Biología (08) · Unidad 9 — Herencia
Ligamiento y recombinación
Los genes que están en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos (ligamiento). El entrecruzamiento de la profase I los puede separar y forma gametos recombinantes, tanto más frecuentes cuanto más lejos estén los genes. El porcentaje de recombinantes es la distancia en centimorgans (1 % = 1 cM).
La explicación
El problema: hay muchos más genes que cromosomas
Una persona tiene unos 20 000 genes repartidos en apenas 23 pares de cromosomas. Así que en cada cromosoma hay cientos o miles de genes, uno detrás de otro. La segunda ley de Mendel (tema 9.3) dice que los genes se reparten por separado, pero eso sólo puede valer para genes que están en cromosomas distintos. ¿Qué pasa con dos genes del mismo cromosoma?
Ligamiento: viajan juntos
Si dos genes están en el mismo cromosoma, en la meiosis se mueven juntos: el cromosoma entero va a un polo. Se dice que están ligados. Un individuo que recibió A y B en el cromosoma de la madre, y a y b en el del padre (se escribe AB/ab), forma sobre todo gametos AB y ab, las mismas combinaciones que trajo. Ésos son los gametos parentales.
Lo descubrió el grupo de Thomas Hunt Morgan hacia 1910, trabajando con la mosca de la fruta (Drosophila): se reproduce en dos semanas, tiene muchas crías y sólo cuatro pares de cromosomas. Al cruzar moscas que diferían en el color del cuerpo y la forma de las alas, las combinaciones de los padres salían mucho más de lo que predecía la segunda ley.
Recombinación: el entrecruzamiento los separa
Pero también aparecían, en menor cantidad, combinaciones nuevas: Ab y aB. Vienen del entrecruzamiento (crossing-over) de la profase I (tema 8.5): las cromátidas de los dos homólogos apareados se cortan y se intercambian un segmento. Si el corte cae entre los dos genes, una cromátida queda con A y b, y otra con a y B. Los gametos con esas mezclas son los recombinantes.
Gametos parentales: AB y ab (los más frecuentes, en igual cantidad).
Gametos recombinantes: Ab y aB (menos frecuentes, en igual cantidad).
Los cuatro tipos aparecen, pero no en partes iguales.
La distancia se mide con la recombinación
Cuanto más lejos están dos genes en el cromosoma, más chances hay de que un entrecruzamiento caiga entre ellos, y más recombinantes aparecen. Alfred Sturtevant, alumno de Morgan, usó esa idea para hacer el primer mapa genético: la frecuencia de recombinación sirve como distancia.
1 % de recombinación = 1 centimorgan (cM).
Ejemplo: en una retrocruza AB/ab × ab/ab nacen 500 crías y 85 son recombinantes (45 Ab + 40 aB). 85/500 = 17 % → los genes están a 17 cM.
Al revés: si dos genes están a 17 cM, el 17 % de los gametos es recombinante (8,5 % Ab y 8,5 % aB) y el 83 % parental (41,5 % AB y 41,5 % ab).
La frecuencia de recombinación nunca supera el 50 %. Con 50 % los cuatro gametos salen iguales, y dos genes muy lejanos del mismo cromosoma se comportan como si estuvieran en cromosomas distintos.
Para ver los recombinantes se usa la retrocruza con el doble recesivo (ab/ab): como sólo aporta ab, el fenotipo de cada cría muestra qué gameto dio el otro padre.
Un caso especial: los genes ligados al sexo
El cromosoma X lleva muchos genes que no tienen nada que ver con el sexo; el Y, muy pocos. Una mujer (XX) tiene dos copias de cada gen del X, así que puede ser homocigota o heterocigota para ellos. Un varón (XY) tiene una sola: es hemicigota, y cualquier alelo de su X se expresa, aunque sea recesivo.
Por eso la hemofilia y el daltonismo, causados por alelos recesivos del X, son mucho más frecuentes en varones. Una mujer portadora (XHXh) con un varón no afectado (XHY): la mitad de sus hijos varones hereda Xh y tiene la condición; ninguna hija la tiene, y la mitad de las hijas es portadora. El varón le pasa su X a todas sus hijas y nunca a sus hijos varones.
Cómo se resuelve
2. Sumá las recombinantes y dividí por el total: × 100 da la distancia en cM.
3. Al revés: la distancia en cM es el % de recombinantes; repartilo por mitades entre los dos tipos, y el resto (100 − cM) por mitades entre los parentales.
4. Con tres genes, la distancia mayor está entre los dos de las puntas.
En la mosca de la fruta, el gen del color del cuerpo (gris domina sobre negro) y el de las alas (normales dominan sobre vestigiales) están en el mismo cromosoma. Una hembra gris de alas normales, que recibió de un padre «gris-normal» y del otro «negro-vestigial», se cruza con un macho negro de alas vestigiales. Nacen 500 moscas: 210 grises normales, 205 negras vestigiales, 45 grises vestigiales y 40 negras normales. ¿A qué distancia están los genes?
Las letras: G gris / g negro; V normales / v vestigiales. La hembra es GV/gv (cada combinación vino en un cromosoma). El macho es gv/gv y sólo da gametos gv.
Paso 2. ¿Cuáles son recombinantes? Las menos numerosas: grises vestigiales (45) y negras normales (40). Salen de un entrecruzamiento entre los dos genes.
Paso 3. La frecuencia: (45 + 40) / 500 = 85 / 500 = 0,17 → 17 %.
Paso 4. La distancia: 17 % de recombinación = 17 cM.
Cómo controlarlo: si los genes fueran independientes, las cuatro clases saldrían parecidas, unas 125 cada una (retrocruza 1:1:1:1). Lo observado está lejísimos: los genes están ligados.
Por qué la retrocruza: el macho gv/gv no aporta ningún dominante. Cada fenotipo de las crías muestra exactamente el gameto de la hembra: se puede contar la recombinación directamente.
Tres genes de un mismo cromosoma: A y B están a 12 cM, B y C a 7 cM, y A y C a 19 cM. ¿En qué orden están? Si alguien midiera entre A y C un 5 %, ¿cambiaría el orden?
La idea: las distancias se suman a lo largo del cromosoma, como kilómetros en una ruta. Los dos genes que están más lejos entre sí son los de las puntas; el tercero va en el medio.
Si A-C midiera 5 cM: la mayor sería A-B (12 cM), y 5 + 7 = 12. Entonces C quedaría en el medio: A —5— C —7— B.
Una salvedad que se pide en parciales avanzados: en distancias grandes la suma no da exacta, porque dos entrecruzamientos entre los mismos genes devuelven la combinación original y no se ven como recombinantes. Por eso los mapas se arman con distancias cortas.
Lo que esto muestra: Sturtevant hizo el primer mapa así, sin ver ningún cromosoma: sólo contando moscas.
Dónde se cae la mayoría
- Tomar como recombinantes a las clases más numerosas. Las combinaciones de los padres son siempre las más frecuentes; las recombinantes son las que menos salen.
- Asignar el porcentaje de recombinación a cada clase recombinante. Si los genes están a 20 cM, Ab y aB salen 10 % cada una.
- Esperar 9:3:3:1 o 1:1:1:1 con genes ligados. La segunda ley vale para genes en cromosomas distintos (o muy lejanos).
- Pensar que la recombinación puede pasar del 50 %. Con 50 % los genes ya se comportan como independientes.
- Creer que un varón puede ser portador sano de un alelo recesivo del X. Tiene una sola copia: si la tiene, se expresa.
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 Ligamiento y recombinación →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Los cobayos del criadero15 puntos · resuelto paso a paso
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Herencia