Leyes de Mendel o de la herencia (genética mendeliana)

Gregor Mendel fue el nombre de un monje que durante casi diez años de investigaciones realizó cruzamientos con una planta, específicamente un guisante ornamental, la arveja, científicamente conocida como Pisum sativum y obtuvo lo que hoy en día se conoce como las “Leyes de la herencia” o “Leyes de Mendel” publicadas por él en el año de 1866, pero que no produjeron ninguna conmoción porque en esa época no se notó la relevancia de su trabajo.

Las leyes de Mendel permanecieron abandonadas hasta que tres botánicos (Hugo de Vries, Erich Von Tschermak y Carl Correns), las sacaron de nuevo a la luz reconociendo que se trataba de uno de los descubrimientos más notorios en la historia de la genética y destacaron su trabajo pionero.

Un trabajo exitoso

El trabajo de Gregor Mendel fue exitoso gracias al ser vivo experimental seleccionado, producto de dos años de reflexión y selección, también por las características que fueron estudiadas, siete en total, pero cada una con dos formas de presentarse, aparte de la constancia, dedicación, capacidad de observación y de análisis que poseía como cualidades, y que junto al método matemático utilizado le permitieron dilucidar la manera de transmitirse los rasgos de padres a hijos por generación en generación y aunque se han descubierto algunas excepciones, las leyes de Mendel se mantienen vigentes en la actualidad.

Las leyes de Mendel y los guisantes

La selección del Pisum sativum como sujeto experimental le propició a Mendel ciertas ventajas para realizar su trabajo: el fácil cultivo, el rápido crecimiento y ciclo de vida, la alta producción de descendientes, además de su capacidad de polinización que le permitieron la manipulación de la fertilización, aparte que se trata de una planta con características bien definidas por los cultivadores, por lo que logró trabajar con una variedad bien conocida y su análisis se basó en la expresión de cada carácter por separado, estableciendo conteos y proporciones que se presentaron de manera uniforme en las siete características estudiadas: dos de las semillas (forma y color), dos de la vaina (color y forma), dos de las flores (color y ubicación) y una del tallo (tamaño).

Por otra parte, las leyes de Mendel, en cuanto a los datos numéricos obtenidos, junto al análisis matemático utilizado, le permitieron formular hipótesis que a su vez fueron corroboradas con más experimentos, por lo que sus resultados fueron infalibles.

¿Dos o tres leyes de Mendel?

Las leyes de Mendel a menudo suelen ser consideradas tres pero algunos autores condensan las dos primeras en una sola, quedando así solo dos leyes de Mendel, en ambos casos el principio se mantiene.

A continuación se presenta una breve explicación de las Leyes de Mendel, por las que es considerado el padre de la genética.

Primera ley de Mendel o ley de la segregación

Como cada carácter de los estudiados en el guisante de la arveja tenía dos formas de manifestarse, (por ejemplo, para el color de la semilla existían semillas amarillas o semillas verdes), Mendel tuvo que asegurarse que las plantas utilizadas fueran “puras” para cada característica o rasgos y así comenzar sus experimentos; dicha obtención y selección le tomó dos años de su vida; después de esto, Mendel se encargó de cruzar dos plantas de la arveja de linaje puro para cada carácter y observó y cuantificó los rasgos en sus descendientes, siguiendo el ejemplo mencionado de la forma de la semilla del guisante, Mendel fecundó un P. sativum de semilla amarilla con un P. sativum de semilla verde, anotó los resultados que obtuvo en sus experimentos (siempre arvejas de un solo tipo, semillas amarillas) e hizo lo mismo con cada rasgo estudiado de forma individual, es decir, utilizó progenitores que diferían en una única característica, repitió varias veces sus experimentos y realizó además cruzamientos recíprocos para corroborar sus resultados, encontrando siempre uniformidad en los mismos.

A los padres o plantas fecundadas inicialmente se les conoce generación paterna, parental, progenitora o con la abreviación P1, mientras que a los hijos de P1 se les llama primera generación filial o F1, de manera continua las generaciones posteriores obtenidas del cruce de F1 se denomina F2 y así sucesivamente.

Posteriormente, Mendel permitió que las plantas de la F1 se autopolinizaran, apareciendo así en la F2 guisantes con las dos formas estudiadas, tanto semillas amarillas como semillas verdes, siempre en los valores numéricos 3:1 respectivamente (lo que se traduce como por cada 3 P. sativum de semillas amarillas, 1 es de semillas verdes, lo que también puede escribirse como ¾: ¼ y en porcentajes 75%: 25%), y asombrosamente sus resultados se extendieron a las demás características. Los siguientes enunciados fueron deducidos a partir de lo anteriormente mencionado:

1. Todos los descendientes obtenidos de P1, es decir, de dos variedades diferentes pero de linajes puros, mostraban una sola característica y nunca la otra.

2. La característica que aparentemente se había perdido o estaba oculta en la F1, aparecía de nuevo en la F2, pero siempre en la misma proporción 3:1.

3. No influye el tipo de parental que aporta el rasgo.

Mendel denominó factores a los agentes que determinaban cada rasgo y de acuerdo a sus connotaciones, los guisantes de la F1 a pesar de poseer las características de uno solo de sus parentales, debían heredar los factores genéticos de los dos para poderlos transmitir a la F2, es decir, los factores podían quedar ocultos pero no se perdían, fenómeno que se conoce como dominancia.

En el caso del color de la semilla, el carácter que posee el color amarillo es dominante sobre el del verde y se pueden representar simbólicamente a través de letras mayúsculas y minúsculas, respectivamente, “A” para las amarillas y “a” para las verdes. Mendel concluyó que cada planta debe contener entonces dos factores genéticos codificantes para cada una de las características.

Otra conclusión establecida por Gregor Mendel aparte de la dominancia fue su ley de segregación (primera ley de Mendel), que denota que los dos factores se separan cuando se forman los gametos y que cada factor va a un gameto diferente, conclusiones que fueron corroboradas con más experimentos a través de los cruzamientos de prueba.

En la actualidad se sabe la relación existente entre los cromosomas y los factores mendelianos, y en términos modernos el concepto de segregación establece que cada individuo posee dos alelos, forma de presentación de un gen, que se segregan durante la formación de los gametos y que cada alelo se dirige a un gameto diferente, segregación que se produce en proporciones iguales.

Segunda ley de Mendel o ley de la transmisión independiente

Aparte de observar las características por separado en las plantas de la arveja (cruzamientos monohíbridos), Mendel también observó los descendientes producto de plantas de guisante que variaban en dos rasgos o caracteres (cruzamientos dihíbridos).

Siguiendo el ejemplo con las semillas de la arveja, ahora Mendel no solo observó el color de las semillas sino también la forma, la cual podía ser redonda o rugosa, de esta manera fecundó un P. sativum de semillas amarillas y redondas con un P. sativum que las tenía verdes y rugosas, ambas de linaje puro para los caracteres mencionados, obteniendo todos los descendientes iguales, guisantes de semillas amarillas de forma redonda. Posteriormente autopolinizó los hijos (F1) y encontró variedad en la F2, guisantes de semillas amarillas y redondas, amarillas y rugosas, verdes y lisas y por último verdes y rugosas, pero siempre en las proporciones 9:3:3:1 respectivamente (lo que se puede denotar de igual manera como 9/16, 3/16, 3/16 y 1/16).

Mendel realizó varios cruzamientos con dos pares de características y siempre observó las mismas proporciones en los descendientes. Con estos resultados, se obtiene la conclusión de lo que se conoce como segunda ley de Mendel o principio de la distribución independiente, que hace referencia al principio de dominancia y segregación de la primera ley de Mendel de manera independiente en ambas características, es decir, que los factores genéticos (genes) para la característica del color de la semilla, se segregan y distribuyen en los gametos independientemente de los factores genéticos para la característica de la forma de la semilla, lo que significa que la probabilidad de que una planta sea de semilla amarilla o verde no interfiere con la probabilidad de que sea de forma redonda o rugosa, y así para el resto de las características estudiadas, incluso también para muchos otros genes.

Biografía

• Martinez, M.; Saenz, C. (2003)
• Pierce, B. (2010)
• Starr, C.; Taggart, R.; Everst, C.; Starr, L. (2009)
• Strickberger, M. (1988)