reproducción y mendelismo
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La reproducción puede definirse como el proceso según el cual uno o dos
organismos forman un nuevo individuo asegurando, por un lado, la
perpetuación y las características de la especie y por otro, el aumento del
número de individuos de la propia especie favoreciendo así su capacidad
colonizadora. Existen dos tipos fundamentales de reproducción:
b) Reproducción sexual
a) Reproducción asexual
1. LA REPRODUCCIÓN
LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Es la forma más primitiva de reproducción y se basa esencialmente en el mecanismo de la mitosis celular, por lo que todos los descendientes son genéticamente iguales.
Organismos unicelulares: A partir de una célula madre se forman dos o más células hijas idénticas.
Bipartición: La célula madre se divide en dos células hija idénticas.
Ejemplo: Bacterias, protozoos y algas unicelulares.
Gemación: La célula madre emite protuberancias (yemas) que crecen poco a poco hasta que se separan originando células hijas más pequeñas.
Ejemplo: Levaduras
Esporulación: La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de cada núcleo se forma una membrana, originándose muchas células pequeñas llamadas esporas, que se liberarán al romperse la membrana de la célula madre.
Ejemplo: Bacterias
Organismos unicelulares: A partir de una célula madre se forman dos o más
células hijas idénticas.
Bipartición: La célula madre se divide en dos células hija idénticas.
Ejemplo: Bacterias, protozoos y algas unicelulares.
Gemación: La célula madre emite protuberancias (yemas) que crecen poco a
poco hasta que se separan originando células hijas más pequeñas.
Ejemplo: Levaduras
Esporulación: La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de
cada núcleo se forma una membrana, originándose muchas células
pequeñas llamadas esporas, que se liberarán al romperse la membrana de
la célula madre.
Ejemplo: Bacterias
LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Organismos pluricelulares: no debemos olvidar que en algunos organismos
pluricelulares también se produce una reproducción asexual de un modo
similar a los organismos unicelulares.
Fragmentación: a partir de ciertos fragmentos del individuo “madre” se
forman individuos “hijos” completo
Ejemplo: Estrellas de mar, planarias y lombrices de tierrra.
Gemación: en ciertas zonas del adulto se producen acúmulos de células
embrionarias que al separarse de la "madre" pueden originar a un adulto
completo.
Ejemplo: Esponjas y corales.
Esporulación: un individuo "madre" produce muchas células "hijas" (=
esporas) que originan nuevos adultos.
Ejemplo: Hongos, musgos y helechos
Organismos pluricelulares: no debemos olvidar que en algunos organismos
pluricelulares también se produce una reproducción asexual de un modo
similar a los organismos unicelulares.
Fragmentación: a partir de ciertos fragmentos del individuo “madre” se
forman individuos “hijos” completo Ejemplo: Estrellas de mar, planarias y lombrices de tierrra.
Gemación: en ciertas zonas del adulto se producen acúmulos de células
embrionarias que al separarse de la "madre" pueden originar a un adulto
completo.
Ejemplo: Esponjas y corales.
Esporulación: un individuo "madre" produce muchas células "hijas" (=
esporas) que originan nuevos adultos.
Ejemplo: Hongos, musgos y helechos.
LA REPRODUCCIÓN SEXUAL
La reproducción sexual, sin embargo, se basa en la unión de dos células especializadas llamadas gametos, procedentes de dos progenitores sexualmente distintos, dando origen a una célula denominada cigoto o célula huevo, que, por sucesivas divisiones, da lugar a un nuevo individuo.
En la reproducción sexual pueden marcarse tres fases claramente definidas:
1) la meiosis 2) la fecundación tras la cual se forma el cigoto 3) el desarrollo de dicho cigoto.
La secuencia de estas tres fases constituye el ciclo biológico de los seres vivos. Recuerda los diferentes ciclos biológicos:
Haplonte
Diplonte
Diplohaplonte
3. LAS EXPERIENCIAS DE MENDEL
El primero que explicó científicamente la herencia de los caracteres fue el
fraile agustino Gregor Mendel. En 1866 publicó el resultado de sus
experimentos de cruzamiento con la planta del guisante dulce (Pisum sativum)
junto con una interpretación de sus resultados. (ver biografía)
El hecho de que la planta del guisante fuera fácil de cultivar, tuviera caracteres
fácilmente distinguibles y produjese una abundante descendencia fueron
elementos clave en los experimentos que Mendel llevó a cabo.
Primer grupo de experimentos: cruzamiento de dos líneas puras que
únicamente difieren en el color de la semilla.
Segundo grupo de experimentos: autofecundación de los híbridos de la
primera generación (F1).
Tercer grupo de experimentos: cruzamiento de dos líneas puras para dos
caracteres (color de la semilla y rugosidad).
Primer grupo de experimentos: cruzamiento de dos líneas puras que
únicamente difieren en el color de la semilla.
Segundo grupo de experimentos: autofecundación de los híbridos de la
primera generación (F1).
Tercer grupo de experimentos: cruzamiento de dos líneas puras para dos
caracteres (color de la semilla y rugosidad).
Resultados: Descendencia de plantas híbridas en las que todas presentan
semillas amarillas. Ha desaparecido el color verde en esta generación.
Conclusiones: El carácter que aparece se llama dominante (A) y el que no
aparece recesivo (a).
PRIMER GRUPO DE EXPERIMENTOS
75% 25%
Resultados: 3 de cada 4 semillas son amarillas y una verde (proporción 3:1).
El carácter recesivo que había quedado enmascarado en F1 reaparece en F2.
Conclusiones: Para explicar las proporciones obtenidas Mendel propone que
cada carácter viene determinado por 2 factores hereditarios, cada uno
proveniente de un progenitor.
SEGUNDO GRUPO DE EXPERIMENTOS
Resultados: Se obtienen plantes con todas las combinaciones posibles y
siempre en las mismas proporciones (9:3:3:1).
Conclusiones: Mendel concluye que cada factor se hereda de manera
independiente del resto.
9:3:3:1
TERCER GRUPO DE EXPERIMENTOS
4. MENDELISMO
4.1. LAS LEYES DE MENDEL
Mendel desconocía cómo funcionaba la reproducción sexual, ni lo que era un
gameto, ni cómo funcionaba la meiosis; desde nuestros conocimientos
actuales podemos entender un poco mejor cuales son los mecanismos que
explican las leyes mendelianas, y por tanto su herencia.
1ª Ley de Mendel: Principio de uniformidad en la F1
Cuando cruzamos un individuo homocigoto dominante (AA) y otro recesivo (aa) la
descendencia siempre es uniforme. (ver justificación)
2ª Ley de Mendel: Principio de la segregación independiente
Los cromosomas y, por tanto sus alelos, se separan y distribuyen de manera
independiente durante la meiosis para formar los gametos. (ver justificación)
3ª Ley de Mendel: Principio de la combinación independiente de los caracteres
Los alelos que determinan un carácter se heredan de manera independiente de
los que determinan el otro carácter de tal forma que los gametos presentan todas
las combinaciones posibles. (ver justificación)
1ª Ley de Mendel: Principio de uniformidad en la F1
Cuando cruzamos un individuo homocigoto dominante (AA) y otro recesivo (aa)
la descendencia siempre es uniforme. (ver justificación)
2ª Ley de Mendel: Principio de la segregación independiente
Los cromosomas y, por tanto sus alelos, se separan y distribuyen de manera
independiente durante la meiosis para formar los gametos. (ver justificación)
3ª Ley de Mendel: Principio de la combinación independiente de los caracteres
Los alelos que determinan un carácter se heredan de manera independiente
de los que determinan el otro carácter de tal forma que los gametos presentan
todas las combinaciones posibles de alelos. (ver justificación)
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4. MENDELISMO
4.2. HERENCIA INTERMEDIA
Los rasgos dominantes y recesivos no siempre son tan nítidos como las
características que estudió Mendel en la planta del guisante. En algunos
casos no existe dominancia de uno de los alelos frente al otro, porque los
dos alelos tienen la misma fuerza, decimos que son equipotentes, como
vemos en el color de las flores del "dondiego de noche".
4.3. LA TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA
Los trabajos de Mendel fueron ignorados hasta que los avances en el campo
de la citología dieron la clave para explicar la transmisión y el comportamiento
de los "factores hereditarios“ (actuales genes).
4. MENDELISMO
1º. Los genes se encuentran en los cromosomas, colocados uno a
continuación de otro.
2º. Los genes que están muy juntos sobre un cromosoma tienden a
heredarse juntos y se llaman genes ligados.
3º. Los genes de un mismo cromosoma pueden heredarse por separado,
debido al entrecruzamiento que ocurre en la meiosis.
La teoría cromosómica de la herencia armoniza los conocimientos de citología
con los resultados de los experimentos de Mendel. Los puntos básicos son:
1º
2º 3º
5.1. LA HERENCIA DE LOS GRUPOS SANGUINEOS
Se trata de un caso de alelismo múltiple donde el sistema ABO determina la
presencia o ausencia de los antígenos sobre la superficie de los eritrocitos. Los
alelos A y B presentan una relación de codominancia (A=B>O).
5. LA TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES EN EL SER HUMANO
Genotipo Fenotipo Ag membrana Ac en plasma
AA AO A Ag A Anti-B
BB BO B Ag B Anti-A
AB AB Ag A y Ag B -
OO O - Anti-A y Anti-B
5.2. LA HERENCIA DEL SEXO
En el ser humano el sexo viene determinado por los cromosomas sexuales (X,Y)
responsables del desarrollo de las gónadas: XX serán mujeres y XY hombres.
Sin embargo, esta distribución no es igual para toda las especies:
5. LA TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES EN EL SER HUMANO
Mamíferos/Artrópodos Aves, anfibios, reptiles y peces
XX Mujer Hombre
XY Hombre Mujer
Existen de igual modo otros mecanismos para la determinación sexual:
1. Determinación génica: el desarrollo de las gónadas depende de un
conjunto de genes. Ej. Algunas plantas (pepinillo del diablo)
2. Determinación cariotípica: el sexo viene determinado por la dotación
cromosómica (2n=mujeres; n= hombres). Ej. Abejas, hormigas, avispas,
etc.
3. Determinación ambiental: el sexo depende de las condiciones
ambientales. Ej. Cocodrilos, caimanes, etc.
5. LA TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES EN EL SER HUMANO
5.3. LA HERENCIA LIGADA AL SEXO
Cromosomas
sexuales
Genes relacionados con la
determinación sexual
Genes relacionados con
otros caracteres
Caracteres ligados al sexo
(Hemofilia, daltonismo, etc.)
HOMBRES XY. La acción de los genes situados en el segmento diferencial de
cada cromosoma está influida únicamente por un alelo y se expresa siempre,
sea dominante o recesivo.
MUJERES XX. Los alelos recesivos solo se expresan si están en los dos
cromosomas. Las heterocigotas para un carácter se llaman portadoras.
5. LA TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES EN EL SER HUMANO
5.4. LA HERENCIA LIGADA AL CROMOSOMA X
El daltonismo y la hemofilia son dos enfermedades
genéticas relativamente frecuentes en el ser humano
que están asociadas al cromosoma X.
El daltonismo es un defecto genético que ocasiona dificultad para distinguir los
colores. El grado de afectación es muy variable y oscila entre la falta de capacidad
para discernir cualquier color (acromatopsia) y un ligero grado de dificultad para
distinguir algunos matices de rojo y verde.
La hemofilia es una enfermedad genética recesiva que impide la buena coagulación
de la sangre. Existen tres tipos: la hemofilia A, cuando hay un déficit del factor VIII de
coagulación, la hemofilia B, cuando hay un déficit del factor IX de coagulación, y la
hemofilia C, que es el déficit del factor XI.
El daltonismo es más frecuente en hombres (XDY) y la
hemofilia únicamente afecta a hombres (XHY) ya que
las mujeres con hemofilia no llegan a nacer (XHXH).