Genética
¿Qué es la genética? – Una característica que un ser viviente puede transmitir a su progenie es una característica hereditaria. – La transmisión de las características de padres a hijos es la herencia. – La rama de la biología que estudia la herencia es la genética.
• Hoy en día, la genética es una de las áreas más activas de la investigación científica.
La genética y Gregor Mendel • Las bases de la genética moderna las sentó un monje austríaco, Gregor Mendel (1822-1884), quién vivió en un monasterio en lo que es hoy la ciudad de Berno, Checoslovaquia. Asistió durante dos años a la Universidad de Viena, donde estudió biología y matemáticas.
Los primeros experimentos de Mendel • Mendel se interesó en mejorar las plantas mediante cruces en organismos que eran diferentes en una o más características heredadas. Este interés lo llevó a descubrir principios básicos que explican cómo se heredan las características en los seres vivientes
• Mendel tenía un pequeño jardín en el monasterio y realizaba cruces experimentales de guisantes, los cuales fueron una buena selección porque poseen un grupo de características en contraste que son fáciles de distinguir. • Escogió varias características en las semillas, entre ellas el color de los guisantes, y en otras partes de la planta.
SEMILLAS Forma de la semilla lisa
rugosa
Color de la semilla amarilla
verde
pĂşrpura
blanca
Color de la flor
Flor de Guisante • La estructura de la flor del guisante resultó también ideal para los cruces experimentales de Mendel. Las plantas de guisantes se reproducen sexualmente. • La mayor parte de las plantas se polinizan en forma cruzada: el polen que se forma en la flor de una planta se mueve al pistilo de la flor de otra planta de la misma clase por acción del viento o de los insectos.
• Sin embargo, en el guisante ocurre ...
Autopolinización • En el guisante ocurre la autopolinización. • Los pétalos cerrados evitan que el polen de otras flores afecten los resultados experimentales. • La polinización cruzada se puede conseguir artificialmente (por acción humana).
EXPERIMENTOS DE MENDEL Primer grupo de experimentos Mendel llev贸 a cabo un cruce de razas puras para un car谩cter
EXPERIMENTACIÓN • Mendel empezó sus experimentos desarrollando un número de tipos, o razas, de plantas que eran puras para cada uno de los siete pares de características. • Una raza pura es un grupo de seres vivos que produce progenie que muestra una sola forma de una característica en cada generación. • Al permitir que los guisantes se autopolinizaran durante varias generaciones, Mendel produjo razas puras para un determinado carácter.
Cruzamientos • Después de establecer razas puras, Mendel hizo cientos de cruces, transfiriendo el polen desde los estambres de plantas que tenían una característica hasta los pistilos de las plantas que tenían la característica contraria. • Al desarrollarse las nuevas semillas, Mendel examinó su apariencia.
X
Resultados • En la progenie, solo aparecían plantas de semilla amarilla. • Los guisantes de semillas amarillas que fueron el producto del cruce experimental de Mendel eran organismos de una primera generación filial (F1). • Todas las plantas de semilla amarilla de la F1 son híbridas. • Un híbrido es un hijo de dos padres que difieren en una o más características heredadas.
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.
AA
X
A
aa
a
Aa
La segunda ley de Mendel:.
Aa
Ley de la separación o 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 determina la coloración verde de las semillas parecía haber desaparecido en la primera generación filial, vuelve a manifestarse en esta segunda generación.
A
X
Aa
A
a
a
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda
Principios de la herencia 1. La informaci贸n que determina los rasgos heredados se encuentra en unidades discretas de ADN llamadas genes que se encuentran en los cromosomas
Principios de la herencia Mendeliana 2. Los cromosomas se encuentran en pares, por lo tanto los genes también •Las distintas formas de un gen son los alelos. Están en pares en los cromosomas: uno proviene de la madre y el otro del padre •Homocigoto: ambos alelos son idénticos para un gen •Heterocigoto: posee alelos diferentes para un gen
• Homocigoto:Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo el mismo tipo de alelo, por ejemplo, AA o aa
• Heterocigoto: Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo un alelo distinto, por ejemplo, Aa.
Principios de la herencia Mendeliana 3. GENOTIPO Y FENOTIPO: •
Genotipo: Es el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus progenitores. En organismos diploides (2n), la mitad de los genes se heredan del padre y la otra mitad de la madre.
•
Fenotipo: Es la manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los caracteres observables en un individuo. El fenotipo es el resultado de la interacción entre el genotipo y el ambiente.
EL CÓDIGO GENÉTICO Los cromosomas contienen el ADN (ácido desoxirribonucleico), el cual está formado por la unión de pequeñas moléculas que se llaman nucleótidos; en el ADN sólo existen cuatro tipos de nucleótidos distintos, diferenciándose solamente en uno de sus componentes, las llamadas bases nitrogenadas: • ADENINA = A • GUANINA = G • CITOSINA = C • TIMINA = T
HISTORIA DEL ADN
En 1953, los cientĂficos Watson y Crick postularon un modelo para la estructura del ADN y fueron capaces de deducir que el ADN es una doble hĂŠlice, entrelazada y sumamente larga.
TIPOS DE HERENCIA • Dominancia Completa: un alelo domina al otro expresando su caracterĂstica completamente en presencia del alelo no dominante o recesivo • Dominancia intermedia: cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, el fenotipo resulta intermedio.
¿Cómo resolver un problema de un cruce genético? 1. Asignar los genotipos de los parentales: Se asignan letras a los alelos Letra mayúscula al alelo dominante Letra minúscula al alelo recesivo 2. Formar los gametos: Separar los alelos
3. Hacer las posibles combinaciones de los gametos
Ejercicio # 1. Cruce monohíbrido de homocigotos • Tenemos dos plantas puras, una de flores rojas y una de flores blancas. • La herencia del color de la flor muestra dominancia completa y el color rojo es dominante • ¿Cómo será la progenie de estas dos plantas?
Cruce monohíbrido entre dos parentales homocigotos Gametos de la planta de flores blancas (aa)
a
Aa (25%)
a
Aa (25%)
A Gametos de la planta de flores rojas (AA)
Aa (25%)
Aa (25%)
Generación F1
A
Frecuencia genotípica para F1: 100% Aa Frecuencia fenotípica para F1: 100% Plantas de flores rojas
Ejercicio # 2 • Cruza dos organismos heterocigotos: Aa x Aa Donde: A=Verde a=rojo a) muestra los resultados b) determina la frecuencia genotípica y fenotípica
Resultados: Ejercicio # 2
•
Gametos A
A AA
a Aa
a
Aa
aa
Frecuencias fenotípicas:
Verde:
Frecuencias genotípicas:
¾ >>>>>>> 2/4 ------heterocigoto ¼ ------homocigoto
Rojo: ¼ >>>>>>> ¼ ------homocigoto
Ejercicio # 3: •
Cruza una planta con flores verdes heterocigotas (Aa) con otra de flores rojas homocigotas (aa) a) Cuál sería la probabilidad de que su progenie salga con flores rojas? b) Muestra los resultados c) Determina la frecuencia genotípica y fenotípica.
Resultados: Ejercicio # 3 Gametos a
a
A
Aa
Aa
a
aa
aa
a) Probabilidad de flores blancas: 1/2% b) y c) Frecuencias: Verde: 2/4 (heterocigoto) rojo: 2/4 (homocigoto)
GENÉTICA HUMANA
CROMOSOMAS HUMANOS
DETERMINACIÓN DEL SEXO
ENFERMEDADES LIGADAS A AUTOSOMAS
HERENCIA LIGADA AL SEXO: HEMOFILIA
HERENCIA LIGADA AL SEXO: HEMOFILIA
HERENCIA LIGADA AL SEXO: HEMOFILIA
HERENCIA LIGADA AL SEXO: DALTONISMO
TEST DALTONISMO
¿Ves todos los números? - SÍ: Muy bien. - NO: También muy bien, pero eres daltónico.
ALTERACIONES GENÉTICAS: MUTACIONES Las mutaciones génicas se producen cuando se altera la secuencia de nucleótidos del gen por causas físicas (radiaciones) o químicas.
ALTERACIONES DEL NÚMERO DE CROMOSOMAS Cuando la célula tiene cromosomas de más o de menos
BIOTECNOLOGÍA E INGENIERÍA GENÉTICA La BIOTECNOLOGÍA consiste en la utilización de seres vivos sencillos (bacterias y levaduras), y células eucariotas en cultivo, cuyo metabolismo y capacidad de biosíntesis se utilizan para la fabricación de sustancias específicas aprovechables por el hombre. La biotecnología permite producir a partir de recursos renovables y disponibles en abundancia gran número de sustancias y compuestos. La INGENIERÍA GENÉTICA es una parte de la biotecnología que se basa en la manipulación de genes para obtener esas sustancias específicas aprovechables por el hombre: se trata de aislar el gen que produce la sustancia, e introducirlo en otro ser vivo que sea más sencillo -y barato- de manipular; lo que se consigue es modificar las características hereditarias de un organismo de una forma dirigida por el hombre, alterando su material genético.
CLONACIÓN DE GENES
PRODUCTOS TRANSGENICOS
LA CLONACIÓN DE SERES VIVOS