Cuando un padre con ojos azules y un padre con ojos marrones transmiten sus genes para el color de ojos a su descendencia, este es un ejemplo de herencia.
Los hijos heredan los genes que consisten en ácido desoxirribonucleico (ADN) de los padres, y pueden tener ojos azules o marrones. Sin embargo, la genética es compleja y más de un gen es responsable del color de ojos.
Asimismo, muchos genes determinan otros rasgos como el color del cabello o la altura.
Definición de herencia en biología
La herencia es el estudio de cómo los padres transmiten sus rasgos a su descendencia a través de genética. Han existido muchas teorías sobre la herencia y los conceptos generales de herencia aparecieron antes de que la gente comprendiera las células por completo.
Sin embargo, la herencia y la genética modernas son campos más nuevos.
Aunque la base para el estudio de los genes apareció en la década de 1850 y durante todo el siglo XIX, se ignoró en gran medida hasta principios del siglo XX.
Rasgos humanos y herencia
Humano rasgos son características específicas que identifican a los individuos. Los padres los transmiten a través de sus genes. Algunos rasgos humanos fáciles de identificar son la altura, el color de los ojos, el color del cabello, el tipo de cabello, la sujeción del lóbulo de la oreja y la lengua en movimiento. Cuando comparas común vs. rasgos poco comunes, normalmente estás mirando dominante vs. recesivo rasgos.
Por ejemplo, un rasgo dominante, como el cabello castaño, es más común en la población, mientras que un rasgo recesivo, como el cabello rojo, es menos común. Sin embargo, no todos los rasgos dominantes son comunes.
Si va a estudiar genética, debe comprender la relación entre el ADN y heredablerasgos.
Las células de la mayoría de los organismos vivos tienen ADN, que es la sustancia que forma los genes. Cuando las células se reproducen, pueden transmitir la molécula de ADN o Información genética a la próxima generación. Por ejemplo, sus células tienen el material genético que determina si tiene cabello rubio o cabello negro.
Tu genotipo es el genes dentro de las células, mientras que su fenotipo son los rasgos físicos que son visibles e influenciados tanto por los genes como por el medio ambiente.
Existen variaciones entre los genes, por lo que las secuencias de ADN difieren. Variación genética hace que las personas sean únicas, y es un concepto importante en la selección natural porque es más probable que las características favorables sobrevivan y se transmitan.
Aunque los gemelos idénticos tienen el mismo ADN, su expresión genética puede variar. Si un gemelo recibe más nutrición que el otro, es posible que sea más alto a pesar de tener los mismos genes.
Historia de la herencia
Inicialmente, la gente entendía la herencia desde una perspectiva reproductiva. Descubrieron conceptos básicos, como que el polen y los pistilos de las plantas son similares al óvulo y el esperma de los humanos.
A pesar de la reproducción de cruces híbridos en plantas y otras especies, la genética sigue siendo un misterio. Durante muchos años, creyeron que la sangre transmitía la herencia. Incluso Charles Darwin pensó que la sangre era responsable de la herencia.
En la década de 1700, Carolus Linnaeus y Josef Gottlieb Kölreuter escribieron sobre el cruce de diferentes especies de plantas y descubrieron que los híbridos tenían características intermedias.
El trabajo de Gregor Mendel en la década de 1860 ayudó a mejorar la comprensión de cruces híbridos y herencia. Él refutó las teorías establecidas, pero su trabajo no se entendió completamente después de la publicación.
Erich Tschermak von Seysenegg, Hugo de Vries y Carl Erich Correns redescubrieron la obra de Mendel a principios del siglo XX. Cada uno de estos científicos estudió híbridos de plantas y llegó a conclusiones similares.
Herencia y Genética
La genética es el estudio de la herencia biológica y Gregor Mendel es considerado su padre. Estableció los conceptos clave de la herencia mediante el estudio de las plantas de guisantes. Los elementos hereditarios son genes y los rasgos son características específicas, como el color de la flor.
Llamado a menudo Herencia mendeliana, sus hallazgos establecieron la relación entre genes y rasgos.
Mendel se centró en siete características de las plantas de guisantes: altura, color de la flor, color del guisante, forma del guisante, forma de la vaina, color de la vaina y posición de la flor. Los guisantes fueron buenos sujetos de prueba porque tenían ciclos reproductivos rápidos y eran fáciles de cultivar. Después de establecer líneas de guisantes de reproducción pura, pudo cruzarlas para hacer híbridos.
Concluyó que rasgos como la forma de la vaina eran elementos o genes hereditarios.
Tipos de herencia
Los alelos son las diferentes formas de un gen. Las variaciones genéticas como las mutaciones son responsables de la creación de alelos. Las diferencias en los pares de bases de ADN también pueden cambiar la función o el fenotipo. Las conclusiones de Mendel sobre los alelos se convirtieron en la base de dos leyes importantes de herencia: la Ley de segregacion y el ley de surtido independiente.
La ley de la segregación establece que los pares de alelos se separan cuando se forman los gametos. La ley del surtido independiente establece que los alelos de diferentes genes se clasifican de forma independiente.
Los alelos existen en formas dominantes o recesivas. Alelos dominantes son expresados o visibles. Por ejemplo, los ojos marrones son dominantes. Por otro lado, alelos recesivos no siempre se expresan o son visibles. Por ejemplo, los ojos azules son recesivos. Para que una persona tenga ojos azules, debe heredar dos alelos.
Es importante señalar que los rasgos dominantes no siempre son comunes en una población. Un ejemplo de esto son ciertas enfermedades genéticas, como la enfermedad de Huntington, que es causada por un alelo dominante pero no común en la población.
Dado que existen diferentes tipos de alelos, algunos organismos tienen dos alelos para un solo rasgo. Homocigoto significa que hay dos alelos idénticos para un gen, y heterocigoto significa que hay dos alelos diferentes para un gen. Cuando Mendel estudió sus plantas de guisantes, descubrió que la F2 generación (nietos) siempre tuvo una proporción de 3: 1 en sus fenotipos.
Esto significa que el rasgo dominante apareció tres veces más a menudo que el recesivo.
Ejemplos de herencia
Cuadrados de Punnett puede ayudarlo a comprender homocigotos vs. cruces heterocigotos y heterocigotos vs. cruces heterocigotos. Sin embargo, no todos los cruces se pueden calcular utilizando cuadrados de Punnett debido a su complejidad.
El nombre de Reginald C. Punnett, los diagramas pueden ayudarlo a predecir fenotipos y genotipos para la descendencia. Los cuadrados muestran la probabilidad de ciertos cruces.
Los hallazgos generales de Mendel mostraron que los genes transmiten la herencia. Cada padre transfiere la mitad de sus genes a la descendencia. Los padres también pueden transmitir diferentes conjuntos de genes a diferentes descendientes. Por ejemplo, los gemelos idénticos tienen el mismo ADN, pero los hermanos no.
Herencia no mendeliana
El trabajo de Mendel fue preciso pero simplista, por lo que la genética moderna ha encontrado más respuestas. Primero, los rasgos no siempre provienen de un solo gen. Control de múltiples genes rasgos poligénicos, como el color del cabello, el color de los ojos y el color de la piel. Esto significa que más de un gen es responsable de que tengas cabello castaño o negro.
Un gen también puede afectar múltiples características. Esto es pleiotropía, y los genes pueden controlar rasgos no relacionados. En algunos casos, la pleiotropía está relacionada con enfermedades y trastornos genéticos. Por ejemplo, la anemia de células falciformes es un trastorno genético hereditario que afecta a los glóbulos rojos haciéndolos en forma de media luna.
Además de afectar a los glóbulos rojos, el trastorno afecta el flujo sanguíneo y otros órganos. Esto significa que tiene un impacto en múltiples rasgos.
Mendel pensó que cada gen solo tenía dos alelos. Sin embargo, puede haber muchos alelos diferentes de un gen. Múltiples alelos pueden controlar un gen. Un ejemplo de esto es el color del pelaje en conejos. Otro ejemplo es el sistema de grupos sanguíneos ABO en humanos. Las personas tienen tres alelos para la sangre: A, B y O. A y B son dominantes sobre O, por lo que son codominante.
Otros patrones de herencia
El dominio completo es el patrón que describió Mendel. Vio que un alelo era dominante mientras que el otro era recesivo. El alelo dominante fue visible porque se expresó. La forma de la semilla en las plantas de guisantes es un ejemplo de dominio completo; los alelos de semillas redondas son dominantes sobre los arrugados.
Sin embargo, la genética es más compleja y el dominio completo no siempre ocurre.
En dominancia incompleta, un alelo no es completamente dominante. Los dragones son un ejemplo clásico de dominio incompleto. Esto significa que el fenotipo de la descendencia parece estar entre el fenotipo de los dos padres. Cuando una boca de dragón blanca y una boca de dragón roja se reproducen, pueden tener boca de dragón rosa. Cuando cruzas estos dragones rosados, los resultados son rojos, blancos y rosados.
En codominancia, ambos alelos se expresan por igual. Por ejemplo, algunas flores pueden ser una mezcla de diferentes colores. Una flor roja y una flor blanca pueden producir descendencia con una mezcla de pétalos rojos y blancos. Los dos fenotipos de los padres se expresan, por lo que la descendencia tiene un tercer fenotipo que los combina.
Alelos letales
Ciertos cruces pueden ser letales. A alelo letal puede matar un organismo. En la década de 1900, Lucien Cuenót descubrió que cuando cruzó ratones amarillos con ratones marrones, la descendencia era marrón y amarilla.
Sin embargo, cuando cruzó dos ratones amarillos, la descendencia tenía una proporción de 2: 1 en lugar de la proporción de 3: 1 que encontró Mendel. Había dos ratones amarillos para un ratón marrón.
Cuenót descubrió que el amarillo era el color dominante, por lo que estos ratones eran heterocigotos. Sin embargo, aproximadamente una cuarta parte de los ratones criados a partir del cruce de heterocigotos murieron durante la etapa embrionaria. Por eso la proporción era de 2: 1 en lugar de 3: 1.
Las mutaciones pueden causar genes letales. Aunque algunos organismos pueden morir en las etapas embrionarias, otros pueden vivir durante años con estos genes. Los seres humanos también pueden tener alelos letales y varios trastornos genéticos están relacionados con ellos.
Herencia y medio ambiente
El resultado de un organismo vivo depende tanto de su herencia como del entorno.. Por ejemplo, la fenilcetonuria (PKU) es uno de los trastornos genéticos que las personas pueden heredar. La PKU puede causar discapacidades intelectuales y otros problemas porque el cuerpo no puede procesar el aminoácido fenilalanina.
Si solo observa la genética, esperaría que una persona con PKU siempre tenga una discapacidad intelectual. Sin embargo, gracias a la detección temprana en los recién nacidos, es posible que las personas vivan con PKU con una dieta baja en proteínas y nunca desarrollen problemas de salud graves.
Cuando observas tanto los factores ambientales como la genética, es posible ver cómo la vida de una persona puede afectar la expresión genética.
Las hortensias son otro ejemplo de la impacto medioambiental en genes. Dos plantas de hortensias con los mismos genes pueden tener diferentes colores debido al pH del suelo. Los suelos ácidos crean hortensias azules, mientras que los suelos alcalinos producen rosas. Los nutrientes y minerales del suelo también influyen en el color de estas plantas. Por ejemplo, las hortensias azules deben tener aluminio en el suelo para adquirir este color.
Contribuciones de Mendel
Aunque los estudios de Gregor Mendel sentaron las bases para más investigaciones, la genética moderna ha expandió sus hallazgos y descubrió nuevos patrones de herencia, como dominancia incompleta y codominancia.
Comprender cómo los genes son responsables de los rasgos físicos que puede ver es un aspecto crucial de la biología. Desde los trastornos genéticos hasta el fitomejoramiento, la herencia puede explicar muchas preguntas que la gente hace sobre el mundo que los rodea.
