Biología (08) · Unidad 9 — Herencia
Genes, alelos, genotipo y fenotipo
Cada carácter depende de un gen que ocupa un lugar fijo (locus) en un cromosoma. Como los cromosomas vienen de a pares, cada uno lleva dos copias del gen, que pueden ser iguales (homocigota) o distintas (heterocigota). El genotipo es la combinación de alelos; el fenotipo, lo que se ve.
La explicación
Antes de empezar
Los hijos se parecen a los padres, pero no son una mezcla pareja de los dos: a veces un rasgo de un abuelo salta una generación y reaparece en un nieto. La primera explicación que funcionó la dio Gregor Mendel, que cruzó plantas de arveja durante años y publicó sus resultados en 1866. No sabía nada de ADN ni de cromosomas, pero dedujo que la herencia viaja en «factores» que se transmiten enteros, sin mezclarse.
Hoy a esos factores los llamamos genes. Este tema arma el vocabulario que se usa en el resto de la unidad: sin él, las cruzas de los temas 9.2 y 9.3 no se pueden leer.
El gen y su lugar: el locus
Un gen es un tramo de ADN con la información para un producto, casi siempre una proteína (tema 7.1). Cada gen está en un lugar fijo de un cromosoma determinado: ese lugar se llama locus (en plural, loci). El gen que decide el color de la semilla de la arveja está siempre en el mismo cromosoma y en la misma posición.
En las células del cuerpo los cromosomas vienen de a pares: uno vino del padre y otro de la madre (son los homólogos, tema 8.5). Por eso cada persona, cada ratón y cada planta de arveja tiene dos copias de cada gen, una en cada homólogo, en el mismo locus.
Los alelos: versiones del mismo gen
Las dos copias no tienen por qué ser idénticas. Las distintas versiones de un gen se llaman alelos. Para el color de la semilla de la arveja hay un alelo que da semilla amarilla y otro que da semilla verde. Los alelos nacen por mutación (tema 9.5): son el mismo gen con pequeñas diferencias de secuencia.
Cuando los dos alelos de un individuo son iguales, el individuo es homocigota para ese gen; cuando son distintos, es heterocigota. Una arveja con dos alelos «amarillo» es homocigota; una con un «amarillo» y un «verde», heterocigota.
AA: homocigota dominante · Aa: heterocigota · aa: homocigota recesivo.
Dominante y recesivo
¿De qué color es la semilla de una arveja Aa? Amarilla, igual que la AA. El alelo que se expresa aunque esté en una sola copia es dominante; el que sólo se nota cuando está en las dos copias (aa) es recesivo. El alelo recesivo no desaparece en el heterocigota: está ahí, callado, y puede pasar a la descendencia. Así se explica el rasgo que «salta» una generación.
Que un alelo sea dominante no quiere decir que sea más común ni mejor: describe sólo qué se ve en el heterocigota.
Genotipo y fenotipo
El genotipo es la combinación de alelos que tiene un individuo (AA, Aa o aa). El fenotipo es lo que se observa: el color, la forma, el grupo sanguíneo, una enzima que funciona o no. Con dominancia completa, dos genotipos distintos (AA y Aa) dan el mismo fenotipo; por eso mirar una arveja amarilla no alcanza para saber su genotipo (el tema 9.2 muestra cómo averiguarlo con una retrocruza).
El ambiente también pesa. El conejo del Himalaya y el gato siamés son claros en el cuerpo y oscuros en las orejas, el hocico y las patas: la enzima que fabrica el pigmento sólo trabaja en las partes más frías del cuerpo. Mismo genotipo en toda la piel, distinto fenotipo según la temperatura. En una fórmula: fenotipo = genotipo + ambiente.
Más de dos alelos y la codominancia: los grupos ABO
Un individuo tiene dos copias, pero en la población puede haber más de dos alelos de un gen (alelos múltiples). El grupo sanguíneo ABO depende de un gen con tres alelos: IA, IB e i. Con tres alelos hay seis genotipos posibles y cuatro grupos.
IAIB → grupo AB · ii → grupo 0
IA e IB son dominantes sobre i, pero entre ellos son codominantes: en el heterocigota IAIB se expresan los dos a la vez, y los glóbulos rojos llevan los dos antígenos. No es una mezcla intermedia (eso es la dominancia incompleta, tema 9.2): son los dos fenotipos completos juntos.
Cómo se resuelve
2. Del fenotipo recesivo sale el genotipo seguro (aa); del dominante, sólo media respuesta (A_).
3. Para los gametos: cada gameto lleva un alelo de cada gen. Un homocigota da un solo tipo de gameto; un heterocigota, dos tipos en partes iguales.
4. Con varios genes heterocigotas e independientes, los tipos de gameto son 2n, con n = número de genes heterocigotas.
En los cobayos, el pelaje negro (N) domina sobre el blanco (n). Hay tres cobayos: Tito es blanco; Luna es negra y su madre era blanca; Rayo es negro y no se sabe nada de sus padres. ¿Qué se puede decir del genotipo de cada uno, y qué gametos forma cada uno?
Primero las letras: N = negro (dominante), n = blanco (recesivo).
Luna, negra. Tiene al menos un N. Su madre era blanca (nn) y sólo pudo darle un n. Entonces Luna es Nn, heterocigota. Forma dos tipos de gametos, mitad N y mitad n.
Rayo, negro. Tiene al menos un N, y nada más se sabe: puede ser NN o Nn. Se escribe N_. Si fuera NN, formaría sólo gametos N; si fuera Nn, mitad N y mitad n.
Lo que enseña el ejemplo: el fenotipo recesivo da el genotipo completo; el dominante, sólo la mitad. Para completar la otra mitad hace falta información de la familia (como con Luna) o una cruza de prueba (tema 9.2).
Dónde se pierde el punto: en decir que Rayo es NN «porque es negro». Negro sólo asegura un N.
Una pareja tiene un hijo de grupo 0. El padre es de grupo A y la madre de grupo B. Un pariente dice: «Imposible, si ninguno de los dos es 0». ¿Tiene razón? ¿Qué grupos podrían tener los otros hijos de esta pareja?
No tiene razón. Un hijo de grupo 0 es ii: recibió un alelo i de cada padre. Entonces el padre es IAi y la madre IBi. Los dos son heterocigotas y llevan el alelo i «callado», porque IA e IB dominan sobre i.
Combinaciones: IAIB (grupo AB), IAi (grupo A), IBi (grupo B), ii (grupo 0), cada una con probabilidad 1/4.
Conclusión: esta pareja puede tener hijos de los cuatro grupos. El caso muestra a la vez los alelos múltiples (tres alelos en la población), la dominancia (IA e IB sobre i) y la codominancia (el grupo AB).
Para un parcial: el grupo sanguíneo puede descartar un parentesco (un padre AB no puede tener un hijo 0), pero nunca lo prueba: muchísimas personas tienen el mismo grupo.
Dónde se cae la mayoría
- Creer que un fenotipo dominante dice el genotipo. Una arveja amarilla puede ser AA o Aa: mirándola no se sabe.
- Pensar que el alelo dominante es el más frecuente o el «normal». Dominante sólo describe qué se ve en el heterocigota.
- Poner dos alelos del mismo gen en un gameto. Cada gameto lleva una sola copia de cada gen, porque en la meiosis los homólogos se separan.
- Confundir codominancia con dominancia incompleta. En el grupo AB se expresan los dos alelos completos; no hay un fenotipo intermedio.
- Contar los tipos de gametos con todos los genes, también los homocigotas. Sólo los genes heterocigotas duplican los tipos: AaBBcc da dos, no ocho.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Genes, alelos, genotipo y fenotipo →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Los cobayos del criadero15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 9
Herencia