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¿Qué es la genética?
La genética se refiere al estudio de los genes, su variación en una población y su herencia. Los seres humanos han reconocido desde hace mucho tiempo que los padres tendrán descendencia con rasgos similares. De hecho, los humanos empezaron a aprovechar este hecho mucho antes de que se establecieran las leyes de la genética. Muchos de los cultivos actuales más importantes, por ejemplo, no se parecen en nada a sus antepasados. Esto se debe a miles de años de cría selectiva. La transmisión de rasgos específicos de padres a hijos se denomina herencia, y por eso a menudo se hace referencia a la genética como el estudio de la herencia.
Genética: El estudio del ADN y de los cambios hereditarios en los organismos vivos.
El ADN contiene la información genética de un organismo. Proporciona instrucciones a una célula para procesos como el crecimiento, la supervivencia y la reproducción. Un gen es una sección de una molécula de ADN que instruye a una célula en una tarea específica y el ADN contiene un código que indica a una célula que exprese determinados genes. Durante la reproducción, el ADN se replica y, en la reproducción sexual, cada uno de los progenitores aporta la mitad del ADN de la descendencia. Esto significa que el ADN se transmite de un progenitor a su descendencia y que ésta heredará parte de los genes de cada uno de los progenitores.
Fig. 1 - Herencia de rasgos del progenitor
¿Cuál es la diferencia entre genes y alelos?
Todos los seres vivos contienen ADN empaquetado en cromosomas. Un cromosoma se forma cuando las hebras de ADN se envuelven firmemente alrededor de las histonas (proteínas que se encuentran en los cromosomas y que ayudan a controlar la actividad de los genes) para formar una cromátida (mitades idénticas del cromosoma replicado). Dos cromátidas se unen para formar un cromosoma. Los humanos tenemos 46 cromosomas, mientras que algunas especies pueden tener más de 100 cromosomas.
Cada cromosoma está formado por una única molécula de ADN, larga y fuertemente comprimida, que alberga varios genes. Un gen es una sección de ADN, o una secuencia de bases nucleotídicas, que suele codificar un polipéptido concreto; también pueden codificar ARN ribosómicos o ARN de transferencia. La posición exacta del gen en una molécula de ADN se conoce como locus.
Los seres humanos tienen dos copias de cada gen: un conjunto procedente de su madre y otro de su padre. Los genes pueden existir en dos o más formas diferentes que ocupan el mismo locus pero tienen bases nucleotídicas ligeramente distintas. Estas formas diferentes se conocen como alelos. Todos los individuos de una especie poseen los mismos genes, pero no todos pueden tener los mismos alelos. Sólo puede haber un alelo en el locus de un gen en cualquier cromosoma; este alelo suele representarse con letras.
Locus: La posición exacta del gen en una molécula de ADN se conoce como su locus.
Gen: Sección del ADN que codifica una proteína específica.
Alelo: Formas alternativas de un gen que ocupa una posición en un cromosoma.
Cromosoma: paquete de ADN que se encuentra en el núcleo de la célula.
Fig. 2 - Representación de un gen
- ¡El ADN de una célula mide unos 2 metros de largo!
- ¡Los seres humanos somos idénticos en un 99-99,9% a nivel de ADN!
- Los genes sólo constituyen el 1,5% del ADN.
Gregor Mendel
Hasta el siglo XIX no empezamos a conocer realmente la genética y el mecanismo de los rasgos hereditarios. Gregor Mendel realizó experimentos con plantas de guisantes y descubrió cómo se transmiten los rasgos de padres a hijos. Descubrió que, al cruzar plantas de flores rojas con plantas de flores blancas, todos los descendientes tenían flores rojas. Esto iba en contra de su predicción de que se producirían flores rosas. Al cruzar la descendencia, obtuvo una mezcla de flores rojas y blancas. Ahora sabemos que esto se debe a alelos dominantes y recesivos. La era moderna de la genética se basa en el redescubrimiento de su trabajo a principios del siglo XX. Por ello, Gregor Mendel es conocido como el padre de la genética moderna.
¿Qué es la herencia mendeliana?
En la herencia mendeliana, la descendencia hereda los genes de sus padres de un modo que sigue los principios propuestos inicialmente por Gregor Mendel. Esto incluye la herencia monohíbrida (características controladas por un solo gen) y dihíbrida (características controladas por dos genes). La herencia mendeliana se refiere a la herencia que es consecuencia de un solo gen.
¿Qué es la herencia no mendeliana?
La herencia no mendeliana es cualquier patrón de herencia que no se produce como predicen las leyes de Mendel. Hay varias razones por las que la descendencia puede no seguir los patrones mendelianos. Por ejemplo, los genes podrían presentar ligamiento, o podrían no seguir los patrones mendelianos de dominancia. También puede haber interacciones adicionales entre los genes que afecten al fenotipo resultante.
Fig. 3 - Dibujo de Mendel
Términos clave de la genética
Gregor Mendel allanó el camino para que comprendiéramos mejor los genes. En los siguientes apartados trataremos parte del vocabulario clave que utilizamos en genética.
Genotipos, fenotipos y medio ambiente
Los alelos que tiene un individuo constituyen su genotipo o constitución genética. Puedes pensar en el genotipo como el plano de las características del organismo, como su altura máxima o la intensidad de su color.
Sin embargo, los factores ambientales también pueden afectar a la expresión de los genes de un individuo. El fenotipo se refiere a las características observadas del organismo, que resultan de la expresión de su genotipo y de su interacción con el medio ambiente. Por ejemplo, aunque una planta pueda tener alelos que le permitan crecer alta, puede permanecer bastante pequeña si crece en un entorno pobre en nutrientes o excesivamente sombreado.
Fenotipo: Las características observadas del organismo.
¿Qué es la dominancia en genética?
Como hemos dicho antes, el experimento de la planta del guisante que hizo Mendel era un ejemplo perfecto de alelos dominantes y recesivos.
Normalmente hay dos alelos presentes en un individuo. Pueden ser dominantes o recesivos. Un alelo dominante siempre se expresa, mientras que un alelo recesivo no se expresará en presencia del alelo dominante. Un gen recesivo permanecerá latente a menos que se empareje con otro gen recesivo.
Alelo dominante: Un alelo que siempre se expresa.
Alelo recesivo: Gen que no se expresa en presencia de la variante dominante. Un gen recesivo permanecerá latente a menos que se empareje con otro gen recesivo.
Homocigoto y heterocigoto
En los organismos diploides (organismos que contienen un juego completo de cromosomas), los cromosomas se presentan en pares homólogos. En otras palabras, las células de los organismos diploides contienen dos copias de cada cromosoma; esto significa que un individuo porta dos loci (posición de un alelo en el cromosoma) cada uno con un alelo de un gen.
Fig. 4 - Alelos heterocigotos y homocigotos
Por tanto, puede haber distintas combinaciones de alelos en un individuo. Cuando los dos alelos de cada locus son iguales, el individuo es homocigótico para un rasgo concreto. Cuando los dos alelos son diferentes, el individuo es heterocigótico para ese rasgo.
Por ejemplo, una planta con dos alelos T tiene el genotipo TT, y su fenotipo sería alto, y una planta con dos alelos t tiene el genotipo tt y sería baja. Ambas tienen genotipos homocigóticos. En cambio, una planta con un alelo T y otro t tendría el genotipo heterocigótico Tt.
Homocigótico: ambos alelos del gen están presentes.
Heterocigótico: están presentes dos alelos diferentes.
Codominancia
Muchos genes tienen diferentes rasgos dominantes. A veces, dos genes dominantes se expresan al mismo tiempo. A esto lo llamamos codominancia.
Genes codominantes: Genes que expresan ambos alelos a la vez.
Fig. 5 - Codominancia en los colores del pelaje de las vacas
¿Qué es un cruce de prueba?
El fenotipo no siempre refleja claramente el genotipo de un individuo. Por ejemplo, si el fenotipo corto de una planta sólo puede expresarse si el individuo es homocigótico recesivo, se puede suponer que su genotipo es tt. Sin embargo, si el fenotipo de la planta es alto, aún puede ser homocigótico dominante (TT) o heterocigótico (Tt).
Un cruce de prueba es un método utilizado para deducir el genotipo desconocido de un individuo que expresa el fenotipo dominante. El individuo desconocido se cruza con un individuo homocigótico recesivo. Si todos los descendientes resultantes expresan el fenotipo dominante, entonces el progenitor desconocido es homocigótico dominante. Si algunos descendientes expresan el fenotipo recesivo, el progenitor desconocido es heterocigótico. Para una explicación más detallada, consulta nuestros artículos Herencia y Ligamiento.
Fig. 6 - Ejemplo de cruce de prueba
¿Qué es el ligamiento en genética?
El ligamientoautosómico se produce cuando dos o más genes del mismo autosoma (cromosoma no sexual) no se asortan independientemente durante la meiosis. Cuando dos genes están ligados autosómicamente, permanecen juntos en la combinación original heredada de los padres.
En cambio, el ligamientosexual se produce cuando los genes se encuentran en una región de un cromosoma sexual que no está presente en el otro cromosoma sexual. Por tanto, la herencia de estos genes depende del sexo del individuo.
¿Por qué es importante la genética?
Como base de toda la vida, la genética es importante por muchas razones. Tiene muchas aplicaciones significativas.
Nos permite estudiar
- Las enfermedades hereditarias
- Patógenos
- Cánceres
- Escenarios del crimen
Nos permite crear:
- Vacunas
- Antibióticos
- Organismos modificados genéticamente
- Grandes cantidades de moléculas orgánicas
Genética - Puntos clave
- La genética se refiere al estudio de los genes, su variación en una población y su herencia.
- Gregor Mendel realizó experimentos con plantas de guisantes y descubrió cómo se transmiten los rasgos de padres a hijos.
- En la herencia mendeliana, la descendencia hereda los genes de sus padres de un modo que sigue los principios propuestos inicialmente por Gregor Mendel. Esto incluye la herencia monohíbrida y dihíbrida. La herencia no mendeliana es cualquier patrón de herencia que no se produce como predicen las leyes de Mendel.
- Cuando los dos alelos de cada locus son iguales, el individuo es homocigótico para un rasgo concreto. Cuando los dos alelos son diferentes, el individuo es heterocigótico para ese rasgo.
- El alelo dominante siempre se expresa en el fenotipo, mientras que el alelo recesivo sólo puede expresarse cuando el alelo dominante está ausente.
- La ley de la segregación establece que, en los organismos diploides, los caracteres están determinados por alelos que se presentan por pares. Sólo uno de cada par de alelos puede estar presente en un único gameto.
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