaaa
AAaaAAaa
aa aa
AA AA
AAAA aaaaxx
A ; aA ; a
A aA a ;; A aA a
A, aA, a A, aA, axx
11AAAA
22AAaa
11aaaa

¿Qué es la cruza monohíbrida matemáticamente¿Qué es la cruza monohíbrida matemáticamente
hablando? 1hablando? 1
• Un binomio al cuadrado: [A + a]2
• Que se resuelve multiplicando el primer término por
los términos del 2º binomio: [A + a] [A + a]
• [A + a]2
= [A + a] [A + a] = [1A2

• Seguimos multiplicando el primer término por el
segundo sumando del 2º binomio: [A + a] [A + a]
• [A + a]2
= [A + a] [A + a] = [1A2
+ 1Aa

• Luego, multiplicamos el segundo sumando del primer
binomio por los términos del 2º : [A + a] [A + a]
• [A + a]2
= [A + a] [A + a] = [1A2
+ 1Aa + 1aA

• Acabamos multiplicando el 2° término por el último
sumando del 2º binomio: [A + a] [A + a]
• [A + a]2
= [A + a] [A + a] = [1A2
+ 1 Aa + 1Aa + 1a2
]

hablando? Finalmente...hablando? Finalmente...
[A + a] [A + a] =
[A + a]2
= [A + a] [A + a] = [1A2
+ 2 Aa + 1a2
]
• Que se escribe biológicamente así: 1AA + 2Aa + 1aaQue se escribe biológicamente así: 1AA + 2Aa + 1aa
1 homocigoto dominante + 2 heterocigotos + 11 homocigoto dominante + 2 heterocigotos + 1
homocigoto recesivo.homocigoto recesivo.

¿Cómo obtener fácilmente los genotipos y fenotipos¿Cómo obtener fácilmente los genotipos y fenotipos
de una cruza monohíbrida?de una cruza monohíbrida?
222
Mediante la aplicación del binomio al cuadrado:
El cuadrado del primer sumando, más dos veces la
multiplicación del primero por el segundo más el cuadrado
del segundo sumando
(a + b) = a + 2ab + b
Ya que una cruza equivale al binomio: DD x dd --> (D + d)2

Una cruza monohíbrida, por el método del BinomioUna cruza monohíbrida, por el método del Binomio
Para el carácter Mendeliano color del chícharo.
Hay dos formas de expresión: Chícharros amarillos o verdes.
El gen responsable del rasgo interviene durante la senescencia
(envejecimiento) de semillas y hojas.
El gen alelo dominante I dispara la degradación de la clorofila, de allí el color
amarillo de la semilla y el gen alelo recesivo i tiene una mutación por
inserción de 6 pb que da lugar a una proteína incapaz de inducir la
degradación de la clorofila y el cotiledón permanece verde.*
* Sato, Y et al (2007) Mendel's green cotyledon gene encodes a positive
regulator of the chorophyll-degrading pathway. PNAS,104(35):169-74

Método del Binomio para la cruza monohíbrida-1Método del Binomio para la cruza monohíbrida-1
Entonces para realizar la cruza, primero anotamos el binomio
correspondiente:
II x ii ---> (I + i)2
Escribimos un gen alelo de
cada organismo
homocigoto como
sumando del binomio

Luego desarrollamos el cuadrado del binomio:
El cuadrado del primer sumando, más dos
veces la multiplicación del primero por el
segundo más el cuadrado del segundo
sumando
= 1 I + 2Ii + 1i
II x ii ---> (I + i)2 22
Que se escribe en
biología así:
= 1 II + 2Ii + 1 ii

El desarrollo del
cuadrado del binomio
nos da los genotipos
F2.
II x ii ---> (I + i)2
Genotipos F2= 1 II + 2Ii + 1 ii

Como el fenotipo
depende del genotipo,
deducimos el fenotipo
de cada clase de
genotipo
II x ii ---> (I + i)2
Genotipos F2= 1 II + 2Ii + 1 ii
Fenotipos F23 I +
Si hay por lo
menos un gen
alelo dominante,
entonces el
fenotipo es
dominante
(chícharos
amarillos)

Como el fenotipo
depende del genotipo,
deducimos el fenotipo
de cada clase de
genotipo
II x ii ---> (I + i)2
= 1 II + 2Ii + 1 ii
3 I + 1 i
Si ambos genes
alelos son
recesivos,
entonces, el
fenotipo es
recesivo
(chícharos
verdes)
Genotipos F2
Fenotipos F2

Paso 6 ¿Cómo obtenemos los organismos F1?Paso 6 ¿Cómo obtenemos los organismos F1?
II x ii ---> (I + i)2
= 1 II + 2Ii + 1 ii
3 I + 1 i
Aplicando la Ley de la Uniformidad de Mendel
Genotipos F1
Fenotipos F1
Ley de la
Uniformidad
= 1 Ii
= 1 I
Como los progenitores F0 son
homocigotos, sus hijos F1 son,
forzosamente heterocigotos y con forma
de expresión dominante
Genotipos F2
Fenotipos F2

Cruza Monohíbrida por el método del Binomio alCruza Monohíbrida por el método del Binomio al
cuadrado: Vista globalcuadrado: Vista global
II x ii ---> (I + i)2
= 1 II + 2Ii + 1 ii
3 I + 1 i
Genotipos F1
Fenotipos F1
= 1 Ii
= 1 I
Genotipos F2
Fenotipos F2
Ley de la
Uniformidad

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