Informe sobre Mendel

Las actuales teorías sobre la herencia fueron elaboradas por primera vez por el monje austríaco Gregor Mendel, quien desde 1858 a 1866 trabajó en el jardín de su monasterio, en la ciudad de Brünn (Austria), llevando a cabo experimentos con guisantes, realizando apareamientos y examinando las características de los descendientes obtenidos a través de tales cruzamientos.

Durante la formación de las células germinales, cada miembro de una pareja de genes se incluye por separado en una de ellas durante la formación de las células germinales, se observa frecuentemente que dos parejas de genes se comportan de manera independiente una de la otra. El gen, la unidad funcional básica de la herencia, es el foco de atención de la genética moderna. En todas las líneas de investigación genética, es el gen el que constituye el hilo unificador de una gran diversidad de estudios experimentales. La idea más común era que el espermatozoide y el óvulo contenían un conjunto de esencias originadas en las distintas partes del organismo parental; de alguna manera, estas esencias se mezclaban a la hora de la concepción para formar el diseño del nuevo individuo.

La idea de la herencia mezclada surgió para explicar el hecho de que la descendencia muestra normalmente características similares a las de ambos progenitores. No obstante, existen problemas obvios asociados a esta idea, uno de los cuales es que la descendencia no es siempre una mezcla intermedia entre las características de sus parentales. Fueron los intentos de extender y mejorar esta teoría los que llevaron a un mejor entendimiento de la herencia.

La decisión de Mendel de trabajar con guisantes de jardín fue excelente. La planta es resistente, crece rápidamente, permite la fertilización cruzada y presenta de manera contundente muchas variedades diferenciadas unas de otras. Se producen semillas rugosas; semillas lisas; semillas con cotiledones verdes; semillas con cotiledones amarillos; algunas producen vainas verdes y otras vainas amarillas; algunas flores blancas y otras flores rojizas. Las características de las plantas que diferían, por ejemplo, en el tamaño de la hoja y en el de la flor fueron ignoradas sabiamente en sus estudios simplemente por cuanto no eran susceptibles de clasificarse en pocas clases sino que presentaban un amplio rango de variaciones y no existía la posibilidad de colocarlos en una u otra categoría distinta, limitando de esta manera el objetivo de sus experimentos. Para explicar los resultados obtenidos en sus experimentos, formuló una serie de suposiciones o hipótesis, y ¿hasta qué punto explicaron estas hipótesis los hechos observados? Las hipótesis de Mendel lograron explicar el mecanismo de la herencia y condujeron a la predicción de hechos hasta entonces no conocidos. Cuando se pusieron en evidencia estos hechos, sus hipótesis se fortalecieron considerablemente y finalmente se convirtieron en Ley.

Plantas que difieren en un carácter

Para cada uno de los caracteres escogidos, Mendel obtuvo líneas de plantas que había cultivado durante dos años, para asegurar que fueran líneas puras.

Asegurándose la pureza de las líneas, Mendel dio un primer paso inteligente: había establecido una situación base de conducta constante y fácilmente visible, de forma que cualquier variación observada tras una manipulación deliberada en su investigación fuera científicamente significativa; había establecido, en realidad, un experimento control. Dos de las líneas cultivadas por Mendel demostraron ser homogéneas para el carácter de color de la flor. Una línea tenía flores púrpuras y las otras flores blancas. Cualquier planta de la línea de flores púrpura ya fuera autopolinizada o cruzada con otras de la misma línea producía semillas que, al ser cultivadas, generaban plantas con flores púrpuras. Si, a su vez, estas plantas eran autopolinizadas o cruzadas con la misma línea, sus descendientes también tenían flores púrpuras, y así sucesivamente. De la misma forma, la finca de flores blancas producía flores blancas de generación en generación.                      Mendel obtuvo siete parejas de líneas puras para siete caracteres, diferenciándose cada pareja sólo respecto de un carácter Las líneas (o individuos) con esa diferencia representan las diferentes formas que el carácter puede tomar: pueden denominarse formas del carácter, variantes del carácter o fenotipos. Este término se usa extensamente en genética y lo utilizaremos aquí, aun cuando palabras tales como gen y fenotipo no fueron acuñadas ni empleadas por Mendel. Describiremos, pues, los resultados y las hipótesis de Mendel en un lenguaje genético más moderno.

 En el experimentos, Mendel utilizó polen de una planta con flores blancas para polinizar una planta de flores púrpuras. Estas plantas de líneas puras constituyen la generación parental (P). Todas las plantas resultantes de este cruzamiento tenían Flores de color purpura (figura 2.4). Esta generación de descendientes se denomina primera generación filial (F1). (Las generaciones subsiguientes en este tipo de experimento se denominan F2, F3. y así sucesivamente).

Mendel realizó también el cruzamiento recíproco. Para la mayoría de las plantas, cualquier cruzamiento puede realizarse de dos formas, según que uno de los fenotipos se utilice como masculino (♂ ) o como femenino (♀ ). Mendel concluyó que no importaba la forma del cruzamiento. Si un parental de línea pura tiene las flores púrpura y el otro tiene flores blancas, todas las plantas de la F1 producen flores púrpuras.

El color púrpura de las flores de la generación F1 es idéntico al del parental correspondiente. En este caso, es obvio que la herencia no es una simple mezcla del blanco y el púrpura para producir algún color intermedio. Para mantener la teoría de la herencia mezclada, habría que asumir que el color púrpura es, en alguna forma, «más fuerte» que el color blanco y elimina de la mezcla cualquier traza del fenotipo blanco.

A continuación, Mendel autofecundó plantas E1, dejando que el polen de cada flor se depositara sobre su propio estigma. Obtuvo 929 semillas de este cruzamiento (individuos de la F2) y las sembró. Curiosamente, algunas de las plantas resultantes tenían flores blancas; había reaparecido el fenotipo blanco. Entonces, Mendel hizo algo que marca, mejor que ninguna otra cosa, el nacimiento de la genética moderna: contó las plantas de cada fenotipo. Había 705 plantas de flores púrpuras y 224 de flores blancas, Mendel se dio cuenta de que la razón 705:224 es próxima a la razón 3:1 (de hecho es 3.1:1). Mendel repitió los mismos cruzamientos con las otras seis parejas de guisantes que se diferenciaban en un carácter. En todos los casos, encontró la misma razón 3:1 en la generación F2 (Tabla 2.1), Sin duda, para entonces había empezado a creer en el significado de esta razón matemática y a buscarle una explicación.

Para describir este fenómeno, sin explicar su mecanismo, Mendel creó los términos dominante y recesivo. En términos modernos, el fenotipo púrpura es dominante sobre el blanco y el fenotipo blanco es recesivo frente al púrpura. Así pues, la definición operativa de dominancia se establece por los fenotipos de los individuos de la F1, tras el cruzamiento de distintas líneas puras. El fenotipo parental que aparece en tales individuos de la F1 es, por definición, el fenotipo dominante. Los colores de semillas empleados por Mendel fueron el verde y el amarillo. Cruzó una línea pura amarilla con otra verde, observando que todos los guisantes de la F1 eran amarillos. Por tanto, por definición, amarillo es el fenotipo dominante y verde es el recesivo.

Mendel cultivó plantas F1 a partir de estos guisantes F1 y las autofecundó. Todos los guisantes verdes de la F2 eran líneas puras, igual que la línea parental verde, mientras que de los guisantes amarillos de la F2, 2/3 eran como los amarillos de la F1 (que producían semillas amarillas y verdes en proporción 3:1) y 1/3 eran como la línea parental amarilla. Así pues, el análisis de la siguiente generación (la F3) revelaba que bajo la aparente razón fenotípica 3:1 de la generación F2 existía una razón más básica 1:2:1
Estudios posteriores demostraron que tal razón matemática 1:2:1 subyacía bajo las otras proporciones  fenotípicas observadas por Mendel. Así pues, el problema consistía realmente en explicar la razón 1:2:1.

La explicación de Mendel es un ejemplo clásico de formulación, a partir de una observación, de un imaginativo modelo o hipótesis, susceptible de comprobación mediante nuevos experimentos. Mendel dedujo la siguiente explicación para la razón matemática 1:2:1.

Conclusiones  que llego Medel:

1. Existen determinantes hereditarios de naturaleza paniculada (Mendel se vio forzado a esta conclusión al no observar mezclas de fenotipos). A estos determinantes les llamamos hoy día genes.

2. Cada planta adulta del guisante contiene, en cada célula, dos genes — una pareja génica— para cada carácter estudiado. Aquí, el razonamiento de Mendel fue obvio: por ejemplo, las plantas F1 debían contener un gen responsable del fenotipo dominante y otro responsable del fenotipo recesivo, manifestándose este último sólo en generaciones posteriores.

3. Los miembros de la pareja génica se distribuyen (separan, o segregan) de forma igualitaria entre los gametos, yendo al óvulo o al espermatozoide.4. Por consiguiente, cada gameto contiene sólo un miembro de la pareja génica.

5. La unión de un gameto de cada parental, para formar la primera célula (o cigoto) del nuevo individuo descendiente, se produce al azar — esto es, los gametos se combinan independientemente de cuál sea el miembro de la pareja génica que lleva cada uno.

La siguiente tarea de Mendel fue comprobar su modelo. El concepto de segregación igualitaria ha sido reconocido formalmente como la primera Ley de Mendel.

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