Práctica para resolver problemas genéticos

Transcripción

1 ANTRO 1-L: Laboratorio de Antropología Biológica R. Mitchell, Instructora Nombre Práctica para resolver problemas genéticos Introducción: Resolver problemas genéticos requiere que se haya familiarizado con las varias combinaciones de alelos y que pueda convertir condiciones genéticas (tales como ser homocigoto dominante o heterocigoto dominante) en un genotipo (la combinación de los alelos) y el resultante fenotipo (manifestación visible de un organismo). Los siguientes problemas están diseñados para ayudarle a practicar haciendo estas conversiones confortablemente y con confianza. Hay que seguir unas simples reglas y siguiéndolas en orden le ayudará a figurar la respuesta correcta. Primero debe asegurarse que sabe que los términos homocigoto y heterocigoto se refieren a la posibilidad que los alelos en el gen sean iguales (homocigotos) o diferentes (heterocigotos). En genotipos heterocigotos siempre habrá un alelo dominante (indicado con una letra mayúscula) y un alelo recesivo (indicado con una letra minúscula). Como los alelos en los genotipos homocigotos tendrán dos alelos iguales, homocigoto dominante simplemente significa que hay dos alelos dominantes (dos letras mayúsculas) y homocigoto recesivo significa que hay dos alelos recesivos (dos letras minúsculas) en el genotipo. Debe también recordar que TODAS las características recesivas tendrán solamente un genotipo homocigoto (dos letras minúsculas/alelos). He aquí unos problemas de práctica para acostumbrarse a estos términos y a escribir el genotipo. Esto es muy importante porque es el primer paso para resolver correctamente un problema de genética: determinar el genotipo. 1. Los ojos castaños (B) son dominantes sobre los ojos azules (b). a. Cuál es el único genotipo posible para una persona que tiene ojos azules? b. Hay dos posibles genotipos para una persona que tiene ojos castaños. Si una persona es heterocigoto dominante para ojos castaños cuál es su genotipo? c. Si una persona es homocigoto dominante para ojos castaños, cuál es su genotipo? 2. Usando la información en su HOJA DE GENÉTICA EVOLUTIVA sobre el sistema sanguíneo ABO, responda lo siguiente: a. Patricia tiene sangre tipo AB. Cuál es su genotipo? b. Samuel tiene sangre tipo O. Cuál es su genotipo? c. Lorenzo es homocigoto dominante para sangre de tipo A. Cuál es su genotipo? d. Ann Marie es heterocigoto dominante para sangre de tipo B. Cuál es su genotipo? Marque sus respuestas en la hoja de respuestas. 1

2 Ahora que ha practicado un poco escribiendo los genotipos en base a la información dada sobre qué alelos son dominantes y recesivos en una característica, practiquemos usando el cuadro de Punnett para predecir posibles resultados de genotipos y fenotipos. PROBLEMA 1: Suponga que un gen controla si una persona tiene cabello castaño o es pelirroja. El cabello castaño (H) es dominante sobre el cabello rojizo (b). Bárbara es homocigoto dominante. Su esposo, Bob, es pelirrojo. Será pelirrojo cualquiera de sus hijos? Ø Paso 1. Resuelva los genotipos (la combinación de alelos que posee un individuo) para cada individuo. Cuál es el genotipo de Bárbara? Cuál es su fenotipo (de qué color es su cabello)? Cuál es el genotipo de Bob? Ø Paso 2. Use el cuadro de Punnett para separar los alelos en el genotipo de cada individuo, poniendo un alelo en una casilla al tope o al costado y el otro alelo en la otra casilla al tope o al costado del cuadro. Este proceso representa la segregación de alelos durante la miosis (el proceso por el cual se replican y dividen las células sexuales). Estas células sexuales (esperma en los varones, huevos en las mujeres) contienen la mitad de la información genética necesaria para crear un nuevo individuo. Por lo tanto, el bebé recibirá la mitad de su información genética del padre y la mitad de la madre. Bárbara Bob Ø Paso 3. En las casillas en blanco del cuadro de Punnett combine los alelos al costado con los alelos al tope para tener dos genotipos de alelos en cada casilla. Será pelirrojo cualquiera de los niños? Marque su respuesta en la hoja de respuestas. 2

3 PROBLEMA 2: Usando la información del sistema sanguíneo de tipos ABO en su HOJA DE GENÉTICA EVOLUTIVA responda lo siguiente: Shane es heterocigoto dominante para sangre de tipo A. Su esposa, Sharon, es heterocigoto dominante para sangre de tipo B. Cuáles son los posibles genotipos para sus hijos? Genotipo de Shane = Genotipo de Sharon = Sharon Shane Marque su respuesta en la hoja de respuestas. El próximo problema presenta un desafío mayor ya que debe usted determinar los genotipos y fenotipos de DOS generaciones en base a la información de fondo dada. PROBLEMA 3: Suponga que un gen determina si usted tendrá pies pequeños o pies grandes. Tener pies grandes es la característica dominante (F) y tener pies pequeños es la recesiva (f). Dada esta información, resuelva el siguiente problema: David y su madre ambos tienen pies pequeños. La hermana de David, Julie, tiene pies grandes y también su padre. Cuáles son los genotipos para David, para Julie, para su padre Y su madre? Ø Paso 1. Resuelva los genotipos (la combinación de alelos que posee un individuo) para cada individuo. En este caso sabemos que David y su madre tienen sólo un posible genotipo, ya que tener pies pequeños es la característica recesiva, y las características recesivas se expresan solamente en la condición de homocigoto (alelos iguales). El genotipo de David es: ff El genotipo de la madre es: ff Podemos descubrir el genotipo del padre porque sabemos que debe tener un alelo recesivo para pasárselo a David, y debe tener un alelo dominante para pasárselo a Julie, así que el padre tiene un genotipo heterocigoto dominante. Tanto el fenotipo de Julie como el del padre es, en consecuencia, pies grandes. Julie, por lo tanto, puede tener solamente un posible genotipo, ya que puede recibir sólo un alelo recesivo (f) de su madre. Para tener pies grandes, debe haber recibido el alelo dominante (F) de su padre. Observe el cuadro de Punnett abajo para ver cómo puede suceder esto. 3

4 Padres: Padre Madre Fenotipo = Pies grandes Fenotipo = Pies pequeños Genotipo = Ff Genotipo = ff Hijos: David Julie Fenotipo = Pies pequeños Fenotipo = Pies grandes Genotipo = ff Genotipo = Ff MADRE PADRE f F Ff Ff f f ff ff Ahora trate de hacer uno por su cuenta. PROBLEMA 4: Los ojos castaños son dominantes (B) y los ojos azules son recesivos (b). Mark y Elizabeth ambos tienen ojos castaños. Su hijo Travis tiene ojos azules, y su otro hijo, Jacob, tiene ojos castaños. Complete la información a continuación. Padres: Mark Elizabeth Fenotipo = Fenotipo = Genotipo = Genotipo = Hijos : Travis Jacob Fenotipo = Fenotipo = Genotipo = Genotipo = Elizabeth Mark Marque su respuesta en la hoja de respuestas. MÁS PRÁCTICA CON TIPOS DE SANGRE (Lea su HOJA DE GENÉTICA EVOLUTIVA) 4

5 1. Si una persona tiene sangre tipo A, qué posibles genotipos podría tener? 2. Si una persona es heterocigoto dominante para sangre de tipo A, cuál es su genotipo? 3. Si una persona tiene sangre tipo O, cuál es su genotipo? 4. Cuáles son los posibles genotipos para la sangre tipo B? 5. Si el genotipo de una persona contiene un alelo A y un alelo B, cuál es su genotipo? a. Cuál es el fenotipo de esta persona? PROBLEMA 5: Jenna es homocigoto dominante para sangre de tipo B. Su esposo, Gerald, es homocigoto dominante para sangre de tipo A. Cuál es el ÚNICO genotipo (combinación de alelos) y fenotipo (tipo de sangre) que sus hijos pueden tener? Complete la información a continuación y use el cuadro de Punnett para mostrar su trabajo. Genotipo de Jenna = Fenotipo de Jenna = Genotipo de Gerald = Fenotipo de Gerald = Jenna Gerald Genotipo de los hijos = Fenotipo de los hijos = (Escriba las características físicas, en este caso el tipo de sangre) ************************************************************************************************** HOJA DE RESPUESTAS 5

6 Práctica con genotipos 1a. bb 2a. AB 1b. Bb 2b. OO 1c. BB 2c. AA 2d. BO Práctica para resolver problemas genéticos Problema 1: Genotipo de Bárbara = HH Fenotipo de Bárbara = cabello castaño Genotipo de Bob = hh Bárbara H H Bob h Hh Hh h Hh Hh Será pelirrojo cualquiera de sus hijos? Respuesta = NO. Todos los genotipos en el cuadro de Punnett dan como resultado el cabello castaño. Problema 2: Genotipo de Shane = AO Genotipo de Sharon = BO Sharon B O Shane A AB AO O BO OO Respuesta = Cuatro genotipos diferentes (AB, AO, BO y OO) y cuatro tipos de sangre diferentes (tipo AB, tipo A, tipo B, y tipo O) Problema 4: 6

7 Padres: Mark Elizabeth Fenotipo = ojos castaños Fenotipo = ojos castaños Genotipo = Bb Genotipo = Bb Hijos: Travis Jacob Fenotipo = ojos azules Fenotipo = ojos castaños Genotipo = bb Genotipo = BB o Bb Elizabeth B b Mark B BB Bb b Bb bb Práctica con tipos de sangre 1. AA, AO 2. AO 3. OO 4. BB, BO 5. AB 5a. Tipo de sangre AB* *NOTA: Asegúrese de escribir las características físicas, en este caso el tipo de sangre. Problema 5 Genotipo de Jenna = BB Fenotipo de Jenna = Tipo de sangre B Genotipo de Gerald = AA Fenotipo de Gerald = Tipo de sangre A Jenna B B Gerald A AB AB A AB AB Genotipo de los hijos = AB Fenotipo de los hijos = Sangre de tipo AB (escriba la característica física, en este caso el tipo de sangre - no simplemente los alelos). ********************************************************************************************************* 7

8 PASE A LA PARTE 2 EN LA PRÓXIMA PÁGINA 8

9 PARTE 2: PROBLEMAS DE GENÉTICA EVOLUTIVA 1. Debería estar comenzando a sentirse cómodo al determinar los resultados de genotipos y fenotipos, dados dos genotipos paternales para una única característica (monogenética). Ahora practicaremos usando el cuadro de Punnett para DOS características monogenéticas, o una cruza dihíbrida. Como problema para práctica cruzaremos dos plantas de guisantes que son heterocigoto dominante para dos características, textura de la semilla (R = lisa, r = arrugada) y color de la semilla (Y = amarillo, y = verde). Paso uno Cuáles son los genotipos de los dos individuos? Masculino Femenino Recuerde, como estamos usando dos características (textura de la semilla y color de la semilla), el genotipo contendrá un total de CUATRO alelos (dos para cada característica). Paso dos Qué combinación de alelos contendrán los gametos de estos individuos? Paso tres Ponga los gametos para ambos padres en el tope y en el lado del cuadro de Punnett. Ahora combine los alelos para hallar los genotipos potenciales para cada casilla. Los nuevos genotipos tendrán CUATRO alelos, y recuerde escribir el alelo dominante antes del recesivo cuando combine los alelos de los gametos. Paso cuatro Determine los posibles genotipos y sus proporciones y los posibles fenotipos y sus proporciones. 2. A continuación hay bosquejos de dos familias de Likis, A y B. En los espacios provistos debajo de la foto de un miembro de la familia, indique por favor el fenotipo y el genotipo de ese individuo basándose en sus observaciones. 9

10 Explique por qué Baby Liki en la familia A no tiene manchas. Explique por qué tanto Junior Liki como Baby Liki en la familia B no podrían tener manchas. 3. El gen humano de sangre tipo ABO tiene tres alelos: A (un alelo dominante), B (también un alelo dominante) y O (un alelo recesivo). Abajo hay un cuadro bosquejando los genotipos que determinan el fenotipo (tipo de sangre). Un individuo que tiene 10

11 GENOTIPO AA o AO BB o BO AB OO FENOTIPO Sangre de tipo A Sangre de tipo B Sangre de tipo AB Sangre de tipo O a. Cuáles son los tres genotipos heterocigotos (es decir alelos no iguales) en el sistema humano de tipo de sangre? b. Cuáles son los tres genotipos homocigotos (es decir alelos iguales) en el sistema humano de tipo de sangre? c. De los tres alelos en el sistema humano de tipo de sangre, cuál es el recesivo? d. Qué tipo de sangre es recesiva? e. Explique por qué el genotipo heterocigoto de AB creará un fenotipo de sangre tipo AB. 4. Práctica con problemas de tipo de sangre. a. Un hombre que es homocigoto para sangre de tipo A tiene relación sexual con una mujer que tiene sangre tipo AB. Qué tipo de gametos producirá el hombre? Qué tipo de gametos producirá la mujer? Cuáles son los posibles genotipos de sus hijos? (Muestre esto por medio del cuadro de Punnett a continuación.) Cuáles son los posibles fenotipos? (NOTA: el fenotipo en este caso es el tipo de sangre escriba el tipo de sangre, no la combinación de alelos, que es el genotipo y se muestra ya arriba en el cuadro de Punnett. En qué proporción aparecerán estos fenotipos? 11

12 b. Una mujer que es heterocigoto dominante (no tiene alelos iguales) para sangre de tipo B se casa con un hombre que es heterocigoto dominante (no tiene alelos iguales) para sangre de tipo A. Qué tipo de gametos producirá la mujer? Qué tipo de gametos producirá el hombre? Cuáles son los posibles genotipos de sus hijos? (Muestre esto por medio del cuadro de Punnett a continuación.) Cuáles son los posibles fenotipos? En qué proporción aparecerán estos fenotipos? 5. Suponga para este problema que Pedro y Blanca son heterocigotos para DOS características y que esas características son tipo de sangre y color de cabello. Suponga además que un único alelo dominante determina si un humano tiene cabello castaño (H) o es pelirrojo (h), el pelirrojo siendo recesivo. Tanto Pedro como Blanca son fenotípicamente castaños y los dos descienden de parejas en las que uno de los dos tenía cabello castaño y el otro era pelirrojo. Igualmente, tanto Pedro como Blanca tienen sangre de tipo A y descienden de parejas en las que uno de los dos tenía sangre de tipo A y el otro sangre de tipo O. a. Cuál es el genotipo de Pedro? b. Cuál es el genotipo de Blanca? c. Qué tipo de gametos producirá Pedro? d. Qué tipo de gametos producirá Blanca? 6. Pedro y Blanca desean tener hijos y le han pedido a usted que les diga qué genotipos podrían aparecer en sus hijos. Qué genotipos podrían aparecer en los hijos de esta cruza dihíbrida? (Muestre su trabajo a continuación usando un cuadro de Punnett. 12

13 a. En qué proporción aparecen los varios genotipos? b. Qué fenotipos, es decir color de cabello y tipo de sangre (y en que proporción) podrían aparecer en los posibles hijos de Pedro Y Blanca? 7. Imagine un gen que controla si una persona tiene pies grandes o pies pequeños. Los pies grandes (F) son dominantes, mientras los pies pequeños (f) son recesivos. La habilidad de arrollar la lengua está también controlada por un gen. Arrollar la lengua es dominante (R) y no arrollarla es la condición recesiva (r). David es heterocigoto dominante para pies grandes y NO PUEDE arrollar la lengua. Donna es también heterocigoto dominante para pies grandes y heterocigoto dominante para la característica de arrollar la lengua. 13

14 Cuál es el genotipo de David? Cuál es el genotipo de Donna? Puede Donna arrollar la lengua? Qué tipo de gametos producirá David? Qué tipo de gametos producirá Donna? Use la información anterior en un cuadro de Punnett para determinar los posibles genotipos y fenotipos para los hijos de David y Donna. Cuántos genotipos son posibles? Cuántos fenotipos son posibles? Aunque David y Donna tienen los dos pies grandes, podría cualquiera de sus hijos nacer con pies pequeños? 8. Judy es jueza y le ha pedido que rinda testimonio en un caso de paternidad disputada. Usted ha decidido examinar dos genes: grupo sanguíneo ABO y el gen secretor en el cual la secreción (S) de substancias en todos los fluidos del cuerpo menos la sangre es dominante a la no secreción (s). Se han hecho los análisis apropiados y los resultados indican lo siguiente: Madre B B S S 14

15 Niño B B S s Esposo A B s s Hombre acusado B B S S a. Qué le advertiría usted a la jueza y por qué? 15