GenéticaGenética

– 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.

¿Qué es la genética?

• 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.

La genética y Gregor Mendel

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.

SEMILLASForma de la semilla

Color de la semilla

Color de la flor

lisa

amarilla

rugosa

verde

púrpura blanca

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.

• Sin embargo, en el guisante ocurre ...

• 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.

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 llevó a cabo un cruce de razas puras para un carácter

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.

XAA aa

A a

Aa

La segunda ley de Mendel:.

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.

Aa X

A a A a

AA

A

A

a

Aa

a Aa aa

Aa

Más información en :http://www.arrakis.es/~lluengo/genemende.html#GlossSegunda

Principios de la herencia

1. La información 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 GENÉTICOLos 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 científicos Watson y Crick postularon un modelo para la estructura del ADN y fueron capaces de deducir que el ADN es una doble hélice, entrelazada y sumamente larga.

• Dominancia Completa: un alelo domina al otro expresando su característica completamente en presencia del alelo no dominante o recesivo

• Dominancia intermedia: cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, el fenotipo resulta intermedio.

TIPOS DE HERENCIA

¿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 recesivo2. 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

Aa (25%)Aa (25%)

Aa (25%)Aa (25%)

Gametos dela planta de flores rojas

(AA)

Gametos de la planta de flores blancas (aa)

A

A

a a

GeneraciónF1Aa (25%)Aa (25%)

Aa (25%)Aa (25%)

Gametos dela planta de flores rojas

(AA)

Gametos de la planta de flores blancas (aa)

A

A

a a

GeneraciónF1

Frecuencia genotípica para F1: 100% AaFrecuencia 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

• Frecuencias Frecuencias fenotípicas: genotípicas:

Verde: ¾ >>>>>>> 2/4 ------heterocigoto

¼ ------homocigoto Rojo: ¼ >>>>>>> ¼ ------homocigoto

Gametos A aA AA Aaa Aa aa

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 resultadosc) Determina la frecuencia genotípica y

fenotípica.

Resultados: Ejercicio # 3a) Probabilidad de

flores blancas: 1/2%b) y c) Frecuencias: Verde: 2/4

(heterocigoto) rojo: 2/4 (homocigoto)

Gametos a a

A Aa Aa

a aa aa

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 EINGENIERÍA 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