Antecedentes históricos de la genética (explicado con diagrama)
¡Lee este ensayo para aprender sobre los antecedentes históricos de la genética!
Contenido:
- Introducción:
- Principios mendelianos:
- Ley de Segregación (Principio Mendeliano I)
- Ley de Surtido Independiente (Principio Mendeliano II)
La genética es el estudio de las características heredadas, mientras que la herencia es un proceso que determina la capacidad del individuo para crecer y desarrollarse como resultado de la interacción entre los rasgos heredados y los factores ambientales.
Siendo el hombre la criatura más inteligente, es muy curioso sobre sí mismo. Encuentra que los hijos de las familias tienden a parecerse a sus padres. Heredan los rasgos físicos y mentales de cualquiera de los padres o de ambos padres.
Además, los individuos de un grupo particular de población humana muestran algunas similitudes generales entre sí, a pesar de las enormes diferencias. Las similitudes se producen debido a la herencia de personajes paternos; Algunas propiedades inherentes de los hombres se transmiten biológicamente de generación en generación. La ciencia de la genética es una disciplina importante, que trata de la herencia y la variación.
De hecho, la genética es el estudio de las características heredadas, mientras que la herencia es un proceso que determina la capacidad del individuo para crecer y desarrollarse como resultado de la interacción entre los rasgos heredados y los factores ambientales.
El estudio de la herencia arroja luz suficiente para comprender el origen del hombre y el significado de las razas. Por ejemplo, los tigres engendran pequeños tigres que heredan las características de su raza. Por otro lado, el estudio genético investiga el mecanismo de la herencia y revela las características internas de la evolución humana.
Una observación cercana de diferentes especies de animales y plantas revela que una operación continua de herencia y variación está ocurriendo en la naturaleza. No hay dos hermanos exactamente iguales, excepto algunos gemelos idénticos. Esta falta de semejanza entre las personas relacionadas con el descenso a menudo se denomina variación.
La variación denota un cambio fundamental en la configuración interna de un individuo, ya sea debido a diferencias genéticas, que podrían haberse originado a partir de la mutación o debido a diferencias inducidas por el medio ambiente, que podrían causar cambios temporales en el fenotipo.
Una tercera fuente de variación puede deberse a la hibridez de los padres. Por ejemplo, si los padres son heterocigotos (o híbridos) para un rasgo en particular, digamos el color de los ojos, entonces es muy posible que la descendencia tenga ojos marrones y azules. La variación puede ocurrir en mayor o menor grado, pero en la mayoría de los casos ha demostrado ser útil. La evolución de nuevas formas ha sido posible por la variación ventajosa. Por lo tanto, tanto la herencia como la variación son igualmente importantes en el estudio de la genética.
El término genética proviene de la palabra griega gen que significa generar o crecer o convertirse en algo. Fue acuñado por William Bateson en 1905. Pero el inicio de esta ciencia ocurrió o ocurrió antes de esta fecha. Tres botánicos, De Vries (Holanda), Correns (Alemania) y Von Tschermak (Austria) identificaron los principios básicos de la genética en el año 1900.
Trabajaron de forma independiente, pero ninguno de ellos obtuvo el crédito. Porque, la ciencia de la genética ya nació en 1866 gracias al esfuerzo de Gregor Johann Mendel de Brunn, Austria; esos botánicos redescubrieron el trabajo después de treinta y cuatro años.
Según Webster, la genética es la rama de la biología que se ocupa de la herencia y la variación entre organismos relacionados, principalmente en sus aspectos evolutivos ”. En resumen, puede definirse como una ciencia que trata de los principios que explican las similitudes entre los padres y su progenie y las diferencias entre los individuos de una sola especie. Así, la genética ha sido una ciencia de la herencia y la variación.
La herencia implica la actividad de una unidad funcional distinta conocida como genes, que se transmiten de los padres a la progenie y gobiernan el desarrollo de los caracteres de un individuo. El carácter o rasgo denota las características morfológicas, anatómicas, fisiológicas, bioquímicas y de comportamiento de un organismo.
La variación de caracteres se produce para la variación en los genes. Por lo tanto, la genética puede ser redefinida como la ciencia que trata con la estructura, organización, transmisión y función de los genes, y el origen de la variación en ellos.
Diferentes campos de la genética pueden considerarse como el estudio basado en diferentes objetos. Por ejemplo, la genética animal y la genética vegetal están relacionadas con los animales y las plantas, respectivamente, como objetos de estudio. La genética del virus y la genética microbiana consideran a los virus y los microbios, respectivamente, como objetos de estudio.
La genética humana se ocupa exclusivamente de la herencia del hombre. Además, Genética molecular y Genética de poblaciones, dos campos especializados se distinguen generalmente de la genética clásica. La genética molecular se ocupa principalmente de la naturaleza y las propiedades del material genético considerando su física y química, función, replicación, mutación, recombinación, regulación y evolución.
La genética de poblaciones se trata con el funcionamiento de la herencia en una población variable natural de individuos con endogamia libre en relación con las probabilidades matemáticas y estadísticas. Sin embargo, la genética clásica puede denominarse citogenética, que no solo significa la estrecha relación entre las dos ramas aliadas de la biología, es decir, la citología (biología celular) y la genética (ciencia de la herencia), sino que se relaciona con la organización química y genética de los cromosomas. Sus patrones de comportamiento de herencia.
(Citogenética) proyecta una imagen clara sobre los diversos aspectos de los cromosomas y sus efectos en el desarrollo de los caracteres de los organismos. En el nivel general, la citogenética y la genética son distintas entre sí. Pero, a nivel molecular, estos no están tan definidos. El relato clásico de la herencia se remonta a Hipócrates (400 aC), quien creía que "el material reproductivo provenía de todas las partes del cuerpo del individuo y, por lo tanto, que los personajes se transmitían directamente a la progenie".
Según Aristóteles (350BC), los materiales reproductivos son en realidad sustancias nutritivas, que se desvían hacia el camino reproductivo en lugar de hacer las partes del cuerpo. Aunque las ideas de Hipócrates y Aristóteles con respecto a la herencia difieren considerablemente, aún compartían una opinión común de que la herencia es directa y las sustancias derivadas o destinadas a partes específicas de los individuos se transmiten a la progenie. Varios otros filósofos y biólogos griegos, contemporáneos de Hipócrates y Aristóteles, también hicieron observaciones y especulaciones sobre los principios hereditarios.
La mayoría de los biólogos de ese período creían que algunos organismos primitivos se originaban a partir de materia no viva, es decir, materia orgánica en descomposición. El proceso se llamó generación espontánea. La doctrina de la generación espontánea fue muy generalizada hasta mediados del siglo XVIII. William Harvey (1578-1657) especuló por primera vez que todos los animales provienen de los huevos y el semen, lo que tiene un efecto estimulante en el proceso de desarrollo.
El médico holandés, Regnier de Graaf (1641-1673) especuló que las características de ambos padres se expresan en la progenie de los mamíferos; más bien, ambos padres transmiten sus caracteres hereditarios a su descendencia. Nuevamente, un fabricante de microscopios holandés, Anton van Leewenhoek, cuando realizó un microscopio hecho a mano sin procesar que comprende una serie de lentes montadas, observó células espermáticas humanas. También había observado los espermatozoides de varios otros animales.
Aunque durante mucho tiempo se supo que la reproducción se produce mediante la unión o cópula de varones con hembras, se desconoce la contribución de hombres y mujeres, más en particular los hechos relacionados con los materiales hereditarios. Fue una cuestión de gran debate. Sin embargo, el concepto de Aristóteles (que la progenie derivó la forma específica del semen mientras que la nutrición la proporcionó la hembra) se desarrolló aún más durante los siglos XVII y XVIII por los descubrimientos de esperma y óvulos en animales, y polen y huevos en plantas. .
Basándose en la especulación de William Harvey, muchos biólogos avanzaron sus ideas y estudios y afirmaron que una de las células sexuales, el esperma o el óvulo, es suficiente para realizar la función de un organismo en forma de miniatura. Tiene que desarrollarse en proporción adulta para recibir la nutrición adecuada. Tal teoría se conoce como teoría de la preformación. Largas controversias continuaron durante el siglo XIX entre los animales o espermistas y ovistas.
Los espermistas o los animalculistas creían que el esperma contenía la criatura en miniatura preformada. Por otro lado, los ovistas confirmaron que los óvulos contenían el organismo preformado. Aunque la teoría de la preformación está obsoleta hoy en día, aún así proporcionó un concepto sensible de reproducción para reemplazar todos los conceptos vagos del período muy temprano.
La teoría, que posteriormente reemplaza a la teoría de la preformación, se conoce como teoría de la epigénesis. Esto fue propuesto por Wolff (1738-1794). Según Wolf, ni el esperma ni el óvulo contenían una criatura preformada, sino que cada uno de ellos contenía material indiferenciado que tenía la posibilidad de convertirse en un organismo adulto después de la fertilización.
La teoría de la epigénesis ganó aceptación entre los biólogos del siglo XIX. Sin embargo, en la actualidad se sabe claramente que tanto el esperma como el óvulo no están compuestos de material totalmente indiferenciado, sino que, por el contrario, llevan el material hereditario, los cromosomas, que contienen genes.
El científico francés, Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) había especulado que el uso y el desuso de los órganos durante un largo período de tiempo determinan las características de la progenie. Formuló una teoría conocida como herencia de caracteres adquiridos. El fundador de la moderna teoría evolutiva, Charles Darwin (1809-1882) sugirió que los tejidos y las células de un organismo arrojaban partículas o gránulos diminutos llamados gemas que circulaban a través de los cuerpos de las plantas y los animales, y que luego pasaban a los órganos sexuales. montar allí como gametos.
Las gémulas del sexo opuesto se agregan durante la fertilización, lo que en conjunto lleva al desarrollo de una mezcla de órganos y tejidos maternos y paternos en la progenie. Se cree que las características hereditarias se transmiten de los padres a la descendencia.
Este mecanismo se mantiene como la esencia de la doctrina de la pangénesis. En sus escritos, Darwin mencionó que su teoría de la "pangénesis" no se diferencia en nada del concepto hereditario especulado por Hipócrates. Un biólogo alemán, August Weismann (1883 - 1914), propuso la teoría de la continuidad de la teoría del germoplasma o del germoplasma para explicar la reproducción en animales.
Según esta teoría, el 'germoplasma' se transmite a la descendencia sin ningún cambio, pero un cambio en el germoplasma (mutación) podría llevar a un cambio en la herencia. De hecho, la teoría distinguió dos tipos distintos de tejidos, es decir, somatoplasma y germoplasma en el cuerpo de un individuo. El somatoplasma o los tejidos corporales son necesarios para la supervivencia del funcionamiento individual y adecuado del organismo, pero no contribuye a la reproducción sexual.
Naturalmente, cualquier cambio en el somatoplasma no se puede transmitir a la siguiente generación. Por otro lado, el germoplasma produce los gametos, que son la base de la reproducción sexual. Los cambios en el germoplasma se transmiten fácilmente a la siguiente generación.
Weismann mencionó claramente que los caracteres adquiridos no se heredan. Él había demostrado que los cambios en las características del cuerpo no afectan la calidad de los gametos producidos por el germoplasma. Su demostración concluyente encontró la separación de germoplasma y somatoplasma; se deshizo de las hipótesis de pangénesis y herencia de caracteres adquiridos. Antes de los experimentos de Mendel en los guisantes (Pisum sativum), John Knight y John Goss, ambos de Inglaterra, habían llevado a cabo los experimentos de reproducción en la misma planta. John Knight en 1799 realizó un cruce entre dos variedades de guisantes: sin pigmento y sin pigmentos.
La variedad no pigmentada tenía tallo verde, flores blancas y semilleros incoloros. John Goss en 1824 había experimentado lo mismo con plantas sembradas de verde (azul) y amarillas (blanco). Su procedimiento experimental involucró la remoción de los estambres de los guisantes sembrados normalmente de color verde y su polinización ocurrió a partir de estambres de guisantes de semilla amarillos. John Knight también había realizado cruces recíprocas.
Los resultados experimentales tanto de Knight como de Goss fueron bastante notables, pero no contaron el número de guisantes utilizados en sus experimentos de reproducción. Como consecuencia, no pudieron descubrir el mecanismo hereditario subyacente, que Gregor Mendel pudo posteriormente publicar en 1866.
Knight y Goss básicamente dirigieron sus experimentos hacia el logro comercial de variedades mejoradas de plantas y animales para usarlos en la agricultura y la horticultura. No buscaron ninguna información sobre los mecanismos hereditarios. Sin embargo, las especulaciones de Hipócrates sobre la herencia no se cuestionaron hasta el establecimiento final de los principios básicos de la herencia, como propusieron Mendel y se publicaron en 1866. Pero es una vergüenza que la obra monumental de Mendel se haya pasado por alto durante casi 34 años.
A partir de estos experimentos, Mendel refirió la unidad de herencia, como factor, que ahora llamamos gen es particulado y no líquido. Los dos alelos de un gen no se afectan entre sí de ninguna manera, qué decir de la combinación entre sí. Propuso dos leyes de herencia universalmente aceptadas: la ley de segregación y la ley de distribución independiente con la que explicó el predominio de los personajes.
Desafortunadamente, no fue evaluado y su documento quedó olvidado en las pilas de muchas bibliotecas hasta 1900, hasta que fue "redescubierto" de forma independiente en documentos publicados por tres botánicos DeVries (Holanda), Correns (Alemania) y Von Tschennak (Austria) que obtuvieron más. o menos resultados similares a los de Mendel.
Lo más probable es que conocieran el papel de Mendel a través de una referencia hecha por Focke en 1881 y copiada por él por Bailey en 1895. Fue realmente desafortunado que Darwin no estuviera al tanto del trabajo de Mendel (sobre la herencia) aunque eran contemporáneos. .
Así que, ignorando los principios de Mendel, Darwin propuso la teoría llamada Pangénesis para explicar la transmisión hereditaria de las características. Si Darwin hubiera conocido a Mendel y su trabajo, no solo habría apreciado la importancia de la contribución de Mendel a la herencia, sino que el conocimiento de la herencia se habría utilizado para eliminar una de las principales dificultades para explicar la teoría de la selección natural. Sin embargo, el redescubrimiento del artículo de Mendel inició una velocidad de investigación en el campo de la genética.
Principios mendelianos:
Los experimentos de Gregor Mendel (1822-1884) en el guisante de jardín (Pisum sativwn) se consideran un gran hito en el estudio de la genética. Nació en el norte de Moravia, Austria, actualmente forma parte de Checoslovaquia. Su padre tenía una gran fascinación por la jardinería y la horticultura; Mendel solía trabajar con él en el huerto y gradualmente desarrolló un interés hacia la naturaleza.
A la edad de 21 años, ingresó en el monasterio agustino de Brunn (ahora Brno en Checoslovaquia). Después de cuatro años, en el año 1847, fue ordenado monje o sacerdote. El resto de su vida transcurrió en ese monasterio donde realizó innumerables cruces entre variedades de varias especies de plantas diversas.
En 1851 ingresó en la Universidad de Viena, Austria, por recomendación de las autoridades del monasterio, donde estudió todas las ciencias básicas, incluyendo física, química, matemáticas, botánica y zoología hasta 1853. Después de esto, se convirtió en profesor en el monasterio en 1854 y Sirvió allí por 12 años. Había presentado los hechos y las cifras de sus experimentos ante la Sociedad de Historia Natural de Brunn el 8 de febrero de 1865.
Finalmente, su artículo de 46 páginas, titulado “Experimentos en hibridación de plantas”, se publicó en las Actas de la Sociedad Brunn para el Estudio de Ciencias Naturales el año siguiente, en 1866. Las copias de su documento se distribuyeron a bibliotecas en Europa y América, pero no recibió atención seria durante 34 años, hasta el "redescubrimiento" por tres botánicos en 1900.
El éxito de Mendel puede atribuirse a su brillante mente analítica, que le permitió interpretar los resultados de sus experimentos, así como definir el principio subyacente a los mecanismos de la herencia. En este sentido, Mendel merece ser llamado como el padre de la genética.
Los principios de la genética mendeliana se basan en dos "leyes", como la Ley de Segregación y la Ley de Surtido Independiente o Recombinación. El éxito de Mendel en los experimentos de hibridación indica su sensatez de juicio al diseñar las cruces de guisante de jardín, que se seleccionaron solo después de una cuidadosa consideración de la idoneidad del experimento.
Había seleccionado un total de siete pares de personajes contrastantes para sus experimentos finales, que son los siguientes:
1. Longitud de la planta, ya sea alta o enana.
2. Posición de las flores, ya sea axial (distribuida a lo largo del tallo) o terminal (agrupada en la parte superior).
3. Color de las vainas inmaduras, ya sea amarillo o verde.
4. Forma de las vainas inmaduras, ya sea inflado o constreñido.
5. Color de los cotiledones (es decir, partes nutritivas de las semillas maduras), ya sea amarillo o verde.
6. Forma de la semilla (superficie exterior), ya sea redondeada y lisa o arrugada.
7. Color de la cubierta de la semilla, ya sea gris o blanco. (El color de la flor a menudo se correlaciona con el color de las capas de semillas; en general, los guisantes de flores blancas desarrollan semillas de capa blanca y la flor de violeta produce semillas con capa gris).
De esta manera, Mendel probó los siete caracteres individualmente realizando cruces por separado para cada rasgo. Consideraba solo un rasgo a la vez.
Ley de Segregación (Principio Mendeliano I):
La creencia popular de la época de Mendel era que las hembras proporcionaban la sustancia para el desarrollo de la progenie, similar al suelo que proporciona nutrición para las plantas. Mendel abogó por una fusión completa de gametos masculinos y femeninos, donde la contribución de los dos padres era necesaria para el desarrollo de personajes en la generación híbrida. También postuló la existencia de factores, ahora conocidos como genes, que son responsables del crecimiento de varios personajes. Son estos factores los que se transmiten de una generación a la siguiente; Los personajes por sí mismos no pueden ser transferidos.
Mendel hizo una clara distinción entre la apariencia (fenotipo) y la composición genética (genotipo), e introdujo un concepto de dominancia y recesión. Sus fórmulas para determinar los diferentes genotipos y fenotipos en diferentes generaciones trajeron un cambio dramático en el pensamiento sobre el patrón de herencia del hombre.
Mendel comenzó su experimento cruzando dos variedades de raza pura (cepas) de guisantes, altas y enanas, que se criaron por separado en el jardín del monasterio. Las plantas altas tenían alrededor de 6 a 7 pies de altura, mientras que las plantas enanas tenían solo 9 a 18 pulgadas de altura. Mendel verificó minuciosamente los factores ambientales, la condición del suelo y la humedad para ver si tenían algún efecto sobre el crecimiento.
Mendel también notó los resultados de los cruces recíprocos donde un padre (padre A) se usó como mujer en un cruce con otro padre (padre B), y nuevamente (padre A) se usó como hombre con otro padre (padre B). Mendel se aseguró de que los padres masculinos y femeninos contribuyeran por igual al desarrollo de los personajes en la progenie; Los resultados de los cruces recíprocos son siempre idénticos.
Además de la cruz recíproca, Mendel distinguió otras cruces como monohíbridas, dihíbridas, trihíbridas, etc. Un cruce entre dos padres que se diferencian por un solo carácter se denomina cruce monohíbrido, mientras que entre padres que difieren por dos o tres caracteres se conocen como cruces dihíbridos y tríbridos, respectivamente.
Sin embargo, en el primer experimento, Mendel solo consideró el cruce monohíbrido. Uno de los dos rasgos, el alto, se expresó en la progenie de la primera generación, es decir, todos los resortes se encontraron altos parecidos a uno de sus padres. Mendel designó a esta generación híbrida como primera generación filial (F1), mientras que el cruce que involucra dos variedades puras de generaciones iniciales se consideró como generación parental (P).
Mendel procedió a organizar un cruce entre los miembros altos de la primera generación (F1). El resultado obtenido fue sorprendentemente diferente. La segunda generación filial (F2) dio lugar a una generación mixta de variedades altas y enanas en una proporción de 3: 1. No se produjo ninguna forma intermedia.
Es interesante observar que la generación F2 estaba formada por tres cuartas partes de plantas altas y una cuarta parte de plantas enanas, aunque ambos de sus padres eran altos. Tal cruce en generaciones sucesivas (F3, F4, F5, etc.) también produjo variedades altas y enanas en una proporción de 3: 1. Por otro lado, cuando las plantas enanas se cruzaban unas con otras, todas las crías aparecían como enanas. En la segunda generación (F2) también permanecen enanos; no se produjo ninguna planta alta (Fig. 6.11).
Aquí, Mendel organizó el cruce entre un par de personajes contrastantes. Este tipo de cruz que involucra dos cepas parentales que se diferencian en un solo rasgo se ha denominado cruzamiento monohíbrido. Mendel mantuvo cada rasgo como un factor de unidad o personaje. Los factores mendelianos, que determinan las características de cualquier organismo, ahora se reconocen como genes; un personaje es producido por la acción de un gen específico.
Al igual que los dos alelos de un gen, los factores mendelianos ocurren en pares y estos son de origen materno y paterno. Porque tanto el hombre como la mujer de los padres contribuyen de igual manera al desarrollo de los personajes en la progenie.
En la primera generación (F1), se expresa el carácter de solo uno de los dos padres. Esto se conoce como personaje dominante. El carácter del otro padre no se expresa en F1; dicho carácter se denomina latente o recesivo. El personaje dominante puede ser de dos tipos.
En primer lugar, puede ser puro como el de progenie que produce progenie con rasgo dominante solamente. En este caso, los factores o alelos son similares y dicho cigoto se denomina homocigoto.
En segundo lugar, puede ser un híbrido similar a los miembros de la generación F1.
Los cigotos, compuestos de dos factores diferentes o alelos, se denominan, por lo tanto, heterocigotos. Así, Mendel utilizó los términos puro e híbrido para homocigotos y heterocigotos, respectivamente. El factor o alelo, que se expresa en el estado heterocigoto, se llama dominante; gobierna sobre el personaje.
El experimento de Mendel con guisantes altos y enanos, por lo tanto, muestra cigotos homocigotos y heterocigotos. En la variedad pura alta, dos factores (alelos) permanecen idénticos formando una combinación de TT. Del mismo modo, la variedad enana pura muestra la combinación tt. Las plantas altas híbridas de la primera generación filial (F1) tienen dos factores diferentes, Tt.
Mendel en su experimento estableció claramente el hecho de que los caracteres recesivos no se expresan en condiciones heterocigotas, sino que se expresarán en homocigotos recesivos (guisantes enanos). En un cruce entre variedades contrastantes de razas verdaderas, podemos clasificar la progenie F2 (nietos grogenia) de dos maneras, según su apariencia (fenotipo) o según su composición genética (genotipo).
El fenotipo clasifica a tres individuos como alto de cuatro, mientras que el genotipo identifica dos híbridos (Tt) entre las colas. Genotípicamente, la generación F2 se compone de 1 TT, 2 Tt y 1 tt. Los términos fenotipo y genotipo, por lo tanto, se refieren a la expresión visible de los genes (o factores mendelianos) y la constitución genética real de un individuo, respectivamente.
Mendel descubrió el hecho importante de que en los híbridos F1, las características de los padres (o factores o alelos) no se perdieron ni se mezclaron para producir los intermedios, sino que los factores o alelos permanecen segregados. Esta no mezcla de alelos en el híbrido y su posterior segregación (la misma proporción se mantiene en el gameto) es el principio de la segregación o la primera ley de Mendel.
Dado que existe una buena correspondencia entre los caracteres mendelianos y los genes ubicados en los cromosomas, el fenómeno de la segregación puede explicarse fácilmente sobre la base del comportamiento de los cromosomas homólogos durante la meiosis.
Como consecuencia de la segregación (separación), los dos alelos de un gen se separan y entran en diferentes gametos. Por lo tanto, un gameto contiene uno de los dos caracteres contrastantes que resultan del alelo. Cuando dos de estos gametos se fusionan, ambos alelos contribuyen a formar un gen en el cigoto. Para la manifestación de cualquier carácter, se requieren ambos alelos.
Cuando dos alelos de un gen son de la misma naturaleza; Produce un carácter puro. Pero, cuando los dos alelos no son de la misma naturaleza, se produce una variedad híbrida pero se expresa el carácter del gen dominante. Por lo tanto, la apariencia de un individuo no siempre se ajusta a su carácter genético.
De hecho, los tipos de alelos de un gen específico o todos sus genes, transmitidos por un individuo se conocen como su genotipo o constitución genética, mientras que la apariencia del individuo con respecto a un carácter observable específico o a todos estos caracteres se refiere como fenotipo.
Los conceptos de genotipo y fenotipo fueron claramente establecidos por Mendel, aunque el término en sí se introdujo mucho más tarde. La separación de los cromosomas homólogos durante la meiosis puede considerarse como la razón de la segregación de los dos alelos de un gen, ya que los alelos están ubicados en posiciones idénticas en los cromosomas homólogos.
Ley de Surtido Independiente (Principio Mendeliano II):
Los estudios sobre la herencia de un solo personaje a la vez permitieron a Mendel formular el concepto de gen.
Los elementos esenciales de este concepto son:
(i) El desarrollo de cada personaje está controlado por gen.
(ii) Cada gen existe en dos formas alternativas, alelos que gobiernan las formas contrastantes de un personaje.
(iii) Los dos alelos de un gen no se modifican entre sí cuando existen juntos en la misma célula.
(iv) Cada célula somática tiene dos copias de un gen (alelos idénticos o distintos), mientras que los gametos tienen una sola copia.
(v) Los alelos de un gen se separan y pasan a diferentes gametos del híbrido, y
(vi) Los genes son las unidades de herencia que pasaron de una generación a la siguiente.
Un organismo no tiene esencialmente un solo carácter, tiene muchas características con formas alternativas. Por lo tanto, en la segunda fase, Mendel trató con cruces de dihíbridos y polihíbridos. Encontró que los diferentes pares de características características que se unieron en la primera generación (F1), se separan en la segunda generación (F2) (y también en otra generación sucesiva) como regla general.
Como cada par de caracteres se hereda de forma independiente, Mendel designó este principio como la Ley de Surtido Independiente. Las consecuencias de la segregación independiente de cualquiera de los dos personajes se pueden predecir fácilmente de acuerdo con la ley de probabilidad. La ley de probabilidad es el concepto básico del principio de la genética clásica. El principio de la genética de poblaciones también se basa en la consideración de la ley de probabilidad.
De manera simple, la probabilidad es la probabilidad de ocurrencia de un evento. Un evento es la ocurrencia de algo. Por ejemplo, en el caso de una moneda, la aparición de cabeza o cola en un sorteo es un evento. Un juicio se refiere a una oportunidad proporcionada para que ocurra un evento.
Entonces, en una prueba con una moneda, ocurre una cabeza o una cola; Ambos no pueden aparecer a la vez. De esta manera, en fase de prueba, el jefe de la moneda siempre excluye la cola y viceversa. Naturalmente, estos eventos son mutuamente excluyentes. La probabilidad de eventos mutuamente exclusivos se determina mediante una fórmula simple, P = 1 / n, donde p = probabilidad de un solo evento mutuamente exclusivo, y n = el número total de dichos eventos.
En este ejemplo, el número total de eventos mutuamente exclusivos es dos, a saber, cabeza y cola. La probabilidad de obtener una cabeza (o cola) en un lanzamiento es, por lo tanto, 1/2. Por lo tanto, se entiende que la probabilidad de un evento denota la frecuencia promedio de ese evento.
Por el contrario, la frecuencia media de un evento es su probabilidad. Otra categoría de evento puede denominarse evento independiente, donde dos o más eventos están estrechamente relacionados, pero la ocurrencia de uno de los eventos nunca afecta la probabilidad del evento restante.
Por ejemplo, dos callos, A y B si se lanzan, juntos o por separado, la aparición de la cabeza o la cola en el caso de la primera moneda (A) no afecta la probabilidad de la aparición de la cabeza o la cola en la segunda moneda (B) . De esta manera, la aparición de cabeza y cola en la moneda A es independiente de la moneda B. Por lo tanto, pueden llamarse eventos independientes. De hecho, la probabilidad de que ocurran dos o más eventos independientes va de la mano, sin verse afectados el uno por el otro.
En la segunda serie de experimentos, Mendel cruzó una cepa pura de semillas amarillas redondas (lisas) con otra cepa pura de semillas verdes arrugadas. Ya había establecido que los genes, tanto redondos como amarillos, eran dominantes sobre sus respectivos alelos, arrugados y verdes.
Entonces, en este caso, las consecuencias de la segregación independiente para las formas y colores de las semillas se predijeron fácilmente. Dado que la forma y el color de la semilla eran eventos independientes, su patrón de segregación también era independiente.
Dos formas de semillas contrastantes (redondas y arrugadas) fueron eventos mutuamente exclusivos, al igual que otras dos formas de color de semillas contrastantes (amarillo y verde). Por lo tanto, las probabilidades de varias formas de caracteres se corresponden con las frecuencias de las formas que aparecen en la segunda generación (F2), en el caso de cruces monohíbridos. (Ronda 3/4, arrugada 1/4, amarilla 1/4 y verde ¼). Mendel consideró esta proporción como un múltiplo de 3: 1 o (3 + 1) 2 . En otras palabras, la relación 9: 3: 3: 1 es la consecuencia de la superposición de dos relaciones, una para cada diferencia de carácter.
Sin embargo, el fenómeno se puede ilustrar con el experimento particular realizado por Mendel. Para los alelos dominantes de rasgos redondos y amarillos, se utilizaron los símbolos RR e YY. Los rasgos recesivos para las arrugas y el verde fueron simbolizados como rr y yy respectivamente.
La generación parental (P) se constituyó con dos variedades puras de guisantes: amarillo redondo (RRYY) y verde arrugado (rryy). Cuando se cruzaron, se produjeron dos tipos de gametos con genotipo RY y ry. Después de la fertilización, en la primera generación filial (F1), esos gametos dieron lugar a dobles híbridos (dihíbridos) con el genotipo RrYy. Pero todas estas crías eran aparentemente redondas y amarillas por la presencia de R e Y como alelos dominantes; r y y quedaron solo como recesivos.
Por lo tanto, los dihíbridos F 1 eran heterocigotos con una combinación de RrYy. Cada uno de ellos (masculino y femenino) produjo cuatro tipos de gametos que contenían factores (alelos) como RY, Ry, rY y ry en frecuencias iguales. Los cuatro gametos de la mujer poseen iguales posibilidades de unirse con los cuatro gametos del hombre. Las combinaciones dependen de las frecuencias de probabilidad de reunión.
El número de cigotos puede determinarse multiplicando las cuatro clases de gametos masculinos por cuatro clases de gametos femeninos. Los genotipos que consisten en 4 × 4 o 4 2 o 16 individuos se encuentran en la generación F2. Este dihybrid cruza entre las variedades de semillas de arvejas amarillas redondas (RRYY) y arrugadas (rryy) verdes (Fig. 6.5).
El tablero de ajedrez de la figura 6.6 revela el análisis de 16 individuos F2 donde, en promedio, 9/16 (9 de 16) combinación lleva tanto Rand Y, 3/16 (3 de 16) lleva R pero no Y, otro 3/16 (3 de 16) lleva Y pero no R, y solo uno de dieciséis, es decir, 1/16 no lleva R ni Y.
Como resultado, se encuentra una proporción o proporción fenotípica, 9: 3: 3: 1. Esto significa que 9 semillas amarillas redondas, 3 semillas verdes redondas, 3 semillas amarillas arrugadas y 1 semilla verde arrugada estarán disponibles en la segunda generación (F2). La Ley de Surtido Independiente por lo tanto se refiere a la segregación (o separación) de dos (o incluso más) pares de alelos independientemente en los gametos. Mendel observed that the four kinds of male and female gametes, RY, Ry, rY, and ry, were produced out of dihybrids (RrYy) of F1 generation.
This happened because each of the paired alleles, (R and r) and (Y and y) segregated or separated from each other quite independently and none of these paired alleles could enter in the same gamete. In other words, R always segregates from r and Y from y. Further, the segregate or separation of alleles belonging to one pair (eg Rr) is always without reference to those belonging to another pair (eg Yy) in the gametes (during Meioses).
Following the same principle, from a trihybrid (parents differing in three characters) cross, 8 different kinds of gametes are obtained. The 8 male and 8 female gametes would unite randomly to yield a total of 64 zygotic combinations which can be classified into eight different phenotypic classes, having the ratio of 27:9:9:9:3:3:3:1.
Mendel had suggested the general formulae to determine the numbers of different kinds of gametes as perfect to the size of F2 population. A perfect F2 size indicates the minimum number of F2 individuals in which each genotype is expected to occur at least once.
Accordingly, in a hybrid, segregating for n number of genes, 2 n different types of gametes (male and female) are expected to be produced. The union of 2 n kinds of male gametes with 2 n different female gametes would yield 4 n possible zygotic conditions, which relates to the size of perfect F2 population.
This second principle of Mendel, the law of independent assortment though is considered as an important landmark of genetics, has its limitation too and so cannot be treated as a universal law. It is only valid when two (or more) pairs of alleles situated in different chromosomes become able to pursue their independent assortment during the formation of gametes.
On the contrary, if two (or even more) genes or alleles are linked or located in the same chromosome, there cannot be any independent assortment. Under such conditions as most of the genes usually remain linked, so this principle finds very little scope for application. Rather in these cases, segregation of different genes or alleles largely depends on the extent of linkage and crossing over.
