Cómo determinar un genotipo desconocido mediante una prueba cruzada

Mucho antes del descubrimiento de que el ácido desoxirribonucleico era la molécula responsable de transmitir los rasgos de los padres a sus hijos. descendencia, el monje centroeuropeo Gregor Mendel llevó a cabo experimentos en plantas de guisantes para averiguar el funcionamiento del proceso de herencia. Al establecer los principios de dominancia genética y recesión, Mendel determinó cómo encontrar el genotipo de un individuo observando su descendencia a partir de un cruce de prueba.

En la genética mendeliana, cada rasgo medible, fenotipo, de un individuo, como el color de la flor, la longitud del tallo o la forma de la semilla, está controlado por un par de genes. Las diferencias en estos rasgos son causadas por diferentes individuos que poseen formas alternativas de los mismos genes, conocidas como alelos. Por ejemplo, las plantas de guisantes que estudió Mendel poseían semillas redondeadas o arrugadas. Muchas de estas plantas, cuando se dejaban para que se autopolinizaran, eran reproductoras verdaderas, produciendo descendientes del mismo fenotipo: los padres de semillas redondas producían descendientes de semillas redondas y viceversa.

Sin embargo, Mendel notó que algunas de las plantas de semillas redondas, cuando se autopolinizaban, producían una mezcla de descendencia redonda y arrugada. Además, las plantas de semillas arrugadas autopolinizadas nunca produjeron una progenie de semillas redondas. Mendel concluyó que los progenitores de semillas redondas en este caso deben haber poseído un alelo arrugado, pero que la expresión de este gen estaba enmascarada por la presencia de un alelo redondo. Del mismo modo, las plantas arrugadas de reproducción verdadera deben haber poseído dos copias del alelo arrugado. Debido a este comportamiento, designó las semillas redondas como "dominantes" y las semillas arrugadas como "recesivas", y descubrió que muchos otros rasgos seguían patrones similares.

Este descubrimiento significó que una planta de semilla redonda desconocida podría ser homocigótica, portadora de dos alelos dominantes, o heterocigótica, portadora de un alelo dominante y otro recesivo. Para distinguir entre estos posibles genotipos, Mendel desarrolló el procedimiento conocido como cruce de prueba. Tomó una planta de semillas arrugada, que sabía que era homocigótica para el alelo recesivo, y la polinizó de forma cruzada con la planta misteriosa. Luego miró los fenotipos de la progenie del cruce.

Mendel sabía que cada progenie recibió una copia del gen para la forma de la semilla de cada padre. Por lo tanto, se garantizaba que todos tenían un alelo recesivo del padre arrugado. Si el progenitor de la semilla redonda fuera homocigoto, entonces la descendencia también recibiría un alelo dominante, lo que resultaría en heterocigosidad uniforme y semillas redondas. Por el contrario, si ese progenitor era heterocigoto, la mitad de la descendencia recibiría un alelo recesivo, lo que daría como resultado una mezcla uno a uno de progenie de semillas redondas y arrugadas. Para Mendel, estos resultados visibles revelaron el funcionamiento invisible de la herencia.