Este documento resume los principales descubrimientos de Gregor Mendel sobre la herencia genética. Mendel realizó experimentos de cruzamiento con guisantes que lo llevaron a formular las tres leyes de la herencia genética: la ley de la uniformidad de los híbridos, la ley de la segregación de los alelos y la ley de la independencia de los caracteres. Sus descubrimientos sentaron las bases de la genética moderna.

1. I.E.S. Suel – Fuengirola – Departamento de Ciencias Naturales www.iessuel.org/ccnn Genética y herencia El “padre” de la Genética Este insecto ha sido muy utilizado en investigaciones genéticas. Representación de la Primera Ley de Mendel. El material genético se reparte a las células hijas durante la división celular. Drosophila melanogaster El asesoramiento médico puede prevenir la aparición de algunas enfermedades genéticas en los bebés de una pareja. Gregorio Mendel Cromosoma A.D.N.

2. La herencia. Los caracteres hereditarios Todos los seres vivos tienen características que se pueden transmitir de padres a hijos. La genética es la ciencia que estudia los componentes hereditarios que producen variabilidad entre los seres vivos, esto es, la herencia. Como sabes, tanto las plantas como los animales están formados por células. En el núcleo de todas las células se encuentran los cromosomas , que son los encargados de transmitir los caracteres. Aunque no conocía el microscopio ni los cromosomas, realizó los primeros descubrimientos genéticos, fundando las bases de la Genética. Célula en reposo (sin dividirse) Célula en división Los cromosomas se ven al microscopio cuando la célula está dividiéndose Núcleo Cromatina Nucleolo Gregorio Mendel 1

3. 4.1.- ¿Qué genes se manifiestan? El conjunto de genes de un individuo es su genotipo . Aunque haya al menos dos genes (dos alelos) para cada carácter, no siempre se manifiestan los dos, ya que unos genes son dominantes y otros son recesivos (*). Cuando hay genes dominantes, los recesivos no se manifiestan. Así, una persona que tenga genes para el color de pelo negro, procedentes del padre, y para el color rubio, procedentes de la madre, será morena, ya que el gen dominante es el del color de pelo negro. (*) recesivo: alelo que no se manifiesta cuando hay otro dominante. Para que se manifieste un carácter recesivo, el gen para ese carácter tiene que estar presente en los dos cromosomas.

4. 4.1.- ¿Qué genes se manifiestan? El conjunto de genes de un individuo es su genotipo . El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo . Homocigoto AA Heterocigoto Aa Homocigoto aa Genotipos Fenotipos Ojos marrones Ojos azules Como A domina sobre a , sólo tendrán fenotipo ojos azules los individuos con genotipo aa A A A a a a

5. 4.1.- ¿Qué genes se manifiestan? El conjunto de genes de un individuo es su genotipo . El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo . Pero… ¿crees que el aspecto o fenotipo de una persona depende sólo de sus genes?

6. 4.1.- ¿Qué genes se manifiestan? El ambiente puede influir en la manifestación de los genes, de manera que un mismo carácter genético puede presentarse de diversas formas. El ambiente de un gen lo constituyen los otros genes, el citoplasma celular y el medio externo donde se desarrolla el individuo. La altura es un factor genético sobre el que ejerce una gran influencia el ambiente externo al individuo, ya que, dependiendo de la alimentación, el sol, las vitaminas, etc., este será más o menos alto. La obesidad de este chico no depende de sus genes. Simplemente, ingiere demasiadas calorías y no practica el suficiente ejercicio físico. ¿Tu salud depende sólo de los genes que has heredado?

7. 4.1.- ¿Qué genes se manifiestan? Fenotipo pelo moreno; genotipo MM o Mn Fenotipo pelo rubio; genotipo mm El alelo dominante se representa con letra mayúscula. La misma letra, pero en minúscula, se emplea para el alelo recesivo

8. 4.2.- ¿Cómo se transmiten los genes? A: alelo dominante; se pone en mayúscula a: alelo recesivo; se escribe en minúscula A > a Cuando el alelo de un gen (por ejemplo A ) domina sobre otro alelo del mismo gen (por ejemplo a ) se expresa así: Se pone el signo matemático “mayor que”, que aquí significa “ domina sobre ” En estos casos se habla de DOMINANCIA

9. 4.3.- Codominancia Como ves, en este caso R no domina sobre r Veamos un ejemplo: RR rr Rr Puede suceder que los dos alelos de un determinado carácter sean equipotentes, es decir, que ninguno domine sobre el otro. En este caso, los individuos heterocigotos o híbridos, portadores de ambos alelos, tendrán características intermedias o manifestarán las dos. Se habla entonces de CODOMINANCIA . En la especie Mirabilis jalapa (dondiego de noche), hay tres fenotipos posibles para el color de la flor: Flor roja. Genotipo RR Flor blanca. Genotipo rr Flor rosa. Genotipo Rr

10. Mendel y las leyes de la herencia Gregorio Mendel (1822 - 1884). En su juventud Mendel tuvo una intensa formación práctica en el cultivo de la mayoría de las especies vegetales de consumo cotidiano. Como monje agustino tuvo oportunidad de estudiar botánica, matemática y química en la Universidad de Viena. A mediados del siglo XIX propuso la primera explicación científica en relación al modo en que se transfieren los caracteres hereditarios entre padres e hijos, la que hoy se conoce como las Leyes de Mendel 5

11. Mendel y las leyes de la herencia El éxito científico de los experimentos realizados por Mendel en la huerta del monasterio de la que hoy es la ciudad de Brno en la República Checa, radica en el material biológico elegido, es decir, la capacidad de auto polinizarse de las flores de la planta del guisante y la sencilla identificación de sus caracteres; en la metodología empleada en la planificación de sus experimentos, es decir, en la aplicación del método científico y en la aplicación de las leyes de las probabilidades. 5

12. Mendel y las leyes de la herencia EXPERIMENTOS DE MENDEL Mendel publicó sus experimentos con guisantes en 1865 y 1866. Los principales motivos por los que Mendel eligió el guisante como material de trabajo fueron los siguientes: Material: Pisum sativum (guisante). Los guisantes eran baratos y fáciles de obtener en el mercado. Ocupaban poco espacio y tenían un tiempo de generación relativamente corto. Producían muchos descendientes. Existían variedades diferentes que mostraban distinto, color, forma, tamaño, etc. Por tanto, presentaba Variabilidad Genética. Es una especie Autógama , se autopoliniza, de manera que el polen de las anteras de una flor cae sobre el estigma de la misma flor. Era fácil realizar cruzamientos entre distintas variedades a voluntad. Es posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las flores de una planta (eliminando las anteras). 5

13. Aquí puedes ver en detalle una flor de la planta del guisante cortada en parte para ver su interior. Estambres (parte masculina de la flor). En el extremo de cada estambre está la antera, que produce el polen. El conjunto de estambres recibe el nombre de androceo. Estilo Ovario El ovario, el estilo y el estigma constituyen el gineceo o pistilo, parte femenina de la flor.

14. No te líes con los nombres: El ovario contiene en su interior los óvulos. Tras la polinización, cada óvulo dará lugar a una semilla: un guisante. (El conjunto de estambres de una flor constituye el Androceo) (Gineceo) Fruto (tipo legumbre) Semillas

15. En el guisante era fácil realizar cruzamientos entre distintas variedades a voluntad. Es posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las flores de una planta (eliminando las anteras). Se quitan las anteras

16. Mendel y las leyes de la herencia Los principales aciertos de Mendel fueron los siguientes: Utilizar en sus experimentos una especia autógama, ya que de esta manera se aseguraba de que las variedades que manejaba eran Líneas puras, constituidas por individuos idénticos y homocigóticos. Elegir caracteres cualitativos fácilmente discernibles en sus alternativas. Por ejemplo, flores color blanco o púrpura. Iniciar los experimentos fijándose cada vez en un sólo carácter. De está manera obtenía proporciones numéricas fáciles de identificar. Utilizar relaciones estadísticas en varias generaciones sucesivas. Contar el número de individuos de cada tipo en las sucesivas generaciones y proponer proporciones sencillas. Llevar a cabo experimentos control y cruzamientos adicionales (retrocruzamientos) para comprobar sus hipótesis. Analizar caracteres independientes para demostrar su principio de la combinación independiente. 5

17. Mendel y las leyes de la herencia Mendel estudió los siguientes siete caracteres en guisante: Forma de la semilla: lisa o rugosa Color de la semilla: amarillo o verde. Color de la Flor: púrpura o blanco. Forma de las legumbres: lisa o estrangulada. Color de las legumbres maduras: verde o amarillo. Posición de las flores: axial o terminal. Talla de las plantas: normal o enana. 5

18. La primera ley de Mendel: . Ley de la uniformidad de 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. Mendel llegó a esta conclusión al cruzar variedades puras de guisantes amarillas y verdes pues siempre obtenía de este cruzamiento variedades de guisante amarillas. X AA aa A a Aa P F 1 P : Generación Parental (padres) F 1 : Primera Generación Filial El signo x significa “cruzamiento con” Gametos

19. La segunda ley de Mendel: . Ley de la separación o disyunción de los alelos. Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación (F 1 ) 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 determina la coloración verde de las semillas parecía haber desaparecido en la primera generación filial, vuelve a manifestarse en esta segunda generación. Aa X AA Aa Aa aa P F 1 F 2 Gametos Aa A a A a A A a a

20. La Tercera Ley de Mendel: . Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos. Mendel se planteó cómo se heredarían dos caracteres. Para ello cruzó guisantes amarillos lisos con guisantes verdes rugosos. En la primera generación obtuvo guisantes amarillos lisos. X AABB aabb AB ab AaBb P F1 Gametos

21. La Tercera Ley de Mendel: . Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos. Al cruzar los guisantes amarillos lisos obtenidos dieron la siguiente segregación: 9 amarillos lisos 3 verdes lisos 3 amarillos rugosos 1 verde rugoso. De esta manera demostró que los caracteres color y textura eran independientes. AaBb X AB Ab aB ab AB Ab aB ab AaBb Gametos AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb

22. Clic aquí para realizar actividades interactivas de Genética I.E.S. Suel – Fuengirola – Departamento de Ciencias Naturales www.iessuel.org/ccnn