Leyes de Mendel: explicación fácil y ejemplos

¿Qué son las leyes de Mendel?

Las leyes de Mendel son los tres postulados de la herencia propuestos hace más de 150 años por el monje y naturalista austríaco Gregor Mendel para explicar cómo se heredan los caracteres entre padres e hijos.

Gran parte de los fundamentos más importantes de lo que hoy conocemos como genética se lo debemos a Mendel y a sus importantes trabajos, pues su curiosidad le permitió diseñar los experimentos que lo ayudaron a evidenciar la distribución de ciertos caracteres entre los padres (parentales) y su descendencia.

Mendel no solo hizo observaciones, sino que también determinó los patrones matemáticos que describían la herencia de algunos rasgos de una generación a la siguiente. Son estos patrones los que están contenidos en las tres leyes o postulados que llevan su nombre.

¿Cómo desarrolló Mendel sus leyes?

Durante casi 10 años, este monje austríaco trabajó con más de 29.000 plantas de guisantes (Pisum sativum) y se dedicó a estudiar la herencia de 7 caracteres particulares, cuya herencia ocurría de manera independiente y que presentaban solo dos formas alternativas:

• La forma de las semillas (lisa o rugosa).
• El color de las semillas (verde o amarillo).
• El color de las vainas de las semillas (verde o amarillo).
• La forma de las vainas de las semillas (“inflada” o “constreñida”).
• El color de las flores (blanco o púrpura).
• La ubicación de las flores (axial o terminal).
• La longitud de los tallos (largo o corto).

Aunque Mendel no era consciente de los mecanismos de transmisión ni de las características de las moléculas responsables para la aparición de estos caracteres -que hoy sabemos que son los genes-, tuvo la suerte de que cada uno de ellos estuviera determinado por un solo gen, lo que facilitó su interpretación de los resultados que obtuvo.

Para comenzar sus experimentos, Mendel obtuvo lo que hoy se conocen como líneas puras para cada uno de los 7 caracteres contrastantes que escogió y después se dedicó un largo tiempo a cruzar las plantas entre sí.

Por ejemplo, cruzó las plantas que solo producían semillas lisas con las que solo producían semillas arrugadas; las plantas de flores púrpuras con las plantas de flores blancas; las plantas de tallos largos con las de tallos cortos y así sucesivamente.

Primera ley de Mendel: Ley de la dominancia

Mendel se dio cuenta de que cuando cruzaba dos líneas puras que tenían rasgos o caracteres contrastantes, como las semillas amarillas y las semillas verdes, por ejemplo, los individuos de la generación resultante (los descendientes) presentaban solo uno de los rasgos.

En otras palabras, uno de los caracteres era dominante y el otro recesivo, por lo que el 100% de los descendientes presentaba los rasgos dominantes.

Ejemplo

Para entenderlo mejor veamos el siguiente ejemplo, donde representamos, en lo que se conoce como un cuadro de Punnett, un cruce entre dos plantas parentales (P): una con semillas amarillas y otra con semillas verdes.

Supongamos, entonces, que el carácter que produce las semillas amarillas (C) es dominante sobre el que produce las semillas verdes (c), que es recesivo.

En este caso, el resultado del cruce es una planta (F1) con semillas amarillas, pero con un componente genético híbrido, dada la combinación de ambos parentales (Cc). Aquí se ilustra el cruce:

Lo que se supo tiempo después

Lo que Mendel ignoraba o tal vez simplemente sospechaba, pero no tenía forma de probar, era que cada rasgo que observaba en sus plantas estaba determinado genéticamente por las dos formas alternativas de un gen, que hoy sabemos que corresponden segmentos específicos del ADN cromosómico.

Aquellas plantas que pertenecían a una línea pura para el color de la semilla tenían dos copias idénticas del mismo gen para el carácter dominante o para el carácter recesivo; de acuerdo con nuestro cuadro ejemplo, CC (dominante para semillas amarillas) y cc (recesivo para semillas verdes).

Hoy en día los individuos con estas características se conocen como homocigotos, mientras que los individuos con las combinaciones genéticas como las de la generación F1 se conocen como heterocigotos.

Segunda ley de Mendel: Ley de la segregación de los caracteres

Mendel siguió haciendo experimentos, cruzando plantas una y otra vez, observando y registrando los resultados de cada cruce.

Fue así como se encontró con algo raro: cuando cruzó a los individuos de la generación F1, es decir, a los híbridos descendientes del cruce de dos organismos pertenecientes a una línea pura, obtuvo algo completamente distinto en la siguiente generación (F2).

No solo observó plantas con las características de la que ya sabía que era dominante, sino también la presencia de una pequeña proporción de descendientes con las características recesivas.

Ejemplo

Tomando los datos del ejemplo anterior, podemos ilustrar en el cuadro de Punet lo que Mendel entendió como la segregación de los caracteres:

Cuando Mendel cruzó dos individuos con semillas amarillas (fenotipo) pero con genotipo híbrido (Cc), es decir, pertenecientes a la primera generación (F1) de un cruce de un homocigoto dominante (CC, amarillo) con un homocigoto recesivo (cc, verde), se dio cuenta de que aparecía el fenotipo recesivo (cc).

Además, determinó que cada vez que se realiza este tipo de cruce (entre los híbridos de la generación F1), se obtiene una proporción de individuos 3:1, es decir que de cada 4 descendientes 3 tienen las características dominantes y 1 tiene las recesivas. Aquí se puede apreciar:

En términos más actuales, se puede decir que cuando se cruzan heterocigotos entre sí se obtienen descendientes homocigotos para cada carácter y heterocigotos que presentan los rasgos del carácter dominante.

Tercera ley de Mendel: Ley de la distribución independiente

Para indagar un poco más profundamente en la herencia de los rasgos en sus plantas, Mendel decidió comenzar a hacer cruces entre plantas de líneas puras para más de un carácter. Por ejemplo, plantas con semillas amarillas y flores púrpuras, y plantas con semillas verdes y flores blancas.

Ejemplo

Los cruces con los que obtuvo mayor cantidad de información fueron los de la segunda generación, es decir, los cruces entre individuos híbridos (F1 x F1). Veamos un ejemplo sencillo en el cuadro de Punet:

En este ejemplo tenemos un cruce entre organismos heterocigotos para dos caracteres diferentes: el color de la semilla (C) y el color de la flor (P).

Aquellos individuos que tengan la condición CC o Cc tendrán semillas amarillas, y los que tengan cc las tendrán verdes. Por otro lado, aquellos que tengan los alelos PP o Pp tendrán flores púrpuras y los que los tengan pp las tendrán blancas.

Es así como el cuadro presenta todas las posibles combinaciones que podrían resultar de dicho cruce, que son muchas más que cuando consideramos un solo caracter, como en los dos cuadros anteriores.

De forma similar a lo que hizo Mendel hace más de 100 años, las proporciones fenotípicas que se obtienen al cruzar a individuos híbridos de la primera generación (F1) heterocigotos para dos características como el color de la semilla y el color de la flor, es la siguiente:

• 9 tendrán semillas amarillas y flores púrpuras, algunos heterocigotos (CcPp, CCPp, CcPP) y otros homocigotos dominantes (CCPP)
• 3 tendrán semillas amarillas y flores blancas (CCpp, Ccpp)
• 3 tendrán semillas verdes y flores púrpuras (ccPp, ccPP)
• 1 tendrá semillas verdes y flores blancas (doble recesivo, ccpp)

Mendel publicó estas observaciones y conjeturas en un documento que presentó ante la Sociedad de Historia Natural de Brünn, pero no ganó muchos seguidores, ya que pocos entendieron lo que significaban sus hallazgos.

Sin embargo, él estaba convencido de que sus trabajos serían mucho más influyentes para la comunidad científica pocos años después, y tuvo toda la razón, ya que los mismos fueron las bases donde se cimentó la genética que conocemos hoy en día.

Referencias

1. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). An introduction to genetic analysis. Macmillan.
2. Henderson, M. (2009). 50 genetics ideas you really need to know. Quercus Publishing.
3. Pierce, B. A. (2012). Genetics: A conceptual approach. Macmillan.
4. Robinson, T. R. (2010). Genetics for dummies. John Wiley & Sons.
5. Schleif, R. (1993). Genetics and molecular biology (No. Ed. 2). Johns Hopkins University Press.