Hispanopedia WikiUn cruce monohíbrido es un cruce entre dos organismos con variaciones diferentes en un locus genético de interés. [ 1 ] [ 2 ] El/los carácter(es) que se estudian en un cruce monohíbrido están determinados por dos o más variaciones en una única ubicación de un gen. Para realizar dicho cruce, cada progenitor se elige homocigoto o de raza pura para un rasgo (locus) dado. Cuando un cruce cumple las condiciones para ser un cruce monohíbrido, generalmente se detecta por una distribución característica de la descendencia de segunda generación (F 2 ) que a veces se denomina proporción monohíbrida.
Uso
Generalmente, el cruce monohíbrido se utiliza para determinar la relación de dominancia entre dos alelos . El cruce comienza con la generación parental. Un progenitor es homocigoto para un alelo y el otro progenitor es homocigoto para el otro alelo. La descendencia conforma la primera generación filial ( F1 ). Cada miembro de la generación F1 es heterocigoto y el fenotipo de la generación F1 expresa el rasgo dominante. [ 3 ] El cruce de dos miembros de la generación F1 produce la segunda generación filial (F2). La teoría de la probabilidad predice que tres cuartas partes de la generación F2 tendrán el fenotipo del alelo dominante. Y la cuarta parte restante de los F2 tendrá el fenotipo del alelo recesivo. Esta proporción fenotípica predicha de 3:1 asume la herencia mendeliana .
El experimento de Mendel con guisantes ( Pisum sativum )
Gregor Mendel (1822–1884) fue un monje austriaco que teorizó sobre las reglas básicas de la herencia. [ 4 ] De 1858 a 1866, cultivó guisantes ( Pisum sativum ) en el jardín de su monasterio y analizó la descendencia de estos cruces. El guisante fue elegido como organismo experimental porque existían muchas variedades que se reproducían fielmente para rasgos cualitativos y su polinización podía manipularse. Las siete características variables que Mendel investigó en las plantas de guisante fueron: [ 5 ]
- Textura de la semilla (redonda vs. arrugada)
- color de la semilla (amarillo vs verde)
- color de la flor (blanco vs morado)
- Hábito de crecimiento (alto vs. enano)
- forma de vaina (apretada o inflada)
- color de la vaina (verde vs amarillo)
- Posición de la flor (axial o terminal)
[ 6 ] Los guisantes normalmente se autopolinizan porque los estambres y los carpelos están encerrados dentro de los pétalos. Al quitar los estambres de las flores inmaduras, Mendel pudo rociar polen de otra variedad en los carpelos cuando maduraron . [ 7 ]
Primera cruz
Todos los guisantes producidos en la segunda generación, o generación híbrida, eran redondos.
Todos los guisantes de esta generación F1 tienen un genotipo Rr. Todos los espermatozoides y óvulos haploides producidos por meiosis recibieron un cromosoma. Todos los cigotos recibieron un alelo R (del progenitor de semilla redonda) y un alelo r (del progenitor de semilla arrugada). Debido a que el alelo R es dominante sobre el alelo r, el fenotipo de todas las semillas fue redondo. La proporción fenotípica en este caso de cruce monohíbrido es 1.
Segunda cruz
Mendel permitió entonces que sus guisantes híbridos se autopolinizaran. El rasgo de arrugamiento, que no apareció en su generación híbrida, reapareció en el 25% de la nueva cosecha de guisantes.
La unión aleatoria de un número igual de gametos R y r produjo una generación F2 con un 25 % de RR y un 50 % de Rr —ambos con el fenotipo redondo— y un 25 % de rr con el fenotipo arrugado.
Tercer cruce
Mendel permitió entonces que algunos ejemplares de cada fenotipo en la generación F2 se autopolinizaran. Sus resultados fueron:
- Todas las semillas arrugadas de la generación F2 produjeron únicamente semillas arrugadas en la generación F3.
- Un tercio (193/565) de las semillas redondas F1 produjeron solo semillas redondas en la generación F3, pero dos tercios (372/565) de ellas produjeron ambos tipos de semillas en la F3 y, una vez más, en una proporción de 3:1.
Un tercio de las semillas redondas y todas las semillas arrugadas de la generación F2 eran homocigotas y produjeron únicamente semillas del mismo fenotipo.
Pero dos tercios de las semillas redondas de la generación F2 eran heterocigotas y su autopolinización produjo ambos fenotipos en la proporción de un cruce típico de la generación F1.
Las proporciones fenotípicas son aproximadas. [ 8 ] La unión de espermatozoides y óvulos es aleatoria. Sin embargo, a medida que aumenta el tamaño de la muestra, las desviaciones aleatorias se minimizan y las proporciones se aproximan más a las predicciones teóricas. La tabla muestra la producción real de semillas de diez plantas F1 de Mendel. Si bien sus plantas individuales se desviaron ampliamente de la proporción esperada de 3:1, el grupo en su conjunto se aproximó bastante a ella.
La hipótesis de Mendel
Para explicar sus resultados, Mendel formuló una hipótesis que incluía lo siguiente: En el organismo, existe un par de factores que controlan la aparición de una característica determinada. (Se denominan genes). El organismo hereda estos factores de sus progenitores, uno de cada uno. Un factor se transmite de generación en generación como una unidad discreta e inmutable. (El factor r en la generación F2 se transmitió a través de la generación F1 de semillas redondas. A pesar de ello, las semillas rr en la generación F2 no eran menos arrugadas que las de la generación P). Cuando se forman los gametos, los factores se separan y se distribuyen como unidades a cada gameto . Esta afirmación se conoce a menudo como la regla de segregación de Mendel. Si un organismo tiene dos factores diferentes (llamados alelos) para una característica, uno puede expresarse excluyendo por completo al otro (dominante frente a recesivo).
Prueba de la hipótesis
Una buena hipótesis cumple con varios criterios.
- Debe proporcionar una explicación adecuada de los hechos observados. Si dos o más hipótesis cumplen con este requisito, se prefiere la más sencilla.
- Debería ser capaz de predecir nuevos hechos. Por lo tanto, si una generalización es válida, se pueden deducir ciertas consecuencias específicas a partir de ella.
Para comprobar su hipótesis, Mendel predijo el resultado de un experimento de cruzamiento que aún no había realizado. Cruzó guisantes redondos heterocigotos (Rr) con guisantes arrugados (homocigotos, rr). Predijo que, en este caso, la mitad de las semillas producidas serían redondas (Rr) y la otra mitad arrugadas (rr).
Para un observador casual en el jardín del monasterio, la cruz no parecía diferente de la cruz en forma de P descrita anteriormente: guisantes de semillas redondas cruzados con guisantes de semillas arrugadas. Pero Mendel predijo que esta vez obtendría semillas redondas y arrugadas en una proporción 50:50. Realizó el cruce y cosechó 106 guisantes redondos y 101 guisantes arrugados.
Mendel puso a prueba su hipótesis mediante un tipo de retrocruzamiento llamado cruzamiento de prueba . Un organismo tiene un genotipo desconocido, que es uno de dos genotipos (como RR y Rr) que producen el mismo fenotipo. El resultado de la prueba identifica el genotipo desconocido.
Mendel no se detuvo ahí. Continuó cruzando variedades de guisantes que diferían en otros seis rasgos cualitativos. En todos los casos, los resultados respaldaron su hipótesis. Cruzó guisantes que diferían en dos rasgos. Descubrió que la herencia de un rasgo era independiente de la del otro y así formuló su segunda regla: la regla de la segregación independiente. Hoy en día, se sabe que esta regla no se aplica a algunos genes, debido al ligamiento genético . [ 9 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Solomon, Eldra Pearl; Linda R. Berg; Diana W. Martin (febrero de 2004). Biología . Cengage Learning. ISBN 978-0-534-49276-2.
- ↑ Campbell, Neil A. (2006). Biología: conceptos y conexiones . Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-7160-4.
- ↑ Pierce, Benjamin A. (2014). Genética : un enfoque conceptual (5.ª ed.). [Sl: sn] ISBN 978-1464109461.
- ↑ Ellis, TH Noel; Hofer, Julie MI; Timmerman-Vaughan, Gail M.; Coyne, Clarice J.; Hellens, Roger P. (noviembre de 2011). "Mendel, 150 años después". Trends in Plant Science . 16 (11): 590– 596. doi : 10.1016/j.tplants.2011.06.006 . PMID 21775188 .
- ↑ Pierce, Benjamin A. (2014). Genética : un enfoque conceptual (5.ª ed.). [Sl: sn] ISBN 978-1464109461.
- ↑ Reid, James B.; Ross, John J. (1 de septiembre de 2011). " Los genes de Mendel: hacia una caracterización molecular completa" . Genetics . 189 (1): 3–10 . doi : 10.1534/genetics.111.132118 . ISSN 0016-6731 . PMC 3176118. PMID 21908742 .
- ↑ Smýkal, Petr; Varshney, Rajeev K.; Singh, Vikas K.; Coyne, Clarice J.; Domoney, Claire; Kejnovský, Eduard; Warkentin, Thomas (2016-10-07). "Del descubrimiento de Mendel sobre el guisante a la genética y el mejoramiento vegetal actuales" ( PDF) . Theoretical and Applied Genetics . 129 (12): 2267– 2280. doi : 10.1007/s00122-016-2803-2 . ISSN 0040-5752 . PMID 27717955. S2CID 6017487 .
- ↑ Piegorsch, WW (1990-12-01). "Las contribuciones de Fisher a la genética y la herencia, con especial énfasis en la controversia de Gregor Mendel" . Biometrics . 46 ( 4): 915– 924. doi : 10.2307/2532437 . ISSN 0006-341X . JSTOR 2532437. PMID 2085640 .
- ↑ Fairbanks, DJ; Rytting, B. (2001-05-01). "Controversias mendelianas: una revisión botánica e histórica". American Journal of Botany . 88 (5): 737– 752. doi : 10.2307/2657027 . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2657027 . PMID 11353700 .
Enlaces externos
- Experimentos híbridos interactivos
- ¿Qué es un cruce monohíbrido? (Video de YouTube)
- King, Rita. M (2003). Biología simplificada , Un libro de Made Simple, Broadway Books, NY, página 42 ISBN 0-7679-1542-9
- Genética clásica