Notas sobre el experimento de Gregor Mendel

¡Lee este artículo para aprender sobre Gregor Johann Mendel, su trabajo, las razones del éxito, su experimento y los resultados!

Gregor Johann Mendel (1822-1884) es conocido como el padre de la genética, porque fue el primero en demostrar el mecanismo de transmisión de los personajes de una generación a otra. También dio generalizaciones, algunas de las cuales fueron luego elevadas al estatus de principios o leyes de herencia.

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Constituyen los cimientos de la genética. Mendel nació en Silisian, una aldea en Heinzendorf (Austria; ahora es parte de la República Checa) el 22 de julio de 1822 en el seno de una familia de agricultores. Fue un estudiante brillante y estudió filosofía durante varios años. Después de la escolarización, Mendel se unió a un monasterio agustino de Santo Tomás en Brunn (entonces en Austria; ahora Brno en Checoslovaquia) en 1843 a la edad de 21 años.

A la edad de 25 años (1847) fue nombrado sacerdote en el monasterio. En 1851, Mendel fue enviado a la Universidad de Viena para estudiar Botánica y Física. Regresó a Brunn como profesor de física y ciencias naturales. Mendel fue profesor durante 14 años. Más tarde se le hizo abad del monasterio. Gregor fue agregado a su nombre cuando se unió al monasterio en Brunn. En 1856, Mendel observó la aparición de dos tipos de semillas en las plantas de guisante que crecían en su monasterio.

Así se interesó por ellos. Mendel llevó a cabo experimentos de hibridación en Garden Pea durante 7 años desde 1856-1863. Confirmó la pureza de sus materiales experimentales a través de la endogamia. Inicialmente tomó 34 pares de variedades de plantas de guisante, luego 22, pero finalmente trabajó con solo 7 pares de variedades.

Los últimos difirieron en caracteres tales como el color de la flor, la posición de la flor, la altura, la forma de la vaina, el color de la vaina, la forma de la semilla, el color de la semilla, etc. Todas las variedades seleccionadas fueron líneas puras o reproducción verdadera, es decir, fueron puras y verdaderas. Dio descendencia semejante a los padres. Mendel realizó varios tipos de cruzamiento cruzado y luego permitió que los descendientes se auto cultivaran.

Sus experimentos tuvieron un gran tamaño de muestreo, unas 10000 plantas de guisante. Esto le da mayor credibilidad a sus datos. Además, fue el primero en utilizar el análisis estadístico y la lógica matemática para resolver problemas en biología. Formuló generalizaciones que se leyeron en dos reuniones de la Sociedad de Historia Natural de Brunn en 1865. Su artículo "Experimentos sobre la hibridación de plantas" se publicó en "Proceedings of Brunn Natural Science Society" en 1866. Mendel murió en 1884 sin obtener ningún reconocimiento. por su trabajo.

El trabajo de Mendel pasó inadvertido y no apreciado durante unos 34 años debido a:

(i) Circulación limitada de las "Actas de Brunn Natural Science Society" en las que se publicó,

(ii) No pudo convencerse de que sus conclusiones fueran universales, ya que Mendel no pudo reproducir los resultados en Hawkweed (Hieracium) emprendida por la sugerencia de Naegeli. Fue debido a la no disponibilidad de líneas puras,

(iii) Falta de agresividad en su personalidad,

(iv) El mundo científico estaba siendo sacudido en ese momento por la teoría de la evolución de Darwin (Origin of Species, 1859).

(v) el concepto de Mendel de unidades o factores estables, sin mezcla, discretos para varios rasgos no fue aceptado por los contemporáneos,

(vi) Las conclusiones de Mendel sobre la herencia se adelantaron a su tiempo. Usó métodos estadísticos y lógica matemática que no eran familiares para otros biólogos en ese momento,

(vii) No había pruebas físicas de la existencia de factores o del material con el que estaban hechos.

Redescubrimiento de la obra de Mendel:

Mendel murió en 1884 mucho antes de que su trabajo fuera reconocido. Fue en 1900 cuando tres trabajadores redescubrieron de forma independiente los principios de la herencia ya elaborados por Mendel. Eran Hugo de Vries de Holanda, Carl Correns de Alemania y Erich von Tschermak-Seysenegg de Austria.

Correns elevó el estado de dos de las generalizaciones de Mendel al nivel de las leyes de herencia: la ley de segregación y la ley de distribución independiente. Los otros son principios variables. Hugo de Vries también descubrió el artículo de Mendel y lo publicó en 'Flora' en 1901. Bateson, Punnet y otros trabajadores posteriores consideraron que el trabajo de Mendel era de aplicación universal, incluidos los animales.

Razones para el éxito de Mendel:

1. Mendel seleccionó solo variedades puras de guisante (Pisum sativum) para sus experimentos. Tomó dos años (1857-1859) para verificar que sus materiales experimentales son pura reproducción.

2. Mendel tomó solo aquellos rasgos para sus estudios que no mostraban vinculación, interacción o dominio incompleto.

3. Los personajes elegidos por Mendel tenían rasgos distintivos contrastantes como alto y enano o verde y amarillo.

4. Mendel tomó uno o dos personajes a la vez para sus experimentos de reproducción, mientras que sus antecesores a menudo estudiaban todos los rasgos simultáneamente.

5. Mendel estudió la herencia de un personaje durante tres o más generaciones.

6. Realizó cruces recíprocos y planteó grandes progenies.

7. La planta experimental de Mendel Pea (Pisutn sativum) es ideal para la cría controlada. Se cruza de forma manual, mientras que normalmente experimenta la crianza propia.

8. Se cuidó de evitar la contaminación de granos de polen extraños traídos por insectos.

9. Mendel mantuvo un registro completo de cada cruce, su propia reproducción y el número de semillas producidas.

10. Mendel experimentó con varias plantas para el mismo rasgo y obtuvo cientos de descendientes. Un gran tamaño muestral dio credibilidad a sus resultados.

11. Formuló explicaciones teóricas para interpretar sus resultados. Sus explicaciones fueron probadas por él en cuanto a su validez.

12. Mendel utilizó métodos estadísticos y ley de probabilidad para analizar sus resultados.

13. Mendel tuvo suerte al seleccionar esos rasgos, cuyos genes no interactuaron. Estaban presentes en diferentes cromosomas o mostraron una recombinación completa. No combinó la forma de la vaina y la altura de la planta en ninguno de sus cruces dihíbridos, cuyos genes están muy juntos en el cromosoma 4 y no muestran una recombinación frecuente.

14. No intentó explicar todas las variaciones encontradas en sus resultados, pero las dejó como tales, por ejemplo, el enlace del color de la flor y la semilla.

Experimentos de Mendel:

Material experimental de Mendel:

Mendel seleccionó el guisante de jardín (= guisante comestible, Pisum sativum; 2n = 14) para sus experimentos.

Ventajas de seleccionar la planta de guisante:

(i) Las variedades puras de guisante estaban disponibles (ii) Las plantas de guisante mostraron una serie de caracteres contrastantes fácilmente detectables, (iii) La estructura de la flor del guisante es tal que permite la reproducción controlada. Aunque la planta es autopolinizada, puede cruzarse manualmente, (iv) La flor del guisante normalmente permanece cerrada y se somete a la autopolinización. (v) Es una planta anual con una vida útil corta y da resultados dentro de 3 meses, (vi) Se produce una gran cantidad de semillas por planta, (vii) La planta se cultiva fácilmente y no requiere cuidados posteriores, excepto en Tiempo de polinización, (viii) Los híbridos F ₁ son fértiles.

Los experimentos de Mendel se realizaron en tres etapas (i) Selección de progenitores puros o verdaderos, (ii) Hibridación y obtención de la generación F1 de plantas, (iii) Autopolinización de plantas híbridas y crianza de generaciones posteriores como F ₂, F ₃, F ₄, etc.

(a) Selección de padres:

Mendel seleccionó 7 pares de variedades de guisantes puras o verdaderas como material de partida para sus experimentos. En la autopolinización o en la reproducción propia, una variedad pura da lugar a descendientes con características similares, por ejemplo, variedades altas con descendientes altos, una variedad de flores rojas con descendientes de flores rojas, etc.

Todos los caracteres de las variedades seleccionadas tenían rasgos alternativos fácilmente distinguibles, por ejemplo, altura y enana, voilet o flores rojas y flores blancas (Tabla 5.1). Mendel se convenció de la verdadera naturaleza reproductiva de la variedad a través de la autopolinización. Cualquier descendencia no fiel a la forma del rasgo fue eliminada. Las verdaderas plantas reproductoras se usaron para el siguiente paso. Formaron la generación padre (P).

Tabla 5.1 Caracteres de Garden Pea recogidos por Mendel

(b) Hibridación para la generación F ₁ :

Mendel realizó cruces recíprocos entre plantas que tienen formas alternativas de carácter, altas y enanas, de flores rojas y de flores blancas. En cruces recíprocos (R), el polen de una forma se espolvoreaba sobre el estigma de la otra forma y viceversa, por ejemplo, el polen de flores de plantas altas a flores emasculadas de plantas enanas y el polen de flores de plantas enanas a flores emasculadas de plantas altas .

Las flores polinizadas a mano se cubrieron con bolsas de papel (bolsas) para evitar la contaminación del polen extraño. El cruce en el que solo se toman en consideración dos formas alternativas de un solo carácter se denomina cruce monohíbrido. Mendel también realizó cruces con dos personajes. Se llaman cruces dihybrid. También se realizaron cruces trihíbridos y polihíbridos.

Las semillas de la cruz o cruces fueron recolectadas y sembradas el próximo año. La descendencia híbrida, incluidas las semillas, constituye la siguiente generación denominada primera generación filial o F1.

(c) Cría propia para las generaciones F ₂ y F ₃ :

A las plantas de la generación F _{1 se} les permitió realizar autopolinización (sibcrossing o selfing). Para evitar la contaminación de pólenes extraños, las flores se cubrieron con bolsas de papel desde el principio. Mendel recolectó las semillas y levantó una nueva generación de plantas. Las semillas y plantas que surgen de ellas constituyen la segunda generación filial o F ₂ . La autopolinización adicional produjo F ₃ o tercera generación filial. Mendel mantuvo un registro de cada generación y observó lo siguiente:

Resultados de los experimentos:

1. Las plantas F ₁ de cruces recíprocas fueron similares.

2. Las plantas F ₁ no eran intermedias entre los dos rasgos alternativos de un personaje. Más bien, se parecían a un padre al tener un único rasgo alternativo del personaje. Así, en un cruce entre plantas altas y enanas, todos los híbridos eran altos (Fig. 5.2). De manera similar, en un cruce entre los padres de semillas amarillas y verdes, las semillas F, todas fueron de color amarillo (Tabla 5.2).

3. En la generación F ₂ se expresan los dos rasgos parentales del personaje.

4. Una característica del personaje que no apareció en la generación F ₁ debe estar oculta o no expresada en ella.

5. El organismo debe poseer dos factores o determinantes de cada carácter (principio de factores pareados). Los dos factores son similares en aquellos organismos que se reproducen verdaderos. Son diferentes en organismos obtenidos de una cruz.

6. De los dos factores o alelos que representan los rasgos alternativos de un personaje, uno es dominante y se expresa en la generación híbrida o F ₁ . El otro factor o alelo es recesivo y no muestra su efecto (principio de dominancia).

Tabla 5.2. Cruces monohíbridas de Mendel en Pisum sativum:

7. No hay mezcla de los dos factores en el híbrido.

8. En el momento de la formación del gameto, los dos factores se separan o segregan y pasan a gametos diferentes. Un gameto viene a tener un factor de un par. Así, Mendel predijo la aparición de la meiosis mucho antes de que fuera descubierta. Los gametos se fusionan al azar durante la fertilización para que los factores se unan en una nueva generación y se expresen libremente.

9. Los dos rasgos del personaje aparecen en la generación F ₂ en una proporción de tres dominantes a uno recesivo, 3: 1. También se denomina relación monohíbrida (Tabla 5.2). Por ejemplo, en el carácter de altura (cruz alto x enano), Mendel obtuvo 787 plantas altas y 277 enanas (proporción 2.84: 1). Un resultado similar para el color de la flor fue 705 rojo a 224 blanco (relación 3.15: 1).

10. En la generación F3, las plantas recesivas (por ejemplo, enanas o de flores blancas) producen tipos similares. De los padres restantes o dominantes (plantas F ₂ ), un tercio de la raza es verdadero, mientras que dos tercios se comportan como plantas de la generación F ₁ (Fig. 5.2). Esto es posible solo cuando los dos factores de un personaje segregado durante la formación de gametos (principio de segregación) y se juntan en la descendencia al azar de acuerdo con la ley o el principio de probabilidad.

11. En un cruce dihíbrido (considerando dos rasgos juntos), se forman cuatro tipos de plantas en la generación F ₂, dos parentales y dos recombinantes. La proporción es 9 (ambos dominantes): 3 (un segundo dominante recesivo): 3 (un segundo dominante recesivo): 1 (ambos recesivos). Se le conoce como relación di-híbrida.

12. La formación de cuatro tipos de individuos en la generación F2 de un cruce di-híbrido muestra que los factores o alelos de los dos caracteres se clasifican de forma independiente (principio de surtido independiente).

13. Mendel utilizó la ley de probabilidad y los métodos estadísticos para analizar sus resultados. La combinación y comparación de los resultados hizo que llegara a ciertas conclusiones llamadas postulados de Mendel.

14. La formulación de postulados por Mendel involucró el proceso de desarrollar una hipótesis de trabajo y su prueba a través de la experimentación.

15. Los postulados de Mendel recibieron el estado de leyes de Correns.