Leyes de Mendel

Ana Zita
Ana Zita
Doctora en Bioquímica

Las leyes de Mendel son tres postulados que Gregor Mendel estableció para explicar la herencia de los caracteres de padres a hijos. También se conocen como leyes mendelianas de la herencia.

Primera ley de Mendel: ley de uniformidad

Este principio establece que del cruce de dos individuos homocigotos para un carácter distinto, los individuos de la primera generación filial tendrán igual genotipo y fenotipo del carácter dominante.

Mendel propuso que cada organismo posee dos factores para cada carácter. Cuando se forman los gametos por meiosis, estos factores se separan y cada gameto porta ahora uno de los factores. Hoy en día conocemos que estos factores son los genes, y las diferentes versiones de un gen son los alelos.

Ejemplo

El carácter de color de la semilla de arveja es definido por un gen (o factor hereditario como lo denóminó Mendel) que puede ser verde o amarillo: estos son los alelos del gen. Todos los individuos portan un par de alelos para un determinado gen:

  • Si posee dos alelos verdes, será homocigoto para color dominante;
  • si posee dos alelos amarillos, será homocigoto para el color recesivo;
  • si posee un alelo verde y otro amarillo, será heterocigoto y mostrará el color dominante, en este caso verde.

Si se cruza un progenitor homocigoto verde y un progenitor homocigoto amarillo, toda su descendencia será heterocigota verde.

Segunda ley de Mendel: ley de segregación

La segunda ley de Mendel o principio de segregación establece que los factores hereditarios de un carácter se separan por igual en los gametos o células sexuales.

En este caso, un progenitor homocigoto (dos alelos iguales) producirá gametos con un alelo, mientras que un progenitor heterocigoto producirá gametos con uno u otro alelo por igual. Así, en la fecundación, un gameto con un alelo se unirá a otro con otro alelo, y el individuo resultante tendrá dos alelos, cada uno proveniente de un progenitor.

Ejemplos

Se cruzan un progenitor homocigoto con flores rojas y otro progenitor homocigoto con flores blancas, la primera generación filial será heterocigota (dos alelos diferentes, uno para el rojo y otro para el blanco) y mostrará un solo color dependiendo de cual sea el carácter dominante. Imaginemos que todos los individuos de esa generación tienen flores rojas, esto quiere decir que el rojo es el color dominante y el blanco es el color recesivo.

Cuando se cruzan entre sí los individuos de la primera generación filial, los descendientes de estos aparecen en la siguiente proporción: 75% con flores de color rojo y 25% con flores de color blanco.

Tercera ley de Mendel: ley de distribución independiente

La tercera ley de Mendel o principio mendeliano de distribución independiente establece que los caracteres diferentes se transmiten de forma independiente. Esto es, el color de las semillas se transmite independiente de la forma de la semilla o del color de las flores.

Ejemplos

Una planta homocigota para tallo largo (LL) y flores terminales (TT) se cruza con una planta de tallo corto (ll) y flores axiales (tt). La primera generación filial será 100% heterocigota para los dos caracteres (Ll Tt) y el fenotipo será el dominante: tallo largo con flores terminales.

Al cruzarse dos plantas de la generación F1, la progenie F2 tendrá el siguiente genotipo y fenotipo:

Genotipo Proporción Fenotipo
LLTT 1/16

Tallo largo, flor terminal

LLTt 2/16 Tallo largo, flor terminal
LLtt 1/16 Tallo largo, flor axial
LlTT 2/16 Tallo largo, flor terminal
LlTt 4/16 Tallo largo, flor terminal
Lltt 2/16 Tallo largo, flor axial
llTT 1/16 Tallo corto, flor terminal
llTt 2/16 Tallo corto, flor terminal
lltt 1/16 Tallo corto, flor axial

Como se puede observar el fenotipo predominante es la planta con tallo largo flor terminal en una proporción de 9 de 16. Las plantas con tallo largo flor axial son 3 de 16, las plantas con tallo corto flor terminal son 3 de 16 y finalmente solo 1 de 16 tendrá el tallo corto con flor axial. Esto también se expresa como la proporción 9:3:3:1.

Experimentos de Mendel

Gregor Mendel realizó entre 1856 y 1865 experimentos con la arveja Pisum sativum, aprovechando las diferentes características que esta planta podía presentar, como:

  • textura de la semilla: redondeada y arrugada;
  • color de la semilla: verde y amarilla;
  • forma de la vaina: inflada o arrugada;
  • tamaño del tronco: largo o corto;
  • colores de las flores: blancas o rojas;
  • posición de las flores: axial o terminal.

La otra ventaja que aprovechó Mendel para sus descubrimientos fue la capacidad de autofecundación de la planta de arveja. Esto le facilitó hacer los experimentos de cruzamientos y autocruzamientos para obtener líneas puras homocigotas.

Debemos recordar que para la época de Mendel se desconocía por completo qué era el ADN, los genes y los cromosomas.

Después de tener generaciones paternas con características diferentes, cruzó estas lineas parentales y obtuvo la primera generación filial. Es lo que se denomina cruzamiento monohíbrido.

La primera generación filial o F1 se caracteriza por presentar unicamente la característica de uno de los progenitores.

Herencia no mendeliana

No obstante a que los principios establecidos por Mendel contribuyeron grandemente a la explicación de la transmisión de las características de generación en generación, existen otros mecanismos alternativos de herencia.

Codominancia

codominancia herencia no mendeliana
Codominancia de la expresión del alelo rojo y el alelo blanco en la flor Dahlia sp.

La codominancia es la condición en donde el individuo heterocigoto muestra los caracteres de los dos alelos, sin que uno sea dominante sobre el otro. Es decir, los alelos para la misma característica se expresan simultáneamente. Por ejemplo, si se cruzan una planta de flores blancas con otra planta de flores rojas, la primera generación tendrá tanto flores rojas como blancas.

Dominancia Incompleta

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Flores de Antirrhinum majus que muestran la dominancia incompleta.

Cuando el fenotipo que aparece en los hijos es una combinación intermedia de los dos progenitores. Esto significa que ninguno de los alelos contrastante domina sobre el otro. A esto se le llama dominancia incompleta.

Ejemplo: la boca de dragón Antirrhinum majus

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El efecto de dominancia incompleta puede observarse en el cruce de plantas de boca de dragón Antirrhinum majus. El cruce entre un progenitor homocigoto con flores rojas CRCR y otro progenitor homocigoto con flores blancas CWCW producen una descendencia con flores rosadas CRCW. No obstante, la proporción genotípica y fenotípica de este autocruzamiento sigue la proporcionalidad según Mendel:

dominancia incompleta segunda generacion

Herencia ligada al sexo

Existen algunos caracteres que se encuentran en los cromosomas sexuales. De hecho, la herencia de los genes ligados al sexo es diferente entre machos y hembras. En los seres humanos, la mujer tiene los cromosomas XX y el hombre tiene XY.

Ejemplo: la hemofilia

El gen para el factor de coagulación VIII se encuentra en el cromosoma X en los humanos. Cuando este gen sufre una mutación, esta proteína no funciona y se producen problemas de coagulación con sangramiento, enfermedad conocida como hemofilia. Una mujer con uno de los alelos defectuosos XNXd puede tener la siguiente descendencia con un hombre normal XNY:

  • Una hija normal XNXN;
  • Un hijo normal XNY;
  • Una hija portadora XNXd;
  • Un hijo con hemofilia XdY.

Alelos múltiples

En los experimentos de Mendel, este implicaba que sólo existían dos alelos para un determinado gen, dominante y recesivo. Sin embargo, existen caracteres que vienen determinados por más de tres alelos en una especie.

Ejemplo: el color de los conejos

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El color de los conejos viene determinado por cuatro diferentes alelos.

Un ejemplo clásico de herencia de alelos múltiples es el color del pelaje de los conejos. Existen cuatro diferentes alelos para el color del pelaje: C+, cch, ch y c.

Genotipo Fenotipo
C+C+ Salvaje: marrón
cchcch Chinchilla: pelaje blanco con las puntas negras.
chch Himalaya: blanco con negro en las patas, nariz, orejas y cola.
cc Albino: blanco con los ojos rojos.

Vea también:

Ejercicios de las leyes de Mendel

1.¿Cómo será la generación F1?

Si se aparean un conejo macho albino y una coneja marrón. ¿Cómo será la descendencia?

Hacemos las combinaciones probables usando el cuadro de Punnet, separando los alelos de la madre en las casillas horizontales superiores y los alelos del padre en las casillas verticales de la izquierda:

C+ C+
c C+c C+c
c C+c C+c

El resultado es 100% de los hijos tendrán el genotipo híbrido heterocigoto C+c, y el color del pelaje será marrón, que es el alelo dominante sobre el color albino.

2. ¿Cómo será la generación F2?

Si se aparean dos conejos de la primera generación filial del ejercicio anterior ¿Cómo será la segunda generación filial?

Hacemos las combinaciones probables usando el cuadro de Punnet, separando los alelos de la primera generación filial:

C+ c
C+ C+C+ C+c
c C+c cc

El resultado es 75% de conejos marrones y 25%, con la siguiente proporción de genotipos: 1 C+C+:2C+c:1 cc.

3. Descubre el genotipo desconocido

Una planta con flores rojas de genotipo desconocido se polinizó con polen de una planta de flores blancas homocigota recesiva. Se obtuvo en la F1 dos plantas con flores rojas y dos plantas con flores blancas ¿Cuál es el genotipo del progenitor desconocido?

Una de las formas de descubrir el genotipo de individuos que expresan el fenotipo dominante es cruzarlos con individuos homocigotos recesivos y analizar la descendencia obtenida. Esto se conoce como prueba de cruzamiento o prueba de cruce.

B? x bb=

b b
B Bb Bb
? bb bb

En este caso, 50% de la progenie presenta el fenotipo dominante (flores rojas: Bb) y 50% presenta el fenotipo recesivo (flores blancas: bb). De este resultado se deduce que el genotipo desconocido es heterocigoto para el gen en cuestión B?=Bb.