Trabajos de Thomas Morgan
Trabajos basados en la Teoria Cromosómica de Thomas Morgan
Indice
1. Introducción
2. Materiales
3. Método
4. Resultados Y Discusion
5. Conclusiones
6. Bibliografía
1. Introducción
Uno de los organismos más estudiados en el campo de la genéticapara el tema de las mutaciones es la mosca del vinagre Drosophila melanogaster. En el estado salvaje es una pequeña mosca diploide cuyo tamaño es aproximadamente la tercera parte de una mosca doméstica. El ciclo de vidadel díptero Drosophila melanogaster incluye las etapas de huevo, larva pupa y adulto, a partir del huevo, los primeros hechos embrionarios producen en estadolarvario conocido como I instar, con un crecimiento rápido; la larva muda 2 veces /II III instar), y entonces se forma el estado de pupa, en el cual la cutícula de la larva es remplazada por
las estructuras adultas y un imago. Un adulta emerge de la cáscara de la pupa listo para aparearse, en el caso del macho.(Strickberger, 1978).
Drosophila melanogaster posee cuatro pares de cromosomas, de los cuales: el par I es sexual siendo en la hembra (XX), largo y telocéntrico, mientras que en el macho, uno
largo y telocéntrico (X) y otro corto y acrocéntrico; los pares II y III, son Largos y metacéntricos; y el par IV, corto y telocéntrico.
La asignación de cromosomas X y Y en el cariotipo de D melanogaster fue realizada por Wilson y Stewens, quienes vieron en la hembra dos cromosomas largos X, en el macho uno solo y un cromosoma corto Y (Puertas, 1992)
Se ha determinado el sexohomogamético a la hembra por la presencia de dos gametos iguales (XX) y heterogamético al macho, que solo posee un cromosoma X. En especies con machos heterogaméticos como Drosophila los descendientes machos sus cromosomas X solamente de sus madres (Strickberger, 1988)
Drosophila melanogaster tiene un número cromosómico bajo (2n = 8) y sus larvas presentan cromosomas gigantes en sus glándulas salivares por lo que es de gran utilidadpara estudiar la morfología cromosómica y la evolución cariotípica. Además se cuentan con gran cantidad de líneas mutantes que producen fenotipos claros tales como los que muestran diferencias en forma, colory tamaño de diversas partes de su cuerpo entre otras.
Por tales motivos, Drosophila melanogaster es un organismo ideal para la demostración de muchos principios biológicos y el análisis de ciencia descriptiva, bioquímica y molecular, se utiliza para estudiar problemas de desarrollo y nutrición fisiológicas y conductaanimal, comportamiento, reacciones en el apareamiento y respuestas a la luz de diversos colores.
Dada la variación de mutaciones que presenta la Drosophila melanogaster se ha escogido como material biológico preferido para estudiar el fenómeno de la herencia. Existen varios factores que contribuyen a su elección como organismo adecuado para la demostración de muchos principios genéticos en eucariotas, como son: Su bajo número de cromosomas (4 pares), la disponibilidad de una gran variedad de mutaciones, su fácil mantenimiento en el laboratorio, y su corto período generacional. (Carrera y Rueda, 1995)
Para la realización de este trabajose utilizaron mutantes específicos tales como hembras yellow-white y machos salvajes para cruces hasta la segunda generación filial cuyos resultados fueron sometidos a un análisis cuantitativo y cualitativo con base en pruebas estadísticas y utilizando la teoría como base para el análisis reflexivo de los resultados obtenidos
Marco teórico
Los primeros estudios acerca de los mecanismos de la herencia, son atribuidos a Gregorio Mendelquien por primera vez utiliza diferentes variedades del tipo de guisantes para formular toda una experimentación cuantitativa basado en un procedimientocientífico capaz de darle explicación a las observaciones cotidianas que apuntaban a la existencia de un procesocomplejo de herencia. Sus trabajos fueron redescubiertos en 1900, son la base fundamental de la Genética Moderna, pues constituyen la primera aproximación lógica, descriptiva y racional del estudio
de los mecanismos de la herencia.
Mendel formuló dos grandes leyes; la primera expone que los miembros de la pareja genética se distribuyen separadamente entre los gametos (segregan), de forma que la mitad de los gametos llevan un miembro de la pareja génica y la otra mitad llevan el otro miembro de la pareja génica. Las proporciones fenotípicas que obtuvo Mendel para la segunda generación filial fueron de 3:1.(Griffiths, 1995, p.27)
En su segunda Ley, Mendel propone que: "Durante la formación de los gametos, la segregación de los alelos de un gen se produce de manera independiente de la segregación de los alelos de otro gen". Las proporciones fenotípicas para la segunda generación filial fueron 9:3:3:1.(Griffiths, 1995, p.30.)
A Mendel se le atribuye haber establecido las reglas básicas del análisis genético, ya que su trabajo permitió conocer la existencia de unidades hereditarias, que contenían la informaciónhereditaria que se transmitía de una generación a otra. Los términos dominante y recesivo fueron acuñados por Mendel, los mismos se mantienen en la actualidad
; a las unidades hereditarias las denominó factores
En 1912 Sutton y Boveri, propusieron la teoría cromosómica de la herencia, que estableció que los factores de Mendel eran los genes ubicados en una estructuradefinida llamada cromosoma y que estos los genes, estaban ubicados sobre los cromosomas. Los trabajos de estos investigadores fueron reforzados y esclarecidos por los trabajos de Morgan quien estudió los mecanismos de la herencia, utilizando mutaciones en Drosophila melanogaster como marcadores genéticos, que le permitieron observar
y entender estos procesos.
No obstante, mientras Mendel Solo necesitó obtener 34 variedades de semillas, Morgan tenía que generar sus propias variedades de organismos. Morgan esperaba que diferentes variedades o mutantes del tipo silvestre aparecieran y así cruzar las suficientes cantidades de moscas. En un año aproximadamente, y entre miles de moscas, encontró su primer mutante, tenía ojos blancos, en lugar de rojos como era la normal.
Posteriormente T.H. Morgan, en 1910, presentó pruebas de que un carácterespecífico de Drosophila melanogaster, ojos blancos, se hallaba ligado a la herencia del sexo y muy probablemente asociado a un cromosoma determinado, el cromosoma X. Según los datosde Morgan en un cultivo normal de moscas de ojos rojos había apreciado que un macho de ojos blancos que entonces fue cruzado con sus hermanas de ojos rojos, todos los individuos de la F1 de dicho cruzamiento presentaban los ojos rojos con excepción de tres machos con ojos blancos que Morgan atribuyó a mutaciones posteriores. Lo que presentaba un interésespecial era el hallazgo de que al cruzar entre sí las moscas con ojos rojos de la F1 daban lugar a hembras con los ojos blancos.
Sin embargo, aparecían hembras con los ojos blancos al efectuar el cruzamiento retrógrado de las hembras con ojos rojos de F1 con el progenitor masculino de ojos blancos, este último tipo de cruzamiento dio lugar a cuatro clases
de descendiente, hembras y machos de ojos blancos, hembras y machos de ojos rojos.
Para dar explicación a estos resultados Morgan propuso que las hembras de la F1 de ojos rojos eran heterocigotas para el carácter ojos blancos, recesivo. De este modo la aparición de hembras de ojos blancos solo podía darse en las hembras homocigotas para el gen white. Por otra parte, un descendiente masculino tenía la misma probabilidadde tener los ojos rojos que blancos si su madre era un heterocigoto sin reportar el genotipo de su padre. Estos resultados se relacionan con los hallazgos de Wilson, Stevens y otros de que el macho sólo tenía un cromosoma X y la hembra dos.
Según esto, el macho original de ojos blancos tenía un gen white localizado en un cromosoma X único, aunque white es recesivo ese macho presentaba de todas formas los ojos blancos a causa de la ausencia de otro cromosoma X normal. Sin embargo, en las hembras el color de los ojos depende de los genes presentes en los dos cromosomas X y sólo pueden presentarse ojos blancos cuando ambos cromosomas X llevan el gen recesivo white.
Un factor de gran interés en el estudio de la genética, son las mutaciones, según Griffiths (1995) "las mutaciones son cambios
que se dan en los organismos de un estado hereditario a otro".
Las mutaciones han constituido una herramienta fundamental en el estudio genético, pues se han convertido en verdaderos marcadores especiales que permiten seguir los procesos biológicos y se pueden utilizar con dos propósitos (1) para estudiar el proceso de mutación por si mismo y (2) para analizar una funciónbiológica desde un punto de vista
genético.
Las mutaciones más fáciles de detectar son las mutaciones morfológicas, que afectan al color o la forma de cualquier órgano de un animal o planta, pues son rápidamente visibles y medibles.(Puertas, 1992).
Los estudios de mutaciones estudios han permitido evidenciar situaciones en las cuales las Leyes de Mendel se ven alteradas en las proporciones fenotípicas, como lo son las interacciones alélicas que se dan entre alelos de un mismo gen, por ejemplo la codominancia la dominancia incompleta, pleiotropía, dominancia completa
, y las interacciones no alélicas que surgen entre alelos de diferentes genes como las epístasis.
Otro tipo de situaciones que afectan las proporciones fenotípicas de Mendel son las referidas a la existencia de ligamientos físicos absolutos y parciales. El ligamiento es una concepción que surge del estudio de ubicación y observaciónde los genes en los cromosomas, estableciendo que si dos genes se encuentran en un mismo cromosoma estarán ligados físicamente por lo cual no podrán segregar de forma independiente uno del otro tal como lo exponía Mendel. El ligamiento constituye entonces un mecanismo que permitió explicar aquellas situaciones donde las leyes de Mendel no podían explicar los procesos de la herencia.
Con el estudio detallado de los procesos de herencia y el establecimiento de los procesos de Mitosis y Meiosis, se determinó que durante la Meiosis los cromosomas homólogos eran capaces de intercambiar material genético, proceso al que se denominó recombinación, y que se ve evidenciado en la formación de estructuras visibles llamadas quiasmas. Para que ocurra la recombinación deberán acontecer una serie de procesos que lleven a la formación del complejo sinaptonémico, que mantendrá unidos
a los cromosomas homólogos y permitirá el intercambio de material genético entre estos.
La hembra en Drosophila melanogaster, constituye el sexo homogamético, puede recombinar ya que presenta ligamiento que le permiten poder romper porciones del cromosoma y establecer quiasmas para el intercambio de material genético. En el macho, que constituye el sexo heterogamético, existe un ligamiento absoluto que impide la recombinación por no darse los procesos de rompimientos cromosómico, esenciales para el intercambio de material genético.
La recombinación en un proceso que puede influir en la herencia, los estudios han determinado que los gametos que resultan de la recombinación siempre serán en frecuencia menor a los que llevan genes donde no se ha dado la recombinación, es decir, los parentales. Sturtevant, propuso la existencia grosso modo de la siguiente proporcionalidad: conforme mayor es la distancia entre genes ligados, mayor es la probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en la zona
que separa esos genes y, por lo tanto, mayor la proporción de recombinantes que se producen.
En el estudio experimental y teórico de los procesos de la herencia, se ha desarrollado métodos matemáticos y estadísticos que tienen como objeto realizar comprobaciones de fenómenos en estudio, tal es el caso de cruces experimentales en Drosophila melanogaster.
Planteamiento del cruce entre hembras yellow-white (yw) y machos salvajes(y+w+)
Con La finalidad de demostrar
fenómenos que difieren de los principios Mendelianos, se realizó un cruce con 2 hembras yw y 5 machos salvajes
Las hembras son vírgenes con mutaciones en el cromosoma I sexual en el locus 0.0 (yellow) y 1.5 (white) siendo silvestres para los demás locus, y los machos son salvajes o normales para todos los locus.
Las mutaciones yellow-white están ligadas al sexo por lo que se encontrará segregación no independiente entre los genes yellow-white por estar físicamente ligados (en el mismo cromosoma) y dominancia completa de los alelos salvajes sobre los mutantes.
Se utilizaron mutantes de cepas específicas como hembras yellow-white y machos salvajes, para cruces hasta la segunda generación filial, posteriormente los resultados fueron analizados con base en un análisis cuantitativo y cualitativo, basándose en pruebas estadísticas y utilizando la teoría como basa para su análisis.
Objetivos
Objetivo general.-
■Plantear y realizar cruces experimentales con D. melanogaster, con la finalidad de demostrar, interacciones génicas, herencia ligada al sexo, ligamiento y recombinación.
Objetivos específicos.-
■Demostrar que las mutaciones yellow (y) y white (w), al estar ubicadas en el mismo cromosoma, segregan de forma dependiente.
■Demostrar que las mutaciones (y) y (w), son caracteres ligados al sexo
■Demostrar la presencia de herencia cruzada
■Determinar los tipos de gametos posibles en cruces genéticos y calcular las frecuencias gaméticas esperadas.
■Determinar si se presentan recombinantes y cual es su proporción
■Demostrar si los descendientes parentales son más numerosos que los descendientes recombinantes
■Determinar frecuencia genotípicas y fenotípicas esperadas hasta la segunda generación filial.
■Determinar si las descendencias esperadas en la F1 y F2 y comparar con las descendencias observadas.
■Verificar la validez de la hipótesisplanteadas para la F1 y F2, a través de la aplicación de la prueba chi cuadrado.
Hipótesis
Primera generación Filial (F1)
Al realizar el cruce experimental donde las hembras son yw homogaméticas y los machos y+w+ heterogaméticos, cuyos genes para la mutación yw son recesivas y están ubicados en el cromosoma I (sexual) X; es de esperarse que en la primera generación filial, todos los machos expresen el fenotipo de la madre (yw) y todas las hembras sean salvajes expresando el fenotipo del padre (y+w+ ), evidenciando así herencia cruzada.
Segunda generación filial (F2)
Al realizar un segundo
cruce (endocruce), entre individuos de la primera generación filial cuyas hembras son homocigotas y los machos hemicigotos, para cualquier carácter ligado al sexo, es de esperarse que ocurra segregación dependiente.
En el cruce para los genes considerados "y" y "w", los cuales se encuentran en el mismo cromosoma (X), es de esperarse ligamiento físico
, interacciones no alélicas y ligamiento al sexo, siendo más frecuentes estas mutaciones (yw en los machos, así como también proporciones fenotípicas de diferentes caracteres como Yellow-white (yw), salvajes (y+w+ ),yellow (y w+ ) y white (y+ w).
Por encontrarse los locus 0.0 "y" y 1.5 "w" muy cercanos en el mapa genético del cromosoma X, es de esperarse que la probabilidad de recombinación sea mínima.
2. Materiales
Sustancias e instrumental
■Frascos de vidrio con tapones y medio de cultivo
■Frascos de vidrio vacíos con tapones
■Lupa estereoscópica
■Agujas de disección
■Frasco eterizador
■Cápsula de petri
■Tubo transportador
■Pincel fino de cerdas naturales
■Placas de porcelana
■Almohadilla de anime
■Eter dietílico
■Morgue ( frasco de vidrio con aceite de motor )
Biológicos
■Lineas mutantes de Drosophila melanogaster
■Dos (2) hembras vírgenes yellow-white
■Cinco (5) machos salvajes
Descripcion y designacion de las lineas mutantes
y : yellow ( I-0.0 )- cuerpo
Origen : espontáneo
Descubrió : E. Wallace
Fenotipo : cuerpo amarillo, pelos y cerdas cafécon puntas amarillas. Las setas y las partes bucales de la larva son café
, distinguibles del café oscuro del tipo silvestre.
w : white ( I-1.5 ) - ojos
Origen: espontáneo
Descubrió: Morgan
Fenotipo: ojos color blanco puro. Los ocelos, la cubierta de los testículos de adultos y los tubos de Malpighi de las larvas son incoloros. Los alelos de tipo silvestre no dominan completa sobre white, w/+ tiene menos pigmento rojo que +/+.
3. Método
Para llevar a cabo estudios experimentales con Drosophila melanogaster se utilizaron dos (2) hembras vírgenes yellow-white y cinco (5) machos con el fenotipo salvaje, observando con detenimiento las características de estas moscas al presentar estas mutaciones. Para observarlas se utilizó la técnica del blanqueo, que permite narcotizar al grupo de moscas de un cultivo determinado para observarlas mientras se encuentran dormidas.
Procedimiento para narcotizar y transportar Drosophila melanogaster.
1.- En un frasco limpio y vacío con un tapón de algodón previamente impregnado con 5 ó 6 gotas de éter dietílico, se esperan 2 minutos mientras se formaba una atmósfera de éter en el interior del mismo, construyéndose así el frasco eterizador.
2.- Se golpeaba firmemente 2 ó 3 veces el frasco de cultivo, (tomando en cuenta las condiciones del cultivo) sobre una lámina de anime, de manera que las moscas pasaran a la parte inferior del frasco. Este paso se realizó con mucho cuidado
a fin de evitar que el frasco se rompa o que las moscas se precipiten contra el medio y queden pegadas a él, lo que ocasionaría su muerte.
3.- Inmediatamente y en forma rápida se procedió a destapar ambos frascos colocándolos boca
a boca ubicando el eterizador en la parte superior. Los tapones de los frascos debían siempre estar agarrados por el responsable del blanqueo para evitar la contaminación de los mismos.
4.- Se invirtió la posición de los frascos, haciendo que el frasco eterizador quedara en la parte que hace contacto
con el anime. Se golpea suavemente unas dos o tres veces de manera que todas las moscas del medio de cultivo pasaran al frasco eterizador.
5.- Se tapaban inmediatamente los dos frascos con sus respectivos tapones, y se esperaban unos segundos a que las moscas se durmieran para empezar a observarlas.
6.- Con ayuda de un pincel fino se transportaba y manipulaba a las moscas del frasco eterizador a las lupas, láminas o cápsula narcotizantes.
7.- Una vez dormidas se transportaron a la baldosa y se observaron a la lupa, si se evidenciaba que las moscas estaban despertando, se utilizaba una cápsula de petri con un pedazo de gasa con unas gotas de éter para tapar el área donde se encontraban las moscas y volverlas a dormir.
Eliminación de moscas: Si se desea transportar algunas moscas que quedaron en el cultivo, se utilizaba el transportador, que son tubos de vidrio con extremo en bisel y el otro conectado a una manguera, entre la manguera y la boquilla se coloca una gasa que impida el paso de moscas, este transportador permitía succionar las moscas y mantenerlas en un sitio determinado cerrando el extremo en bisel del transportador, para posteriormente; por un lado del tapón del cultivo insertarlas sin necesidad de abrir el frasco del cultivo, o de sacarlas sin necesidad de realizar un nuevo blanqueo.
Selección de hembras vírgenes
Para ello existen tres métodos diferentes:
a.- Colectas a partir de imagos: este se da en un ciclo de diez días, el primer día se siembra la línea de moscas, el quinto se retira a los progenitores para evitar que se confundan con la progenie; luego el décimo día se eliminan las moscas que hayan emergido durante la noche
. Se procede a separar hembras y machos, se colocan las primeras en medio fresco y se elimina a los machos
b.- Colecta a partir de larvas del tercer estadio: para ello se recurre a la observación de las gónadas larvarias (que son de distinto tamaño en ambos sexos) utilizando un microscopiode disección a 4x o 10x. Una vez colectadas las hembras se colocarán en frascos con medio fresco para que completen su desarrollo
.
c.- Colecta a partir de pupas: Ya que el sexo puede determinarse si se examina la superficie ventral de esta con ayuda de un microscopio de disección. En las pupas machos () se distingue los peines sexuales, lo que facilita este método. Cabe mencionar que este fue el método utilizado por la profesora para la colecta de hembras vírgenes, las cuales fueron entregadas a cada equipo de trabajo para su estudio y experimentación.
Procedimiento para el cruce experimental
A.- Montaje del cruce P1 x P1:
Para este primer cruce se colocaron en un frasco con medio de cultivo 2 hembras vírgenes (yw) y 5 machos salvajes, estas moscas constituyeron nuestra primera generación parental. Al cabo de 8 días, se eliminaron los padres
; encontrándose muchas larvas que se constituirían en las moscas de la primera generación filial, se examinó meticulosamente el fenotipo de cada una, realizándose el primer conteo de machos y hembras.
B.- Montaje del Endocruce F1 x F1:
Se tomaron 8 hembras héterocigotas en representación de la primera generación filial, y se cruzaron con 16 machos hemicigotos en representación de la primera generación filial, se transportaron a un nuevo medio de cultivo, y se identificó fecha, características y tipo de cruce realizado. Al cabo de ocho días se retiraron los padres, comprobando que existían suficientes larvas y pupas en el frasco, el día 16 luego de montado el endocruce se realizó el primer conteo de la segunda generación filial, determinando los fenotipos y sexos de las moscas adultas emergidas en este endocruce, a los 8 días posteriores se realizó el segundo conteo, determinando los mismos elementos.
4. Resultados Y Discusión
Después de realizar las cruces en el laboratorio
se obtuvieron los siguientes resultados:
Primera generación filial (F1)
Cruce teórico
yw x y+w+
(2 hembras) (5 machos)
Designación:
y: yellow (I- 0.0) - cuerpo
w: white (I- 1.5) - ojos
P1:
Cuadro I: Fenotipos observados en la Primera eneración filial (F1),entre machos salvajes y hembras mutantes "yw"
Nº individuos
FENOTIPO
MACHOS
HEMBRAS
TOTAL
salvajes
10
10
yellow-white (yw)
136
136
TOTAL
146
Análisis y discusión de resultados en la F1
Al observar los resultados obtenidos en la primera generación filial encontramos que las hembras muestran el carácter salvaje y los machos las mutaciones yellow-white como la madre lo que es evidencia de una herencia cruzada dado que las mutaciones presentes en el macho se ubican en el cromosoma sexual X el cual fue aportado por la madre; además encontramos una dominancia completa del alelo salvaje sobre el mutante. De esta forma se demuestra la hipótesis planteada para F1.
Cabe destacar, que un hecho curioso, es la aparición escasa o insignificante de hembras salvajes en los 2 conteos realizados, hecho el cual, no pudo ser explicado, con base en la bibliografía, sin embargo se puede inferir que debido a factores ambientales, las proporciones, en cuanto a números, no se cumplieron, no obstante, los fenotípos hallados corresponden con las hipótesis.
Segunda generación filial (endocruce)
Cruce experimental
P2: F1 x F1 (8 hembras y 16 machos )
Fenotipos
machos
hembras
total
++
155
155
310
yw
159
141
300
y
1
1
w
1
1
Cálculos:
1.- Fracción recombinante de la hembra
r = 1.5 - 0.0 = 0.015
100
2.- Fracción parental de la hembra
p = 1 - 0.015 = 0.985
3.- Fracción de cada gameto parental de la hembra
0,985 / 2 = 0.4925
4.- Fracción de cada gameto recombinante de la hembra
F = r/2 = 0.015 / 2 = 0.0075
5.- Fracción de cada gameto parental del macho
p = 1 / 2
6.- Frecuencia genotípica
Parental : 0.4925 x 1/2 = 0.244625
Recombinante : 0.0075 x 1/2 = 0.00375
7.- Frecuencia fenotípica parental de hembras
yw = 1 x 0.24625 = 0.24625
y+w+ = 1 x 0.24625 = 0.24625
8.- Frecuencia fenotípica para machos
yw = 1 x 0.24625 = 0.24625
y+w+ = 1 x 0.24625 = 0.24625
9.- Frecuencia fenotípica recombinante para hembras
y = 1 x 0.00375 = 0.00375
w = 1 x 0.00375 = 0.00075
10.- Frecuencia fenotípica para machos y hembras esperada de recombinantes más parentales
PARENTALES
RECOMBINANTES
fenotipo
hembras
machos
hembras
machos
total
++
0.24625
0.24625
-
-
0.4925
yw
0.24625
0.24625-
-
-
0.4925
y
-
-
0.00375
0.00375
0.0075
w
-
-
0.00375
0.00375
0.0075
11.- Número de individuos esperados para cada fenotipo
n = f x N
Hembras:
y+w+ = 0.24625 x 612= 150.705
yw = 0.24625 x 612= 150.705
y = 0.00375 x 61 = 2,2952
w = 0.00375 x 61 = 2,2952
Machos:
y+w+ = 0.24625 x 612= 150.705
yw = 0.24625 x 612= 150.705
w = 0.00375 x 61 = 2,2952
y = 0.00375 x 61 = 2,2952
12.- Cálculo de chi cuadrado
g l = 4 - 1 = 3
Cuadro 2: Calculo del chi cuadrado para fenotipos de las hembras
Fenotipo
Observados
O
Esperados
E
(O-E)2
(O-E)2
2
y+w+
155
151
16
0.1059
yw
159
151
64
0.4238
y+w
1
2
1
0.5
yw+
1
2
1
0.5
X2
1,52
Cuadro 3: Calculo de chi cuadrado para fenotipos en machos
Fenotipo
Observados
O
Esperados
E
(O-E)2
(O-E)2
2
y+w+
155
151
16
0.1059
yw
141
151
100
0.6622
y+w
O
2
4
2
yw+
2
4
2
X2
4,76
X2 (experimental ) = 1,52
X2 (experimental ) = 4,76
X2(crítico ) = 7,815
Se aceptan todas las hipótesis establecidas para la segunda generación filial
Análisis y discusión de los resultados para F2
Al realizar el endocruce entre los individuos obtenidos en la F1 tenemos que se encontraron sólo cuatro (4) productos meióticos o fenotipos de los cuales dos de éstos eran iguales a sus padres y los otros dos eran "y" y "w" que eran los recombinantes. Si se considera el valorde la fracción recombinante r= 0,015 resulta bajo en comparación con el valor
de la fracción parental p= 0,985.
Al respecto puede decirse que la fracción recombinante representa 1,5% este indica que la distancia entre el locus en donde se encuentra
ubicada la mutación "y" se haya bastante cercana de donde está ubicada la mutación "w", básicamente es una distancia entre 0,0 y 1,5 .Estos resultados corresponden con los estudios de Sturtevant (citado es Suzuki, D et al, 1995, p. 129) donde propone que "con forme mayor es la distancia entre genes ligados, mayor es la probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en la zona que separa estos genes y, por lo tanto, mayor la proporción de recombinantes que se produce ".
El anterior estudio permite entender que en un cruce entre genes de loci tan cercanos genera un bajo porcentaje de individuos recombinantes tal y como se aprecia en la tabla respectiva, donde los productos
meióticos recombinantes, son mínimos y en algunos casos no aparecen, cabe destacar que al aumentar la población, es posible que aumente el número de recombinantes.
Al comparar el número de individuos parentales y recombinantes esperados se encuentra que en cuanto a fenotipos aparecen en igual cantidad sin embargo al analizar los valores entre hembras y machos de cada fenotipo se tiene que los parentales aparecen en mayor cantidad que los recombinantes esto se deba a que el valor de la fracción recombinante y al hecho de que en Drosophila melanogaster el macho no recombina
La prueba Chi cuadrado indica que los valores experimentales tanto para machos como para hembras son menores que el valor crítico de la tabla lo que indica que se aceptaron las hipótesis para la segunda generación filial.
En cuanto a los genes "y" y "w", ambos se ubican en un mismo cromosoma (I sexual) por lo tanto existe ligamiento físico entre ambos y por consiguiente segregan de forma no independiente.
Estos resultados coinciden con los de Morgan, que estableció que "una frecuencia de recombinante significativamente inferior al 50% demuestra que los genes están ligados, por lo tanto también segregan de forma dependiente
5. Conclusiones
Se reportó la existencia herencia ligada al sexo en la F1 debido que los machos mostraron todos el fenotipo de la madre "y" y "w" mientras que las hembras resultaron ser todas salvajes, lo que indica que se trata de una herencia cruzada.
Las mutaciones "y" y "w" están ligadas físicamente por encontrarse las dos ubicadas en el cromosoma I (sexual x ) por lo tanto existe una una segregación no independiente.
La cantidad de individuos parentales resulta ser mayor que el número de recombinantes, debido a la poca distancia entre los genes ligados lo cual se evidencia en una baja fracción recombinante de los gametos femeninos.
Se demostró la dominancia completa de los alelos salvajes sobre los alelos mutantes "y" y "w"
6. Bibliografía
Carrera,S. y Rueda,I.(1995).Guia de laboratorio de Genética General. Trabajo no publicado. Instituto Pedagógico de Caracas, Departamento de Biología y Química. Cátedra de Genética General.
Griffith,A; Miller, J; Suzuki, D; Lewontn, R. y Gelbart, W.(1995). Genética Editorial McGraw-Hill.
Karp, G(1987). Biología Celular, Editorial Mc Graw -Hill, Mexico
Puertas,M.(1993). Genética. Fundamentos y Perspectivas.Editorial McGraw-Hill.
Ramos,P.(1993). Manual de Laboratorio de Genética.
Strickberger, M (1982). Genética Edit. Omega, Barcelona, España,
Autor:
Ceballos Claudia
Claudiat.cm@gmail.com
Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Instituto Pedagogico De Caracas
Dpto. Biologia y Química
Catedra: genetica y evolución
Indice
1. Introducción
2. Materiales
3. Método
4. Resultados Y Discusion
5. Conclusiones
6. Bibliografía
1. Introducción
Uno de los organismos más estudiados en el campo de la genéticapara el tema de las mutaciones es la mosca del vinagre Drosophila melanogaster. En el estado salvaje es una pequeña mosca diploide cuyo tamaño es aproximadamente la tercera parte de una mosca doméstica. El ciclo de vidadel díptero Drosophila melanogaster incluye las etapas de huevo, larva pupa y adulto, a partir del huevo, los primeros hechos embrionarios producen en estadolarvario conocido como I instar, con un crecimiento rápido; la larva muda 2 veces /II III instar), y entonces se forma el estado de pupa, en el cual la cutícula de la larva es remplazada por
las estructuras adultas y un imago. Un adulta emerge de la cáscara de la pupa listo para aparearse, en el caso del macho.(Strickberger, 1978).
Drosophila melanogaster posee cuatro pares de cromosomas, de los cuales: el par I es sexual siendo en la hembra (XX), largo y telocéntrico, mientras que en el macho, uno
largo y telocéntrico (X) y otro corto y acrocéntrico; los pares II y III, son Largos y metacéntricos; y el par IV, corto y telocéntrico.
La asignación de cromosomas X y Y en el cariotipo de D melanogaster fue realizada por Wilson y Stewens, quienes vieron en la hembra dos cromosomas largos X, en el macho uno solo y un cromosoma corto Y (Puertas, 1992)
Se ha determinado el sexohomogamético a la hembra por la presencia de dos gametos iguales (XX) y heterogamético al macho, que solo posee un cromosoma X. En especies con machos heterogaméticos como Drosophila los descendientes machos sus cromosomas X solamente de sus madres (Strickberger, 1988)
Drosophila melanogaster tiene un número cromosómico bajo (2n = 8) y sus larvas presentan cromosomas gigantes en sus glándulas salivares por lo que es de gran utilidadpara estudiar la morfología cromosómica y la evolución cariotípica. Además se cuentan con gran cantidad de líneas mutantes que producen fenotipos claros tales como los que muestran diferencias en forma, colory tamaño de diversas partes de su cuerpo entre otras.
Por tales motivos, Drosophila melanogaster es un organismo ideal para la demostración de muchos principios biológicos y el análisis de ciencia descriptiva, bioquímica y molecular, se utiliza para estudiar problemas de desarrollo y nutrición fisiológicas y conductaanimal, comportamiento, reacciones en el apareamiento y respuestas a la luz de diversos colores.
Dada la variación de mutaciones que presenta la Drosophila melanogaster se ha escogido como material biológico preferido para estudiar el fenómeno de la herencia. Existen varios factores que contribuyen a su elección como organismo adecuado para la demostración de muchos principios genéticos en eucariotas, como son: Su bajo número de cromosomas (4 pares), la disponibilidad de una gran variedad de mutaciones, su fácil mantenimiento en el laboratorio, y su corto período generacional. (Carrera y Rueda, 1995)
Para la realización de este trabajose utilizaron mutantes específicos tales como hembras yellow-white y machos salvajes para cruces hasta la segunda generación filial cuyos resultados fueron sometidos a un análisis cuantitativo y cualitativo con base en pruebas estadísticas y utilizando la teoría como base para el análisis reflexivo de los resultados obtenidos
Marco teórico
Los primeros estudios acerca de los mecanismos de la herencia, son atribuidos a Gregorio Mendelquien por primera vez utiliza diferentes variedades del tipo de guisantes para formular toda una experimentación cuantitativa basado en un procedimientocientífico capaz de darle explicación a las observaciones cotidianas que apuntaban a la existencia de un procesocomplejo de herencia. Sus trabajos fueron redescubiertos en 1900, son la base fundamental de la Genética Moderna, pues constituyen la primera aproximación lógica, descriptiva y racional del estudio
de los mecanismos de la herencia.
Mendel formuló dos grandes leyes; la primera expone que los miembros de la pareja genética se distribuyen separadamente entre los gametos (segregan), de forma que la mitad de los gametos llevan un miembro de la pareja génica y la otra mitad llevan el otro miembro de la pareja génica. Las proporciones fenotípicas que obtuvo Mendel para la segunda generación filial fueron de 3:1.(Griffiths, 1995, p.27)
En su segunda Ley, Mendel propone que: "Durante la formación de los gametos, la segregación de los alelos de un gen se produce de manera independiente de la segregación de los alelos de otro gen". Las proporciones fenotípicas para la segunda generación filial fueron 9:3:3:1.(Griffiths, 1995, p.30.)
A Mendel se le atribuye haber establecido las reglas básicas del análisis genético, ya que su trabajo permitió conocer la existencia de unidades hereditarias, que contenían la informaciónhereditaria que se transmitía de una generación a otra. Los términos dominante y recesivo fueron acuñados por Mendel, los mismos se mantienen en la actualidad
; a las unidades hereditarias las denominó factores
En 1912 Sutton y Boveri, propusieron la teoría cromosómica de la herencia, que estableció que los factores de Mendel eran los genes ubicados en una estructuradefinida llamada cromosoma y que estos los genes, estaban ubicados sobre los cromosomas. Los trabajos de estos investigadores fueron reforzados y esclarecidos por los trabajos de Morgan quien estudió los mecanismos de la herencia, utilizando mutaciones en Drosophila melanogaster como marcadores genéticos, que le permitieron observar
y entender estos procesos.
No obstante, mientras Mendel Solo necesitó obtener 34 variedades de semillas, Morgan tenía que generar sus propias variedades de organismos. Morgan esperaba que diferentes variedades o mutantes del tipo silvestre aparecieran y así cruzar las suficientes cantidades de moscas. En un año aproximadamente, y entre miles de moscas, encontró su primer mutante, tenía ojos blancos, en lugar de rojos como era la normal.
Posteriormente T.H. Morgan, en 1910, presentó pruebas de que un carácterespecífico de Drosophila melanogaster, ojos blancos, se hallaba ligado a la herencia del sexo y muy probablemente asociado a un cromosoma determinado, el cromosoma X. Según los datosde Morgan en un cultivo normal de moscas de ojos rojos había apreciado que un macho de ojos blancos que entonces fue cruzado con sus hermanas de ojos rojos, todos los individuos de la F1 de dicho cruzamiento presentaban los ojos rojos con excepción de tres machos con ojos blancos que Morgan atribuyó a mutaciones posteriores. Lo que presentaba un interésespecial era el hallazgo de que al cruzar entre sí las moscas con ojos rojos de la F1 daban lugar a hembras con los ojos blancos.
Sin embargo, aparecían hembras con los ojos blancos al efectuar el cruzamiento retrógrado de las hembras con ojos rojos de F1 con el progenitor masculino de ojos blancos, este último tipo de cruzamiento dio lugar a cuatro clases
de descendiente, hembras y machos de ojos blancos, hembras y machos de ojos rojos.
Para dar explicación a estos resultados Morgan propuso que las hembras de la F1 de ojos rojos eran heterocigotas para el carácter ojos blancos, recesivo. De este modo la aparición de hembras de ojos blancos solo podía darse en las hembras homocigotas para el gen white. Por otra parte, un descendiente masculino tenía la misma probabilidadde tener los ojos rojos que blancos si su madre era un heterocigoto sin reportar el genotipo de su padre. Estos resultados se relacionan con los hallazgos de Wilson, Stevens y otros de que el macho sólo tenía un cromosoma X y la hembra dos.
Según esto, el macho original de ojos blancos tenía un gen white localizado en un cromosoma X único, aunque white es recesivo ese macho presentaba de todas formas los ojos blancos a causa de la ausencia de otro cromosoma X normal. Sin embargo, en las hembras el color de los ojos depende de los genes presentes en los dos cromosomas X y sólo pueden presentarse ojos blancos cuando ambos cromosomas X llevan el gen recesivo white.
Un factor de gran interés en el estudio de la genética, son las mutaciones, según Griffiths (1995) "las mutaciones son cambios
que se dan en los organismos de un estado hereditario a otro".
Las mutaciones han constituido una herramienta fundamental en el estudio genético, pues se han convertido en verdaderos marcadores especiales que permiten seguir los procesos biológicos y se pueden utilizar con dos propósitos (1) para estudiar el proceso de mutación por si mismo y (2) para analizar una funciónbiológica desde un punto de vista
genético.
Las mutaciones más fáciles de detectar son las mutaciones morfológicas, que afectan al color o la forma de cualquier órgano de un animal o planta, pues son rápidamente visibles y medibles.(Puertas, 1992).
Los estudios de mutaciones estudios han permitido evidenciar situaciones en las cuales las Leyes de Mendel se ven alteradas en las proporciones fenotípicas, como lo son las interacciones alélicas que se dan entre alelos de un mismo gen, por ejemplo la codominancia la dominancia incompleta, pleiotropía, dominancia completa
, y las interacciones no alélicas que surgen entre alelos de diferentes genes como las epístasis.
Otro tipo de situaciones que afectan las proporciones fenotípicas de Mendel son las referidas a la existencia de ligamientos físicos absolutos y parciales. El ligamiento es una concepción que surge del estudio de ubicación y observaciónde los genes en los cromosomas, estableciendo que si dos genes se encuentran en un mismo cromosoma estarán ligados físicamente por lo cual no podrán segregar de forma independiente uno del otro tal como lo exponía Mendel. El ligamiento constituye entonces un mecanismo que permitió explicar aquellas situaciones donde las leyes de Mendel no podían explicar los procesos de la herencia.
Con el estudio detallado de los procesos de herencia y el establecimiento de los procesos de Mitosis y Meiosis, se determinó que durante la Meiosis los cromosomas homólogos eran capaces de intercambiar material genético, proceso al que se denominó recombinación, y que se ve evidenciado en la formación de estructuras visibles llamadas quiasmas. Para que ocurra la recombinación deberán acontecer una serie de procesos que lleven a la formación del complejo sinaptonémico, que mantendrá unidos
a los cromosomas homólogos y permitirá el intercambio de material genético entre estos.
La hembra en Drosophila melanogaster, constituye el sexo homogamético, puede recombinar ya que presenta ligamiento que le permiten poder romper porciones del cromosoma y establecer quiasmas para el intercambio de material genético. En el macho, que constituye el sexo heterogamético, existe un ligamiento absoluto que impide la recombinación por no darse los procesos de rompimientos cromosómico, esenciales para el intercambio de material genético.
La recombinación en un proceso que puede influir en la herencia, los estudios han determinado que los gametos que resultan de la recombinación siempre serán en frecuencia menor a los que llevan genes donde no se ha dado la recombinación, es decir, los parentales. Sturtevant, propuso la existencia grosso modo de la siguiente proporcionalidad: conforme mayor es la distancia entre genes ligados, mayor es la probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en la zona
que separa esos genes y, por lo tanto, mayor la proporción de recombinantes que se producen.
En el estudio experimental y teórico de los procesos de la herencia, se ha desarrollado métodos matemáticos y estadísticos que tienen como objeto realizar comprobaciones de fenómenos en estudio, tal es el caso de cruces experimentales en Drosophila melanogaster.
Planteamiento del cruce entre hembras yellow-white (yw) y machos salvajes(y+w+)
Con La finalidad de demostrar
fenómenos que difieren de los principios Mendelianos, se realizó un cruce con 2 hembras yw y 5 machos salvajes
Las hembras son vírgenes con mutaciones en el cromosoma I sexual en el locus 0.0 (yellow) y 1.5 (white) siendo silvestres para los demás locus, y los machos son salvajes o normales para todos los locus.
Las mutaciones yellow-white están ligadas al sexo por lo que se encontrará segregación no independiente entre los genes yellow-white por estar físicamente ligados (en el mismo cromosoma) y dominancia completa de los alelos salvajes sobre los mutantes.
Se utilizaron mutantes de cepas específicas como hembras yellow-white y machos salvajes, para cruces hasta la segunda generación filial, posteriormente los resultados fueron analizados con base en un análisis cuantitativo y cualitativo, basándose en pruebas estadísticas y utilizando la teoría como basa para su análisis.
Objetivos
Objetivo general.-
■Plantear y realizar cruces experimentales con D. melanogaster, con la finalidad de demostrar, interacciones génicas, herencia ligada al sexo, ligamiento y recombinación.
Objetivos específicos.-
■Demostrar que las mutaciones yellow (y) y white (w), al estar ubicadas en el mismo cromosoma, segregan de forma dependiente.
■Demostrar que las mutaciones (y) y (w), son caracteres ligados al sexo
■Demostrar la presencia de herencia cruzada
■Determinar los tipos de gametos posibles en cruces genéticos y calcular las frecuencias gaméticas esperadas.
■Determinar si se presentan recombinantes y cual es su proporción
■Demostrar si los descendientes parentales son más numerosos que los descendientes recombinantes
■Determinar frecuencia genotípicas y fenotípicas esperadas hasta la segunda generación filial.
■Determinar si las descendencias esperadas en la F1 y F2 y comparar con las descendencias observadas.
■Verificar la validez de la hipótesisplanteadas para la F1 y F2, a través de la aplicación de la prueba chi cuadrado.
Hipótesis
Primera generación Filial (F1)
Al realizar el cruce experimental donde las hembras son yw homogaméticas y los machos y+w+ heterogaméticos, cuyos genes para la mutación yw son recesivas y están ubicados en el cromosoma I (sexual) X; es de esperarse que en la primera generación filial, todos los machos expresen el fenotipo de la madre (yw) y todas las hembras sean salvajes expresando el fenotipo del padre (y+w+ ), evidenciando así herencia cruzada.
Segunda generación filial (F2)
Al realizar un segundo
cruce (endocruce), entre individuos de la primera generación filial cuyas hembras son homocigotas y los machos hemicigotos, para cualquier carácter ligado al sexo, es de esperarse que ocurra segregación dependiente.
En el cruce para los genes considerados "y" y "w", los cuales se encuentran en el mismo cromosoma (X), es de esperarse ligamiento físico
, interacciones no alélicas y ligamiento al sexo, siendo más frecuentes estas mutaciones (yw en los machos, así como también proporciones fenotípicas de diferentes caracteres como Yellow-white (yw), salvajes (y+w+ ),yellow (y w+ ) y white (y+ w).
Por encontrarse los locus 0.0 "y" y 1.5 "w" muy cercanos en el mapa genético del cromosoma X, es de esperarse que la probabilidad de recombinación sea mínima.
2. Materiales
Sustancias e instrumental
■Frascos de vidrio con tapones y medio de cultivo
■Frascos de vidrio vacíos con tapones
■Lupa estereoscópica
■Agujas de disección
■Frasco eterizador
■Cápsula de petri
■Tubo transportador
■Pincel fino de cerdas naturales
■Placas de porcelana
■Almohadilla de anime
■Eter dietílico
■Morgue ( frasco de vidrio con aceite de motor )
Biológicos
■Lineas mutantes de Drosophila melanogaster
■Dos (2) hembras vírgenes yellow-white
■Cinco (5) machos salvajes
Descripcion y designacion de las lineas mutantes
y : yellow ( I-0.0 )- cuerpo
Origen : espontáneo
Descubrió : E. Wallace
Fenotipo : cuerpo amarillo, pelos y cerdas cafécon puntas amarillas. Las setas y las partes bucales de la larva son café
, distinguibles del café oscuro del tipo silvestre.
w : white ( I-1.5 ) - ojos
Origen: espontáneo
Descubrió: Morgan
Fenotipo: ojos color blanco puro. Los ocelos, la cubierta de los testículos de adultos y los tubos de Malpighi de las larvas son incoloros. Los alelos de tipo silvestre no dominan completa sobre white, w/+ tiene menos pigmento rojo que +/+.
3. Método
Para llevar a cabo estudios experimentales con Drosophila melanogaster se utilizaron dos (2) hembras vírgenes yellow-white y cinco (5) machos con el fenotipo salvaje, observando con detenimiento las características de estas moscas al presentar estas mutaciones. Para observarlas se utilizó la técnica del blanqueo, que permite narcotizar al grupo de moscas de un cultivo determinado para observarlas mientras se encuentran dormidas.
Procedimiento para narcotizar y transportar Drosophila melanogaster.
1.- En un frasco limpio y vacío con un tapón de algodón previamente impregnado con 5 ó 6 gotas de éter dietílico, se esperan 2 minutos mientras se formaba una atmósfera de éter en el interior del mismo, construyéndose así el frasco eterizador.
2.- Se golpeaba firmemente 2 ó 3 veces el frasco de cultivo, (tomando en cuenta las condiciones del cultivo) sobre una lámina de anime, de manera que las moscas pasaran a la parte inferior del frasco. Este paso se realizó con mucho cuidado
a fin de evitar que el frasco se rompa o que las moscas se precipiten contra el medio y queden pegadas a él, lo que ocasionaría su muerte.
3.- Inmediatamente y en forma rápida se procedió a destapar ambos frascos colocándolos boca
a boca ubicando el eterizador en la parte superior. Los tapones de los frascos debían siempre estar agarrados por el responsable del blanqueo para evitar la contaminación de los mismos.
4.- Se invirtió la posición de los frascos, haciendo que el frasco eterizador quedara en la parte que hace contacto
con el anime. Se golpea suavemente unas dos o tres veces de manera que todas las moscas del medio de cultivo pasaran al frasco eterizador.
5.- Se tapaban inmediatamente los dos frascos con sus respectivos tapones, y se esperaban unos segundos a que las moscas se durmieran para empezar a observarlas.
6.- Con ayuda de un pincel fino se transportaba y manipulaba a las moscas del frasco eterizador a las lupas, láminas o cápsula narcotizantes.
7.- Una vez dormidas se transportaron a la baldosa y se observaron a la lupa, si se evidenciaba que las moscas estaban despertando, se utilizaba una cápsula de petri con un pedazo de gasa con unas gotas de éter para tapar el área donde se encontraban las moscas y volverlas a dormir.
Eliminación de moscas: Si se desea transportar algunas moscas que quedaron en el cultivo, se utilizaba el transportador, que son tubos de vidrio con extremo en bisel y el otro conectado a una manguera, entre la manguera y la boquilla se coloca una gasa que impida el paso de moscas, este transportador permitía succionar las moscas y mantenerlas en un sitio determinado cerrando el extremo en bisel del transportador, para posteriormente; por un lado del tapón del cultivo insertarlas sin necesidad de abrir el frasco del cultivo, o de sacarlas sin necesidad de realizar un nuevo blanqueo.
Selección de hembras vírgenes
Para ello existen tres métodos diferentes:
a.- Colectas a partir de imagos: este se da en un ciclo de diez días, el primer día se siembra la línea de moscas, el quinto se retira a los progenitores para evitar que se confundan con la progenie; luego el décimo día se eliminan las moscas que hayan emergido durante la noche
. Se procede a separar hembras y machos, se colocan las primeras en medio fresco y se elimina a los machos
b.- Colecta a partir de larvas del tercer estadio: para ello se recurre a la observación de las gónadas larvarias (que son de distinto tamaño en ambos sexos) utilizando un microscopiode disección a 4x o 10x. Una vez colectadas las hembras se colocarán en frascos con medio fresco para que completen su desarrollo
.
c.- Colecta a partir de pupas: Ya que el sexo puede determinarse si se examina la superficie ventral de esta con ayuda de un microscopio de disección. En las pupas machos () se distingue los peines sexuales, lo que facilita este método. Cabe mencionar que este fue el método utilizado por la profesora para la colecta de hembras vírgenes, las cuales fueron entregadas a cada equipo de trabajo para su estudio y experimentación.
Procedimiento para el cruce experimental
A.- Montaje del cruce P1 x P1:
Para este primer cruce se colocaron en un frasco con medio de cultivo 2 hembras vírgenes (yw) y 5 machos salvajes, estas moscas constituyeron nuestra primera generación parental. Al cabo de 8 días, se eliminaron los padres
; encontrándose muchas larvas que se constituirían en las moscas de la primera generación filial, se examinó meticulosamente el fenotipo de cada una, realizándose el primer conteo de machos y hembras.
B.- Montaje del Endocruce F1 x F1:
Se tomaron 8 hembras héterocigotas en representación de la primera generación filial, y se cruzaron con 16 machos hemicigotos en representación de la primera generación filial, se transportaron a un nuevo medio de cultivo, y se identificó fecha, características y tipo de cruce realizado. Al cabo de ocho días se retiraron los padres, comprobando que existían suficientes larvas y pupas en el frasco, el día 16 luego de montado el endocruce se realizó el primer conteo de la segunda generación filial, determinando los fenotipos y sexos de las moscas adultas emergidas en este endocruce, a los 8 días posteriores se realizó el segundo conteo, determinando los mismos elementos.
4. Resultados Y Discusión
Después de realizar las cruces en el laboratorio
se obtuvieron los siguientes resultados:
Primera generación filial (F1)
Cruce teórico
yw x y+w+
(2 hembras) (5 machos)
Designación:
y: yellow (I- 0.0) - cuerpo
w: white (I- 1.5) - ojos
P1:
Cuadro I: Fenotipos observados en la Primera eneración filial (F1),entre machos salvajes y hembras mutantes "yw"
Nº individuos
FENOTIPO
MACHOS
HEMBRAS
TOTAL
salvajes
10
10
yellow-white (yw)
136
136
TOTAL
146
Análisis y discusión de resultados en la F1
Al observar los resultados obtenidos en la primera generación filial encontramos que las hembras muestran el carácter salvaje y los machos las mutaciones yellow-white como la madre lo que es evidencia de una herencia cruzada dado que las mutaciones presentes en el macho se ubican en el cromosoma sexual X el cual fue aportado por la madre; además encontramos una dominancia completa del alelo salvaje sobre el mutante. De esta forma se demuestra la hipótesis planteada para F1.
Cabe destacar, que un hecho curioso, es la aparición escasa o insignificante de hembras salvajes en los 2 conteos realizados, hecho el cual, no pudo ser explicado, con base en la bibliografía, sin embargo se puede inferir que debido a factores ambientales, las proporciones, en cuanto a números, no se cumplieron, no obstante, los fenotípos hallados corresponden con las hipótesis.
Segunda generación filial (endocruce)
Cruce experimental
P2: F1 x F1 (8 hembras y 16 machos )
Fenotipos
machos
hembras
total
++
155
155
310
yw
159
141
300
y
1
1
w
1
1
Cálculos:
1.- Fracción recombinante de la hembra
r = 1.5 - 0.0 = 0.015
100
2.- Fracción parental de la hembra
p = 1 - 0.015 = 0.985
3.- Fracción de cada gameto parental de la hembra
0,985 / 2 = 0.4925
4.- Fracción de cada gameto recombinante de la hembra
F = r/2 = 0.015 / 2 = 0.0075
5.- Fracción de cada gameto parental del macho
p = 1 / 2
6.- Frecuencia genotípica
Parental : 0.4925 x 1/2 = 0.244625
Recombinante : 0.0075 x 1/2 = 0.00375
7.- Frecuencia fenotípica parental de hembras
yw = 1 x 0.24625 = 0.24625
y+w+ = 1 x 0.24625 = 0.24625
8.- Frecuencia fenotípica para machos
yw = 1 x 0.24625 = 0.24625
y+w+ = 1 x 0.24625 = 0.24625
9.- Frecuencia fenotípica recombinante para hembras
y = 1 x 0.00375 = 0.00375
w = 1 x 0.00375 = 0.00075
10.- Frecuencia fenotípica para machos y hembras esperada de recombinantes más parentales
PARENTALES
RECOMBINANTES
fenotipo
hembras
machos
hembras
machos
total
++
0.24625
0.24625
-
-
0.4925
yw
0.24625
0.24625-
-
-
0.4925
y
-
-
0.00375
0.00375
0.0075
w
-
-
0.00375
0.00375
0.0075
11.- Número de individuos esperados para cada fenotipo
n = f x N
Hembras:
y+w+ = 0.24625 x 612= 150.705
yw = 0.24625 x 612= 150.705
y = 0.00375 x 61 = 2,2952
w = 0.00375 x 61 = 2,2952
Machos:
y+w+ = 0.24625 x 612= 150.705
yw = 0.24625 x 612= 150.705
w = 0.00375 x 61 = 2,2952
y = 0.00375 x 61 = 2,2952
12.- Cálculo de chi cuadrado
g l = 4 - 1 = 3
Cuadro 2: Calculo del chi cuadrado para fenotipos de las hembras
Fenotipo
Observados
O
Esperados
E
(O-E)2
(O-E)2
2
y+w+
155
151
16
0.1059
yw
159
151
64
0.4238
y+w
1
2
1
0.5
yw+
1
2
1
0.5
X2
1,52
Cuadro 3: Calculo de chi cuadrado para fenotipos en machos
Fenotipo
Observados
O
Esperados
E
(O-E)2
(O-E)2
2
y+w+
155
151
16
0.1059
yw
141
151
100
0.6622
y+w
O
2
4
2
yw+
2
4
2
X2
4,76
X2 (experimental ) = 1,52
X2 (experimental ) = 4,76
X2(crítico ) = 7,815
Se aceptan todas las hipótesis establecidas para la segunda generación filial
Análisis y discusión de los resultados para F2
Al realizar el endocruce entre los individuos obtenidos en la F1 tenemos que se encontraron sólo cuatro (4) productos meióticos o fenotipos de los cuales dos de éstos eran iguales a sus padres y los otros dos eran "y" y "w" que eran los recombinantes. Si se considera el valorde la fracción recombinante r= 0,015 resulta bajo en comparación con el valor
de la fracción parental p= 0,985.
Al respecto puede decirse que la fracción recombinante representa 1,5% este indica que la distancia entre el locus en donde se encuentra
ubicada la mutación "y" se haya bastante cercana de donde está ubicada la mutación "w", básicamente es una distancia entre 0,0 y 1,5 .Estos resultados corresponden con los estudios de Sturtevant (citado es Suzuki, D et al, 1995, p. 129) donde propone que "con forme mayor es la distancia entre genes ligados, mayor es la probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en la zona que separa estos genes y, por lo tanto, mayor la proporción de recombinantes que se produce ".
El anterior estudio permite entender que en un cruce entre genes de loci tan cercanos genera un bajo porcentaje de individuos recombinantes tal y como se aprecia en la tabla respectiva, donde los productos
meióticos recombinantes, son mínimos y en algunos casos no aparecen, cabe destacar que al aumentar la población, es posible que aumente el número de recombinantes.
Al comparar el número de individuos parentales y recombinantes esperados se encuentra que en cuanto a fenotipos aparecen en igual cantidad sin embargo al analizar los valores entre hembras y machos de cada fenotipo se tiene que los parentales aparecen en mayor cantidad que los recombinantes esto se deba a que el valor de la fracción recombinante y al hecho de que en Drosophila melanogaster el macho no recombina
La prueba Chi cuadrado indica que los valores experimentales tanto para machos como para hembras son menores que el valor crítico de la tabla lo que indica que se aceptaron las hipótesis para la segunda generación filial.
En cuanto a los genes "y" y "w", ambos se ubican en un mismo cromosoma (I sexual) por lo tanto existe ligamiento físico entre ambos y por consiguiente segregan de forma no independiente.
Estos resultados coinciden con los de Morgan, que estableció que "una frecuencia de recombinante significativamente inferior al 50% demuestra que los genes están ligados, por lo tanto también segregan de forma dependiente
5. Conclusiones
Se reportó la existencia herencia ligada al sexo en la F1 debido que los machos mostraron todos el fenotipo de la madre "y" y "w" mientras que las hembras resultaron ser todas salvajes, lo que indica que se trata de una herencia cruzada.
Las mutaciones "y" y "w" están ligadas físicamente por encontrarse las dos ubicadas en el cromosoma I (sexual x ) por lo tanto existe una una segregación no independiente.
La cantidad de individuos parentales resulta ser mayor que el número de recombinantes, debido a la poca distancia entre los genes ligados lo cual se evidencia en una baja fracción recombinante de los gametos femeninos.
Se demostró la dominancia completa de los alelos salvajes sobre los alelos mutantes "y" y "w"
6. Bibliografía
Carrera,S. y Rueda,I.(1995).Guia de laboratorio de Genética General. Trabajo no publicado. Instituto Pedagógico de Caracas, Departamento de Biología y Química. Cátedra de Genética General.
Griffith,A; Miller, J; Suzuki, D; Lewontn, R. y Gelbart, W.(1995). Genética Editorial McGraw-Hill.
Karp, G(1987). Biología Celular, Editorial Mc Graw -Hill, Mexico
Puertas,M.(1993). Genética. Fundamentos y Perspectivas.Editorial McGraw-Hill.
Ramos,P.(1993). Manual de Laboratorio de Genética.
Strickberger, M (1982). Genética Edit. Omega, Barcelona, España,
Autor:
Ceballos Claudia
Claudiat.cm@gmail.com
Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Instituto Pedagogico De Caracas
Dpto. Biologia y Química
Catedra: genetica y evolución
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