Monohibridismo: en qué consiste y ejercicios resueltos
El monohibridismo hace referencia al cruce entre dos individuos que difieren solamente en una característica. Igualmente, al realizar cruces entre individuos de la misma especie y al estudiar la herencia de un solo rasgo, se habla de monohibridismo.
Los cruces monohíbridos buscan investigar la base genética de caracteres que son determinados por un solo gen. Los patrones de herencia de este tipo de entrecruzamiento fueron descritos por Gregor Mendel (1822–1884), un personaje icónico en el campo de la biología y conocido como el padre de la genética.
Con base en sus trabajos con plantas de guisantes (Pisum sativum), Gregor Mendel enunció sus conocidas leyes. La primera ley de Mendel explica los cruces monohíbridos.
Índice del artículo
Tal como se mencionó anteriormente, los cruces monohíbridos están explicados en la primera ley de Mendel, que se describe a continuación:
En organismos sexuales existen pares de alelos o pares de cromosomas homólogos, los cuales se separan durante la formación de los gametos. Cada gameto recibe solamente un miembro de dicho par. Esta ley se conoce como “ley de la segregación”.
En otras palabras, la meiosis asegura que cada gameto contiene estrictamente un par de alelos (variantes o distintas formas de un gen), y es igualmente probable que un gameto contenga cualquiera de las formas del gen.
Mendel consiguió enunciar esta ley realizando cruces de razas puras de plantas de guisantes. Mendel siguió la herencia de varios de pares de características contrastantes (flores moradas versus flores blancas, semillas verdes versus semillas amarillas, tallos largos versus tallos cortos), por varias generaciones.
En estos cruces, Mendel contó los descendientes de cada generación, logrando así obtener proporciones de individuos. Los trabajos de Mendel lograron generar resultados robustos, ya que trabajó con un número importante de individuos, aproximadamente unos miles.
Por ejemplo, en los cruces monohíbridos de semillas redondas lisas con semillas arrugadas, Mendel obtuvo 5474 semillas redondas lisas y 1850 semillas arrugadas.
Asimismo, los cruces de semillas amarillas con semillas verdes arrojan un número de 6022 semillas amarillas y 2001 semillas verdes, estableciendo así un patrón claro de 3:1.
Una de las conclusiones más importantes de este experimento fue postular la existencia de partículas discretas que son transmitidas de padres a hijos. Actualmente, estas partículas de herencia son llamadas genes.
Este cuadro fue usado por primera vez por el genetista Reginald Punnett. Es una representación gráfica de los gametos de los individuos y todos los posibles genotipos que pueden resultar del cruce de interés. Es un método sencillo y rápido para resolver cruces.
En la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) el color de cuerpo gris es dominante (D) sobre el color negro (d). Si un genetista realiza un cruce entre un individuo homocigoto dominante (DD) y un homocigoto recesivo (dd), ¿cómo será la primera generación de individuos?
Respuesta
El individuo homocigoto dominante solamente produce gametos D, mientras que el homocigoto recesivo también produce un solo tipo de gametos, pero en su caso son d.
Al ocurrir la fecundación, todos los cigotos formados tendrán el genotipo Dd. En cuanto al fenotipo, todos los individuos serán de cuerpo gris, ya que D es el gen dominante y enmascara la presencia de d en el cigoto.
Como conclusión tenemos que el 100 % de los individuos de F1 serán grises.
¿Qué proporciones resultan del cruce de la primera generación de moscas del primer ejercicio?
Respuesta
Como logramos deducir, las moscas de la F1 poseen el genotipo Dd. Todos los individuos resultantes son heterocigotos para dicho elemento.
Cada individuo puede generar gametos D y d. En este caso, el ejercicio se puede resolver usando el cuadro de Punnett:
En la segunda generación de moscas reaparecen las características de los parentales (moscas con cuerpo negro) que parecían haberse “perdido” en la primera generación.
Obtuvimos un 25 % de moscas con el genotipo homocigoto dominantes (DD), cuyo fenotipo es cuerpo gris; un 50 % de individuos heterocigotos (Dd), en los cuales el fenotipo también es gris; y otro 25 % de individuos homocigotos recesivos (dd), de cuerpo negro.
Si queremos verlo en términos de proporciones, el cruce de heterocigotos da como resultado 3 individuos grises frente a 1 individuo negro (3:1).
En cierta variedad de plata tropical, se pueden distinguir entre hojas moteadas y hojas lisas (sin las motas, unicolor).
Supongamos que un botánico cruza dichas variedades. A las plantas resultantes del primer cruce se les permitió autofertilizarse. El resultado de la segunda generación fueron 240 plantas con hojas moteadas y 80 plantas con hojas lisas. ¿Cuál era el fenotipo de la primera generación?
Respuesta
El punto clave para la resolución de este ejercicio es tomar los números y llevarlos a proporciones, dividiendo los números de la siguiente manera 80/80 = 1 y 240/80 = 3.
Evidenciado el patrón 3:1, es fácil concluir que los individuos que dieron lugar a la segunda generación eran heterocigotos, y fenotípicamente poseían hojas moteadas.
Un grupo de biólogos está estudiando el color del pelaje de los conejos de la especie Oryctolagus cuniculus. Al parecer, el color del pelaje está determinado por un locus con dos alelos, A y a. El alelo A es dominante y a es recesivo.
¿Qué genotipo tendrán los individuos resultantes del cruce de un individuo homocigoto recesivo (aa) y un heterocigoto (Aa)?
Respuesta
La metodología a seguir para resolver este problema es implementar el cuadro de Punnett. Los individuos homocigoto recesivo solo producen gametos a, mientras que el heterocigoto produce gametos A y a. Gráficamente queda de la siguiente manera:
Por ello, podemos concluir que el 50 % de los individuos serán heterocigotos (Aa) y el otro 50 % serán homocigotos recesivos (aa).
Existen ciertos sistemas genéticos en los cuales los individuos heterocigotos no producen proporciones iguales de dos alelos diferentes en sus gametos, como predicen las proporciones mendelianas previamente descritas.
Este fenómeno se conoce como distorsión en la segregación (o meiotic drive). Un ejemplo de ello son los genes egoístas, los cuales intervienen con la función de otros genes buscando incrementar su frecuencia. Nótese que el elemento egoísta puede disminuir la eficacia biológica del individuo que lo porta.
En el heterocigoto el elemento egoísta interacciona con el elemento normal. La variante egoísta puede destruir a la normal o impedir su funcionamiento. Una de las consecuencias inmediatas es el incumplimiento de la primera ley de Mendel.