Genética mendeliana hasta dihíbridos.notebook. February 20, Genética Mendeliana. Jun 30 2:10 PM

Transcripción

1 Genética Mendeliana Jun 30 2:10 PM 1

2 Por qué los hijos se parecen a sus padres? En 1865, un monje austriaco llamado Gregorio Mendel proporcionó parte de la respuesta a esta pregunta cuando él anunció que elaboró las reglas de la herencia a través de una serie de experimentos con guisantes. Jun 30 2:11 PM 2

3 La Teoría cromosómica de la herencia La otra parte de la respuesta fue proporcionada por Walter Sutton y Theodor Boveri en 1903, cuando las reglas de Mendel vinculado con los detalles de la meiosis para formular la teoría cromosómica de la herencia. La teoría establece que... * La Meiosis causa los patrones de herencia observados por Mendel en sus plantas de guisantes. * Los factores hereditarios llamados genes están localizados en los cromosomas. Jun 30 2:14 PM 3

4 Una gran pregunta Piense en la siguiente pregunta al estudiar lo que Mendel hizo: Cuáles son las reglas de la herencia que Mendel descubrió? Jun 30 2:20 PM 4

5 Gregor Mendel Gregor Mendel was a monk who lived in an Austrian monastery. He had attended the University of Vienna where he studied the natural sciences, as well as physics and mathematics. The monastery where he lived and worked was devoted to scientific teaching and research. One important aspect of Mendel's work was the formation of an agricultural society emphasizing the importance of research that would help breeding programs become more efficient. Jun 30 2:29 PM 5

6 Experimentos de Mendel Los experimentos de Mendel con plantas de guisantes estaban destinadas a abordar uno de los temas más fundamentales sobre la herencia: Cuáles son los patrones básicos de herencia? Palabras importantes para saber Herencia: La transmisión de rasgos de padres a hijos. Rasgo: Cualquier característica de un individuo, tales como altura, color de ojos, etc Jun 30 2:34 PM 6

7 Two Prevailing Original Hypotheses En la época de Mendel había dos ideas para explicar la herencia: La hipótesis de la "mezcla": Esta idea declarado que el material genético de los dos padres combina juntos por ejemplo: una flor roja y una flor blanca producirá una flor rosa La herencia de los caracteres adquiridos: Esta idea indicó que los rasgos presentes en los padres se modifican, por el uso, y se transmite a su hijos en la forma modificada. Por ejemplo: Una jirafa tiene el cuello largo porque sus antepasados mantuvieron estirando sus cuellos a cabo para alcanzar las hojas de los árboles, y el rasgo de cuello largo se transmite Jun 30 2:46 PM 7

8 Dos hipótesis originales predominantes La hipótesis de la mezcla y la herencia de los caracteres adquiridos hipótesis fueron apoyados por algunos de los más grandes científicos de la época de Mendel. Pero estaban en lo correcto? Cuáles son los patrones básicos de herencia? Mendel descubrió los principios básicos de la herencia por la cría de guisantes en experimentos cuidadosamente planeados. Ciertamente no era el primer científico para estudiar cómo los rasgos se heredan, pero por qué tuvo éxito cuando otros no? Jun 30 2:58 PM 8

9 Organismos modelo Una de las razones más importantes del éxito de Mendel es que él eligió estudiar un organismo modelo adecuado. Un organismo modelo se compone de individuos que son generalmente pequeños, de corta duración, de bajo costos de cuidado, que producen mucha descendencia en un período relativamente corto de tiempo, y que puede ser fácilmente manipulados en forma experimental. Qué organismos pueden actuar como organismos modelo? Jun 30 3:07 PM 9

10 El organismo modelo de Mendel La planta de arveja Mendel eligió la planta de arvejas como su organismo modelo porque: Hay muchas variedades con distintas características heredables, o rasgos (como el color). Se pueden lograr nuevas plantas a partir de la fecundación controlada. Cada planta de arveja tiene ambos órganos reproductivos los órganos que producen esperma (estambres) y el órgano de producción de óvulos (carpelos). Se puede lograr la polinización cruzada (fertilización entre diferentes plantas) mediante el simple espolvoreo de una planta con polen de la otra. Jun 30 3:12 PM 10

11 Producción controlada de la planta de arveja Con el fin de controlar con precisión la plantación, Mendel Cortaría los estambres de la planta para asegurar que elesperma no deseado tocara los carpelos. Utilizaría una brocha para aplicar sólo el esperma específica a los carpelos. Jan 19 10:17 AM 11

12 Fenotipos escogidos por Mendel Mendel eligió 7 características que variaban en un "uno u otro" modo. Hay dos formas para cada rasgo. Estas características observables de un individuo que se conoce como el fenotipo Jun 30 3:17 PM 12

13 En un experimento típico, Mendel comenzó con dos contrastantes, variedades de razas. En un cruzamiento natural los individuos producen descendientes idénticos a sí mismos cuando se autopolinizan o cruzado a otro miembro de la misma población. Un experimento típico Jun 30 3:23 PM 13

14 1 Una planta con flores de color púrpura se autopoliniza. Generación tras generación, produce flores de color púrpura. Este es un ejemplo de A B C D hibridización dominancia incompleta línea pura. la ley de la segregación Jun 30 2:04 PM 14

15 Mendel tomó dos líneas puras y las cruzo Las líneas puras paternas son conocidas como la generación P o parental. La descendencia híbrida de la generación P es llamada generación F 1 Hibridización P F 1 Si los individuos de la generación F 1 se autopolinizan se produce la generación F 2. F 2 Jan 24 6:36 PM 15

16 2 Las plantas de arvejas se adaptaron particularmente bien para su uso en los experimentos de Mendel para todas las razones siguientes, excepto que A B Las arvejas muestran fácilmente las variaciones observadas en el número de caracteres, tales como la forma de la semilla y el color de la flor. Es posible controlar completamente la fecundación entre diferentes plantas de arvejas. C Es posible obtener una gran cantidad de descendecnia de cualquier cruzamiento dado. D Las arvejas tienen un tiempo entre generación y generación inusualmente largo. Jun 30 2:04 PM 16

17 3 Mendel se refirió a las características hereditarias que se pasan de una generación a la siguiente. Cómo se conocen actualemente esas características? A B C D alelos cromosomas genes heterocigotas Jul 6 12:28 PM 17

18 Experimento # 1: Cruzamiento de monohíbridos Cruzando una línea pura de arvejas de flores color púrpura con otra línea pura de flores color blanco se obtienen individuos que son llamados monohíbridos porque las plantas parentales difieren en un sólo rasgo, su color de flor. Observación: Todas las plantas de la F 1 tienen flores color púrpura Jul 3 1:05 PM 18

19 Cruzamiento de monohíbridos (continuación) Mendel luego cruzó dos plantas de la F 1 y de ese cruzamiento obtuvo 929 plantas o generación F 2. Observación: 705 de las 929 plantas tenían flores púrpuras y 224 tenían flores blancas (75% tenían flores púrpura y 25% tenían flores blancas) Jul 3 1:09 PM 19

20 Cruzamiento de monohíbridos (continuación) Basándose en los resultados de ese experimento Mendel concluyó que el factor hereditario (gen) para flores blancas no desaparecía en las flores púrpuras de la F 1, sino que el factor para el color púrpura era el que controlaba el color en estas plantas (F 1 ) También concluyó que las plantas de la F 1 deben haber tenido los dos factores para la característica color de flor, uno el de flor púrpura y otro el de color blanco. Jul 3 1:13 PM 20

21 Es este un patrón de herencia? Mendel observó esos mismos patrones de la herencia para los otros seis rasgos en las plantas de arvejas. Todas las plantas de la generación F 1 tenían el mismo fenotipo el cual provenía de uno de los padres. En la generación F 2 3/4 de la población tendría el mismo fenotipo que la F 1 y 1/4 tenía el fenotipo del otro padre de la generación parental P 1 Jul 3 1:17 PM 21

22 A partir de esos resultados, Mendel desarrolló cuatro hipótesis en relación a la herencia: Hipótesis # 1: Alelos Las hipótesis de Mendel Hay formas alternativas de genes que dan cuenta de las variaciones en las características heredadas, esto significa que hay dos diferentes versiones de los genes para el color de las flores en las plantas de arvejas: uno para el púrpura y otro para el blanco. Estas formas alternativas son llamadas alelos. Jul 3 1:19 PM 22

23 Las hipótesis de Mendel Hipótesis # 2: Todos los organismos tienen dos alelos Para cada característica un organismo hereda dos alelos ((uno de cada uno de los padres). Es posible que estos dos alelos sean iguales o es posible que sean diferentes. Un organismo que tiene dos alelos idénticos para un gen es homocigota para ese gen. Un organismo que tiene dos diferentes alelos para un gen es heterocigota para ese gen. Jul 3 1:19 PM 23

24 Las hipótesis de Mendel Hipótesis # 3: Dominantes and Recesivos Si los dos alelos de un par son diferentes (heterocigota), uno determina la apariencia y se llama alelo dominante. El otro alelo no tiene un efecto notable en la apariencia y es llamado alelo recesivo. Jul 3 1:28 PM 24

25 Las hipótesis de Mendel Hipótesis # 4: Ley de la segregación Tanto el óvulo como el espermatozoide contienes sólo un alelo para cada rasgo poque los alelos pares se separan (segregan) uno del otro durante la meiosis. Esto es conocido La ley de la Segregación. Cuando las dos células sexuales se unen en la fertilización cada una contribuye con su único alelo, restaurando el par en la descendencia. Jul 3 1:28 PM 25

26 4 Un cruzamiento genético en el cual los padres difieren sólo en una característica es conocido como un cruzamiento. A B C D monohíbrido dihíbrido de sí mismo prueba Jul 3 1:35 PM 26

27 5 Las versiones alternativas de un gen son llamadas. A B C D alelos cromátidas factores hereditarios heterocigotas Jul 6 12:41 PM 27

28 6 An Un organismo that que has tienen two dos identical alelos alleles idénticos for a para gene un is gen said se to be dice que es for that gene para and cada is gen called y es a llamado. A B C D homocigótico heterocigota homocigótico; homocigota heterocigótico; homocigota heterocigótico; heterocigota Jul 6 12:43 PM 28

29 El modelo de segregación de Mendel El Modelo de segregación de Mendel representa la relación 3:1 que el observó en todos los individuos de la generación F2 Las posibles combinaciones de espermatozoide y óvulo se pueden demostrar usando un tablero de Punnett, el cuál es un diagrama utilizado para la predicción de los resultados de un cruzamiento entre individuos de constitución genética conocida Una letra mayúscula representa un alelo dominante y una letra minúscula representa un alelo recesivo. W dominante w recesivo Jul 6 12:44 PM 29

30 Punnett square El diagrama muestra que cada gameta parental lleva uno de los mismos alelos (para color de flor) de manera que las gametas parentales en este cruzamiento en particular son ó W o w w w Como resultado de la fertilización, cada uno de los descendientes de la F1 heredaron una W y una w u por lo tanto su genotipo (composición genética) para este rasgo es Ww (heterocigoto). W W F 1 Generation Ww Ww Ww Ww F 2 Generation Jan 24 7:44 PM 30

31 Fenotipo heterocigota El alelo dominante tiene un efecto completo en un individuo heterocigota, mientras que el alelo recesivo no tiene efecto en el color de flor de un heterocigota. Por lo tanto una flor Ww tiene un fenotipo púrpura. fenotipo genotipo WW o Ww Jan 24 8:02 PM 31

32 7 Qué color de flor tendrían todas las plantas de la F 1 si se cruzara una planta de flores color púrpura (WW) y una planta de flores color blanco (ww) A B C D blanco púrpura rosa 1/2 serían blancas y la 1/2 serían púrpura Jul 6 1:02 PM 32

33 8 Por qué todas las plantas F 1 son púrpura cuando se cruzan líneas puras de color de flor púrpura y blanco? A B C D El púrpura es dominante en relación al blanco en las plantas de arveja. Este es un evento al azar y todo se debe a la casualidad. La gameta masculina con el alelo para flor blanca no puede fertilizar al óvulo en las plantas de arvejas. Todas las plantas de arveja tiene color púrpura. Jul 6 1:02 PM 33

34 Generación F 2 Las hipótesis de Mendel también explican la relación 3:1 de las flores púrpura y blancas que el observó en la generación F 2. W w W w F 1 Generation WW Ww Ww ww F 2 Generation Ya que los híbridos de la F 1 son Ww, la mitad de sus gametas tendrán el alelo W y la otra mitad tendrán el alelo w. Jul 6 1:18 PM 34

35 Looking Mirando at al genotype genotipo sperm egg W w W w F 1 Generation WW Ww Ww ww F 2 Generation Podemos ver que si un espermatozoide que lleva un alelo W fertiliza un óvulo que lleva un alelo W, la descendencia será WW y por lo tanto tienen flores de color púrpura. Este genotipo particular se producirá en 1/4 de la descendencia. Jul 6 1:18 PM 35

36 Mirando el genotipo sperm W W w F 1 Generation WW Ww La mitad de la descendencia heredará un alelo W y un alelo w (Ww). egg w Ww ww F 2 Generation También tendrán flores de color púrpura ya que púrpura es dominante sobre blanco. (Por lo general, cualquier color es dominante sobre el blanco) Jul 6 1:18 PM 36

37 Mirando el genotipo sperm egg W w W w F 1 Generation WW Ww Ww ww El restante 1/4 de las plantas de la F2 heredará el alelo w de cada padre, dándole un genotipo de ww y un fenotipo de las flores blancas. F 2 Generation Jul 6 1:18 PM 37

38 Genotipo vs. Fenotipo La apariencia de un organismo no siempre revela su composición genética, necesitamos distinguir entre la expresión de un organismo rasgos físicos (fenotipo), y su composición genética (genotipo). En las plantas de arvejas de Mendel, el fenotipo color de flor es color púrpura o blanco. Pero hay tres genotipos diferentes WW, Ww, ww Jul 6 1:35 PM 38

39 Genotipo vs. Fenotipo En el ejemplo del color de la flor, tanto las plantas WW como las Ww tienen el mismo fenotipo pero diferente genotipo fenotipo genotipo WW o Ww Jul 6 1:43 PM 39

40 Genotipo vs. Fenotipo Completa la tabla de abajo para las flores que hemos discutido. Genotipo Fenotipo Púrpura Púrpura ww Jul 6 1:32 PM 40

41 9 En referencia a las plantas parentales de abajo, la planta padre A tiene flores A B rojas blancas genotipo de las flores planta A Rr planta B RR Jan 25 9:09 PM 41

42 10 En referencia a las plantas parentales de abajo, la planta padre B tiene flores. A B rojas blancas genotipo de las flores planta A Rr planta B RR Jan 25 9:11 PM 42

43 11 Las plantas de abajo pueden producir descendencia con flores rojas Verdadero Falso genotipo de las flores planta A Rr planta B RR Jan 25 9:13 PM 43

44 12 La probabilidad de que las plantas padres A y las B produzcan plantas con flores rojas es de %.. genotipo de las flores planta A Rr planta B RR Jan 25 9:15 PM 44

45 13 La probabilidad de que las plantas padres A y las B produzcan plantas con flores blancas es de %. genotipo de las flores planta A Rr planta B RR Jan 25 9:16 PM 45

46 Pares de alelos Recuerda cuando estudiamos mitosis y meiosis, que cada célula diploide tiene dos juegos de cromosomas homólogos. En estos cromosomas homólogos se encuentran ubicados los pares de alelos para cada característica, uno por cada cromosoma. Jul 6 4:30 PM 46

47 Determinando el genotipo a partir del fenotipo Cómo podemos saber el genotipo de un individuo que tiene un fenotipo dominante? En las plantas de guisantes de Mendel tanto aquellos con Ww ó WW presentan el color púrpura en sus flores Así que si tenemos una planta de arvejas con flores de color púrpura, cómo podemos determinar qué genotipo tiene la planta? WW? Ww? Jul 16 1:05 PM 47

48 Prueba de cruzamiento Una prueba de cruzamiento implica el cruzamiento un individuo cuyo genotipo estamos tratando de determinar con un individuo homocigótico recesivo y la observación de su descendencia. Si algún individuo de su descendencia muestra el fenotipo recesivo el padre debe ser un heterocigoto. Jul 16 1:11 PM 48

49 14 El que un alelo sea dominante o recesivo depende de: A B C D cuán común es este alelo en relación a los otros alelos. Si es heredado de la madre o del padre. Si este u otro alelo determina el fenotipo cuando ambos están presentes. En cuál cromosoma está ubicado Jul 16 1:18 PM 49

50 15 Cuántos cromosomas homólogos se encuentran en cada célula diploide? Jul 24 7:43 PM 50

51 16 Cuál es la relación de flores púrpura y blancas que Mendel observó en la segunda generación cuando cruzó a dos individuos híbridos de la F 1? A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 4:1 Jul 24 7:47 PM 51

52 17 La expresión de un organismo o rasgos físicos se conoce como su: A B C D genoma genotipo fenoma fenotipo Jul 24 7:48 PM 52

53 18 El cruzamiento de un individuo homocigota recesivo con un organismo de fenotipo desconocido que muestra un fenotipo dominante es conocido como. A B C D cruzamiento de híbridos. cruzamiento de heterocigotas cruzamiento de prueba. cruzamiento desconocido Jul 24 7:50 PM 53

54 La ley de la Segregación... y más allá Recuerdas las 4 hipótesis de Mendel? Ley de la segregación: Las células sexuales sólo poseen un alelo para cada rasgo porque los alelos se separan uno del otro durante la formación de las gametas. Mendel no paró ahí... Ideó una segunda ley de la herencia mediante la observación de dos rasgos a la vez (por ejemplo, color de semilla y forma de la semilla). Mendel quería ver si estos rasgos diferentes entre sí se afectaban uno al otro, en otras palabras, se comportan independientemente el uno del otro o no? Jul 16 1:19 PM 54

55 Cruzamiento de dihíbridos Mendel cruzó dos líneas puras que difieren en dos características. Tal cruza produce dihíbridos en la generación F1, que son heterocigotos para ambas características. Un cruzamiento dihíbrido, es decir un cruzamiento entre dos dihíbridos de la F1, puede determinar si dos características se transmiten a la descendencia juntos o de forma independiente. Jan 24 9:07 PM 55

56 Cruzamiento de díhibridos Dos caracteristicas: Color de la vaina G: verde g: amarilla Color de la semilla Y: amarilla y: verde Jan 19 10:44 AM 56

57 La Ley de la Distribución Independiente Usando una cruz dihíbrido, Mendel desarrolló su segunda ley de la herencia. La ley de la distribución independiente establece que cada par de alelos se segrega independientemente de los otros pares de alelos durante la formación de los gametos. Esta ley de la distribución independiente se aplica sólo a los genes de diferentes cromosomas no homólogos. Genes situados cerca uno del otro en el mismo cromosoma tienden a ser heredados juntos. Jul 16 1:34 PM 57

58 La Ley de la Distribución Independiente Los alelos de un gen se segregan independientemente de otros genes alelos en las gametas. Piensa que esto es similar a cuando tiramos una moneda: Si la tiras, Cuál es la posibilidad de que salga cara o ceca? Ahora si tiras una segunda moneda, Cuál es la probabilidad de que salga cara? Cuando tiramos una moneda, el resultado de una tirada no tiene ningún impacto en el resultado de la segunda tirada Jul 16 1:48 PM 58

59 Reglas de probabilidad Leyes de Mendel sobre la segregación y distribución independiente reflejar las reglas de la probabilidad. Recuerde de matemáticas... La escala de probabilidad comprendida entre 0 y 1. Un evento que se produce con seguridad tiene una probabilidad de 1. Un evento que no es seguro que se produzca tiene una probabilidad de 0. Las probabilidades de todos los resultados posibles de un evento deben ser igual a 1. Jul 16 1:45 PM 59

60 Usando las Reglas de la Probabilidad al resolver problemas genéticos Existen dos reglas de probabilidad las cuáles pueden ser útiles para resolver problemas de genética: La Regla de la Multiplicación La Regla de la Adición Jul 16 1:59 PM 60

61 La regla de la Multiplicación La Regla de la multiplicación establece que la probabilidad de que dos o más eventos independientes ocurran juntos es el producto de sus probabilidades individuales. Se puede utilizar la regla de la multiplicación para determinar a probabilidad en un cruzamiento de monohíbridos F 1. La segregación en las plantas heterocigotas es como tirar una moneda. Cada gameta tiene la mitad de la oportunidad de llevar el alelo dominante y la mitad de la oportunidad de llevar el alelo recesivo. Jul 16 1:59 PM 61

62 Genética mendeliana hasta dihíbridos.notebook February 20, 2013 La Regla de la Multiplicación Jan 19 10:46 AM 62

63 19 Si se tiran dos monedas al mismo tiempo, cuál es la chance que tienen ambas monedas de caer con la cara hacia arriba? Jul 21 3:47 PM 63

64 20 En un cruzamiento entre dos individuos F 1 de planta de arveja que son heterocigotas (Ww) para flores púrpura Cuál es la probabilidad de que un individuo en particular de la descendencia tenga el genotipo ww (flores blancas)? Jul 21 3:50 PM 64

65 21 Mendel estableció que cara par de alelos se segrega independientemente de los otros pares de alelos durante la formación de las gametas. Cómo es conocida esa ley? A B C D Ley de la Segregación. Ley de la Distribución Independiente Ley de la Probabilidad. Ley de la Genética de la Planta de Arveja Jul 24 8:03 PM 65

66 22 un organismo heterocigota para dos características es un. A B C D dihíbrido monohíbrido homocigota doble dominante Jul 24 8:04 PM 66

67 Ahora vamos a considerar la probabilidad de que una planta de arveja de la F2 sea heterocigota (Ww) para el color de la flor. Hay dos modos en que los gametos F1 pueden combinarse para producir descendencia heterocigótica. Dibuja un cuadrado de Punnett para confirmar esto... Jul 21 3:57 PM 67

68 Como podemos ver en nuestro cuadro de Punnett, hay dos formas en que los gametos F1 pueden combinarse para producir descendencia heterocigota. El alelo dominante puede venir de la gameta femenina y el alelo recesivo de la gameta masculina, o... El alelo dominante puede venir de la gameta masculina y el alelo recesivo puede venir de la gameta femenina.. Jul 21 4:00 PM 68

69 La Regla de la Adición La regla de adición establece que probabilidad de un acontecimiento que se puede producir de una o más maneras independientes y mutuamente excluyentes es la suma de las probabilidades individuales Jul 21 4:03 PM 69

70 23 Usa la regla de la adición para calcular la probabilidad de un individuo de la F 2 heterocigota. Jul 21 4:07 PM 70

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