Conceptos Fundamentales y Problemas Resueltos de Genética Mendeliana

Conceptos Fundamentales en Genética

Definición de Raza Pura e Híbrido

Se consideran de raza pura para un carácter todos aquellos individuos que, al cruzarse entre sí, siempre dan descendientes que presentan ese mismo carácter.

Son híbridos para un carácter aquellos individuos que, al cruzarse entre sí, pueden dar descendientes con algún carácter que no se manifestaba en los padres.

El Locus Genético

El locus (plural: loci) es el lugar específico que ocupa un gen en un cromosoma.

Problemas de Herencia Mendeliana y No Mendeliana

Problema 1: Herencia del Color del Pelo en Gatos

Planteamiento del Problema

En algunas razas de gatos, el gen para el pelo liso (R) es dominante sobre el gen que produce pelo rizado (r). Dos gatos de pelo liso, descendientes de un padre de pelo rizado, se cruzan entre sí.

Se pide determinar:

• ¿Cuál es el genotipo de los gatos que se cruzan?
• ¿Qué proporción fenotípica y genotípica podríamos esperar de su descendencia?

Resolución y Cruzamiento

Dado que el pelo liso (R) es dominante sobre el pelo rizado (r), y los gatos de pelo liso tienen un padre de pelo rizado (rr), ambos gatos de pelo liso deben ser heterocigotos (Rr).

Progenitores (P): Rr (Pelo liso) x Rr (Pelo liso)

Gametos (G): R, r (de cada progenitor)

Cuadrado de Punnett:

Resultados de la Descendencia (F1):

• Genotipos:
  • 25% RR (homocigoto dominante)
  • 50% Rr (heterocigoto)
  • 25% rr (homocigoto recesivo)
• Fenotipos:
  • 75% Pelo liso (RR y Rr)
  • 25% Pelo rizado (rr)

Problema 2: Probabilidad de Descendencia Doble Homocigótica

Planteamiento del Problema

La constitución genética de un individuo es AaBB. Si se cruza con otro individuo de constitución AABb, ¿qué probabilidad existe de que tengan un descendiente doble homocigótico?

Resolución

Para determinar la probabilidad, analizamos cada par de alelos de forma independiente:

• Para el gen A/a: Cruzamiento Aa x AA
  • Descendencia: 50% AA, 50% Aa
  • Probabilidad de AA = 1/2
  • Probabilidad de aa = 0
• Para el gen B/b: Cruzamiento BB x Bb
  • Descendencia: 50% BB, 50% Bb
  • Probabilidad de BB = 1/2
  • Probabilidad de bb = 0

Probabilidad de descendiente doble homocigótico dominante (AABB):

P(AABB) = P(AA) x P(BB) = (1/2) x (1/2) = 1/4 = 25%

Probabilidad de descendiente doble homocigótico recesivo (aabb):

P(aabb) = P(aa) x P(bb) = 0 x 0 = 0%

Por lo tanto, la probabilidad de que aparezcan individuos dobles homocigóticos dominantes (AABB) es del 25%. La probabilidad de que aparezcan descendientes dobles homocigóticos recesivos (aabb) es del 0%.

Problema 3: Herencia del Plumaje en Gallinas Andaluzas (Dominancia Incompleta)

Planteamiento del Problema

En las gallinas de raza andaluza, la combinación heterocigótica de los alelos que determinan el plumaje blanco y el plumaje negro da lugar a un plumaje azul. ¿Qué descendencia tendrá una gallina de plumaje azul si se cruza con otra también azul?

Simbología:

• N: Alelo para plumaje negro
• B: Alelo para plumaje blanco
• NB: Genotipo heterocigoto para plumaje azul (dominancia incompleta)

Resolución y Cruzamiento

Progenitores (P): NB (Azul) x NB (Azul)

Gametos (G): N, B (de cada progenitor)

Cuadrado de Punnett:

Resultados de la Descendencia (F1):

• Genotipos:
  • 25% NN
  • 50% NB
  • 25% BB
• Fenotipos:
  • 25% Negras (NN)
  • 50% Azules (NB)
  • 25% Blancas (BB)

Problema 4: Herencia Cuantitativa del Peso en Gallinas

Planteamiento del Problema

Supongamos que, en las gallinas, el aumento de peso entre los 500 y los 1.100 gramos se debe a dos genes con dos alelos cada uno: A1 y A2. Cada alelo dominante (A1 o A2) contribuye con 150 gramos sobre un peso base de 500 gramos.

Se cruza un gallo de 1.100 gramos con una gallina de 650 gramos. ¿Cuáles serán los genotipos y fenotipos de la descendencia?

Cálculo de Genotipos Parentales:

• Peso base: 500 g
• Contribución por alelo dominante: 150 g

Gallo de 1.100 g:

• Aumento de peso = 1100 g - 500 g = 600 g
• Número de alelos dominantes = 600 g / 150 g = 4 alelos dominantes
• Genotipo: A1A1A2A2 (4 alelos dominantes)

Gallina de 650 g:

• Aumento de peso = 650 g - 500 g = 150 g
• Número de alelos dominantes = 150 g / 150 g = 1 alelo dominante
• Genotipo: A1a1a2a2 (1 alelo dominante, asumiendo A1 es el que contribuye)

Resolución y Cruzamiento

Progenitores (P): A1A1A2A2 (1100 g) x A1a1a2a2 (650 g)

Gametos (G):

• Gallo (A1A1A2A2): Solo produce gametos A1A2
• Gallina (A1a1a2a2): Produce gametos A1a2 y a1a2 (en proporción 1:1)

Cuadrado de Punnett:

Resultados de la Descendencia (F1):

• Genotipos y Fenotipos:
  • 50% A1A1A2a2: Contiene 3 alelos dominantes (A1, A1, A2).
    • Peso = 500 g + (3 x 150 g) = 500 g + 450 g = 950 g
  • 50% A1a1A2a2: Contiene 2 alelos dominantes (A1, A2).
    • Peso = 500 g + (2 x 150 g) = 500 g + 300 g = 800 g

Por lo tanto, el 50% de la descendencia pesará 950 g y el otro 50% pesará 800 g.

Problema 5: Herencia Ligada al Sexo (Gen Letal)

Planteamiento del Problema

Una mujer lleva en uno de sus cromosomas X un gen letal recesivo l y en el otro el dominante normal L (genotipo: X^LX^l). ¿Cuál es la proporción de sexos en la descendencia de esta mujer con un hombre normal (X^LY)?

Resolución y Cruzamiento

Progenitores (P): X^LX^l (Mujer portadora) x X^LY (Hombre normal)

Gametos (G):

• Mujer: X^L, X^l
• Hombre: X^L, Y

Cuadrado de Punnett:

Resultados de la Descendencia (F1) y Proporción de Sexos:

Los hombres con el gen letal (X^lY) morirían, ya que solo tienen un cromosoma X y el gen letal se expresa. Por lo tanto, la descendencia viable sería:

• Mujeres:
  • X^LX^L (Normal): 25% del total de la descendencia inicial, o 50% de las mujeres viables.
  • X^LX^l (Portadora): 25% del total de la descendencia inicial, o 50% de las mujeres viables.
  • En resumen: 100% mujeres normales, de las cuales el 50% serían portadoras.
• Hombres:
  • X^LY (Normal): 25% del total de la descendencia inicial, o 100% de los hombres viables.
  • X^lY (Letal): 25% del total de la descendencia inicial, pero no viables.
  • En resumen: 100% hombres normales (los que sobreviven).

La proporción de sexos en la descendencia viable sería de 2 mujeres : 1 hombre.

Problema 6: Herencia Influida por el Sexo (Cornamenta)

Definición de Herencia Influida por el Sexo

La herencia influida por el sexo se refiere a caracteres que se expresan de forma diferente en machos y hembras, a pesar de que los genes responsables están localizados en los autosomas (no en los cromosomas sexuales). En estos casos, un mismo alelo puede actuar como dominante en un sexo y como recesivo en el otro, es decir, existe una dominancia influida por el sexo.

Ejemplo: Cornamenta en Ciervos y Carneros

Un ejemplo clásico es la presencia de cuernos en los machos de ciervos y carneros, mientras que las hembras no los presentan o los tienen muy reducidos.

• H: Alelo para cuernos (dominante en machos, recesivo en hembras)
• h: Alelo para no cuernos (recesivo en machos, dominante en hembras)

Cruzamiento y Herencia

Progenitores (P):

• ♂ Hh (con cuernos, ya que H es dominante en machos)
• ♀ Hh (sin cuernos, ya que H es recesivo en hembras y hh sería sin cuernos)

Gametos (G): H, h (de cada progenitor)

Cuadrado de Punnett:

Resultados de la Descendencia (F1) según el Sexo:

• Genotipos: 25% HH, 50% Hh, 25% hh

Fenotipos en Machos:

• HH: Con cuernos (H es dominante)
• Hh: Con cuernos (H es dominante)
• hh: Sin cuernos (h es recesivo)
• Proporción fenotípica en machos: 75% con cuernos, 25% sin cuernos

Fenotipos en Hembras:

• HH: Sin cuernos (H es recesivo)
• Hh: Sin cuernos (H es recesivo)
• hh: Sin cuernos (h es dominante)
• Proporción fenotípica en hembras: 0% con cuernos, 100% sin cuernos

Este ejemplo ilustra cómo el mismo genotipo (Hh) puede resultar en fenotipos diferentes (con cuernos en machos, sin cuernos en hembras) debido a la influencia del sexo en la expresión de los alelos.