GENÃTICA - Blogs de CÃ¡tedras de la UNLP

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Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Naturales y Museo
GENÉTICA
Guía de Trabajos Prácticos
2015
Genética – 2015
OBSERVACIONES GENERALES PARA LOS TRABAJOS PRÁCTICOS
¡Bienvenídos a la Cátedra de Genética!
La Genética es una ciencia muy amplia, y durante la cursada sólo podremos cubrir algunos de los
muchos temas que incluye. Para que Ustedes puedan aprovecharlos, necesitaremos que estudien,
trabajen, y se dediquen a la materia durante toda la cursada.
Es importante que durante las clases pregunten todo lo necesario sobre los temas que se traten.
Cualquier pregunta puede disparar una respuesta que aporte al aprendizaje, y siempre se mejora el
conocimiento.
Los trabajos prácticos están planeados para que trabajen en grupos, principalmente cuando
haya actividades de laboratorio. Además algunos prácticos terminan con la presentación de un
Informe, que también deberán hacer en grupos de hasta tres personas. Recuerden que la idea de
trabajar en grupos es que todos hagan su aporte.
Antes de concurrir al práctico, es importante que lean la guía de TP. Los trabajos prácticos de
esta guía no tienen una extensa introducción teórica, porque esperamos que para cada trabajo
práctico recurran a los libros para comprender los fundamentos teóricos del tema.
Para los experimentos con varias etapas en varias semanas sucesivas, organícense
previamente al Trabajo Práctico para no perder tiempo en clase. Lean todo el TP y aprovechen las
clases previas para despejar dudas.
Para coordinar las tareas es recomendable trabajar juntos y si es posible, estudiar juntos ya
que alguna literatura está en ingles y hay estudiantes con más conocimientos de idiomas que otros.
MATERIALES REQUERIDOS PARA LOS TRABAJOS PRÁCTICOS QUE DEBEN
TRAER LOS ESTUDIANTES POR GRUPO:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Aguja de disección
Pincel no 00
Pinza de disección
Alcohol etílico comercial
Algodón
Marcador indeleble
PRECAUCIONES
PRÁCTICOS:
A
TENER
EN
CUENTA
DURANTE
LOS
TRABAJOS
1. Las micropipetas automáticas son frágiles y muy caras. Es necesario manejarlas con cuidado.
2. Los reactivos, y sobre todo las enzimas, también son caros, y hay que prestar atención para
evitar malgastarlos.
3. Recientemente la Cátedra de Genética ha adquirido material óptico nuevo. Es importante que
lo cuidemos, para que las próximas generaciones de biólogos que vienen después de
Ustedes también puedan aprovecharlo.
Genética – 2015
TRABAJOS PRÁCTICOS DE GENETICA
CRONOGRAMA 2015 – Primera Parte
7 y 9 de abril: TP Nº 1: Drosophila melanogaster como modelo de estudios de
genética.
14 y 16 de abril: TP Nº 2: Nomenclatura y simbología. Observación de fenotipos
mutantes en Drosophila melanogaster.
21 y 23 de abril: TP Nº 3.1: Herencia mendeliana. Dominancia incompleta,
codominancia y alelismo múltiple. Cruces de líneas puras de D. melanogaster para
patrones de herencia. Problemas.
28 y 30 de abril: TP Nº 3.2: Ligamiento al sexo. Interacción génica. Patrones de
herencia. Problemas.
5 y 7 de mayo: TP Nº 3.3: Prueba de chi cuadrado. Observación de las
proporciones fenotípicas en la F1. Cruces de individuos híbridos F1. Problemas.
12 y 14 de mayo: TP Nº 3.4: Análisis de pedigríes. Probabilidades. Cruces de líneas
puras de D. melanogaster para ligamiento y recombinación.
19 y 21 de mayo: TP 3.5: Observación de las proporciones fenotípicas en la F2.
Análisis de datos.
26 y 28 de mayo: TP Nº 4.1: Ligamiento y recombinación génica. Prueba de 2
puntos. Observación de las proporciones fenotípicas en la F1. Cruces de individuos
híbridos F1.
2 y 4 de junio: TP 4.2: Prueba de chi cuadrado de ligamiento. Prueba de 3 puntos.
Problemas.
9 y 11 de junio: TP Nº 4.3: Observación de las proporciones fenotípicas en la F2.
Análisis de datos.
Genética – 2015
16 y 18 de junio: TP Nº 5.1: Técnicas de análisis genético. Extracción de ADN.
23 y 25 de junio: TP N° 5.2: Análisis genético con enzimas de restricción.
Electroforesis en gel de agarosa.
30 de junio y 2 de julio: Clase de Repaso
13 y 16 de julio: Examen Parcial
20 al 31 de julio: Receso invernal
2da y 3ra fechas de Examen Parcial a confirmar
Genética – 2015
Trabajo Práctico 1
Drosophila melanogaster como modelo
de estudios de genética
CICLO DE VIDA
T.H. Morgan introdujo en 1909 el empleo de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster en la
investigación genética. Desde entonces se utiliza como organismo modelo en diversas disciplinas
científicas. Entre las ventajas que ofrece su uso se destacan las siguientes:
Fácil de criar, requiere poco espacio y su costo es reducido
Ciclo de vida corto (9-10 días a 25º C)
Clara distinción entre las fases de su ciclo vital
Descendencia numerosa
Número cromosómico bajo (2n = 8) y presencia de cromosomas gigantes en las glándulas salivales
de larvas (citogenética)
Posee complejos enzimáticos similares a los de mamíferos (útil para mutagénesis experimental)
Se cuenta con gran cantidad de líneas mutantes que producen fenotipos claros
Drosophila melanogaster es un insecto perteneciente al orden Díptera, familia Drosophiloidae, de
distribución cosmopolita.
Su desarrollo incluye un período de embriogénesis dentro del huevo y una sucesión de estadios
larvales que culminan con una metamorfosis completa (holometábola), de la que finalmente surge un
imago o adulto. El desarrollo se completa en 10 días a 25º C y 60 % de humedad relativa.
Temperaturas de 27 a 30º C producen esterilidad en las moscas y reducen la viabilidad. La cría por
encima de los 32º C puede causar la muerte de las moscas.
Luego de un día de desarrollo embrionario eclosiona del huevo una pequeña larva (larva de primer
estadio), la cual presenta dos linajes celulares diferentes: las células larvarias y las imagales. Las
primeras están diferenciadas, forman el cuerpo de la larva, son poliploides y han perdido la capacidad
de división, pudiendo crecer sólo en volumen. Las segundas forman estructuras llamadas discos
imagales o imaginales, son pequeñas, diploides, retienen la capacidad de división celular y no se
diferencian hasta que la larva entra en metamorfosis.
Al cabo de un día ocurre la primer muda larval que da lugar a larvas de segundo estadio. Un día
después, la segunda muda larval produce larvas de tercer estadio. Luego de 2 días la muda se
oscurece y se hace más dura formándose el pupario. Durante la metamorfosis, la hormona ecdisona
desencadena una serie de cambios en el organismo entre los cuales se cuentan la destrucción de
ciertos tejidos y órganos larvarios (histolisis) y la organización de las estructuras del adulto a partir de
los discos imaginales y de células larvarias que se diferencian. El estado pupal toma de 3 a 5 días
hasta que emerge el imago, con las alas totalmente plegadas y sin la pigmentación característica.
Con las horas las alas se despliegan, aparece la pigmentación corporal y al cabo de 8 a 9 horas el
imago alcanza la madurez sexual.
Las moscas se aparean, cortejo mediante, y los espermatozoides se almacenan en la espermateca
de la hembra. La fertilización de los huevos ocurre en el útero. Los espermatozoides penetran el
huevo a través de una abertura anterior llamada micropilo.
CAPTURA
Los organismos silvestres de Drosophila se pueden atrapar fácilmente; para esto se emplean
recipientes con frutas en fermentación, levadura fresca o por medio de redes entomológicas. En el
primer método, se colocan frutas fermentadas en el interior de frascos destapados, los que se dejan
por un tiempo en el lugar donde se quiere realizar la colecta y posteriormente se tapan.
También se pueden capturar con redes entomológicas, éstas se colocan sobre la trampa (recipiente
que contiene fruta y moscas) y después se le golpea ligeramente para provocar el vuelo de las
moscas, de manera que penetren al interior de la red, la cual contiene en su extremo un tubo
homeopático.
Genética – 2015
Cuando se requiere trabajar con líneas mutantes con características seleccionadas puede recurrirse
a Bancos de Drosophila, los cuales existen tanto dentro como fuera del país. A continuación se
indican las direcciones de algunas instituciones.
Bowling Green, Ohio 43403: Bowling Green State University, Mid-America Drosophila Stock Center,
Department of Biological Sciences.
Cleveland, Ohio 44115: Cleveland State University Department of Biology and Health Sciences,
Euclid Avenue and 24 th street.
Davis, California 95616: University of California, Department of Genetics.
Los Angeles, California 90024: University of California, Department of Biology.
MEDIO DE CULTIVO
Como resultado de años de trabajo experimental con Drosophila se han desarrollado numerosos
medios de cultivo para mantener a este organismo en condiciones de laboratorio.
La mosca de la fruta puede mantenerse en medios de cultivo a base de banana, harina de maíz,
crema de trigo, melaza y avena descortezada. Los principales requisitos que debe reunir un medio de
cultivo son los siguientes:
Contener la cantidad necesaria de azúcar para permitir el crecimiento de las levaduras, principal
alimento de las larvas ya que constituyen una fuente de proteínas.
Tener consistencia apropiada para que no se desprenda al sacudir el frasco, la cual se logra
añadiendo agar-agar o carragenina en combinación con harina de maíz, esta última se utiliza como
fuente de carbohidratos.
Inhibir el crecimiento de hongos y bacterias que contaminan los cultivos y retardan o impiden el
desarrollo de las moscas. Es importante señalar que el exceso de inhibidores también puede impedir
el crecimiento de las levaduras, así como el de las moscas.
Contener suficiente cantidad de agua. Un mal medio, normalmente, es un medio que se seca
demasiado. (¡La causa de mortalidad habitual es la desecación del medio, no el ayuno!)
Una lista de medios de cultivo se encuentra en Internet. De ella describimos a continuación el medio
de cultivo usado en clase.
Para 24 frascos de un cuarto litro de capacidad o 50 frascos pequeños:
Agua, 1250 ml; agar-agar, 15 g; azúcar, 70 g; harina de maíz, 105 g; levadura seca, 66 g; ácido
propiónico, 4 ml; nipagin simple (al 10% en alcohol etílico), 4 ml.
Preparación:
Calentar el agua hasta ebullición. Antes de comenzar el calentamiento, marcar el nivel de agua en el
recipiente con un marcador indeleble.
Agregar el agar y con agitación permanente, hervir hasta que este disuelto.
Agregar el azúcar, harina de maíz y levadura
Mantener el hervor con agitación por otros 15 minutos.
Retirar del calor y agregar ácido propiónico y el nipagin (no es necesario que deje enfriar el medio)
Comprobar que el nivel de medio se mantuvo constante. Si disminuyo por efecto de la evaporación,
agregar agua hasta completarlo.
Verter el medio de cultivo en frascos de vidrio o plástico previamente esterilizados en un horno con
calor seco o microondas); la cantidad no debe sobrepasar los 2 cm de altura
Tapar con una gasa y dejar enfriar lentamente hasta el día siguiente.
Espolvorear en los frascos un poco de levadura seca sobre la superficie del medio ya solidificado y
esperar a que se seque; este paso garantizará que el desarrollo del cultivo sea óptimo. Tapar cada
frasco con un tapón de algodón o gomaespuma. El medio está listo para usarse.
Si las posibilidades económicas lo permiten (¡no es nuestro caso!), es posible adquirir un medio
sintético instantáneo, el cual es, en definitiva, el empleo más cómodo, únicamente hay que agregar
agua y dejar reposar unos minutos para usarlo; se sugiere agregar una solución de ácido propiónico
al 5%. El medio instantáneo lo vende Carolina Biological Supply Co. 2700 York Road, Burlinton,
N.C.27215.
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RECONOCIMIENTO FENOTÍPICO DEL SEXO
En todo estudio que involucra la manipulación de organismos resulta indispensable reconocer el sexo
de cada uno de ellos. Se recurre al empleo de características sexuales distintivas de cada sexo; en
ocasiones este trabajo se facilita por la presencia de dimorfismo sexual de uno de los sexos. En
Drosophila melanogaster éste es positivo hacia la hembra, es decir, el tamaño de las hembras por lo
general es mayor que el de los machos. Los organismos adultos miden aproximadamente 2 a 3 mm
de longitud.
El abdomen del macho tiene en su extremo terminal tres segmentos fusionados, visiblemente
melanizados. Por su parte, el abdomen de la hembra no tiene fusionados estos segmentos y la
coloración de éstos es uniforme; en la hembra, la terminación del abdomen es ligeramente
puntiaguda en contraste con la del macho, que es más redondeada (Fig.1)
Figura 1. Imagos de Drosophila melanogaster: Macho (izquierda) y hembra (derecha) (Tomado de
Demerec, M. Ed., Drosophila guide, 1961)
La placa genital de la hembra se caracteriza por tener un ovipositor, mientras que la del macho está
formada por múltiples piezas, generalmente de coloración oscura.
Estas características son, por lo general, suficientes para el sexado. Sin embargo, en las moscas
que recién han emergido, la coloración típica aún no se presenta; además, algunos marcadores
asociados con el color del cuerpo pueden modificar estos patrones de pigmentación, por lo que los
machos apenas pueden exhibir pigmento y las hembras apenas mostrar un exceso de éste, haciendo
confusa la distinción de sexos por este método.
Figura 2. A. Fotografía de un macho de Drosophila melanogaster, donde se marca el peine sexual en
el metatarso. B. Ampliación del metatarso. (Tomado de www.caymanchem.com)
Otras estructuras auxiliares en la distinción de los sexos es la presentación de peines sexuales
que constan de una hilera de aproximadamente 10 cerdas cortas y gruesas, de color negro y con
apariencia de peine; son únicas de los machos y se localizan en la región basal del tarso del primer
par de patas (Fig.2 A y B)
OBTENCIÓN DE HEMBRAS VÍRGENES
En la mayoría de las cruzas experimentales de Drosophila, se requiere que machos con un genotipo
conocido fertilicen a hembras con determinado genotipo, para lo cual se necesita que las hembras de
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la cruza sean vírgenes (♀ ♀) pues, como se indicó anteriormente, éstas, una vez fecundadas,
almacenan las gametas masculinas en la espermateca, razón por la cual pueden producir de manera
ininterrumpida huevecillos fertilizados durante toda su existencia. Los machos maduran sexualmente
poco tiempo después de emerger de la pupa. Las hembras en cambio tardan un poco más de tiempo,
aproximadamente de 8 a 10 horas después de haber emergido. De esta manera, si las hembras y los
machos se separan antes de que tengan ocho horas de edad, todas las hembras serán vírgenes.
Existen varios métodos que permiten separar ambos sexos en otras etapas del ciclo de vida.
Colecta de hembras vírgenes a partir de imagos
A continuación se muestra a manera de ejemplo una rutina para obtener hembras vírgenes, iniciando
con la siembra de la línea de moscas:
Día
1
Hora
7
10-14 8 A.M.
12 A.M.
5 P.M.
Actividad
Sembrar (colocar moscas en medio de cultivo fresco) la línea de la que se obtendrán
hembras.
Retirar a los progenitores para evitar que se confundan con la progenie.
Eliminar las moscas que hayan emergido durante la noche.
Retirar las moscas que hayan emergido, separar las hembras de los machos y,
colocarlas en frascos con medio fresco.
Repetir la actividad de sexado.
Se continúa la rutina indicada en el día 10 el tiempo necesario para obtener el número de vírgenes
necesario.
Alternativamente puede seguirse el método de luz/oscuridad:
Día
Hora
Actividad
10
5 P.M.
Vaciar de imagos los viales e incubarlos a 18°C y oscuridad durante toda la noche.
11
7 A.M.
Exponer a la luz durante 1 hora y después realizar la colecta.
El régimen de luz/oscuridad estimula a las moscas a emerger de la pupa; a 18°C los machos
fertilizarán a las hembras aproximadamente 18 horas después.
Otro método que permite identificar ♀ ♀ vírgenes se basa en la presencia de restos de meconio en
el intestino de las moscas que tienen pocas horas de haber emergido; es particularmente útil cuando
no se han controlado periodos de menos de ocho horas, por ejemplo, durante la noche. En cuanto
abandonan el pupario, las moscas tardan algunas horas en secar sus alas, durante este tiempo no
ingieren alimento y esporádicamente defecan el meconio intestinal que es de color oscuro. Como el
cuerpo tarda cierto tiempo en adquirir la coloración característica, puede observarse los restos del
meconio como una mancha oscura en la parte ventral del abdomen. Es casi seguro que las hembras
en las que se observe esta mancha serán vírgenes.
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Figura 3. Diagrama de larvas de tercer estadio de Drosophila melanogaster. a) Vista lateral de una
larva macho donde se localizan las glándulas salivales, ganglio y testículo, b) Vista ventral de una
larva donde se esquematiza la tráquea y la comparación del ovario y del testículo. (Tomado de
Demerec, M. Ed., 1965, Biology of Drosophila)
Colecta de hembras vírgenes a partir de pupas
El sexo de la pupa puede determinarse si se examina la superficie ventral de ésta con ayuda de un
microscopio de disección (las pupas se encuentran adheridas a la pared del frasco de cultivo) En las
pupas macho se distinguen los peines sexuales. Una desventaja de este método es que debido a la
manipulación podría romperse el pupario impidiendo que las moscas continúen su desarrollo.
Un método práctico consiste en separar individualmente aquellas larvas de mayor tamaño (tercer
estadio) en tubos homeopáticos con una pequeña tira de papel filtro húmedo o bien, en medio de
cultivo fresco. Terminado el desarrollo se tendrán moscas de ambos sexos, pero todas las hembras
serán vírgenes.
Colecta de hembras vírgenes a partir de larvas de tercer estadio
Si desea hacerse la colecta definitiva de las hembras desde el tercer estadio larvario se recurre a la
observación de las gónadas larvarias, que son de distinto tamaño en ambos sexos. La separación se
hace utilizando un microscopio de disección de 4 o 10 X; el testículo es relativamente grande y el
ovario es un cuerpo pequeño, éstos son visibles a través de la pared traslúcida del cuerpo (Fig. 3 a y
b) Una vez colectadas las hembras deberán colocarse en tubos homeopáticos o frascos con medio
fresco para que completen su desarrollo.
Tanto en este método como en el anterior se recomienda los recipientes a 25°C y 60% de humedad
relativa.
MANEJO DE LAS MOSCAS
Para el manejo de las moscas en el laboratorio se requiere el siguiente material:
Microscopio de disección
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Platina de vidrio de 12 x 8 cm aproximadamente
Pincel número 00 de cerdas suaves y punta redondeada
Eterizador
Frasco gotero con éter etílico
Marcador de tinta indeleble
Morgue para poner las moscas de desecho (frasco con tapa, tiene la mitad del
volumen de aceite y la otra mitad de alcohol etílico)
Una placa de corcho, tergopol o goma EVA blanca de 20 x 5 cm aproximadamente
Frascos o tubos homeopáticos con medio de cultivo y tapones de goma espuma o de algodón
Pinza
Elaboración del eterizador
a) Material:
Embudo de plástico de 4 o 5 cm de diámetro, de cola corta
Envase de rollo de película, de preferencia blanco y translúcido
Algodón
b) Instrucciones:
En un embudo de plástico con un diámetro igual al del frasco lechero de ¼ litro, realice un corte
diagonal en el tubo del embudo a 2.5 cm de la base (Fig. 4b),
Remueva el fondo del envase de película e introduzca el embudo pegando perfectamente ambas
partes.
A 2 cm de la base del embudo haga un orificio de las mismas dimensiones del corte diagonal del
fragmento sobrante del tubo, introduzca ½ cm el fragmento sobrante inclinándolo hacia arriba y
pegándolo perfectamente (Fig. 4c)
Coloque un poco de algodón alrededor del tubo del embudo.
Ajuste la tapa del envase del rollo de película hasta que ésta se ajuste firme pero suavemente; si es
necesario haga pequeños cortes en el borde interno de la tapa.
Observación de moscas adultas
Ponga unas gotas de éter en el material absorbente (algodón) del eterizador.
Golpee la base del frasco con la palma de la mano o sobre un corcho, para hacer que las moscas
bajen a la superficie del medio de cultivo.
Quite rápidamente el tapón y coloque el eterizador en la boca del frasco, invierta el frasco junto con el
eterizador y golpee de nuevo para que las moscas caigan del frasco y queden atrapadas en la
cámara del eterizador; retire el frasco y tápelo.
Cuando las moscas queden inmovilizadas (10 a 15 segundos después), transfiéralas a una platina de
vidrio y observe con el microscopio de disección. Al mover a las moscas emplee un pincel de cerdas
suaves para evitar maltratarlas.
Las moscas permanecen anestesiadas por un lapso de 5 a 10 minutos; si antes de terminar la
observación éstas empiezan a despertar, puede reeterizarlas sin necesidad de regresarlas al
eterizador, simplemente se coloca el embudo de éste sobre la platina en donde se encuentran las
moscas. Es conveniente manejar pocos organismos, sobre todo si se trata de moscas viejas; cuando
lo anterior ocurre las moscas extienden las alas verticalmente en un ángulo de 45° con respecto al
cuerpo y sus extremidades se mantendrán rectas en contraste a la posición normal (Fig. 1)
Las moscas muertas o las que no se van a utilizar se depositan en la morgue.
Para la recuperación adecuada de las moscas es conveniente emplear tubos homeopáticos o frascos
secos y vacíos o bien, colocarlas en los frascos con medio de cultivo, procurando que las moscas
queden sobre las paredes del frasco y manteniendo éstos en posición horizontal hasta que las
moscas se recuperen para impedir que se peguen al medio.
Genética – 2015
Figura 4. Elaboración del eterizador
Cuando no es necesario examinar en el microscopio las líneas de Drosophila pueden transvasarse
directamente a otro frasco con medio de cultivo nuevo; sólo se golpea el frasco que contiene a las
moscas sobre el corcho o la palma de la mano, inmediatamente se retira el tapón, se invierte sobre el
otro frasco y se golpea otra vez para las moscas caigan sobre el medio de cultivo nuevo, se tapa
perfectamente y se etiqueta el frasco empleando la simbología adecuada (véase: Nomenclatura y
simbología) indicando la fecha del transvase.
Control de plagas
En ocasiones los medios de cultivo se contaminan por ácaros y/o bacterias. Cuando la infección
proviene de la presencia de ácaros, plaga que es muy difícil de eliminar y daña seriamente a los
cultivos, ya que ataca sobre todo a huevos y pupas, se recomienda retirar todos los frascos del
laboratorio, esterilizarlos en autoclave y adquirir nuevamente las líneas de Drosophila. Esta medida
en algunos casos no se puede aplicar, por lo que para controlar en forma gradual esta plaga será
necesario colocar los frascos en recipientes con agua; de esta forma se impide que los ácaros pasen
de un frasco a otro contaminando al resto de los cultivos (se obtienen mejores resultados si se
colocan los frascos en una solución de benzoato de bencilo al 20%) y se les mantiene en cuarentena
hasta la desaparición de los ácaros; también es indispensable limpiar perfectamente los utensilios y el
área de trabajo con una solución de benzoato de bencilo e isopropanol (1:5)
Los cultivos contaminados por hongos reducen a su vez la resistencia a otras plagas, producen
esterilidad y algunos ocasionan la muerte de los organismos; la infección aparece como una capa
viscosa de tonalidad grisácea-amarillenta-verdosa sobre el medio de cultivo. En todos los casos es
necesario mantener en cuarentena los cultivos infectados para evitar la propagación de la plaga.
Tanto en la contaminación ocasionada por ácaros como en la causada por hongos debe
examinarse al microscopio a todos los individuos. En el primer caso deben eliminarse los ácaros que
se encuentren en la platina y revisar las partes superior e inferior de las alas de las moscas, patas y la
placa genital, además de examinar cuidadosamente el pincel con el que se les manipula. Una vez
terminado el trabajo con los cultivos contaminados es conveniente desinfectar el pincel con alcohol y
limpiar el microscopio con un algodón humedecido con alcohol. Para prevenir este tipo de infecciones
se recomienda la limpieza periódica del área y los utensilios de trabajo cada vez que se trabaje con
las líneas. En caso de adquirir nuevas líneas de otro laboratorio revíselas al microscopio
cuidadosamente y manténgalas separadas durante la cuarentena para evitar la contaminación de
cualquier tipo.
Genética – 2015
PROPAGACIÓN DE LINEAS DE Drosophila
Para la propagación de las líneas es necesario:
1. Examinar cuidadosamente cada mosca de la línea de interés cada vez que siembren nuevos
cultivos, para detectar cualquier contaminación por moscas de otras líneas y prevenir la pérdida de
marcadores.
Para sembrar nuevos cultivos se colocan de 30 a 40 parejas de moscas por frasco; en caso de utilizar
tubos homeopáticos, de 10 a 15 parejas. Las moscas eterizadas no deben caer sobre el medio de
cultivo, de lo contrario quedarán pegadas al medio antes de recuperarse.
Cada frasco debe etiquetarse indicando el (los) marcador (es) de la línea a la fecha de siembra.
Después de 5 días de realizadas la siembra se debe retirar de los frascos a los progenitores para
evitar que se confundan con la descendencia.
Las moscas deben transferirse a medio fresco cada 15 días si los cultivos se mantienen a 25° C.
Se recomienda mantener como mínimo 2 frascos de cada línea.
Es importante no guardar los cultivos por mucho tiempo para evitar la contaminación por hongos y/o
bacterias, así como lavar los frascos inmediatamente. Sólo pueden trasvasarse directamente los
cultivos a frascos con medio de cultivo fresco cuando éstos no se encuentren contaminados y
siempre y cuando la generación anterior haya sido revisada con el microscopio.
CRUZAS EXPERIMENTALES ENTRE MOSCAS QUE PERTENECEN A LINEAS
DIFERENTES
Para realizar una cruza se requiere:
Sembrar las líneas de las que se obtendrán hembras y machos. Mantenga los cultivos a 25°C y 60%
de humedad relativa.
A los 10 días empezará a emerger la descendencia de cada una de las líneas, separe en frascos
independientes a las hembras vírgenes de la línea de interés y a los machos de la otra línea (véase:
Reconocimiento fenotípico del sexo).
Se recomienda utilizar una proporción de 3 hembras vírgenes por cada macho.
A los 5 días de realizar la cruza retire a los progenitores para evitar que se confundan con la
progenie, la cual empezará a emerger a partir del día 10.
En la tabla siguiente se muestra un ejemplo de programación de una cruza experimental hasta la
primera generación. Se señalan las actividades de las comisiones de los días miércoles y jueves.
(Necesariamente algunas actividades, como la recolección de hembras vírgenes será hecha por los
docentes fuera de los días de comisión para garantizar la provisión de moscas de las distintas líneas)
Lunes
SEMANA 1
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
Sábado
Domingo
Cruce de líneas puras de
moscas (Parentales o F0)
SEMANA 2
retirar a los progenitores de
las líneas
SEMANA 3
emerge la descendencia
de la F1
cruza de F1 para obtener F2
SEMANA 4
retirar a los progenitores
SEMANA 5
emerge la descendencia de
la F2
A continuación se mencionan los diferentes tipos de cruzas que se utilizarán a lo largo de esta
guía:
Cruza monohíbrida: cruzamiento que involucra alelos de un solo locus.
Genética – 2015
Cruza trihíbrida: cruzamiento que involucra alelos de dos loci génicos diferentes.
Cruza de prueba: cruzamiento entre un individuo heterocigota para uno a más loci con un individuo
homocigoto recesivo para los mismos loci involucrados.
REFERENCIAS
Ashburner, M., Drosophila: a laboratory handbook and manual. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor
laboratory Press., 2 vols., 1989.
Base de Datos de Drosophila, FLYBASE: www.flybase.org
Demerec, M. Ed., Biology of Drosophila, Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C., Hafner Publishing
Co., Nueva York, 1965, 633 pp.
Ramos Morales, P. Manual de laboratorio de genética para Drosophila melanogaster, McGraw-Hill
Interamericana de México, 1993.
Roberts, D.B. Drosophila a practical approach, IRL. Press, Oxford, 1984, 353 pp.
* En un medio de cultivo maduro se encuentran moscas de diferentes edades. Las moscas que tienen las alas sin extender y
perfectamente plegadas, cuerpo alargado y sin la pigmentación típica han emergido de manera reciente del pupario, mientras
que aquellas que muestran las alas totalmente extendidas y presentan una pigmentación distintiva en su cuerpo ya tienen
varias horas de haber emergido; esta observación resulta importante cuando se desea separar a los individuos de diferentes
sexos antes de que copulen.
Figura 5. Esquema del ciclo de vida de Drosophila melanogaster y de las distintas formas
metamórficas.
TABLA 1
Cronología del desarrollo de Drosophila melanogaster a 25ºC
Por día
0
0-1
1
2
3
5
5
5.5
57
9
Por hora
0
0-22
22
47
70
118
122
130
167
214
215
Fase
Huevo depositado
Embrión
Eclosión del huevo (primer estadio larval)
Primera muda (segundo estadio larval)
Segunda muda (tercer estadio larval)
Formación del pupario
Muda “prepupal” (cuarto estadio)
Pupa: eversión de cabeza, alas y patas
Pigmentación de ojos pupales
Adulto emerge del pupario con alas plegadas
Las alas se expanden al tamaño adulto
Genética – 2015
Trabajo Práctico 2
Nomenclatura y simbología.
Observación de fenotipos mutantes en
Drosophila melanogaster
Introducción
El desarrollo de normas para nombrar a los distintos genes ha sido un proceso independiente en cada
grupo de organismos. Por este motivo, los símbolos utilizados para indicar los genes, alelos y
genotipos son diferentes en procariontes y eucariontes y aún entre diferentes especies de grupos
eucariontes. Es, en mayor o menor medida, un equivalente al código de nomenclatura biológica que
se estudia en Introducción a la Taxonomía.
Una designación aceptada para dos alelos de un gen es emplear una letra itálica mayúscula para
designar el alelo dominante y la misma letra en minúscula para su forma alternativa recesiva. Por
ejemplo, en un gen bialélico A designará el alelo dominante y a el recesivo.
En el caso particular de Drosophila, se emplea simultáneamente información acerca de las relaciones
alélicas (dominancia, recesividad u otras) en combinación con la frecuencia relativa de los diversos
alelos en las poblaciones. Así, en el caso del alelo para el color escarlata de los ojos, sc representa a
+
la forma mutante recesiva y sc a la alternativa más frecuente, el alelo silvestre. El superíndice +
indica al alelo silvestre y se emplea independientemente de si éste es dominante o recesivo. El locus
para las alas rizadas Cy tiene un alelo mutante dominante Cy y un alelo silvestre recesivo Cy+; cabe
indicar que cuando la forma mutante es la dominante, el alelo silvestre recesivo se indica con la
misma letra itálica en forma mayúscula pero con superíndice +. En síntesis, los símbolos indican si la
forma mutante es dominante o recesiva y cuál alelo es el de tipo silvestre.
En caso de presentarse alelos múltiples de un gen, éstos se distinguen mediante superíndices, como
es el caso de la serie de alelos del locus para ojos color blanco de Drosophila, w. El alelo tipo
silvestre w+ es dominante sobre todos los demás; otros alelos de la serie son wa (durazno), wch
(cereza), wco (coral), we (eosina), wh (miel), entre otros. De los 1587 alelos reportados, el que veremos
en clase será el alelo w1118.
En resumen, cada gen tiene un único nombre y un único símbolo, generalmente una abreviación del
nombre. En general los genes se denominan de acuerdo con el fenotipo más conspicuo del primer
alelo mutante aislado. Esto significa que ese nombre no representa necesariamente a un único
fenotipo (menos aún cuando la mayoría de los genes son pleiotrópicos, es decir que afectan varias
funciones y dan origen a variados fenotipos). ATENCION: un mismo gen puede tener, en una serie
alélica, alelos dominantes o recesivos, pero la mayúscula o minúscula del nombre del gen se
mantiene dependiendo del alelo del cual se nombró el gen, como un “principio de prioridad”. Por eso
es tan importante nombrar los alelos correctamente.
Es una práctica frecuente denotar de manera abreviada al alelo silvestre como +, identificando al gen
involucrado por los alelos mutantes con letras, como st, B, w.
Para indicar el genotipo específico de una mosca, existen varias opciones que aportan información de
los genes involucrados. El genotipo + / + denota a una mosca silvestre, mientras que w / + es una
mosca heterocigota para el gen w. La línea diagonal indica que los dos alelos se encuentran en
cromosomas que tienen el mismo tipo de genes (cromosomas homólogos); esta diagonal es
particularmente útil para distinguir a aquellos alelos que se encuentran en el mismo cromosoma
(arreglo cis) de los que se localizan en cromosomas homólogos (arreglo trans). En un individuo con
genotipo y w / + + (cis), los dos alelos mutantes se encuentran en un mismo cromosoma. Si el
genotipo fuera y + / + w (trans) implicaría que uno de los cromosomas homólogos lleva un alelo
mutante y otro silvestre (y +) y recíprocamente, el otro homólogo lleva un alelo silvestre y al otro alelo
mutante (+ w) de los genes involucrados.
Para indicar si los loci de los genes involucrados se encuentran en cromosomas no homólogos se
emplea punto y coma (;). Así, en el genotipo y w / ++ los alelos para color de cuerpo amarillo y ojos
de color blanco se encuentran en un mismo cromosoma (cromosoma 1 o X), por lo que se dice que
están ligados al cromosoma X, mientras que el genotipo w / +; e/ + indica que los genes w y e (ebony,
Genética – 2015
color de cuerpo negro) pertenecen a dos cromosomas distintos, 1 (X) y 3 en este caso,
respectivamente (independientes o no ligados).
En caso de que se desconozca la ubicación de los genes en los cromosomas, también es posible
escribir los genotipos como aabb, a+ b+, aab+ o cualquier otra combinación de los mismos.
Para indicar el fenotipo en Drosophila se utiliza básicamente el mismo símbolo empleado para
designar las formas alélicas y de acuerdo con las relaciones de dominancia presentes. Para distinguir
el fenotipo del genotipo se acostumbra subrayar doblemente al primero, de esta manera una mosca
con el genotipo se/se es homocigótica para el alelo recesivo que produce color de ojos sepia y
expresará este carácter, por lo que se indicará como se, mientras que una se / + al ser heterocigota
expresará el fenotipo silvestre dominante + y tendrá ojos de color rojo. Para indicar el fenotipo
producido por genes en distintos cromosomas se recurre al empleo de una (,); en este caso una
mosca cuyo genotipo es v / v; dp / dp; e / + se indicará v, dp, + y tendrá ojos de color bermellón, alas
truncadas y cuerpo de color silvestre, gris-pardo.
Como se ve, las reglas de nomenclatura génica en Drosophila están bien definidas y son bastante
directas.
Hay
una
explicación
detallada
de
las
reglas
en
Internet:
http://flybase.bio.indiana.edu/docs/nomenclature/lk/nomenclature.html. Una vez que se ha
comprendido esta nomenclatura, hasta el genotipo más complicado es fácil de descifrar.
Algunas cosas para tener en cuenta
Los nombres de los genes no se traducen. Ese ha sido y es un error común en infinidad de libros
de genética que traducen sin criterio, principalmente los nombres provenientes del inglés, pero no los
del alemán, chino o japonés, como zerknuellt (zen) y fushi tarazu (ftz).
Así como no se traducen los apellidos ni tampoco los nombres de las especies, los nombres de los
genes dan una idea del posible fenotipo, pero son nombres en sí mismos. Por ejemplo el gen white
(w), da idea de un color, blanco, ene este caso en el ojo. El gen gastrulation defective (gde), indica un
problema embriológico del organismo, el gen eyeless (ey) la falta de ojos, el gen wingless (wg), la
falta de alas y el gen terribly reduced optic lobes (trol) una reducción terrible de los lóbulos ópticos.
Pero a diferencia de las reglas de nomenclatura biológica, no hay un único idioma para nombrar los
genes y a veces los genetistas de Drosophila están obligados a ser políglotas. Tenemos nombres
muy descriptivos en alemán, como zerknuellt (zen), que significa “arrugado” y describe un fenotipo de
larvas con problemas de polaridad dorsoventral que están arrugadas. En japonés, fushi-tarazu
describe un mutante de segmentación, ya que fushi tarazu significa “entrenudos del bambú”. Más
cercano resulta quizás el fenotipo del gen fatiga (fga), que indica un fenotipo de unas moscas que
tienen problemas para vivir con poco oxígeno.
Los genes pueden nombrarse también de acuerdo con la categoría de su efecto fenotípico, como
“supresor de…”, “letal…”, “estéril…” y el nombre del gen afectado: suppressor of forked (su(f)),
Enhancer of Star (E(S)), Minute (1)15D (M(1)15D), lethal (3)85Ea (l(3)85Ea), male sterile (2)1
(ms(2)1). En estos casos el nombre del gen describe interacciones. Por ejemplo, el gen Supressor of
hairy (Su(h)) indica una función de supresión de la expresión del gen hairy por este gen supresor.
Cuando el producto génico es conocido, el gen puede llamarse según la proteína o el ARN codificado,
agregando datos sobre su localización cromosómica, si es una familia multigenica. Por ejemplo el gen
que codifica la tubulina se llama Tubulin (3)67C (Tub67C), el de la superóxido dismutasa, Superoxide
dismutase (Sod), el del ARN de transferencia de la arginina, transfer RNA arginine (tRNA-Arg1).
Sin embargo, tener que nombrar muchos genes ha llevado también a crear, a veces, nombres muy
originales pero difíciles de interpretar. Por ejemplo, el gen fear of intimacy (foi) o temor de intimar, en
el sentido de tener miedo de estar juntos, nombre usado para describir un gen cuya mutación indica
que las células polares del embrión migran de manera laxa y no todas juntas como en el salvaje.
Otros nombres son graciosos, como el caso del gen ken and barbie (ken) que describe el fenotipo
mutante de moscas (machos y hembras) amarillo claro, rubio y sin diferenciación sexual evidente.
Finalmente, con el advenimiento de la genómica y la secuenciación del genoma de Drosophila
melanogaster, se descubrieron muchos genes para los que aún no se conoce otro alelo más que el
silvestre. En esos casos, estos genes deducidos a partir de la secuencia del genoma se designaron
con un código alfanumérico CG-número (por ejemplo CG11234). El código CG proviene de Celera
Genomics, la empresa que tuvo a su cargo la secuenciación, y el número es un código arbitrario de
orden. A partir de este ordenamiento, no sólo los genes que no tienen alelos mutantes han recibido
una denominación alfanumérica, sino también aquellos que sí los tienen, sin perder la nomenclatura
anterior. Por ejemplo el gen white ahora es, además, CG2759.
Aberraciones cromosómicas
Las aberraciones cromosómicas se denominan de acuerdo con el tipo de rearreglo cromosómico, el
número y brazo del cromosoma afectado y un símbolo. Los tipos básicos y sus abreviaturas son:
Genética – 2015
deficiencia (Df), duplicación (Dp), inversión (In), transposición (Tp), traslocación (T), compuesto (C),
en anillo (R), elemento levosináptico (LS) y elemento dextrosináptico (DS).
Estos se escriben como: tipo(Cromosoma)Identificador. El identificador puede o no representar
información acerca del rearreglo. Por ejemplo: Df(3R)by10 es el nombre de una deficiencia en el
brazo derecho (R, right) del tercer cromosoma (3) y, en este caso, se indica un identificador por medio
del gen blistery (by) dentro de la deficiencia 10 que lo distingue de otros en una misma serie de
deleciones del mismo tipo.
Los superíndices, que definen un único alelo, no se usan en las deficiencias (sólo se usan cuando el
gen es interrumpido, más que removido, por la aberración). Df(3R)by10, Df(3R)by62 y Df(3R)by77
representan tres deficiencias únicas, pero no tres alelos del gen by ya que el gen está ausente en las
tres.
T(2;3)apXa se refiere a una traslocación entre el cromosoma 2 y el 3; en este caso, la traslocación
incluye el nombre de un gen, apterous (ap), cuyo mutante resulta de los puntos de ruptura de la
traslocación. Tp(1;3)O4 nombra a un evento de tres rupturas que resulta en la inserción de un pedazo
del cromosoma 1 en el cromosoma 3. En este caso el identificador O4 es arbitrario, formado por el
nombre de la persona que consiguió la abreviación (Oyster) y un número de serie.
Cromosomas balanceadores(*)
Drosophila posee cuatro pares de cromosomas, de los cuales tres son autosomas (cromosomas II, III
y IV) y el restante es el par sexual X/Y (cromosoma I). La gran mayoría de los casi 14.000 genes
predichos en el genoma de la mosca se encuentran distribuídos en los cromosomas I, II y III. El
cromosoma IV es muy chico y tiene propiedades diferenciales que no se analizarán en este texto.
Durante la era pre-molecular (que duró hasta entrados los años ‘80s), Drosophila se utilizó
principalmente para estudios de pérdida de función. Se contaba con una cierta cantidad de mutantes
espontáneos y con una gran cantidad de mutantes generados mediante la utilización tanto de rayos X
(causante de aberraciones cromosómicas), como del mutágeno químico EMS (Etil-Metil-Sulfonato,
que causa mutaciones puntuales cuya frecuencia se regula con la dosis utilizada). Durante esta
época la herramienta fundamental que hizo de Drosophila el modelo genético por excelencia, fue la
construcción de cromosomas balanceadores que permitían mantener las miles de líneas mutantes
generadas en stocks que no necesitaban mayor dedicación. La limitante histórica para el
mantenimiento de un gran número de stocks letales recesivos fue, y sigue siendo para otros modelos
animales, el tiempo invertido generación tras generación en identificar los individuos mutantes
heterocigotas, diferenciandolos de los individuos con genotipo salvaje. Si no se elimina de la
población a los individuos salvajes en cada generación, la mutación de interés se pierde rápidamente
al cabo de unas pocas generaciones. Los cromosomas balanceadores surgieron como una solución a
este problema. Presentan tres características fundamentales:
1. Tienen múltiples rearreglos cromosómicos (principalmente inversiones), que impiden el
apareamiento con el cromosoma homólogo que porta la mutación y, por lo tanto, la recombinación
genética. De este modo el balanceador y la mutación siempre segregan a gametas distintas.
2. El número de rearreglos cromosómicos que contienen los cromosomas balanceadores hace que
sean letales en homocigosis, de modo que no puede existir una mosca adulta que sea homocigota
para el cromosoma balanceador.
3. Poseen siempre alguna mutación fenotípica dominante particular y fácilmente reconocible (alas
dobladas, pelos cortos, ojos pequeños) de modo tal que al observar una mosca adulta, uno puede
inmediatamente saber si dicha mosca porta o no un cromosoma balanceador determinado.
Entonces, si una mutación letal recesiva está “balanceada”, la única progenie resultante al cruzar
moscas de esta línea por sí misma serán moscas heterocigotas, genéticamente idénticas a las
progenitoras; las moscas homocigotas para el balanceador serán letales en estadíos tempranos y las
homocigotas para la mutación serán letales en algún estadío del desarrollo. De esta manera las
líneas mutantes letales pueden ser mantenidas durante un gran número de generaciones sin mayor
esfuerzo.
Posteriormente, aparecieron cromosomas balanceadores de segunda generación que tienen, además
de un marcador fenotípico observable en adultos, un marcador molecular (LAC Z o GFP) observable
en embriones y/o estadíos larvales. Esto hace posible identificar embriones y larvas homocigotas
para la mutación de interés (aquellas que no expresan Lac Z o GFP).
(*) Extraído con permiso de Centanin, L (2006). Fatiga en Drosophila melanogaster. Un sensor molecular de
oxígeno que regula el crecimiento celular y la ramificación del sistema respiratorio. Tesis Doctoral.
Genética – 2015
Tabla 2: Ubicación, nombre y fenotipo de alelos mutantes de genes de D. melanogaster
Locus
Nombre
Descripción fenotípica
1-0.0
1-0.0
y
sc
yellow
scute
1-0.8
1-1.5
1-1.5
1-13.7
1-20.0
1-21.0
1-23.1
1-27.5
1-33.0
1-36.1
1-51.5
pn
w
wa
cv
ct
sn
oc
t
v
m
shi
prune
white
white-apricot
cross-veinless
cut
singed
ocelliless
tan
vermilion
miniature
shibire
1-56.7
1-57.0
f
B
forked
Bar
2-6.1
2-13.0
2-21.9
Cy
dp
wg
Curly
dumpy
wingless
2-48.5
2-57.5
2-67.0
2-72.0
2-104.5
b
cn
vg
L
bw
black
cinnabar
vestigial
Lobe
brown
3-0.0
3-26.0
3-26.5
3-40.4
ru
se
h
D
roughoid
sepia
hairy
Dichaete
3-43.2
3-44.0
3-46.8
3-47.6
th
st
ri
ro
3-47.6
3-48.0
3-58.22
3-62.0
3-70.7
3-90.6
3-92.5
3-100.7
Ki
p
Sb
sr
e
Tb
Ser
ca
Kinked
pink
Stubble
stripe
ebony
Tubby
Serrate
claret
04-0.0
ci
cubitus interuptus
4-2.0
4-3.0
4-4.0
ey
svn
spa
eyeless
shaven
sparkling
thread
scarlet
radius incompletus
rotund
cuerpo amarillo
ausencia o marcada reducción de ciertas quetas,
especialmente las escutelares
color de ojos ciruela
color de ojos blanco, ocelos incoloros
color de ojos naranja amarillento, alelo del white
venas transversales ausentes o presentes sólo como trazos
alas recortadas en el extremo posterior
quetas enrolladas y acortadas, hembras estériles
Sin ocelos, tamaño del cuerpo reducido, hembras estériles
color de cuerpo canela o tostado
color de ojos rojo bermellón brillante, ocelos incoloros
alas reducidas a 2/3 de su longitud normal
(mutante termosensible). Las moscas quedan paralizadas a
temperatura mayor de 25oC. Efecto reversible
cerdas cortas y retorcidas y el extremo hendido
reducción de tamaño de ojos que adopta la forma de una barra
en los machos y en las hembras homocigotas; las hembras
heterocigotas tienen ojos arriñonados
Alas curvadas. Más notable a 25oC, poco a 18oC.
alas reducidas a 2/3 del tamaño normal, truncadas
wg1, alelo hipomorfo viable de penetrancia y expresividad
incompleta (aproximadamente el 50% de los adultos no tiene
alas, el 40% 1 ala y el 10% con ambas alas)
cuerpo negro
ojos de color rojo brillante que se oscurecen con la edad
alas y halterios muy reducidos
ojo lobulado, con 75% de penetrancia y expresividad variable
color de ojos marrón claro al emerger, oscureciéndose con el
tiempo, produce ojos blancos en combinación con v, cn ó st
Ojo rugoso, ommatidias con rotación incorrecta.
color de ojos sepia que se oscurece en el adulto
h1, alelo viable. Quetas extra, mayormente visibles en el ala
alas separadas en ángulo de 45º del eje del cuerpo y 30º hacia
arriba, letal en homocigosis
Arista desnuda, sin ramificaciones
Ojo rojo brillante
Segunda vena del ala incompleta
Alelo roe1 (ro roe1). Ojos rugosos, setas interommatidiales
faltantes en la región anterior del ojo y duplicadas en la parte
posterior, dando un aspecto más peludo.
Quetas quebradas
pp (pink peach) ojos color naranja
Quetas cortas y aparentemente mas gruesas
Mesonoto con una banda longitudinal oscura
cuerpo muy oscuro, negro brillante
Pupas más cortas y gorditas
Borde posterior de las alas aserrado, con partes faltantes.
Ojos rojo claro
vena longitudinal IV del ala con varias muescas, cerca de la
transversal posterior
ojos reducidos a los 3/4 del ojo normal
quetas del abdomen muy reducidas
ojos muy brillantes en hembras
Genética – 2015
OBJETIVOS
Emplear la simbología apropiada para designar los diversos marcadores fenotípicos en Drosophila
melanogaster.
Identificar algunos marcadores fenotípicos y asociarlos con la notación correcta.
MATERIAL
- Moscas tipo silvestre de Drosophila melanogaster , machos y hembras.
- Machos y hembras, cada una con alguno de los siguientes marcadores: y, w, ct, f, e, Cy, o cualquier
otro.
- Eterizador
- Eter
- Pincel
- Platina de vidrio
- Microscopio de disección
- Pinza
MÉTODO
Anestesie las moscas (silvestres y mutantes).
Revise el fenotipo de cada una y asócielo con el gen marcador más probable, comparando cada una
de las parejas mutantes con la de tipo silvestre.
Describa los fenotipos que se observan
Para cada uno de los marcadores fenotípicos, indique si son dominantes o recesivos con respecto al
alelo de tipo silvestre y escriba el símbolo correspondiente a este último.
Clasifique los marcadores de acuerdo con el cromosoma en el que se encuentran y revise el fenotipo
que produce cada uno de ellos.
Localice cada una de las mutaciones en el mapa genético de acuerdo con el cromosoma en el que se
encuentran y su posición en el mismo.
Escriba el genotipo de cada mosca empleando la simbología correcta.
Compare sus resultados con los de otros estudiantes.
CUESTIONARIO
¿Cuál sería el fenotipo de una mosca Cy /+?
¿Cuál sería el fenotipo de una mosca homocigota para los genes cn y bw? Consulte el Apéndice.
¿Cómo se indicaría el genotipo de una mosca heterocigota para se, vg y bw?
¿Qué gene se localiza en 2-48.0?
Indique el nombre de un gene que esté ligado al del inciso anterior y el de un gene independiente.
Indique en ambos casos su localización precisa.
TEMAS A INVESTIGAR
¿Cómo se heredan los genes que se localizan en el cromosoma X?
¿Cómo se heredan los genes que se localizan en los Autosomas (cromosomas 2 y 4)?
¿Es posible que se expresen simultáneamente dos genes que modifican la forma del ala? Por
ejemplo, Cy y vg.
REFERENCIAS
FLYBASE: www.flybase.org
Genética – 2015
Figura 7. Características morfológicas del adulto de Drosophila melanogaster relacionadas con los
caracteres mutantes.
TABLA 2: Lista de mutantes a observar en el trabajo práctico (ver detalles en tabla 1)
yellow
cuerpo color amarillento
y1
white
ojos blancos
w1118
ct
cut
alas recortadas en el extremo posterior
f
forked
cerdas cortas y retorcidas
ebony
cuerpo negro
es
Cy
Curly
alas curvadas
Genética – 2015
Trabajo Práctico 3
Patrones de herencia
INTRODUCCIÓN
Los experimentos que se proponen en éste trabajo práctico están diseñados para ayudar a
comprender los diversos patrones de herencia de genes encontrados en organismos diploides. Esta
actividad está íntimamente relacionada con el trabajo práctico siguiente, en el que se abordarán los
mismos conceptos pero mediante resolución de problemas. Ambas actividades requieren el uso de
herramientas estadísticas, en este caso, la prueba de chi cuadrado.
El concepto de gen fue propuesto por primera vez en 1865 por Gregor Mendel. El trabajo de
Mendel constituye el prototipo del análisis genético. En uno de sus primeros experimentos, Mendel
utilizó polen de una planta de 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 púrpura. Esta generación de descendientes se denomina primera
generación filial (F1). Cruces de este tipo pueden representarse graficamente como sigue:
1. cruce entre individuos que difieren en un carácter (cruzamiento monohíbrido)
2. Individuos que difieren en dos o más caracteres (cruzamiento dihíbrido o polihíbrido), en el que
las líneas puras parentales difieren en dos o más genes que controlan dos o más caracteres distintos.
Herencia ligada al sexo
Genética – 2015
La herencia ligada al sexo ocurre en organismos cuyo sexo está determinado por un par de
cromosomas desiguales (heterocromosomas), como por ejemplo el par XY. Si bien estos
cromososmas comparten regiones homologas, muchos loci del cromosoma X no tienen su homólogo
en Y. Esta situación se denomina hemicigosis y determina que los caracteres que responden a dichos
loci se manifienten ligados al sexo.
El estudio de la herencia de genes localizados en cromosomas sexuales fue iniciado por T. H.
Morgan y sus estudiantes en los inicios del siglo XX. En las moscas el color normal de los ojos es
rojo. Morgan con su trabajo estableció que el patrón de herencia del color de ojos blanco, un alelo
mutado de carácter recesivo, estaba ligada al sexo y que ello podía explicarse asignando el color de
ojos a un locus de la región no homóloga del cromosoma X. Ya que hombres y mujeres difieren en
sus cromosomas sexuales, los patrones de herencia ligados al sexo que se observan en humanos
pueden explicarse aplicando el mismo principio genético. Por ejemplo, el gen que codifica para el
daltonismo y la hemofilia se encuentra localizado en el heterocromosoma X. La herencia de
caracteres ligados al sexo puede identificarse en humanos a través del análisis de pedigree.
Interacciones génicas
A menudo, las variantes fenotípicas que se observan resultan de la interacción entre alelos del mismo
locus o de loci distintos. Ejemplos del primer caso son las relaciones alélicas de dominancia
incompleta y de codominancia, mientras que el fenómeno de epistasis (“predominante sobre”) ilustra
el último caso.
Diversos tipos de interacciones entre genes pueden modificar las proporciones mendelianas
FENOTIPICAS. En la tabla siguiente se muestran las proporciones fenotípicas mendelianas
esperadas para la descendencia de un cruce dihíbrido, junto a algunas posibles alteraciones debidas
a interacción génica.
Tipo de interacción génica
A-B-
A- bb
aa B-
aabb
Proporciones Mendelianas
9
3
3
1
Epistasis recesiva doble / Genes complementarios
9
Supresión dominante de A sobre B
13 (9+3+1)
Interacción doble/ Efecto acumulativo
9
Epistasia recesiva de aa sobre los alelos B/b
9
Epistasia dominante de A sobre los alelos B/b
Epistasis dominante doble/ Genes duplicados
7
3
6
1
3
12
4
3
15
1
1
Epistasis
La epistasis se produce cuando el carácter estudiado esta gobernado por más de un locus. La
situación más sencilla que podemos imaginar sería la de un carácter controlado por dos loci, cada
locus con un par de alelos: A,a y B,b. En este caso, se producen además de las influencias entre
alelos del mismo locus (influencia de A sobre a, e influencia de B sobre b), influencias entre alelos de
distintos loci (influencia de los alelos A y a sobre los alelos B y b y viceversa).
Existen muchos caracteres morfológicos que están gobernados por más de un locus. En muchas
especies vegetales el carácter coloración de la flor está controlado por, al menos, dos loci distintos. El
carácter coloración del pelaje en muchas especies animales está determinado por tres y hasta cuatro
loci distintos. Por tanto, las epistasias resultantes pueden ser bastante complejas.
ELEMENTOS ESTADÍSTICOS
Genética – 2015
Regla del producto: la probabilidad de que dos o mas eventos independientes sucendan en forma
simultánea equivale al producto de sus probabilidades independientes.
Regla de la adición: la probabilidad de que ocurra uno de dos o más eventos mutuamente
excluyentes se calcula añadiendo sus probabilidades.
Expansión binomial: el teorema del binomio puede utilizarse para calcular cualquier combinación
particular de eventos. Por ejemplo, si la probabilidad de tener un hijo enfermo es p, para un número
total de hijos n la probabilidad P de tener un número x de hijos enfermos y un número (n-x) de hijos
sanos (1-p=q) será:
x (n-x)
P = n! / x!(n-x)! p q
Distribución de Chi cuadrado: La prueba de X2 (chi cuadrado) se utiliza para establecer en qué
medida los resultados obtenidos en una experiencia se ajustan a los valores esperados según una
hipótesis establecida previamente. Con esta prueba se puede determinar si las discrepancias
existentes entre proporciones fenotípicas observadas y esperadas, para un determinado patrón de
herencia, son estadísticamente significativas o son tan pequeñas que se pueden atribuir al azar.
Además, toma en consideración el tamaño de la muestra y el número de variables.
Vamos a estudiar su aplicación práctica con un ejemplo botánico. La hoja ancha normal del café
(normofolia) es dominante sobre la hoja angosta (angustifolia). Se cruzó una planta de café
normofolia homocigótica NN con una planta angustifolia nn, toda la F1 fue normofolia. En la F2 se
produjeron 84 plantas de hoja normal y 20 de hoja angosta. La proporción esperada era de 3:1.
Para comprobar esta suposición primeramente se formula una hipótesis que se llama hipótesis nula
(H0), que sostiene que la herencia se debe a un solo gen con dominancia completa y no existe
diferencia significativa entre las proporciones observadas y esperadas. La hipótesis alternativa (Ha)
defiende que las diferencias son significativas y la proporción no es de 3:1.
Se aplica la fórmula:
El valor esperado se calcula multiplicando la proporción teórica por el total de individuos observado.
En el ejemplo:
X2 = 1,84
El número de grados de libertad es igual al número de clases fenotípicas menos 1. En nuestro
ejemplo las clases fenotípicas son 2: normofolia y angustifolia, luego tendremos 1 grado de libertad.
Prueba de Bondad de Ajuste
A continuación se mira en la tabla, para 1 grado de libertad, entre qué valores está 1,84. Está entre
1,662 y 2,706, que corresponde a las probabilidades 0,20 y 0,10, que se encuentran arriba de las
columnas respectivas. El valor de X2 se convierte en la tabla en la probabilidad de que las
desviaciones ocurridas se deban al azar. Convencionalmente una hipótesis nula en la mayor parte de
los experimentos biológicos es rechazada cuando la desviación es tan grande que puede ser
explicada por azar, menos del 5% de las veces. Es decir, la zona de rechazo o de diferencias
Genética – 2015
significativas en la tabla está del 0,05 hacia la derecha. Por lo tanto, en nuestro caso, aceptaremos la
hipótesis nula, la proporción observada se ajusta a la esperada 3:1, ya que la probabilidad (entre 10 y
20%) supera el valor crítico del 5%. Este nivel de significación nos da la probabilidad sobre la que
podemos rechazar o aceptar una hipótesis, pero no nos da una prueba absoluta de que la hipótesis
sea cierta o falsa.
Limitaciones de la prueba de X2
1. Debe ser usada con datos numéricos absolutos, nunca en porcentajes derivados de los datos.
2. No puede usarse en experimentos donde la frecuencia esperada de cualquier clase fenotípica sea
< 5.
3. Se usa sólo para clases fenotípicas de carácter cualitativo, no cuantitativo.
VALORES CRITICOS DE LA DISTRIBUCION CHI CUADRADO
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
SEMANA 1
Cruce parental: Cada grupo de estudiantes en cada comisión efectuara uno o dos cruces. Antes de
realizarlo verificará el fenotipo de los parentales e indicará en su informe el número de individuos
machos y hembras que se cruzan. En el frasco utilizado indicará el genotipo de machos y hembras y
la fecha de realización del cruce. En la tabla 2 de ésta guía se encuentra el nombre y la descripción
fenotípica de los marcadores utilizados.
SEMANA 2
Al cabo de una semana eliminarán de los viales a los progenitores dejando solo las larvas.
SEMANA 3
F1: a las dos semanas de realizado el cruce contarán los individuos adultos indicando el numero de
machos y hembras así como el fenotipo de cada uno en relación al fenotipo parental.
Cruce de la F1: los individuos adultos provenientes de la F1 se cruzarán entre sí en un vial nuevo
indicando el número de machos y hembras utilizado. El vial de comida se marcará como CRUCE Nro
__; F1.
SEMANA 4
Al cabo de una semana eliminarán de los viales las moscas adultas y dejarán sólo las larvas.
Genética – 2015
SEMANA 5
F2: a las dos semanas de realizado el cruce de la F1 contarán los individuos adultos indicando el
número de machos y hembras así como el fenotipo de cada uno sobre la base del fenotipo parental.
Los datos se dispondrán en una tabla para proceder al análisis de chi-cuadrado con el objeto de
determinar si las proporciones fenotípicas esperadas para cada cruce se ajustan a las proporciones
observadas.
Hembras
x
Machos
CRUCE 1:
CRUCE 2:
CRUCE 3:
CRUCE 3
CRUCE 4:
CRUCE 5:
REFERENCIAS:
Genética – 2015
Problemas de Patrones de herencia
Herencia mendeliana. Dominancia incompleta, codominancia y
alelismo múltiple. Ligamiento al sexo. Interacción génica. Prueba
de chi cuadrado. Análisis de pedigríes. Probabilidades.
1) En cierta especie de plantas el color azul de la flor, (A), domina sobre el color blanco (a) ¿Cómo
podrán ser los descendientes del cruce de plantas de flores azules con plantas de flores blancas,
ambas homocigóticas? Hacer un esquema del cruzamiento.
2)
En el ganado vacuno la falta de cuernos es dominante sobre la presencia de cuernos. Un toro
sin cuernos se cruzó con tres vacas. Con la vaca A, que tenía cuernos, tuvo un ternero sin
cuernos; con la vaca B, también con cuernos, tuvo un ternero con cuernos; con la vaca C, que no
tenía cuernos, tuvo un ternero con cuernos. ¿Cuáles son los genotipos de los cuatro
progenitores? ¿Qué otra descendencia, y en qué proporciones, cabría esperar de estos
cruzamientos?
3) En cierta especie de plantas los colores de las flores pueden ser rojos, blancos o rosas. Se sabe
R
B
que presentan
que este carácter está determinado por dos alelos, rojo (C ) y blanco (C )
dominancia incompleta.
a) ¿Cómo serán los descendientes del cruce entre plantas de flores rosas? Hacer un esquema
del cruzamiento
b) ¿Cómo serán los descendientes del cruce entre plantas de flores rosas con plantas de flores
rojas?
4)
En las gallinas de raza andaluza, la combinación heterocigótica de los alelos que determina el
plumaje negro y el plumaje blanco da lugar a plumaje azul. ¿Qué descendencia tendrá una gallina
de plumaje azul, y en qué proporciones, si se cruza con aves de los siguientes colores de
plumaje: a) Negro, b) Azul, y c) Blanco.
5)
Antirrhinum puede tener flores rosas, blancas o rojas. En la tabla se detallan los resultados de
una serie de cruces entre diversas plantas y los resultados obtenidos:
a) Cruces
b) Roja x Rosa
c) Blanca x Rosa
d) Roja x Blanca
e) Rosa x Rosa
Descendencia
126 Rojas y 131 Rosas
88 Blancas y 92 Rosas
115 Rosas
43 Blancas, 39 Rojas y 83 Rosas
¿Qué mecanismo genético puede deducirse de estos resultados?
6) En el "Experimento 1" de Mendel, plantas de arveja de líneas puras de semillas lisas se cruzaron
con plantas de arveja de semillas rugosas. (semillas lisas es la característica dominante). Mendel
recolectó las semillas de esta cruza, las plantó y obtuvo la generación-F1 de plantas, dejó que se
auto-polinizaran para formar una segunda generación, y analizó las semillas de la resultante
generación F2. Cuál de los siguientes resultados obtuvo,Mendel en su experimento:
a)
b)
c)
d)
e)
1/2 de la F1 y 3/4 de las semillas de la generación F2 fueron lisas.
1/2 de la F1 y 1/4 de las semillas de la generación F2 fueron rugosas.
Todas las semillas de la generación F1 y F2 fueron lisas.
3/4 de la F1 y 9/16 de las semillas de la generación F2 fueron lisas.
Todas las semillas de la generación F1 y 3/4 de la generación F2 fueron lisas.
Justifique su respuesta.
7) Mendel descubrió que el color amarillo de la semilla de las arvejas es dominante sobre el color
verde. En los siguientes experimentos, plantas con fenotipos conocidos, pero con genotipos
desconocidos, dieron lugar a la siguiente descendencia:
a) Amarilla x Verde = 82 Amarillas + 78 Verdes.
Genética – 2015
b)
c)
d)
e)
Amarilla x Amarilla = 118 Amarillas + 39 Verdes.
Verde x Verde = 50 Verdes
Amarilla x Verde = 74 Amarillas
Amarilla x Amarilla = 90 Amarillas
Según la proporción de descendientes, indíquense los genotipos más probables de cada
progenitor.
8) Para identificar el genotipo de plantas de arveja de semilla amarilla como homozigota dominante
(YY) o heterozigota (Yy), debehacerse una cruza de prueba con plantas de qué genotipo?.
a)
b)
c)
d)
e)
y
Y
yy
YY
Yy
9)
Una pareja decide tener 4 hijos. ¿Cuál es la probabilidad de que:
a)
b)
c)
d)
Se cumpla el deseo del padre de tener cuatro varones?
Se cumpla el deseo de la madre de tener dos de cada sexo?
Se cumpla el deseo de la abuela de tener tres chicos y una chica?
Si tuvieran un 5º hijo ¿Cuál sería la probabilidad de que éste fuera varón?
10)
En la raza de ganado lechero Holstein-Friesian, un alelo recesivo r produce pelo rojo y blanco;
el alelo dominante R produce pelo blanco y negro. Si un toro portador es cruzado con vacas
portadoras,
a) Determine la probabilidad de que a) el primer descendiente que nazca sea rojo y blanco; b)
los primeros cuatro descendientes sean blanco y negro.
b) ¿Cuál es la proporción fenotípica esperada entre la progenie resultante de retrocruzar vacas F1
blanco y negro con el toro portador?
c) Si el toro portador se cruza con vacas blanco y negro homocigóticas, ¿qué proporción
fenotípica puede esperarse entre la progenie resultante de retrocruzar las vacas de la F1 por
el macho portador?
11)
Se cruzan entre sí cobayas negros heterocigóticos Bb.
a) Cuál es la probabilidad de que los tres primeros descendientes sean alternativamente negroblanco-negro o blanco-negro-blanco?
b) ¿Cuál es la probabilidad de producir entre tres descendientes, dos negros y uno blanco, en
cualquier orden?
12)
La corea de Huntington es una enfermedad rara, mortal, que aparece normalmente a mediana
edad. Se debe a un alelo dominante. Un hombre fenotípicamente normal, de poco más de 20
años, advierte que su padre ha desarrollado la corea de Huntington.
a) ¿Cuál es la probabilidad de que más tarde él mismo desarrolle la enfermedad?
b) ¿Cuál es la probabilidad de que la desarrolle su hijo al cabo del tiempo?
13) A partir de un cruzamiento entre dos Drosophilas de alas normales se obtuvo 27 individuos de
alas dumpy y 79 normales. a) ¿Cuál es la naturaleza del gen de alas dumpy?; b) ¿Cuáles eran
los genotipos de los padres?; c) En un cruce entre una mosca dumpy de la F1 y uno de sus
padres ¿Cuántas moscas de alas normales se esperaría obtener de una descendencia de 120?
14) Una planta de arveja es heterozigota para dos caracteres, forma y color de la semilla. S es el
alelo para la característica dominante, semilla lisa; s es el alelo para la característica recesiva,
semilla rugosa. Y es el alelo para la característica dominante, color amarillo; y es el alelo para la
característica recesiva, color verde. ¿Cuál será la distribución de estos dos alelos en los gametos
de esta planta?
a) 50% de los gametos son Sy; 50% de los gametos son sY
b) 25% de los gametos son SY; 25% de los gametos son Sy;
25% de los gametos son sY; 25% de los gametos son sy.
Genética – 2015
c) 50% de los gametos son sy; 50% de los gametos son SY
d) 100% de los gametos son SsYy
e) 50% de los gametos son SsYy; 50% de los gametos son SSYY.
15) ¿Cuál de las siguientes cruzas genéticas se predice que dará una proporción fenotipica de
9:3:3:1?
a)
b)
c)
d)
e)
SSYY x ssyy
SsYY x SSYy
SsYy x SsYy
SSyy x ssYY
ssYY x ssyy
16) La proporción fenotipica esperada en la progenie de una cruza de prueba SsYy x ssyy es:
a)
b)
c)
d)
e)
9:3:3:1
3:1
1:1:1:1
1:2:1
3:1:1:3
17)
Considere una serie de familias con dos hijos en las que los dos padres han sido identificados
como portadores de un alelo autosómico recesivo, dado que al menos uno de los hijos muestra el
fenotipo correspondiente. Al sumar todos los hijos de tales familias ¿Qué proporción de ellos
mostrarán dicho fenotipo?
18) Una planta de tallo alto, legumbre amarilla y semilla redonda se cruza con otra enana, verde y
redonda, dando lugar a 3/8 de plantas altas, verdes y redondas, 3/8 de enanas, verdes y
redondas, 1/8 de altas, verdes y rugosas y 1/8 de enanas, verdes y rugosas. Dense los genotipos
de los padres
19) En una cruza dihíbrida, AaBb x AaBb, ¿qué fracción de la descendencia será homozigota para
ambos caracteres recesivos? ¿Qué fracción de la descendencia se predice que tendrá un
genotipo que es heterozigota para ambas características? Justifique su respuesta.
20) En los experimentos de Mendel, el carácter semilla lisa (SS) es completamente dominante sobre
el carácter semilla rugosa (ss). Si los caracteres para altura fueran incompletamente dominantes,
de manera que TT es alto, Tt es intermedio, y tt es bajo, ¿Cuáles serían los fenotipos resultantes
de cruzar una planta baja de semillas lisas (SStt) con una planta alta de semillas rugosas (ssTT)?
a)
b)
c)
d)
e)
Toda la progenie será alta con semillas lisas.
1/2 será de altura intermedia con semillas lisas; 1/2 será alta con semillas lisas.
Toda la progenie será baja con semillas lisas.
No se puede predecir el resultado.
Toda la progenie será de altura intermedia con semillas lisas.
21) El color rojo de la pulpa del tomate depende de la presencia de un factor R dominante sobre su
alelo r, que da color amarillo. El enanismo se debe a un gen recesivo d. Se dispone de una
variedad de pulpa amarilla y tamaño normal y de otra enana y de pulpa roja, ambas variedades
puras.
a) ¿Se podría obtener una variedad de pulpa roja y de tamaño normal?
b) ¿y una de pulpa amarilla y enana?
c) ¿cuál se obtendría antes?
22) Los gatos Manx son heterozigotas para una mutación dominante que da como resultado gatos sin
cola (o colas muy cortas), patas traseras largas, y un andar muy particular. El apareamiento de
Genética – 2015
dos gatos Manx produce dos gatitos Manx por cada gatito normal de cola larga, en vez de tres a
uno como se predeciría en genética Mendeliana. A qué tipo de alelo corresponde la mutación que
causa el fenotipo de gatos Manx?
a) Genes Duplicados
b) co-dominante
c) epistático
d) letal
e) ligado al sexo
23) En los experimentos de Mendel, el carácter semilla lisa (SS) es completamente dominante sobre
el carácter semilla rugosa (ss). Si los caracteres para altura fueran incompletamente dominantes,
de manera que TT es alto, Tt es intermedio, y tt es bajo, ¿Cuáles serían los fenotipos resultantes
de cruzar una planta baja de semillas lisas (SStt) con una planta alta de semillas rugosas (ssTT)?
24) En una cruza entre una mosca de la fruta de ojos blancos y un macho de ojos rojos, ¿qué
porcentaje de descendientes hembras tendrán ojos blancos? (ojos blancos están ligados al X,
recesivo)
a)
b)
c)
d)
e)
100%
25%
50%
75%
0%
25) Del matrimonio entre una mujer albina y un varón pigmentado, cuyo padre era albino, nacieron
dos gemelos bivitelinos (originados por la fecundación independiente y simultánea de dos óvulos).
a)
b)
c)
d)
Calcular la probabilidad de que ambos sean albinos
De que ninguno sea albino
De que uno sea albino y el otro pigmentado.
Contestar a las preguntas anteriores en el caso de que sean monovitelinos (originados por la
bipartición de un embrión generado por la fecundación de un solo óvulo).
26) Si dos pares de alelos se transmiten independientemente, siendo A dominante sobre a y B sobre
b, ¿cuál es la probabilidad de obtener: a) un gameto Ab a partir de un individuo AaBb, b) un
zigoto AABB a partir de un cruzamiento AaBB x AaBb, c) un gameto Ab a partir de un individuo
AABb, d) un zigoto AABB a partir de un cruzamiento aabb x AABB, e) un fenotipo AB a partir de
un cruzamiento AaBb x AaBb, f) un fenotipo AB a partir de un cruzamiento AaBb x AABB, y g) un
fenotipo aB a partir de un cruzamiento AaBb x AaBB?
A
27) Los grupos sanguíneos en la especie humana están determinados por tres genes alelos: I , que
B
determina el grupo A, I , que determina el grupo B e i, que determina el grupo 0. Los genes IA e IB
son codominantes y ambos son dominantes respecto al gen i que es recesivo. ¿Cómo podrán ser
los hijos de un hombre de grupo A, cuya madre era del grupo 0, y de una mujer de grupo B, cuyo
padre era del grupo 0? Hacer un esquema del cruzamiento.
28) En Drosophila los cruzamientos de moscas con alas Dichaetae D producen siempre una
descendencia 2/3 Dichaetae + 1/3 alas normales. Al cruzar Dichaetae por alas normales siempre
se obtiene 1/2 + 1/2 alas normales. Explíquense los resultados.
29) El siguiente pedigrí fue obtenido al estudiar una enfermedad poco frecuente que afecta los
riñones.
a) Deduzca cómo se hereda dicha enfermedad, justifique su respuesta.
b) Si los individuos III-1 y III-8 se casaran, cuál es la probabilidad que su primer hijo tenga esta
enfermedad?
Genética – 2015
30) En el siguiente árbol genealógico, los cuadros negros representan a personas afectadas de
hemofilia, enfermedad determinada por un alelo recesivo ligado al sexo.
a) Si la mujer II2 tuviese dos hijos varones, ¿cuál sería la probabilidad de que ninguno fuera
hemofílico?
b) ¿Cuál es la probabilidad de que el primer hijo varón de la pareja II4 y II5 sea hemofílico?
31) El siguiente esquema representa parcialmente un árbol genealógico de una enfermedad conocida
como microftalmía, que causa la ceguera. ¿Cuál sería la forma probable en que se herede el gen
causante de dicha enfermedad?
Genética – 2015
32) Cada uno de los tres pedigrees siguientes representa un carácter humano distinto (los individuos
afectados en oscuro). Cada carácter puede considerarse muy raro y puede suponerse que ha
sido introducido en el pedigree solamente en la generación I. Para cada uno de los tres pedigrees
escoja uno de los cinco mecanismos genéticos siguientes a fin de explicar la herencia del
carácter y dé, para cada uno de los demás mecanismos, una explicación de por qué los ha
rechazado: a) recesivo ligado a X; b) dominante ligado a X; c) dominante ligado a Y; d) dominante
autosómico; e) recesivo autosómico.
i)
ii)
iii)
33) Al cruzar ratones de color normal con otros albinos, todos los ratones de la F1 eran normales, y
en la F2, 330 normales y 126 albinos. Comprobar estadísticamente el ajuste con la proporción
teórica.
Genética – 2015
34) En Drosophila, el carácter forma de las alas normal (vg+) o vestigial (vg) es independiente del
carácter color de ojos rojo (sc+) o escarlata (sc). En la tabla se presentan los descendientes
obtenidos en tres experiencias. Determinar los genotipos de los padres y comprobar
estadísticamente la hipótesis propuesta.
Descendientes (fenotipos alas, ojos)
Normal, rojo; normal, escarlata; vestigial, rojo; vestigial, escarlata
Progenitores fenotipos alas, ojos)
a) normal, rojo x vestigial, escarlata 168
164
142
140
b) normal, rojo x normal, rojo
364
000
107
000
c) normal rojo x normal, rojo
309
107
095
029
35) El pelaje negro en los cocker spaniels está gobernado por un alelo B dominante y el color rojo por
su alelo recesivo b. El patrón uniforme del color está gobernado por el alelo dominante de un
locus S que se transmite independientemente y el patrón moteado por su alelo recesivo s. Un
macho de pelo color negro y uniforme se aparea con una hembra con piel moteada y de color rojo
y producen una camada de seis cachorros: dos negro uniforme, dos rojo uniforme, uno negro
moteado y uno rojo moteado. Determine los genotipos de los progenitores.
36)
El carácter normal de pata hendida en los cerdos es producida por el genotipo homocigótico
recesivo mm. Un genotipo dominante M- produce una condición de pata de mula. El color blanco
del pelo está determinado por un alelo dominante de otro locus B y el negro por su alelo recesivo
b. Un cerdo blanco con pata de mula se cruza con una hembra del mismo fenotipo. Entre la
descendencia se encontraron seis cerdos blancos con pezuña normal; siete negros con pata de
mula; quince blancos con pata de mula y tres negros con pezuña normal. Si se realiza el
cruzamiento retrogrado de toda la F1 de color negro con pata de mula ¿Qué frecuencia fenotípica
podría esperarse entre la descendencia?
37)
Los ratones gordos se pueden producir por la acción de dos genes que se transmiten
independientemente. El genotipo recesivo ob ob produce un ratón estéril y gordo llamado
"obeso". Su alelo dominante Ob produce el crecimiento normal. El genotipo recesivo ad ad
también produce un ratón gordo y estéril denominado "adiposo" y su alelo dominante Ad produce
crecimiento normal. ¿Qué proporciones fenotípicas de gordos frente a normales se espera que se
produzcan en la F1 y F2 de cruzamientos entre progenitores Obob Adad?
38)
En el tomate el fruto rojo es dominante sobre el amarillo, el bilobulado sobre el plurilobulado y
el tallo alto sobre el enano. Un cultivador posee razas puras de plantas rojas, bilobuladas y
enanas y de plantas amarillas, plurilobuladas y altas. Si cruza sus dos plantas y obtiene su F1 y
F2, ¿qué proporción será homocigótica para los tres caracteres en esta última generación?
¿Cómo puede determinarse cuales son las plantas homocigóticas?
39)
Baur cruzó una planta de flores blancas de forma normal de Antirrhinum majus con una planta
de flores rojas de forma pelórica. La F1 de dicho cruzamiento era rosa y de forma normal. Al
autofecundar la F1 se obtuvo la siguiente descendencia:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Rosa normal
Rojo normal
Blanco normal
Rosa pelórico
Rojo pelórico
Blanco pelórico
94 plantas
39 plantas
45 plantas
28 plantas
15 plantas
13 plantas
Explicar dichos resultados y comprobar estadísticamente la hipótesis.
40)
En la F2 de dos variedades de maíz, obtenidas por el cruce de razas que diferían en dos genes,
se obtuvieron las siguientes segregaciones fenotípicas:
a)
b)
AB
117
82
Ab
26
12
aB
18
33
ab
7
8
¿Es significativa la desviación respecto de la segregación 9:3:3:1 en cada caso?
Genética – 2015
¿Son homogéneas las dos variedades?
41)
Se sabe que el color del pelaje en los ratones está determinado por varios genes. La presencia
de una banda amarilla de pigmento cerca de la punta del pelo se llama patrón "agutí" y es
producida por el alelo dominante A. La condición recesiva de este locus (aa) no tiene esta banda
subapical y se conoce como no agutí. El alelo dominante de otro locus B produce color negro y el
genotipo recesivo bb produce café. El genotipo homozigótico cc restringe la producción de
pigmento a las extremidades del cuerpo en un patrón denominado Himalaya, mientras que el
alelo dominante C permite que el pigmento se distribuya sobre todo el cuerpo. Al cruzar ratones
puros cafés, agutís y patrón Himalaya con ratones puros negros no agutís, no Himalayas, a)
¿cuáles son las proporciones fenotípicas esperadas en la F1 y en la F2? b) ¿Qué porcentaje de la
F2 totalmente coloreada, negra y agutí se espera que sea de genotipo AaBBCc? c) ¿Qué
porcentaje de todos los ratones Himalaya de la F2 podrían mostrar el pigmento café? d) ¿Qué
porcentaje de todos los agutís en la F2 podría esperarse que exhiban pigmento negro?
42) En el gato, los caracteres moteado (S) o no moteado (s), pelo corto (L) o pelo largo (l) y color no
diluido (D) o diluido (d) se deben a tres genes independientes. Se realiza el cruce entre dos gatos
de genotipos llSsdd y LlSsDd. a) ¿Cuál es la probabilidad de obtener un gato de genotipo llssdd?
b) ¿Cuál es la probabilidad de obtener un gato de fenotipo pelo corto, moteado y no diluido?
43)
En cierta población el 30% de los individuos del grupo sanguíneo A son heterocigotos para
dicho alelo. Una mujer del grupo A se casa con un hombre del grupo AB. ¿Cuál es la probabilidad
de que el primer hijo sea a) del grupo B, b) del grupo A, y c) del grupo AB?
44)
Se presentó ante los tribunales de justicia el siguiente caso: una familia x reclama que cierto
bebé Y, que les dieron en la maternidad, no les pertenece y que, en cambio, el bebé Z, que tiene
la familia W, es el suyo. La familia W niega este hecho, y el tribunal ordena el examen de los
grupos sanguíneos de los bebes y de los padres, con los siguientes resultados:
Familia X/Y
Familia W/Z
Madre
AB
A
Padre
O
O
Bebé
A
O
¿Qué familia tiene razón?
45)
Al cruzar dos variedades de Salvia, una de flores violeta y otra de flores blancas, ambas razas
puras, la F1 presentaba todas las flores violeta, y la F2 dió lugar a 92 plantas de flor violeta, 30 de
flor rosada y 41 de flor blanca.
a) Explíquese el tipo de herencia.
b) ¿Cuál es la probabilidad de obtener el resultado observado en la experiencia según la hipótesis
propuesta.
46) Entre los distintos colores del plumaje de una especie de ave exótica se encuentran el rojo, el
naranja, el amarillo y el blanco. Los cruces entre distintas aves de esta especie dieron los
siguientes resultados:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Parentales
rojo x blanco
rojo x rojo
amarillo x blanco
amarillo x amarillo
rojo x amarillo
naranja x blanco
Descendencia
420 rojas, 435 blancas
198 rojas, 100 blancas
182 amarillas, 197 blancas
330 amarillas, 109 blancas
90 naranjas, 87 rojas, 92 amarillas, 91 blancas
160 rojas, 158 amarillas
Plantear una hipótesis genética que explique estos resultados e indicar el genotipo de cada uno
de los parentales implicados en los cruces y de las aves de la descendencia.
47)
En plantas de Petunia la relación de compatibilidad-incompatibilidad está controlada por un
serie de alelos múltiples (S1, S2, S3 ...). El tubo polínico no se desarrollará si el alelo S que
contiene está presente tambien en el parental femenino. Si en este sistema la descendencia del
cruzamiento S1S3 x S2S4 se cruza entre si, en todas las combinaciones posibles de hembras y
machos. Indicar las proporciones de cruzamientos que serán:
a) Completamente fértiles
Genética – 2015
b) Completamente estériles
c) Parcialmente fértiles
48)
S1, S2, S3,..., son alelos de esterilidad que forman una serie alélica múltiple en tabaco. Una
planta no puede ser homocigótica para ninguno de ellos. El polen abortará si lleva un alelo de
esterilidad que posea una planta que se utilice como parental femenino. ¿Cuál será la
constitución de las plantas de la F1 respecto a alelos de esterilidad en cada uno de los siguientes
cruces?
a) Parental femenino S1 S2 x S4 S5 parental masculino
b) Parental femenino S3S4 x S4S5 parental masculino
c) Parental femenino S1S2 x S1S2 parental masculino
d) Parental femenino S4S5 x S3S4 parental masculino
49)
Al cruzar dos tipos de avena, con semilla negra y blanca respectivamente, la F1 presentó
plantas con semillas negras, mientras que la F2 dió lugar a 418 plantas con semillas negras, 106
con semillas grises y 36 con semillas blancas. Explíquese la herencia del color de la semilla de la
avena.
50)
Al cruzar dos razas puras de cobayas, una de pelaje gris y la otra pardo, se obtuvo una F1 toda
de pelaje gris y una F2 con las siguientes proporciones: 48 grises, 12 negros, 3 azules y 1 pardo.
Explicar mendelianamente estos resultados.
51)
En el grano de maíz el gen dominante C permite la manifestación del color. Al autofecundarse
una planta de genotipo desconocido se obtuvieron 1490 granos blancos y 310 coloreados.
Explicar estos resultados, comprobando estadísticamente las hipótesis pertinentes.
52)
Si un doble heterocigoto, por autofecundación, da lugar a una descendencia 9:7 ¿qué
descendencia se obtendrá si se utiliza dicho heterocigoto en un cruzamiento prueba?. Si se trata
esta vez de un doble heterocigoto que por autofecundación da una descendencia 9:3:4, ¿qué
descendencia dará al ser utilizado en un cruzamiento prueba?.
53)
Las razas de gallinas Silkie, Wyandotte y Leghorn son de plumaje blanco. En el cruzamiento
Wyandotte x Leghorn la F1 fue blanca y la F2 segregó una proporción 13 blancas:3 coloreadas. En
el cruzamiento Wyandotte x Silkie la F1 fue coloreada y la F2 segregó una proporción 7 blancas:9
coloreadas.
a) Explicar los resultados.
b) Segregación esperada en la F2 del cruzamiento Silkie x Leghorn.
54)
Un criador de perros dispone de tres ejemplares de la raza Labrador: una hembra y un macho
de pelaje dorado y un macho de pelaje negro. Al cruzar la hembra por cada uno de los machos
obtuvo la siguiente descendencia:
a) hembra dorada x macho dorado......6/8 dorados, 1/8 negros, 1/8 marrones
b) hembra dorada x macho negro........4/8 dorados, 3/8 negros, 1/8 marrones
Establecer una hipótesis que explique la herencia del color del pelaje en esta raza de perros,
indicando el genotipo de los progenitores y descendientes de cada uno de los cruzamientos.
55)
Una variedad de pimientos de fruto pardo fue cruzada con una variedad de fruto amarillo. Las
plantas resultantes de la F1 tenían todas el fruto color rojo. Con esta sola información dar dos
explicaciones posibles para la herencia del color del fruto en los pimientos.
a) ¿Qué información complementaria se necesitaría para decidir entre ellas?.
b) Cuando las plantas de la F1 de frutos rojos dieron lugar a la F2 se obtuvo un conjunto de
i) 182 plantas de fruto rojo
ii) 59 plantas de fruto pardo
iii) 81 plantas de fruto amarillo
¿Cuál será, según estos datos, la base genética de la herencia del color del fruto en los
pimientos? Comprueba tu hipótesis mediante la prueba de X2.
56)
Dos plantas enanas de maíz (E1 y E2) tenían origen distinto, pero eran fenotípicamente
Genética – 2015
idénticas. Al cruzar cada una de estas plantas enanas con una variedad de plantas altas que se
sabía que eran homocigóticas para todos los genes que determinan el tamaño, ambos cruces
daban lugar a una F1 constituida únicamente por plantas altas. Si se autofecundaba cualquier
planta de la F1, la proporción de la F2 era 3 altas: 1 enana. Los cruzamientos entre las dos cepas
enanas paternas E1 x E2, solo daban lugar a plantas altas en la F1. La proporción de plantas
enanas que aparecían en la F2 de este cruzamiento era de 7/16.
a) Explicar los resultados obtenidos, indicando todos los genotipos implicados.
b) ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas esperarías si se realizase el cruzamiento prueba
de la F1 del cruzamiento E1 x E2 con el progenitor E1?
57)
Las hojas de piña pueden clasificarse en tres tipos: espinosas, de punta espinosa y agudas (no
espinosas). En los cruzamientos llevados a cabo por Collins y Kems, se obtuvieron los siguientes
resultados:
Fenotipos paternos
a) punta espin. x espin.
b) aguda x punta espin.
c) aguda x espin.
Fenotipos F1
punta espin
aguda
aguda
Fenotipos F2
3 punta espin.: 1 espin.
3 aguda: 1 punta espin.
12 aguda: 3 punta espin.: 1 espin.
Explicar los resultados obtenidos, indicando los genotipos de los individuos implicados.
58)
El color blanco en el fruto de la calabaza viene determinado por un gen dominante (W) y el fruto
coloreado por su alelo recesivo (w). El fruto amarillo está determinado por un gen (G) hipostático
del anterior que segrega independientemente de él y el fruto verde por su alelo recesivo (g).
Cuando se cruzan plantas dihíbridas, la descendencia obtenida sigue las proporciones de una
epistasia dominante.
a) ¿Qué proporciones fenotípicas se esperará en la descendencia de los siguientes
cruzamientos?
i) Wwgg x WwGG
ii) WwGg x verde
iii) Wwgg x wwGg
iv) WwGg x Wwgg
b) Si se cruzan dos plantas de calabaza y la descendencia obtenida es de 1/2 amarilla y 1/2
verde. Determinar los fenotipos y genotipos de las plantas parentales
59)
Emerson trabajó en la base genética del color del tallo y las hojas en maíz, obteniendo los
siguientes resultados: El cruce entre parentales verde y púrpura dio una F1 toda púrpura y una F2
compuesta por 269 púrpura, 88 rojo sol, 91 púrpura diluido, 90 marrón, 32 rojo sol diluido y 70
verde.¿Cuántos pares de alelos están probablemente implicados? ¿Qué relaciones existen entre
ellos?
60) Deducir el genotipo de progenitores y descendencia de cada uno de los siguientes
cruzamientos entre distintos dondiegos de dia japoneses:
a)
b)
c)
d)
e)
61)
Fenotipos paternos
azul x escarlata
púrpura x púrpura
azul x azul
azul x púrpura
púrpura x escarlata
Descendencia
1/4 azul: 1/2 púrpura: 1/4 escarlata
3/4 azul: 1/4 púrpura
1/2 púrpura: 1/2 escarlata
Experimentos realizados para estudiar el color de la flor en el melón, dieron los siguientes
resultados:
a) plantas con flores blancas producían ocasionalmente plantas con flores verdes y plantas con
flores amarillas
b) plantas con flores verdes o amarillas, al autofecundarse, nunca daban lugar a plantas con
flores blancas.
c) plantas con flores verdes no daban al autofecundarse plantas con flores amarillas.
d) cruces entre plantas homocigóticas con flores verdes y plantas homocigóticas con flores
amarillas daban plantas con flores amarillas. Cuando estas últimas se autofecundaban daban
una descendencia de 91 amarillas y 29 verdes.
e) plantas homocigóticas con flores blancas cruzadas con plantas homocigóticas con flores
Genética – 2015
amarillas producían plantas con flores blancas. Cuando esta últimas se autofecundaban
daban una descendencia de 40 amarillas, 10 verdes y 155 blancas.
Dar una explicación genética a estos resultados, indicando los genotipos implicados.
62)
La ausencia de patas en el ganado vacuno ("amputado") se ha atribuido a un gen letal
recesivo. Un toro normal se cruza con una vaca normal y tienen un ternero amputado (los cuales
normalmente nacen muertos). Estos mismos padres se cruzan de nuevo:
a) ¿Cuál es la probabilidad de que tengan dos terneros amputados?
b) Se cruzan toros heterocigóticos para el alelo amputado con vacas heterocigóticas normales, y
se deja que la F1 se cruce al azar para dar lugar a la F2. ¿Qué proporciones genotípicas y
fenotípicas caben esperar?
63) El gen que determina el color amarillo del pelaje del ratón doméstico es dominante sobre su alelo
normal salvaje. El gen que determina la cola corta (braquiuria), que se transmite con
independencia del anterior, también es dominante sobre su alelo normal salvaje. Los embriones
homocigóticos para cualquiera de estos dos genes mueren en fase embrionaria. ¿Qué
proporciones fenotípicas se esperaría entre los descendientes de un cruzamiento entre dos
individuos de color amarillo y de cola corta? Si el tamaño normal de la camada es de 8 crías,
¿qué número medio de crías cabría esperar en tales cruzamientos?
64) En un rancho de zorros de Wisconsin, aparece una mutación que da color platino a la piel. Este
color resulta muy popular entre los compradores de pieles de zorro, pero el criador no consigue
establecer una línea pura de color platino. Cada vez que cruza dos individuos de este color,
aparecen descendientes normales. Así tras repetidos cruzamientos del tipo indicado, se han
obtenido un total de 82 individuos de color platino y 38 normales. Establecer una hipótesis
genética que explique los hechos, comprobándola estadísticamente.
65)
En Drosophila, el alelo dominante H (Hairless) reduce el número de quetas corporales y es letal
en homocigosis. El alelo S de un gen independiente es dominante y no tiene efecto sobre el
número de quetas, excepto en presencia de H, en cuyo caso una sola dosis génica de S suprime
el efecto de Hairles. S es letal en homocigosis.
a) ¿Qué proporción de individuos normales respecto del número de individuos con el número de
quetas reducido encontraríamos en la descendencia viable de un cruzamiento entre dos
moscas normales, portadoras ambas del alelo H en su condición suprimida?
b) ¿Qué proporciones fenotípicas esperaríamos en la descendencia viable obtenida al retrocruzar
la F1 con número reducido de quetas de a)?
66)
En la liebre de monte el gen A determina orejas tiesas y su alelo a orejas caídas. Al estudiar la
herencia de este carácter se comprobó que los individuos con orejas tiesas nunca se
comportaban como variedades puras.
a) ¿Qué tipo de herencia puede presentar este carácter?
b) Al cruzar dos individuos con orejas tiesas se obtuvieron 5 crías. Calcular las siguientes
probabilidades:
i) Todos presenten el mismo fenotipo
ii) Tres tengan orejas caídas y dos orejas tiesas
iii) Si dos crías tienen orejas caídas, las otras tres tengan orejas tiesas
67)
Supongamos que hay tres genes en el caballo que afectan al color y que producen los efectos
siguientes: WW es letal, Ww impide la aparición de color (blancos) y ww permite aparición del
mismo; BB y Bb color negro y bb castaño; OO y Oo son de color liso y oo tiene manchas blancas
sobre el color de fondo. Se cruzan un semental blanco y una yegua también blanca, ambos
heterocigóticos para los tres genes. ¿Cuál es la frecuencia esperada de los posibles fenotipos en
la descendencia viable? ¿Qué frecuencias fenotípicas se esperarían si el semental fuera
WwBboo?
68)
En el hombre la presencia de una fisura en el iris está regulada por un gen recesivo ligado al
sexo. De un matrimonio entre dos personas normales nació una hija con el carácter mencionado.
El marido solicita el divorcio alegando infidelidad de la esposa. Explicar el modo de herencia del
carácter y las condiciones bajo las cuales el abogado del marido puede utilizar el nacimiento de la
hija afectada como prueba de infidelidad.
69)
En Drosophila el color de los ojos vermillion (v) es recesivo y ligado al sexo. En casos
Genética – 2015
excepcionales el cruce de una hembra vermillion con un macho normal da lugar a hembra de
color de ojos normal, hembras vermillion y machos con color de ojos normal. Explíquense estos
resultados y predígase qué clase de descendencia debería aparecer al cruzar estas hembras
vermillion con machos de ojos rojos de la F1.
70)
Se cruzaron dos hembras de Drosophila con un mismo macho, también salvaje. Aunque en la
descendencia de ambas hembras se produjeron individuos salvajes y vermillion, las proporciones
fueron diferentes. La hembra A dio 63 machos salvajes, 58 machos vermillion y 111 hembras
salvajes. La hembra B dió 62 machos vermillion y 119 hembras salvajes. ¿Cuál es la explicación
de que las dos hembras dieran distinta descendencia?
71)
El gen recesivo para el color del ojo blanco white (w) en Drosophila está ligado al sexo. Otro
gen ligado al sexo que influye en la coloración de los ojos es vermillion (v), el cuál, en
combinación homocigótica en las hembras, o hemicigótica en los machos, juntamente con otro
gen recesivo para el color de los ojos, el gen autosómico brown (bw), también da lugar a ojos
blancos.
a) ¿Qué proporciones fenotípicas se esperarían en la descendencia de un cruzamiento entre una
hembra vermillion, heterocigótica para brown y homocigótica para el alelo normal del gen
white con un macho white, heterozigótico para brown y hemicigótico para vermillion.
b) ¿Qué proporciones fenotípicas se esperarían entre la descendencia de un cruzamiento entre
una hembra white, heterocigótica para vermillion y también para brown, con un macho brown,
vermillion y hemicigótico para el alelo normal del gen white.
72)
73)
NOTA: El gen white no permite la deposición del pigmento en el ojo.
Al cruzar una hembra virgen de Drosophila con ojos de color naranja con una macho normal
(cepa pura) se obtuvo en la F1 todas las hembras normales y todos los machos con ojos de color
vermillion. En la F2 se encontró una segregación (por igual para los dos sexos) de 3/8 normales,
3/8 vermillion, 1/8 cinnabar y 1/8 naranja (como la abuela) ¿Qué genotipo tiene la hembra con
ojos de color naranja de la generación paterna? ¿Qué tipo de herencia cabe atribuir a estos
colores del ojo?
74) Los machos del gato doméstico pueden tener pelaje naranja o negro. Las hembras pueden
presentar pelaje naranja, negro o carey (barcino, tricolor).
a) ¿Cómo pueden explicarse estos fenotipos de acuerdo con el modelo de la herencia ligada al
sexo?
b) Determinar las proporciones fenotípicas esperadas en la descendencia de un cruzamiento
entre una hembra naranja y un macho negro.
c) Hacer lo mismo que en el apartado b) pero considerando el cruzamiento recíproco al indicado
en dicha cuestión.
d) Un determinado cruzamiento produce una descendencia compuesta por hembras la mitad
carey y la mitad negras y por machos la mitad naranja y la otra mitad negros, ¿cuáles son los
fenotipos y genotipos de los padres?
e) Otro cruzamiento produce una descendencia en la que la mitad de las hembras son carey y la
otra mitad naranja, mientras la mitad de los machos son naranja y la otra mitad negros
¿cuáles son los fenotipos y genotipos de los padres?
75)
Un pterodáctilo podía tener ojos azules o blancos y alas largas o cortas. Azul y largas son
caracteres dominantes. Se cruzan un macho y una hembra, ambos de ojos azules y alas largas y
se obtiene la siguiente descendencia:
a) 3/8 hembras ojos azules alas largas;
b) 3/16 machos de ojos blancos alas largas;
c) 1/8 de hembras de ojos azules y alas cortas;
d) 3/16 machos de ojos azules y alas largas;
e) 1/16 machos de ojos azules y alas cortas;
f) 1/16 de machos de ojos blancos y alas cortas.
Siempre que se repiten los cruces entre hembras y machos con estos fenotipos los resultados
son similares. Explicar estos resultados.
Genética – 2015
76) Un arqueopterix también podía tener ojos de color azul o blanco y alas largas o cortas. Se cruzan
un macho y una hembra ambos de ojos azules y alas largas y la descendencia es la siguiente:
a) 1/2 hembras de ojos azules y alas largas;
b) 1/4 de machos con ojos azules y alas largas;
c) 1/4 de machos con ojos blancos y alas cortas.
d) Otra hembra de ojos azules y alas largas se cruza con el mismo macho anterior y se obtiene la
siguiente descendencia:
i) 1/2 de hembras con ojos azules y alas largas;
ii) 1/4 machos de ojos azules y alas cortas;
iii) 1/4 de machos de ojos blancos y alas largas
Explicar las diferencias existentes en el modo de transmisión de estos caracteres entre un
arqueopterix y un pteridodáctilo. Se asume que en ambos casos el sexo se determina como en el
hombre.
77)
Se han encontrado dos líneas homocigóticas de Drosophila, una en Vancouver (línea A) y otra
en Los Angeles (línea B), que ambas tienen ojos de color escarlata brillante. El cruzamiento de
machos de la linea A con hembras de la linea B produce una F1 de 200 machos y 198 hembras
salvajes.
a) ¿Qué se puede decir sobre la herencia del color de ojos en estas líneas a partir de este
resultado?
b) El cruzamiento de machos de la línea B con hembras de la linea A produce una F1 de 197
machos de ojos escarlata y 201 hembras salvajes. ¿qué nos dice este resultado sobre la
herencia del color de ojos?
c) Cuando se cruzan los individuos de la F1 descrita en a) la F2 da los siguientes resultados: 151
hembras salvajes, 49 hembras escarlatas, 126 machos escarlatas y 74 machos salvajes.
d) Determinar los genotipos de los parentales y de la F1 e indicar las proporciones geno y
fenotípicas de la F2.
78) En el ratón, como en todos los mamíferos, el macho es el sexo heterogamético. Si asumimos que
un carácter letal ligado al sexo está presente en una cepa de ratones y que causa la muerte del
embrión tardío.
a) ¿Cómo podría afectar este hecho a la proporción de sexos en una familia?
b) Contestar la misma cuestión considerando que el letal ligado al sexo se presentara en una
cepa de pollos.
79)
El patrón de la calvicie en humanos es el resultado de la expresión de un factor autosómico (B)
dominante en machos y recesivo en hembras. Su alelo (b), no calvo, se comporta como
dominante solo en hembras. ¿Cuál será el resultado de los siguientes apareamientos?
a) Un hombre normal y una mujer normal heterocigótica para el par de alelos.
b) Un hombre normal y una mujer calva.
c) Un hombre calvo cuyo padre no lo era y una mujer normal homocigótica.
d) Consideramos los alelos para la calvicie conjuntamente con los alelos ligados al sexo que
afecta a la visión del color (P,p). El alelo P se requiere para la visión normal y p es recesivo y
responsable de la ceguera para los colores. Dar los resultados de un cruzamiento entre un
hombre no calvo, ciego para los colores y una mujer no calva, con visión normal cuyo padre
era ciego para los colores y cuya madre era calva.
80)
73. Al cruzar dos individuos de Drosophila se obtuvieron las siguientes proporciones en la
descendencia:
a) 1/4 de hembras de alas curvadas, antenas plumosas y ojos rojos
b) 1/8 de hembras de alas normales, antenas plumosas y ojos rojos
c) 1/12 de hembras de alas curvadas, antenas plumosas y ojos naranja
d) 1/24 de hembras de alas normales, antenas plumosas y ojos naranja
e) 1/12 de machos de alas curvadas, antenas lisas y ojos naranja
f) 1/24 de machos de alas normales, antenas lisas y ojos naranja
g) 1/4 de machos de alas curvadas, antenas lisas y ojos rojos
h) 1/8 de machos de alas normales, antenas lisas y ojos rojos
Genética – 2015
Deducir el genotipo de los padres y explicar la segregación en la descendencia.
81)
Un cruce entre un macho y una hembra de cierta especie de coleópteros, ambos de color azul,
dio lugar a 15 hembras verdes, 15 hembras azules y 34 machos azules. El cruce entre hembras
verdes y machos azules de la F1 dió lugar a diversos resultados: La mitad de los cruces
produjeron hembras y machos azules, mientras que la otra mitad dio lugar a machos azules y a
hembras el 50% turquesas y el 50% verdes. Interpretar genéticamente estos resultados y decir
cual será el genotipo mas probable de los progenitores del cruce.
82) Al aparear hembras y machos de la F1 descripta en la figura, se obtienen individuos de la F2 con
distintos fenotipos:
a) Hembras de ojos rojos y cuerpo amarillo
b) Hembras de ojos rojos y cuerpo pardo normal
c) Machos de ojos rojos y cuerpo amarillo
d) Machos de ojos blancos y cuerpo pardo
e) Machos de ojos rojos y cuerpo pardo normal
f) Machos de ojos blancos y cuerpo amarillo
Observando el genotipo de los padres (F1), explique la aparición de machos nornales (ojos
rojos y cuerpo pardo) y machos dobles mutantes (ojos blancos y cuerpo amarillo) en la F2
83) En una granja de pollos se cruzaron entre sí aves con cresta en nuez y se obtuvo la siguiente
descendencia: cresta en nuez 87, cresta en roseta 31, cresta en guisante 30, cresta sencilla 12.
a) ¿Cuál es la hipótesis más probable para explicar la herencia de la forma de la cresta?
b) ¿Apoyan los datos esta hipótesis?
Crestas
en
nuez,
roseta,
guisante,
y
sencilla,
http://www.piedecria.com/articulos_mx/articulo_106.htm)
respectivamente.
(fuente:
84) Al aparearse dos moscas con alas curvadas, se producen 61 descendientes de alas curvadas y
35 con alas rectas. Utilice la prueba de chi cuadrado para determinar si estos números se ajustan
a una proporción 3:1. En caso contrario, ofrezca una hipótesis alternativa.
Genética – 2015
Trabajo Práctico 4
Ligamiento y Recombinación Génica
INTRODUCCIÓN
Durante la primera profase meiótica aparecen una o más estructuras en forma de cruz denominadas
quiasmas, formadas por cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. Su posición parece ser
azarosa y puede ocurrir en distintas posiciones a lo largo del brazo. Representa un punto de
entrecruzamiento o crossing over, y consiste en la rotura y reunión entre cromátidas no hermanas con
intercambio de segmentos entre las mismas. Este intercambio llamado recombinación permite que los
cromosomas adquieran nuevas combinaciones alélicas, ausentes en la generación parental. En
Drosophila ocurre, en promedio, un evento de recombinación por cada brazo cromosómico, pero en
algunos cromosomas no ocurre ninguna recombinación, en otros 2 y, raramente, 3. La frecuencia
con la que dos o más marcadores genéticos recombinan refleja la probabilidad de ocurrencia
de un entrecuzamiento entre los mismos, lo cual es proporcional a la distancia entre sus loci.
Debido a esto, la frecuencia de recombinación en la descendencia de cruzamientos entre híbridos se
utiliza para medir la distancia entre genes y se ha usado para construir mapas genéticos.
La unidad de mapa se denomina centimorgan y se define como la distancia entre loci que
recombinan con una frecuencia del 1%. Si dos genes están a una distancia de una unidad de mapeo
(centimorgan) el 1% de la descendencia será recombinante. Si dos genes ligados están muy alejados
en un mismo cromosoma su frecuencia de recombinación será del 50%. Eso significa que el 50% de
la descendencia será recombinante y el otro 50% será como sus progenitores, al igual que los loci
que segregan en forma independiente porque se encuentran en cromosomas distintos.
En Drosophila, la recombinación sólo ocurre en hembras, nunca en machos. Esto puede
establecerse como una regla de la genética de Drosophila y representa una de sus grandes ventajas.
Por lo tanto, en el TP vamos a examinar la descendencia de hembras heterocigotas para diferentes
marcadores genéticos con el fin de elaborar un mapa genético de los genes. Para ello tenemos que
conocer bien dichos marcadores y tener paciencia para contar muchas moscas.
PARTE EXPERIMENTAL
Vamos a determinar un mapa genético, para lo cual cada grupo recibirá dos líneas de Drosophila, una
con tres genes mutados y la otra con alelos salvajes para esos genes. Recuerden limpiar con alcohol
las superficies que estarán en contacto con las moscas. Los fenotipos a utilizar ya se han visto en los
primeros prácticos.
Procedimiento
SEMANA 1
Para cada línea, observar y verificar el fenotipo correspondiente al genotipo anotado. Se pueden
separar larvas y pupas correspondientes a machos y a hembras para luego usar los adultos vírgenes,
pero para ganar tiempo, se elegirán los machos y hembras vírgenes que encuentren en los frascos en
días anteriores.
Cruzar hembras vírgenes de la línea wctf con machos de la línea salvaje (hembras mutantes por
machos silvestres) y rotular los viales.
SEMANA 2
A la semana siguiente, retirar los adultos y dejar sólo las larvas.
SEMANA 3
Observar el fenotipo de la F1.
Realizar un cruce de prueba separando hembras vírgenes y transfiriéndolas a frascos nuevos con
machos homocigotas recesivos. Preparar al menos 3 frascos con 5 hembras y 3 machos para cada
cruce, para que haya suficiente progenie F2. Esto es importante para tener un número grande de
moscas para el análisis estadístico de la F2.
SEMANA 4
A la semana siguiente, separar los adultos y dejar sólo las larvas.
Genética – 2015
SEMANA 5
Al emerger la F2, separar machos de hembras y contar la frecuencia de las diferentes combinaciones
de fenotipos. Para que la estadística sea efectiva, contar al menos 100-300 moscas. Cada integrante
del grupo puede contar un frasco diferente y luego se sumarán los resultados. Esto además previene
desvíos debidos a contaminaciones que no hayan advertido. Al final se sumarán los resultados de
todos los grupos.
Cruce a realizar
CRUCE 1:
Machos
+++
Hembras
w ct f
Para la descripcion de los genes, ver tabla 1.
Análisis de los datos
Organizar los tipos de descendencia en clases reciprocas.
Calcular la distancia genética para cada par de genes. Asegurarse de haber contado todos los
recombinantes para cada par. Con 2 genes ligados hay 4 clases de recombinaciones posibles, con 3
genes, 8 clases y asi sucesivamente. El número de clases es el cuadrado del número de genes.
Preparar un mapa tentativo basado en estas distancias. Construir tantos mapas como sea necesario
para interpretar los datos.
En el caso de tres genes, será necesario combinar las distancias de cada par considerando todos los
grupos y asignar una posición relativa para todos los genes. (Considerar que el crossing over doble
tiene una probabilidad bajisima) Esto es si los genes son a--b--c--d, necesitan calcular las distancias
(% de recombinantes) para los pares a--b + b--c, para a--b + c--d, y para b--c + c--d.
Calcular esto con todos los datos reunidos por los distintos grupos.
Informe
Escribir un informe detallado de los experimentos con los siguientes componentes:
1. Materiales y Métodos: Describir los cruces efectuados en forma de diagrama.
2. Resultados:
--Hacer una tabla con todas las moscas contadas en la F2, organizadas en clases recíprocas y
separadas por sexo. Incluir todos los fenotipos posibles, aún si no se observaron (en tal caso
corresponde frecuencia 0)
2
-- Realizar la prueba de χ asumiendo segregación independiente, tanto para los datos separados por
sexos como para los datos en conjunto. Determinar en base al resultado si los genes estarían o no
ligados.
--Hacer una tabla de distancias.
--Dibujar un mapa con los genes en el orden apropiado y las distancias en escala (ejemplo 1 mm = 1
centimorgan)
3. Discusión. Indicar las posibles fuentes de desvío de los resultados esperados.
Genética – 2015
Problemas de ligamiento y
recombinación génica
1) Una mosca de genotipo BR / br se utiliza en un cruzamiento prueba con una mosca br / br. En el
84% de las meiosis no se producen quiasmas entre las dos parejas génicas ligadas; en el 16% de
las meiosis se produce un quiasma entre dichas parejas. ¿Qué proporción de los descendientes
será Bbrr?
2) Dos loci, con dos alelos cada uno, A, a y B, b, están ligados con un 10% de recombinación. ¿Cúal
será la segregación del cruzamiento entre AaBb y el doble homocigota recesivo, sabiendo que
uno de los padres del híbrido era AAbb?
3) Los loci A, a y B, b están situados en el mismo cromosoma y presentan un 22% de
recombinación. El locus C, c se encuentra en un cromosoma distinto. Al cruzar un individuo
AaBbCc, uno de cuyos padres era aaBBcc, con un individuo triple homocigota recesivo ¿qué
tipos de descendientes se obtendrán y en qué proporciones?
4) En un heterocigota cuádruple, los loci A,a y B,b están ligados en fase de repulsión con un 20% de
recombinación, mientras que en un cromosoma diferente se encuentran los loci C,c y D,d, que
también están ligados, pero en fase de acoplamiento, con un 16% de recombinación. Indique la
segregación genotípica y fenotípica que se obtendrá al cruzar este heterocigota cuádruple por el
cuádruple homocigota recesivo.
5) a- ¿Qué frecuencias gaméticas se obtendrían si la probabilidad de que se diera un
entrecruzamiento entre los loci A, a y B, b fuera p?
b- ¿Dos loci ligados pueden comportarse como independientes?
c- Si dos loci están ligados, pero se comportan como independientes, ¿Cómo puede saberse que
están ligados?
d- ¿Están ligados dos loci situados en brazos distintos de un mismo cromosoma?
e- Dé un ejemplo en el que dos caracteres ligados no muestren recombinación.
6) En una especie vegetal se ha observado que en el 30% de los meiocitos femeninos y el 40% de
los masculinos aparece un quiasma entre los loci A,a y B,b. El locus A,a controla el color de la flor
(A, roja > a, blanca) y el locus B,b controla la forma de la hoja (B, redonda > b, alargada).
Determinar las frecuencias fenotípicas que aparecerán en la autofecundación de una planta doble
heterocigótica obtenida del cruzamiento de dos plantas homocigóticas, de las cuales una tenía
flor roja y hoja alargada y la otra, flor blanca y hoja redonda.
7) El fruto alargado en el tomate depende del homocigota recesivo (oo), mientras que el redondo de
su alelo dominante O. La inflorescencia compuesta depende del genotipo recesivo (ss) y la simple
de su alelo dominante S. Se cruza una variedad de fruto alargado e inflorescencia simple con una
variedad de fruto redondo e inflorescencia compuesta. Las plantas de la F1 se cruzan al azar
dando una F2 con 126 plantas O- S- 63 O- ss, 66 oo S- y 4 oo ss. Calcular el porcentaje de
recombinación entre ambos loci.
8) En Drosophila el alelo recesivo w de un gen ligado al sexo da lugar a ojos blancos (hembras ww y
machos wy). Además, los ojos blancos también pueden producirse por la interacción de dos
genes, uno ligado al sexo y otro autosómico, donde cada gen presenta respectivamente alelos
recesivos "vermillion" (v, ligado al sexo) y alelos recesivos "brown" (bw, autosómico). Al realizar el
cruzamiento de hembras brown con genotipo bw/bw, ++/wv por machos de ojos blancos de
genotipo bw/bw, wv/y aparecieron 70 moscas con ojos brown y 130 con ojos blancos. a) Explicar
los resultados fenotípicos. b) Calcular qué porcentaje de hembras de la descendencia con ojos
blancos serán homocigóticas,de manera que a partir de ellas pudiera generarse una línea
genéticamente pura.
Genética – 2015
9) El pepinillo del diablo Ecballium elaterium es una planta dioica donde el sexo no está determinado
por cromosomas sexuales heteromórficos, sino por genes específicos. Los genes implicados son
M (fertilidad masculina), m (esterilidad masculina), F (esterilidad femenina) y f (fertilidad
femenina). Los individuos de poblaciones naturales de esta planta son masculinos en
aproximadamente un 50% y femeninos en aproximadamente otro 50%. Además, se encuentran
individuos hermafroditas, en una frecuencia muy baja, que tienen órganos sexuales masculinos y
femeninos en la misma planta.
a) ¿Cuál es el genotipo completo de una planta masculina? Indique la relación de ligamiento entre
los genes.
b) ¿Cuál es el genotipo completo de una planta femenina? Indique la relación de ligamiento entre
los genes.
c) ¿Cómo se mantiene en la población aproximadamente la misma proporción entre los sexos?
d) ¿Cuál es el origen de los escasos hermafroditas? ¿Por qué son tan poco frecuentes?
10) En el tomate, la forma del fruto depende de los loci P, p (P, liso > p, rugoso) y R, r (R, redondo >
r, alargado). La F1 de un cruzamiento entre homocigotas lisos y alargados por rugosos y
redondos se retrocruzó por el doble recesivo, obteniendose los siguientes resultados:
liso y redondo 45
rugoso y redondo 91
liso y alargado 86
rugoso y alargado 39
a) ¿Cómo se probaría la existencia de ligamiento?
b) Determinar el porcentaje de recombinación, el porcentaje de entrecruzamiento y la distancia
genética entre estos loci.
c) Si analizásemos 3000 células madres del polen, ¿en cuántas se esperaría observar al menos
un quiasma entre los loci considerados?
11) En un insecto se conocen los genes dumpy (dp+, dp) y black (b+, b), cuyos alelos recesivos
producen, respectivamente una escotadura en las alas y el cuerpo más oscuro de lo normal. Se
cruzó una hembra de constitución dp b+/ dp+ b por un macho dp b/ dp b, obteniéndose 360
individuos de fenotipo normal, 840 dumpy, 838 black y 364 dumpy y black. Sinn embargo, al
cruzar una hembra dp b/ dp b por un macho dp b+/ dp+ b se obtuvieron 711 individuos de
fenotipo dumpy y 698 black.
a) ¿Cómo explica la diferente segregación obtenida en ambos casos?
b) ¿A qué distancia genética se encuentran estos loci?
12) En una especie vegetal ornamental, un gen determina el color de las flores (F: rojas, f: blancas) y
otro que está ligado al primero determina el tipo de hoja (H: lisa, h: rugosa). Considerando que
estos genes están situados a una distancia de 30 centi-Morgan, si cruzamos individuos AABB con
otros aabb: a) ¿Qué genotipos y fenotipos aparecerán en la F1? b) ¿Qué frecuencias tendrán
esos fenotipos y genotipos? ¿Qué tipos de gametos producirán las hembras de la F1 y cuáles
serán sus frecuencias relativas? d) Si cruzamos plantas hembra de la F1 con plantas macho
aabb, ¿cuáles serán las frecuencias de los fenotipos resultantes?
13) En la especie Lathyrus odoratus se autofecundó el dihíbrido PR/pr. (P, flor púrpura > p, flor roja;
R, polen alargado > r, polen redondo). En la descendencia se obtuvo la siguiente segregación:
256 PR, 19 Pr, 27 pR, 85 pr. Averigüe si esos loci están ligados, y en caso afirmativo estime su
distancia genética.
14) Se sabe que los loci K, L y M están ligados pero se desconoce su orden. Si se hiciera un
cruzamiento de prueba con la descendencia de un cruzamiento KKLLMM x kkllmm, diga cuáles
serían las clases más frecuentes y cuáles las más raras suponiendo:
a) que el locus central es K,
b) que el locus central es L,
c) que el locus central es M.
15) En cierta especie vegetal autógama el carácter "enanismo" está determinado por el alelo recesivo
e, y la pigmentación de las flores por el locus B,b (B, azul > b, blanco). Una planta dihíbrida EeBb,
descendiente del cruzamiento de plantas homocigóticas, una enana de flores azules y otra de
talla normal y flores blancas, se cruzó con una planta enana de flores blancas, obteniendose la
siguiente descendencia: 130 individuos de talla normal y flores blancas, 75 de talla normal y flores
azules, 25 de talla enana y flores blancas y 170 de talla enana y flores azules. ¿Están ligados
ambos loci? En caso afirmativo estime su distancia genética en centimorgans.
Genética – 2015
16) La determinación del sexo en las abejas melíferas es haplodiploide: las hembras, diploides, se
desarrollan a partir de óvulos fecundados; los machos, haploides, se desarrollan de óvulos no
fecundados. Estimar la relación de ligamiento entre las mutaciones que originan cuerpo color
cordovan (cd) y sin cerdas (h), según los siguientes datos: Genotipo de la reina: cd h+ / cd+h;
Descendientes zánganos: 294 cordovan, 236 sin cerdas, 262 cordovan sin cerdas, 289 silvestres.
Dibujar el mapa de ligamiento.
17) En el hombre, el gen autosómico N produce anormalidad en uñas y rótulas, el llamado síndrome
"uña-rótula". De matrimonios entre personas de fenotipo síndrome uña-rótula y grupo sanguíneo
A con personas normales y grupo sanguíneo 0, nacen algunos hijos que padecen el síndrome y
son del grupo A. Cuando se casan entre sí tales descendientes (no emparentados) sus hijos son
de los tipos siguientes:
66% síndrome uña-rótula, grupo A
16% normal, grupo 0
9% normal, grupo A
9% síndrome uña-rótula, grupo 0
Analizar estos datos de forma completa.
18) En el maiz, los genes bm (nerviadura media parda), v (plántulas viriscentes) y pr (aleurona roja)
están situados en el cromosoma 5. Se realizó, un cruzamiento de prueba con un individuo de
genotipo + + +/bm v pr, dando lugar a la siguiente descendencia:
232
+++
84
+ v pr
235
bm v pr
77
bm + +
46
bm v +
201
+v+
40
+ + pr
194
bm + pr
Determine el orden de los genes en el cromosoma y calcule las distancias entre los genes, así
como el coeficiente de coincidencia.
19) Se cruza una Drosophila homocigótica para tres genes con otra que presenta los caracteres
mutantes "purple" (ojos púrpura), "black" (cuerpo negro) y "curved" (alas curvadas), todos ellos
dependientes de los alelos recesivos. En la F1 todos los individuos son normales. Al cruzar
hembras de esta F1 con machos "purple" "black" "curved", se observa en su descendencia las
siguientes proporciones fenotípicas:
Normal 37,0%
pr b c 37,0%
pr b + 10,0%
++c
10,0%
+b+
2,7%
pr + c 2,7%
+bc
0,3%
pr + + 0,3%
a) Determinar el orden de los tres genes.
b) Determinar el porcentaje de recombinación entre los tres genes, representando el mapa
correspondiente.
c) Determinar si hay interferencia y en qué grado.
20) En una especie animal, los caracteres "albino" (a), "sin cola" (s) y "enano" (e) son recesivos frente
a los normales, teniendo situados sus loci en el mismo cromosoma. Se conocen los siguientes
datos:
- el locus central es E,e;
- la distancia genética entre A,a y E,e es de 20 cM;
- la distancia entre S,s y E,e es de 10 cM;
- el valor del coeficiente de coincidencia es 0,6.
- determinar las frecuencias esperadas de los ocho fenotipos posibles que aparecerán en un
cruzamiento de prueba AES/aes x aes/aes.
21) ¿Con qué frecuencia aparecería el fenotipo a b C en la descendencia al realizar el siguiente
cruzamiento en Drosophila melanogaster:
Hembras a B c/ A b C x Machos A B c / a b C,
Genética – 2015
teniendo en cuenta que la frcuencia de recombinación entre A y B es 0.20, entre B y C es 0.15, y
que el índice de coincidencia es 0.25.
22) El padre de Mr. Spock, oficial científico de la nave estelar Enterprise, procedia del planeta
Vulcano; su madre era de la Tierra. Un habitante de Vulcano tiene las orejas en punta (P), carece
de glándula suprarrenal (A) y tiene el corazón a la derecha (D). Todos estos alelos son
dominantes sobre los alelos normales en la Tierra. Los genes correspondientes son autosómicos
y estan ligados ( P y A estan separados 15 u.m. y A y D 20 u.m.; A es el gen central). Si Mr.
Spock se casara con una terrícola, y no hubiera algún tipo de incompatibilidad (genética), ¿qué
proporción de sus hijos:
a) tendrá apariencia vulcana para los tres caracteres?
b) tendrá apariencia terrestre para los tres caracteres?
c) tendrá las orejas y el corazón como los vulcanos y la glándula suprarrenal como los terrícolas?
d) tendrá las orejas como los vulcanos y la glándula suprarrenal y el corazón como los terrícolas?
23) Los genes A, B y C están situados en este orden dentro del mismo cromosoma. La distancia
entre A y B es de 20 centimorgans, no habiendo en esta región dobles entrecruzamientos. La
distancia entre B y C es de 10 centimorgans, no dándose tampoco dobles entrecruzamientos.
a) Describir la segregación fenotípica del cruzamientos entre AaBbCc x aabbcc, suponiendo que
el coeficiente de coincidencia es de 0.1.
b) ¿Cuál sería la segregación si el coeficiente de coincidencia fuera 0.5?
24) Los siguientes genes recesivos de Drosophila melanogaster determinan en homocigosis recesiva
los siguientes fenotipos: d = tarsos con cuatro artejos en lugar de cinco; hk = quetas terminadas
en gancho; cn = ojos color cinabrio. Estos tres genes se encuentran situados en el segundo
cromosoma. Se cruzan dos cepas homocigotas, una con tarsos y quetas anormales y la otra con
ojos cinabrio. Las hembras vírgenes de la F1 se cruzan con el triple homocigota recesivo.
Predecir la composición de la descendencia si los dobles entrecruzamientos se distribuyen al
azar. La distancia entre d y hk es de 22.9 y entre hk y cn 3.6 centimorgans.
25) En Drosophila melanogaster los caracteres ligados ct, l y f presentan las siguientes distancias ct-l
= 7.7 unidades de mapa, l-f = 29.0 unidades. Suponiendo que no existe interferencia, dar el
porcentaje de los distintos fenotipos del cruce ct l f / + + + x ct l f / ct l f ¿Cuál será la respuesta si
hay un coeficiente de coincidencia de 0.57?
26) La longitud de la cola de cierto roedor está determinada por tres pares de genes A,a; B,b y C,c,
cuyos loci estan situados en el mismo brazo autosómico, ocupando el locus B la posición central.
Los genes A, B y C producen un crecimiento de la cola de 5mm cada uno, mientras que los genes
a, b y c producen un crecimiento de dos milímetros. Se cruzaron individuos AAbbCC x aaBBcc.
Se desea saber cual es la probabilidad de obtener en la F2 un individuo cuya cola mida 27mm,
sabiendo que la distancia entre los loci A,a y B,b es de 20 cM, la distancia entre B,b y C,c es de
40 cM y que el coeficiente de coincidencia es del 30 por 100.
27) Se cruzó una cepa homocigótica para tres genes autosómicos recesivos d, e, f, con otra
homocigótica para los tres alelos dominantes D, E, F, y se hizo un cruzamiento de prueba entre
las hembras de la F1 y los machos de la cepa triple recesiva, obteniendose los siguientes
resultados: 42 def; 48 DEF; 46 dEF; 44 Def; 6 deF; 4 DEf; 4 dEf; 5 DeF.
a) ¿Cuáles de estos genes estan ligados?
b) ¿Cuál es la frecuencia de recombinación entre los loci ligados?
28) En D. melanogaster, donde los machos son aquiasmáticos, se realizaron los siguientes
experimentos:
(1) Al cruzar una hembra triheterocigótica para los loci A,a; B,b y C,c (que presentan dominancia
completa) con un macho triple recesivo, se obtuvo la siguiente descendencia: 26ABC; 101 ABc;
99 AbC; 24 aBC; 25 Abc; 102 aBc; 98 abC; 25 abc.
(2) Al hacer el cruzamiento recíproco; es decir, una hembra triple recesiva por un macho con el
mismo genotipo que la hembra del cruzamiento anterior, se obtuvo la siguiente descendencia: 48
ABc; 51 AbC; 52 aBc; 49 abC.
a) ¿Están ligados los tres loci considerados?
b) Calcule la distancias genéticas entre los loci ligados.
c) Explique la diferencia entre las segregaciones obtenidas en los experimentos 1 y 2.
29) El endosperma ceroso (wx), el endosperma encogido (sh) y el color amarillo de las plántulas (v)
Genética – 2015
están codificados por tres genes ligados en el cromosoma 5.Una planta de maíz homocigota para
los tres alelos recesivos se cruza con una homocigota para los tres dominantes. La F1 resultante
se cruza luego con una planta triple homocigota recesiva, obteniéndose la siguiente progenie:
wx sh V
87
Wx Sh v
94
Wx Sh V
3.479
wx sh v
3.478
Wx sh V
1.515
wx Sh v
1.531
wx Sh V
292
Wx sh v
280
Determine el orden de estos genes en el cromosoma y calcule las distancias de mapa entre los
genes. Determie el coeficiente de coincidencia y la interferencia entre estos genes.
30) En el conejo, la mutación g reduce en un 50% la viabilidad de los espermatozoides. El locus G,g
está situado a 20 cM del locus del albinismo A,a (A, negro >a, albino) sobre el autosoma 4. El
locus B,b que afecta al tamaño de las orejas (B, orejas largas > b, orejas cortas), está situado en
el autosoma 8, a 10 cM de distancia de su centrómero. Se cruzaron un macho y una hembra
tripleheterocigóticos para estos loci, estando los loci ligados en fase de repulsión. se desea saber:
a) El porcentaje de conejos albinos en la descendencia;
b) La segregación fenotípica para el carácter tamaño de las orejas.
31) Tenemos una línea homocigótica de Drosophila portadora de los genes recesivos a, b y c, ligados
en ese orden. Se cruzan hembras de esta línea con machos de una linea homocigótica silvestre.
Se cruzan entre sí los machos y hembras heterocigóticos de la F1 y se obtienen los siguientes
fenotipos en la F2: 1364 +++; 365 abc; 87 ab+; 84 ++c; 47 a++; 44 +bc; 5 a+c y 4 +b+.
a) ¿Cuál es la frecuencia de recombinación entre a y b? ¿Y entre b y c?
b) ¿Cual es el coeficiente de coincidencia?
32) R. A. Emerson cruzó dos líneas puras distintas de maíz y obtuvo una F1 heterocigótica para tres
genes recesivos, an (antera), br (braquítico) y f (delgado). Hizo un cruzamiento con la F1 y una
estirpe de prueba completamente homocigótica recesiva y obtuvo los fenotipos descendientes
que siguen: 355 "anteras"; 339 "braquíticos y delgados"; 88 completamente normales; 55
"anteras, braquíticos y delgados"; 21 "delgados"; 17 "anteras y braquíticos"; 2 "braquíticos" y 2
"anteras y delgados".
a) ¿Cuales eran los genotipos de las líneas parentales?
b) Dibuje un mapa de ligamiento que ilustre la disposición de los tres genes (incluyendo las
distancias de mapa).
c) Calcule el valor de la interferencia.
33) Morgan (1911) cruzó Drosophila hembras de ojos blancos (w) y cuerpo amarillo (y) con machos
de ojos rojos (w+) y cuerpo marrón (y+). En la F1 las hembras eran fenotípicamente como sus
padres y los machos como sus madres. los individuos de la F1 se cruzaron entre sí, obteniéndose
2105 descendientes, cuyos caracteres fenotípicos eran:
FENOTIPO
Ojos
blanco
rojo
blanco
rojo
SEXO
Cuerpo
amarillo
marrón
marrón
amarillo
Machos
543
547
6
7
Hembras
474
512
11
5
Proponga una hipótesis que explique los resultados.
Genética – 2015
Trabajo Práctico 5
Técnicas
de
análisis
Extracción de ADN.
genético.
Para estudiar los ácidos nucleicos recurrimos a técnicas moleculares que nos
permiten analizar una o más secuencias del genoma de organismos individuales o incluso
de varios organismos a la vez.
A partir de una muestra biológica se aislan los ácidos nucleicos, separándolos de
cualquier otro compuesto proveniente de las células o del ambiente del cual se tomó la
muestra. Cuando se obtienen muestras de suelo, debemos considerar la alta concentración
de materia orgánica en descomposición, la cual produce ácidos húmicos que luego van a
interferir con las técnicas de análisis genético.
En general para aislar ADN, el material biológico se trata con buffers que contienen
detergentes y agentes quelantes de cationes para lisar las membranas celulares, liberar al
ADN e inhibir las nucleasas; además el buffer contiene sales que protegen la molécula de
ADN. Posteriormente se trata la muestra con una proteinasa para degradar enzimas y otras
proteínas, incubando alrededor de los 50ºC. Esta incubación facilita además la ruptura de
lípidos. Una vez que se han degradado las proteínas deben eliminarse los restos proteicos y
lipídicos, utilizando sustancias como fenol, cloroformo o cloruro de litio. Finalmente el ADN
se precipita con alcoholes para separarlo de la fase acuosa, y se resuspende en un buffer
que permita su almacenamiento estable.
Debido a la duración limitada del trabajo práctico, vamos a trabajar con productos
comerciales, que agilizan la tarea. Este esquema general de pasos para obtener ADN
purificado no se cumple estrictamente en todos los kits comerciales de extracción.
El laboratorio de biología molecular exige una serie de precauciones para evitar la
contaminación del material biológico con ácidos nucleicos extraños a la muestra, o con
nucleasas, que pueden provenir de nuestras manos o de otras fuentes de material biológico.
Es necesario limpiar el área de trabajo con lavandina y luego con etanol 70%, y utilizar
guantes no sólo para protección personal sino también para evitar contaminar las muestras.
Los materiales deben ser libres de ADNasa y ARNasa, como también deben estar irradiados
con luz UV o tratados con algún otro método para eliminar cualquier molécula de ácido
nucleico presente.
Para la realización del Trabajo Práctico, ver la guía de laboratorio correspondiente.
Genética – 2015
Trabajo Práctico 6
Análisis genético con enzimas de
restricción. Electroforesis en gel de
agarosa
Enzimas de restricción.
Para conocer la organización del ADN se desarrollaron métodos que permitieron conocer la
secuencia exacta de nucleótidos, primeramente de regiones seleccionadas de un gen, luego
de un gen completo, y más recientemente de un genoma completo. En un principio no había
modo de secuenciar el ADN directamente, porque no había forma de cortar la molécula en
puntos específicos, ya que las desoxirribonucleasas (ADNasas) disponibles cortaban
indiscriminadamente. Pero en la década del 70´ se descubrieron enzimas bacterianas con
actividad ADNasa que reconocían una secuencia palindrómica particular y la cortaban,
permitiendo aislar fragmentos discretos del ADN. Estas nucleasas reconocen una secuencia
específica de 4 a 8 nucleótidos de longitud, y producen un clivaje del ADN en el sitio
reconocido, y se las llama enzimas de restricción. Las bacterias las utilizan como
mecanismo de defensa contra virus bacteriófagos, ya que reconocen sitios presentes en
esos virus, que están ausentes en el genoma de la bacteria. Con el tiempo se describieron
numerosas enzimas de restricción, que se nombran con una sigla a partir del nombre de la
especie bacteriana que la presenta. Un ejemplo de enzima de restricción lo ofrece la EcoRI,
que proviene de Eschericha coli, y reconoce la secuencia palindrómica:
5´-GAATTC-3´
5´-CTTAAG-3´
Y producen el corte en //:
5´-G | AATTC-3´
5´-CTTAA | G-3´
De esta manera, la EcoRI genera extremos con nucleótidos sin aparear, que tienden a
volver a unirse por complementaridad a través de puentes de hidrógeno, por lo cual se los
llama “extremos pegajosos”. Otras enzimas de restricción en cambio producen “extremos
romos”, y no dejan nucleótidos sin aparear.
Los fragmentos que se generan a partir de cortes por enzimas de restricción pueden
reconocerse fácilmente mediante una electroforesis en gel de agarosa. El patrón de
fragmentos que presenta una secuencia dada se llama patrón de restricción, y es altamente
específico para una región dada de una determinada especie.
Estas nucleasas abrieron el campo de la biología molecular a nuevas técnicas entre las
cuales permitió secuenciar fragmentos de ADN y expresar genes.
Electroforesis en gel de agarosa.
La electroforesis en geles de agarosa es un método simple para la separación de
fragmentos de ADN entre 500 y 2.500 pares de bases de longitud, que también puede
utilizarse para purificar ADN mediante la técnica de corte de banda.
La agarosa se obtiene de algas marinas, es una molécula lineal neutra de unidades
alternadas β-1,3 D-galactosa y α-1,4 3,6-anhidro-L-galactosa. Los geles se preparan a una
concentración apropiada al rango de fragmentos de ADN que se quieran separar.
El gel se coloca en una cuba electroforética horizontal con un buffer adecuado y, una vez
sembradas las muestras de ADN, se aplica un voltaje a los terminales del gel generando un
campo eléctrico con una fuerza definida por la longitud entre los electrodos y la diferencia de
potencial total aplicada. Las moléculas de ADN sometidas a este voltaje migran hacia el polo
positivo (ánodo), debido a la carga negativa que aportan los grupos fosfato.
La migración depende de la longitud de los fragmentos, de manera que los más pequeños
migran más rápido. A medida que avanzan, los fragmentos largos quedan más cerca del
punto de siembra y los cortos más lejos. Una vez separados en el gel, los fragmentos de
Genética – 2015
ADN se detectan mediante tinción con agentes intercalantes como el bromuro de etidio.
Dado que éste es altamente tóxico, se ha reemplazado por otras sustancias intercalantes
inocuas que se adquieren comercialmente, como la que utilizamos en el Trabajo Práctico.
Figura 1. Migración del ADN en una electroforesis en cuba horizontal.
-
+
Para la realización del Trabajo Práctico, ver la guía de laboratorio correspondiente.

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