Download Garrido Hurtado Guadalupe Ldpez Solache Gustavo

GRUPO BC-O1
Garrido HurtadoGuadalupe
Gonzalez Christdn
Iseo
Ldpez Solache Gustavo
Viramontes Anzures Mario
Ma.
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INDICE
h
..............................................
........................................
................
..................................
.3
Ciclo de vida
Huevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a o . . . . . . . . . o . . . . o . e . . . 3
Estadiios larvarios . . . . . . . L . . . . . . . . . . . . . o . . o . . o . . . ~ ~
Pupaci6n
5
Reconocimiento del sexo delamosca
5
Mediosdecultivo
8
LEYES DEMENDEL
.......................
..............................
.........................
........
...................
La importancia de la drosophila
11
Cromosomasygenes
.....Iz.
Homocigosisyheterocigosis. . . . . . . l . . . . . . . . . . . . . . . L L . ~ ~
Entrecruzamiento y enlace
.17
Principiosdecromosomassexuales
"xff.. ''y"
v
Herencia ligada al sexo en drosophila
12
Fremenciade mutacien
~U
............................
DESARROLLO DEL EXPERIMEN~O ............-.
..........
1)
Materialym6todo
Resultados
.*...............................2~
....................................... JO
CONCLUSIONES
BIBLJOGRAFIA
.........................................
..........................................
Y0
41
- I
-
INTRODUCCION
A menudoen la vida diaria, surgenpreguntasya
experimentaci6n. Entre
resueltas mediante la
estas, las cuestiones relativas a las leyes que rigen la
herencia. Cosa curiosa es que padres de cabello obscuro tienen
a veces hijos
de cabello claro; o bien, por que los descendientes de perros y gatos domesticos
son tan diferentes entre si. Preguntas similare$ son frecuentes y de inter& para la mayoxfade las personas. Las leyes basicas que constituyen el fundamento
de la herencia, conocidas como Leyes de Mendel son
sencillas y fgciles de inter
-
pretar. En general estas leyes son aplicables tanto a las plantas como a
males, e incluso al hombre.Una
su validez.
los ani
-
serie deexperimentos sencillos demuestran
La misma naturaleza materializa constantemente para nosotros
ta-
les experimentos y se encuentran demostrados en los jardines, invernaderos y
otros
.
Para poder estudiar las leyes de la herencia, lo primero consiste en cru
zar individuos que difieran en una o varias caracteristlcas bien definidas; despues se obtienedescendencia a partir de los hlbridas; y por último se determi
nan en las generaciones siguientes las proporciones de descendientes que mues
tren cada uno de10s caracteres de los progenitores originales.
i
-
i
-
De las propor-
ciones obtenidas se deduce el mecanismo de transmisi6n de los genes. Para
ob
tener buenos resultados y buenas conclusiones, es necesario observar varias ge
-
neraciones e incluir un grannúmerodeindividuos.Por
para nuestros estudios, individuos de rapida reproduccibn,
lo tanto, se debe elegir
fades de cultivar y
.
quetengandescendenciaabundantes.De
los mdsapegados a estas caracte-
Hsticas, est2 la conocida "mosca de la fruta" cuyo nombre
Drosopnila melanogaster.
cienlitco es
La mosca requiere solo de 10 a 20 &as para pro
-
ducir una generaci6n; un solo par puede producir varios cientos de descendientes y se 'desarrollanen una variedad de medios de
fdcil preparaci6n.
CARACTERISTICASDEDROSOPHILAMELANOGASTER
El ciclo de vida
Estados y duraci6n.
-
El desarrollo embrionario que sigue de la
ferti-
lizacidn y formaci6n del cigote tiene lugar dentro de las membranas del huevo.
El huevecillo produce una larva que al alimentarse y crecer se transforma en
pupa. La pupa a su ver, se transforma en"imago" o adulto. La duraci6nde
estos estados var€a
con la temperatura. A 20°C la duraci6n promedio del es
tad0 larvario es deocho Has; a 25°C es s610 de cinco Has. La vidapupal a
20°C dura alrededor de 6.3
Has, mientras que a 25°C se reduce a 4.2 Mas.
El ciclo devida se completa en 10 Mas
a 25"C, mientras que a 20°C se requie
-
ren 15 d€as. Los cultivos dedrosophiladeben conservarse en un lugar donde
la temperatura no baje de 20°C ni sea mayorde 25°C.
La exposici6n continua
de los cultivos a temperaturas mayores a 30°Cpuede causar la esterilidad o
muerte de los moscos; por
lo contrario, a temperaturas bajas, la viabilidad
se reduce y el ciclo se alarga notablemente.
Huevo
Tieneaproximadamentemediomilfmetrode
longitud.
La superficie
dorsal es aplanada, mientras que la superficie ventral es ligeramente curva.
La membrana externa o cori6n es opaca y tiene exggonos dibujados en su su-
perficie.
El par de filamentos que se extienden de la regi6n antedorsal evitan
que se hunda el huevo en la superficie blanda del alimento donde puede ser
depositado. La penetraci6n del espermatozoide tiene lugar a traves deuna
pequeña abertura o. micr6pilo en la saliente c6nica del extremo anterior. Los
espermatozoides quedan almacenados en la hembra despues de la c6pula. Las
divisiones mei6ticas se realizan inmediatamente despues de la penetraci6n del
espermatozoide. Posteriormente el núcleo del espermatozoide y el del &vu10
se unen para integrar el núcleo del cigote, que se divide para formar los dos
primeros núcleos de segmentaci6n, lo que representa el estado inicial del des
-
arrollo del embri6n.
Esta&= larvarios
La larva despues de salir del huevo sufre dosmudasdemodoque
el
periódo larvario consta de tres estadfos. E n el tlercer estadiio alcanza una
longitud de 4.5 mm.
Las larvas son tan activas y voraces que el mediode
cultivo en que viven, pronto
se ve recorrido por surcos. L , q ganadqs esHn
colocados en los cuerpos grasos quequedan lateralmente en la porci6n poste
rior de la larva.
-
a
Debido a que las dimensiones del testkulo de la larva macho son mucho mayores que los del ovario de
la larva hembra, no existe dificultad en la
determinacih del sexo de un individuo dado.
Fupaci6n
Cuando la larva se e s a preparando para pupar, se retira del medio de
cultivo fijandose en la superficie relativamente seca de la pared del frasco. La
drosophila pupa dentro de la última cubierta larvaria que es al principio suave
y blanquecina, pero lentamente se hace dura y se obscurece. Cuando la serie
de cambios llega a su terminacih, emerge el adulto rompiendo el extremo an
terior de la envoltura puparia.
alas aún sin extender. En
La mosca es muy larga al prinicipio, con las
poco tiempo, las dos se extienden y el cuerpo gra-
dualmente toma la forma definitiva.
Reconocimiento del sexo de la mosca
Las moscas hembra y macho pueden distinguirse entre S€ por diversas
Vras. El extremo del abdomen es alargado en la hembra y un poco redondeado
en el macho. A medidaque la hembra crece y el abdomenaumentadevolumen
por los huevecillos maduros que contiene se hace fgcil la distinci6n del sexo
por dicha caracterfstica a simple vista. En muchas lineas incluyendo
al tipo
silvestre las bandas oscuras de los segmentos abdominales son lo suficientemente diferentes para hacer la distinci6n de los dos sexos y permitir su separaci6n sobre estas bases sin recurrir al microscopio. El abdomende la hem
-
bra tiene siete segmentos que son fgcilmente visibles con bajo aumento, , mien
tras que el abdomen del macho tiene solamente cinco.
Los machos tienen el peine sexual que
consiste enuna fila de aproxi-
madamente diez cuerdas gruesas en la superficie distal delsegmento tarsal
basal (superior) de la pata anterior. En la hembra faltan tales cerdas.
Con
este criterior es posible distinguir el sexo de los adultos, ya sea a la inspec
-
cSn con el ojo desnudo o en casos
&S
dificiles mediante observaci6n a poco
aumento. Es evidente la importanciaque tiene, para todos los experimentos
de cruza, el hacer estadistinci6n rapidamente y con precisi6n.
- 4 -
Q
Medios de cultivo
La drosophila melanogaster se encuentra en abundancia sobre frutos
suaves como la uva, platano y ciruela, especialmente si estdn demasiado ma duros y la fermentacidn se ha iniciado.
Los adultos y larvas se alimentan
con los jugos de las frutas fermentadas; y de a l 3 que las levaduras parecen
ser un factor fundamental en su dieta.
La drosophila puede crecer practica
-
mente en cualquier medio de fermentacibn.
Los principales requisitos que debe reunir un medio de cultivo son:
azticar en cantidad suficiente para alimentar a las larvas y para el crecimien
tode las levaduras, y consistencia apropiada.
LEYES DEMENDEL
El atributo d s sorprendentes de las celulas vivientes es su capaci
dadde transmitir propiedades hereditarias deuna generaci6n celular a la
siguiente.
Juan GregQrio Mendel (1822-1884) fue un monje austriaco que dedic6
ocho años de su vida a criar guisantes en el jardfn de su monosterio en Briin,
hoy parte de Checoslovaquia.
Log6 &to indudable en
la comprensi6n de los
principios basieos de la herencia por virtud deque: 1) estudi6 la herencia de
caracteres únicosde contraste, como la variedad verde de guisantes frente
a la rugosa, en lugar de intentar un estudio de la herencia completa decada
organismo; 2 ) sus estudios fueron cuantitativos; cont6 el número de cada tipo
de descendientes y conserv6 registros exactos de sus cruces y resultados, y
3) ya por c8lcul0, o por buena fortuna, eligi6 una planta, y caracteres parti-
culares de dicha planta, que le proporcionaron relaciones claras y bien definidas. Si hubiera investigado con otras plantas o con otros caracteres de guisantes, nohubierapodidoobtener
estas relaciones.
En la actualidad, ya es
-
tablecidos los principios de la herencia, es evidentes la explicaci6n para estos
tipos mdscomplicadosde
la misma.
El cargcter de un progenitor puede "dominar"
de dominancia": en
sobre el del otro, ("ley
la primera generaci6n se llama dominante; el de contras
-
te, recesivo. )
Mendel tom6 entonces las semillas producidas por la primera genera-
..
-
10 *
ci6n del cruce, llamada primera generaci6n filial, abreviado F1, las sembr6
y las plantas resultantes fecundaron entre ellas para producir la segunda ge-
neraci6n filial, F2, Observd que tanto el caracter dominantecomo el recesi
vo aparecfan en esta generacidn, y al contar .el niimero de cada tipo comprob6 que, cualquiera que fuesen los caracteres utilizados, la proporci6n deplan
tas con caracter dominante en relaci6n con las de caracter recesivo se aproxi
maba mucho a 3:l.
De estos experimentos concluy6 Mendel que:
ber factores unitarios separados que determinan los
1) debfaha-
caracteres de la herencia,
2) estos factores untiarios deben existir en pares, y 3) en la formaci6n de los
gametos los miembros de estos pares se separan unode otro, demaneraque
cada gameto recibe solamente un miembro del par.
El factor unitario para
semilla de color verde no es afectado por existir en una generaci6n con plantas de semilla amarilla (ejem.individuos F1). Ambos se separandurante la
formacidn del gameto, y si un gameto que lleva este factor para semilla de
cclscara verde fecunda a otro gameto con este factor, el resultado sera una se
milla de color verde. Puede formularse ahora
el concepto general conocido
como primera ley deMendel o ley de la segregaci6n: los genes existen en
res en los individuos, y en la formaci6n de los gametos cada gen
pa
-
se separa o
segrega del otro miembro del par y pasa a un gameto diferente, de manera que
cada gameto tiene uno y solamente uno, de cada tipo degen.
En otros experimentos observ6 Mendel la herencia de dos pares de
racteres de contraste en un solo cruce. Aparedunoselementosde
ca
-
raza pura
con guisantes de semillas amarillas redondas, y otros con semillas verdes r u
gosas. En la primera generacidn filial todos los guisantes eran de semilla
amarilla, pero cuando estos autofecundaron comprob6 en la generaci6n F2
las cuatro posibles combinaciones de
color y formade las semillas. Existe
una estrecha aproximacidn de una proporci6n de 3 : l para el color de las semi
llas (416 amarillas a 140 verdes) y para la forma de las mismas (423 redon-,
das a 133 rugosas). Asf, la herencia del color de la semilla es independiente de la desuforma:unano
afecta a la otra. La segundaleydeMendel
madade la distribucih independiente,puedeenunciarse
, lla-
asC la distribuci6n
de cada par degenesen los gametos es independiente de la distribuci6n de
cualq,uier otro par.Mendelsostuvoque
el color de las semillas era controla
-
dopor un "factor" que se transmiga a la descendencia por medio de los game
tos. Este "factor", conocidocomogene,podia
trasmitirse sin mezclarse
con otros genes.
La importancia de la drosophila
Inicialmente, todos los experimentos de hibridaci6n utilizaron diferen
cias geneticas ya existentes en la anturaleza. Por ejemplo, Mendel emple6
semillas obtenidas de los comerciantes en semillas, quienes las obtesan se
guramentedelos agricultores. L a existencia de formas alternas del mismo
gen (alelos) plantea el interrogante decdmo se producen estas. Una hip6tesis
obvia postula que los genes pueden cambiar (mutar) para dar origen a nuevos
genes (genesmutantes).
Esta hip6tesis fuepuesta seriamente a pruebapor
primera vez a partir de 1908 por el gran bidlogo norteamericano Morgan y
sus j6venes colaboradores, los genetistas Bridger, Muller y Sturtevant quienes trabajaron con la pequeña mosca Drosophila. Se encontr6 que
esta mosca
que normalmente se alimenta de frutas, puede mantenerse fscilmente bajo condiciones de laboratorio dondepuede producirse una nueva generacidn cada
dfas. AsT usando Drosophila en lugar de organismos de multiplicaci6n
lenta, como los guisantes, fue posible trabajar conunarapidezpor
25 vecesmayor,ademiis,muchomasecon6mica.
dofue un macho ojos blancos en lugar de
14
miis
lo menos
El primer mutanteobteni-
los ojos normales, que aparecid es-
pontaneamente en un frasco de cultivo de moscas con ojos rojos. Puestoque
esedamente todas las drosophilas que se encuentran en la naturaleza tienen
ojos rojos, al gen que produce ojos rojos se le llam6 gen de tipo salvaje y al
gen que produce ojos blancos gen mutante (alelo).
Morgan eligid a la pequeña mosca drosophila melanogaster, para mabajos gen6ticos. Si nunca se hubiera utilizado drosophila, el progreso de la
gen6tica habrfa sido muy lento. Aun en la actualidad no se ha descubierto
oma especie tan útil.
Cromosomas y genes
Para poder realmente entender el significado del entrecruzamientoy
enlace y sus efectos, podemos hablar de la existencia .de los cromosomas y
de los genes, que como hemos de ver, se debe a ello principalmente la diver
sas caracteristicas presentadas en las moscas.
Primeramente hablaremos poco sobre la estructura de un cromosoma,
sobre todo de un crommma de drosophila (que de hecho
s610 tienen 4).
Cada
cromosoma consta de un filamento central, el cromonema, al queacompañan
a lo largo, una sucesi6n de gr6nulos a los que se les ha dado el nombrede cro
m6meros, es decir, el cromosoma va a tener una forma filiforme arrollada
helicoidalmente y queva a tener una construcci6n primaria donde estar6 el
centr6mero y esta divisi6n separa el cromosoma en dos partes. H e m de ver
que el centr6mero dirigir6 los movimientos de los cromosomas en la divisidn
celular y por donde los cromosomas
se unen al uso acronx3tico. Se ha visto
que los crom6meros son granulaciones f6ciles de teñir y que su ordenaci6n es
constante e igual en los cromosomas hom6logos.
La composici6n quiimica de los cromosomas de la drosophila (se ha in=
vestigado) consta fundamentalmente de 6cido desoxirribonucleico
nucleico y diversas proteinas.
, Lfcido ribo-
La secuencia de bases en el Lfcido desoxirribo
-
nucleico es lo que determina las propiedades hereditarias de los cromosomas.
L a cantidad de ADN del ntícleo celular de una determinada especie es relativa-
mente constante y solo se aumenta cuando los cromosomas se duplican.
Constancia del niímero de cromosomas en las moscas.
-
De hecho todas
las especies animales y vegetales tienen un niímero constantes de cromosomas,
la mosca drosophila tiene cuatro cromosomas lo que determina su cariotipo.
En ella se presenta tambien su tamaño y forma de los cromosomas bien carac
-
ter&ticos, que siempre ser6n los mismos.
No es el número de ccomosomas lo que diferencia alas diversas espe
ties animales sino la naturaleza de los factores hereditarios, contenidos en
los genes, y estos, a su vez, se encuentrandentrode los cromosomas. Cada
gen es diferente del resto y cadauno tiene la misidn de controlar uno o m&
caracteres hereditarios. Aqm" es donde se ve directamente que gracias a los
genes que poseen las mosmas, podemos notar el color blando o rojo de los
ojos de las moscas y queda estrictamente definido para ese determinado co-
lor. El gen de cada caracter estii situado en un punto especial del cromosoma
llamado locus
En el experimentos solo trabajamos con dos tipos de alelos o genes: el
gen para ojos rojos y el gen para ojos blancos.
Como los genes estSn colocados en el cromosoma y cada c6lula contie
-
ne un cromosoma decada tipo, deducimos que cada celula posee dos genes de
cada clase, en este caso, significa quehay dos tipos alternantes de genes
(White y Silvestre) en un punto espeaíco (locus)del cromosoma.
Existe el problema de saber el caso en que dos genes
afectan el mismo
En este tipo de trabajos en el que se toman en cuenta a los genes es
importante señalar ciertos terminos importantes como son los que propusieron Seymour Benzer, el cual propuso t6rminos que son: astrdn, mutdn, y
lecdn.
Definid el cistrdn como la unidad gen6tica de funcidn bioqufmica. Dos
genes son diferentes en sentido bioquirnico y pertenecen a diferentes cistrones
sillevan a la producci6n de enzimas distintas. Se define como aquella parte del
cromosoma en cuyo interior los mutantes recesivos forman un fenotipo mutante en combinaciones de dos, es decir el termino cistr6n alude a la unidad rrds
pequeña de material geetic0 que debe estar indemne para la conservaci6n de
la normalidad.
El rec6n se define como "el elemento mils pequeñoenuna disposicih
dimensional intercambiable pero no divisible por recombinacibn". Se
trata en
consecuencia del segmento d s pequeño de un cromosoma indivisible porrecombinaci6n y quepuede ser tan diminuto como un par nucledtido aislado.
El mut6n se define como la porci6n r d s pequeñade un cromosoma, la
cual, al ser alterada, da lugar a una forma mutante de organismo.
Por lo tanto podn"sra:definirse el gen como aquella parte de material hereditario que especifica la ordenaci6n sueesiva de una protefna especfiica. Si
bien mutores y recones pueden ser tan pequeños como un par de bases, el cis
-
ar6n constituye una unidad mucho
m& grande que contiene quiz$ miles de
pa-
res denucle6tido.
Tambien debeda decir que un gen es la secci6n de DNA involucrada
en la determinacidn del orden sucesivode una cadena aislada de poli@ptido.
Por lo que con esto queda muy bien explicado la composici6n de un gen
de mosca y sus consecuentes efectos ser& bien entendidos sobre todo cuando
se planteen los resultados de nuestro trabajo.
-
16
Homocigosis Y Heterocigosis
Con estos tc5rminos conocidos podemos formular divisiones
respecto a
dominante y recesivo, Si un animal o planta con dos genes exactamente iguales (dos blancos o dos silvestres, por ejemplo) se dice que es homocigoto para el caracter, mientras que el organismo con un gen dominante y uno recesivo
se dice que es hibrido o heterocigoto.
El gen recesivo es el que producir& sus efectos s610 cuando sea homo-
cigoto, y en tanto que gen dominante
es el que producir&sus efectos sea homo
cigoto o heterocigoto.
En este caso pondremos el alelo de caracter blanco como (W)y al color silvestre
(T).
En la meiosis, las gonadasde la mosca roja heterocigota, los cromosomas quecontiene el gen W primero forman sinapsis y luego se separan del
cromosoma que contiene el gen W de modo que cada espermatozoo
madotienenunode
u 6vulo for
los dos genes, pero nunca ambos.
Unos y otros estiln formados en números iguales por individuos hetero
cigotos TW. Como hay dos tipos de6vulos y dos tipos de espermatozoos, en
la fecundaci6n son posibles cuatro tipos de combinaciones. No b y una atracci6n especial ni repulsi6n entre un 6vulo y un espermatozoo que contienen el
mismo tipo de gen; por tanto, estas cuatro combinaciones posibles son igualmente probables.
Las combinaciones de 6vulos y espermatozoos pueden deter
minarse por multiplicaci6n algebraica: (como mas adelante se explicar&en
detalle)
-
(1/2 T
+
I'f
-
1/2 N ) bvulos x ( 1/2 T
+
1/2 N ) espermatozoa-
de lo que resultan 3/4 partes de la descendencia ser& TW o TT y l / 4 parte
sera WW.
Este tipo de resulqdo nos dice que la dominancia va a predominar o
sea ojos silvestres y que el individuo recesivo sera menos predominante en
cuanto a proporci6n.
Esta proporci6n 3:l resulta caractedstica de la 2a. generaci6n despues
del cruce de las moscas.
Este tipo de combinaci6n fue la obtenida por Mendel.
Depoder especificar un poco
sobre genes sera laconfiguracidnque
tenga una mosca con respecto a cierto rasgo heredado y eso de le conocera como fenotipo. La constituci6n genetica generalmente expresada mediante sfmbo
los se llama genotipo.
Esto es importante de mencionarse paraentender la
minologfa, por ejemplo en
ter
-
las cruzas citadas hemos convenido que la propor-
ci6n fenotfpica de la generaci6n Fa sera de 3 moscas silvestres por unamosca
blanca, pero puede ser que dentro de las moscas dominantes o silvestres encon
tremos diferentes genotipos pero su fenotipo es el mismo, es decir, puedehaber moscas T T , TW y las dos se manifiestan morfol6gicamente iguales, pero
puede tener repercusi6n en su siguiente generaci6ncuando en la meiosis se
pueda manifestar algún alelo.
Entrecruzamiento v enlace
El principio de la distribucidn independiente de Mendel se basa en el
hecho de que los genes localizados en diferentes cromosomas se comportan in-
dependientementedurante la meiosis. A menudo, sinembargo,dosgenes
se
..
transmiten independientemente porque se hallan localizados en el mismo cormosoma(genesligados).Entodoslos
mero de grupos de ligamiento
casos debidamenteestudiados, el nú-
era identic0 al número de haploide de cromoso -
mas. Por ejemplo, en la drosophila hay cuatro grupos de genes ligados
y cua
-
tro cromosomas morfol6gicamente distintos en una celula hapbide.
El ligamiento, no obstante, nunca es completo, La probabilidaddeque
dos genes del mismo cromosoma permanezcan juntos durante la meiosis fluc
ttia desde un poco menos del 100 por ciento hasta cerca del 50 por ciento,
Esto significa que debe existir un mecanismo para el intercambio de
genesencromosomashom6logos.
Este mecanismo se denomina entrecruza-
miento y su fundamente citoldgico fue descrito por primera vez por el cit6logo
belga Janssens.
Todos los genes localizados en el mismo cromosoma tienden a heredar
se como grupo y reciben el nombre de enlazados.
El intercambio de segmentos entre cromosomas hom6logos, llamado
entrecruzamiento hom6log0, hace posibles nuevas combinaciones de enlace de
genes
.
Morgan, con sus experimentos descubrid nuevas mutantes de drosophi -
la en número considerable.
Encone6 quemuchas cruzas en que participan pa
-
res de gmes se producía la distribucidn idependiente esperada s e a n el esque
mamendeliano,
En otras cruzas se encontraron desviaciones del tipo obser-
vado por Bateson y Punnett. Morgan estaba convencido de
la exactitud de la
hip6tesis de Sutton en que los genes son parte de cromosomas. Pens6 que
las
excepciones a la distribuci6n independiente se debian a que dos genes diferentes se encuentran en el mismo cromosoma. Pero para
explicar satisfactoria-
mente los resultados fue necesario suponer que bajo algunas
pueden trasferirse losgenesde
circunstancias
un cromosoma a otro. ~Exisdandatos cito16-
gicos al respecto?
Janssens proporcion6 una posible base citol6gica por intercambio de
genes. Describi6 un tipo de comportamiento de cromosomas en meiosis que
ahora sabemos tiene existencia casi universal enplanta y animales. Se deno mina entrecruzamiento y se presente dwnte la etapa de &rada.
La teoria de Janssens del entrecruzamiento podrfa constituir la base
de la transferencia de genes de un cromosoma a otro y adeds Morgan sospe
ch6 que asi sucedfa. Tomado de
un artlculo deMorgan:
Teorí-a del entrecruzamiento de Janssens.
-
"En consecuencia, el ma-
terial original quedara con mayor probabilidad en el mismo lado del fragmento, para distancias cortas, mientras que si la distancia es mayorpuedeque-
dar en el mismo lado o en el opuesto con igual posibilidad. Por consiguiente,
encontraremos enlace de ciertos caracteres y poca o ninguna manifestaci6n
de enlace en otros; esta diferenciadependiendo de la distancia lineal adem&
del material cromos6mico que representa las factores.
Tal explicaci6n dar&
cuenta de la mayoña de los muchos fen6menos que he observado
explicara igualmente los tros casos hasta ahora descritos.
y creo que
Los resultados
son la simple conclusi6n mecanica de la localizaci6n de materiales en los cro
mosomas y del modode uni6n de cromosomas hom6logos; las proporciones re
-
-
20-
sultantes representan no tanto la expresi6n de un sistema num&ico, sino la
localizaci6n relativa de los factores en los cromosomas. En
lugar de la ca-
sual segregacidn en el sentido mendeliano, tendremos 'asociaci6n de
'
que se localizan intimamente en los cromosomas.
factores'
La citolwa proporcionara
el mecanismo que la evidencia experimental demanda".
Se introdujo el termino enlace (linkage) para referirse a casos en que
se localizan genes diferentes en el mismo cromosoma. Entrecruzamiento
es
el termino que se aplica al enrollamiento, fragmentaci6n y nueva uni6n de cro
mosomas hom6logos durante la meiosis.
Un ejemplo de transmisi6n genetics de dos genes enlazados; en droso-
phila el color gris del cuerpo es dominante sobre el color negro. Ala larga
dominante sobre ala rudimentaria.
mismo par de autosomas
Los dos pares degenes se localizan en el
.
F1 producir6 cuatro tipos de gametos,
zamiento y dos no.
zamientodedosgenes
es
dos habr6 presentado entrecm
-
Morgan señala que la posibilidad deque ocurra entrecruest4 enfunci6nde la distancia entre ellos. Mientras
mils cerca esten menor es la posibilidad de entrecruzamiento.
Principios decromosomassexual&
"x", "y"
El sexo de un organismo es un caracter determinado
,,
geneticamente.
Los llamados cromosomas sexuales constituyen la excepcidn a la regla general
dequetodos los pares de cromosomas hom6logos son identicos en forma y tama
ño.
En un sexo de cada especie de animales existe un cromosoma impar o un
par singular de cromosomas, cuyos dos miembros difieren en forma
y tamaño.
En casi todas las especies las hembras poseen dos cromosomas identi
cos, llamados cromosoma X , y los machos poseen un cromosomaÚnico Y, o
un cromosoma X m& otro Y, generalmente m& pequeño.
E n unoscuantos animales, las mariposas y las aves, este sistema se
halla invertido y el macho posee dos cromsomas X y la hembra no, y en la
mayor parte de las especies los cromosomas X y Y se diferencias por su ta
mañ0 y su forma.
Sin embargo en meiosis, los cromosomas X y Y actuan como homdlogos
experimentan sinapsis, se separan, pasan a polos opuestos, y se incorporan
a diferentes gametos.
Los experimentos de Bridges rebelaron que el sexo de la mosca de la
fruta, drosophila, es determinado por la proporci6n de niimeros de cromosomas X con respecto al númerode series haploides de austoma. Los machos po
-
seen un cromosoma X y dos series de haploides de austosoma, proporcidn de
1:2 6 O. 5. Las hembrastienendoscromosomas
autosoma,proporcidnde
2 2 6 1:O.
X y dos series haploidesde
Por el empleo de tc5cnicas geneticas posi-
bles en la mosca de la fruta, Bridges identific6 moscas anormales con un cromosoma X y tres series de autosomas. Estas moscas, conunaproporcidnde
O. 33, tedan exageradas todas sus caracterfsticas masculinas y Bridges las de
-
nomin6"supermachos".
Otros individuosanormalescon tres cromosomas X y
dos series de autosomas fueron calificados como "superhembras" por tener
todas las caracterrsticas femeninassuperexageradas.
Los individuos con
dos cromosomas X y tres series de autosomas, proporcidn de O, 67 fueron
intersexuales con caracteres intermedios, entre los machos y las hembras
normales. Este conjunto de moscas singulares, supermachos y superhem
bras e intersexuales fueron esteriles.
Herencia ligada al sexo en drosophila
El descubrimiento de genes ligados al sexo en drosophila, realizado
por Morgan en 1910, result6 ser un suceso de crucial importancia para la te0
r€a cromosoica, askomo los estudios citol6gicos y geneticos coordinados de
estsos casos que llevaron a cabo Morgan, Bridges y otros. En el curs6 deexperimentos de cr€a con el tipo salvaje normal que tienen los ojm rojos, hall6
Morgan un individuo cuyos ojos eran blancos.
De e1obtuvounasepapurade
moscas de ojos blancos. Al cruzar esta nueva variedad con el tipo salvaje de
ojos rojos, obtuvo resultados distintos empleando un macho blanco y unahembra blanca. Se
vio que los resultados dependfan del sexo del progenitor que
introducra el cruzamiento, mientras queen otros caracteres mendelianos, co
mo hemos visto, no importa que un cargcter sea introducido por el macho o
por la hembra
.
Al cruzar un machode ojos blancos con unahembrade ojos rojos, las
moscas de la primera generaci6n son de ojos rojos enambossexos.Cuando
estas se cruzan entre s f , el blanco reaparece en la cuarta parte de la descen
-
- 23 dencia indicando que los colores rojo y blanco del ojo se deben a un par de ge
nes alelos, de los cuales el rojo actua como dominante.
No obstante, en la F2
todas las hembras son rojas, mientras que la mitad de los machos
y la mitad blancos.
son rojos
Las hembras son genotlj?icamnete de dos clases. La mi
tad de ellas solo dan descendencia roja; la otra mitad en cambio debe ser por
tadora del recesivo blanco, porque en su descendencia la mitaddelosmachos
son de ojos blancos.
Cuando un macho rojo se cruza con una hembra blanca, se obtiene un
resultadocompletamentedistinto.Ensusdescendientes
bras sonde ojos rojos y todos losmachossonde
F todas las hem1
ojos blancos. Cuando
estos
se aparean entre si, s u descendencia F2 es^ formada por individuos de ojos
rojos y de ojos blancos en igual número en ambos
sexos. Todas las moscas
de ojos evidentemente puras porque no aparece ninguna mosca de ojos rojos
en su descendencia; y los machos rojos, cruzados con hembras puras tambien solo producen descendientes de
ojos rojos. Las hembrasde ojos rojos
de la F2 no obstante, deben ser heterocig6ticas porquecuando se las cruzan
con un macho blanco o con un macho rojo, la mitad de su descendencia es de
ojos blancos.
En drosophila los caracteres ligados al sexo, como los ojos blancos,
siguenunaherenciacruzada.
Los machos transmiten sus caracteres ligados
al sexo a sus nietos mediante sus hijas, nunca un hijo a traves de el. Asi,
los caracteres pueden alternar o cruzar de un sexo'a otro al pasar de una ge-
- 44 neraci6n a la siguiente. Este, naturalmente, es el modode transmisi6n por
el cmmosoma X del padre, mientras que tanto los hijos como las hijas reci
ben el cromosoma X de la madre.
Al explicar la herencia de los ojos blancos en drosophila se supuso que
el gene para los ojos blancos est6 situado en el cromosoma X y el cromosoma
Y no lleva ningún alelo normal en el blanco. La hembra de ojos blancos cruza-
da con un macho rojo transmite un gene blanco a cada descendiente y tambien
un cromosoma X a cada descendiente.
Las hijas tambien reciben un cromoso
-
ma X del padre, que lleva el alelo dominante sobre el blanco y tienen por ello
los ojos rojos.
Los hijos en cambio, reciben cromosoma Y del padre y por lo
tanto ningtin alelo blanco, por lo quetendran los ojos blancos.
El genpara
blancos sigue exactamente la transmisi6n decromosomas X. Por ello Morgan
concluy6 que este gen est6 realmente contenido en el cromosoma X. Como
sabemos, Sutton y Boveri emitiendo la hip6tesis general deque los genesmendelianos contenidos en los cromosomas, pero Morganfue el primero en asoc i a un gene determinado con un cromosoma visible en las preparaciones mi
crosc6picas. Por lo menos, 140 genessiguenendrosophilamelanogaster
mismo mode de generaci6n que White
el
(blanco), lo cual indica que estos genes
tambien se hallan en el cromosoma X.
Frecuencia de mutaci6n
La probabilidad de un cambio en el DNA de cualquier gen especi'fico es
casi unoen un mill611en cada generaci6n de celulas. Sin embargo, esta figu-
ra es solamente un promedio y algunos genes son mtts probables a mutar que
otros. Los genesconuna frecuencia menorde mutacih sonllamadosgenes
estables; unosque mtts frecuentemente se mutan son llamados inestables.
Las frecuencias demutacionesque
abarca un gene simple manifiesta
una amplia variacidn de organismo a organismo. La taza es bastante baja
en bacterias (unamutacidnen diez millones de generaciones de
en moscas de la fruta (cerca deunaen
c6luIas), alto
100, OOO), y m&s alto aúnenhombre
(unaen 10,000 a 100,000). Algunos genes excepcionales genes en plantas
tienen una tremendamente gran frecuencia de mutacidn.
tan grande que una planta
La taza puede ser
es un mosaico de genes normales y mutados; algu-
nas celulas podrfan tener el normal riguroso, al mismo tiempo que otras en
el mismo tejido abarca la formamutada.
La estrecha investigacidn indica
que este fendmeno es causado pro genes mutados especiales, que vuelve genes contiguos inestables.
Esta figura de la probabilidad de mutacidn puede parecer menor cuando
es expresado en t6rminos degenessimples.Pero
los organismos multicelula
-
res tienen un gran número de genes, y cadaunode ellos estd sujeto a cambiar
Ademtts, cada individuo representa un número considerable de generaciones de
c6lulas. A d , la probabilidad que cualquier mosca de la fruta
de acarrear algúnpocodemutacidn
particular tiene
es casi unoen 20. Ellas tienen muchas ge-
nesmutantes presentes en poblaciones naturales.
Si las moscas silvestres de
la fruta son conducidas en el laboratorio y usadas como material en experimen
tos de crianza, una variedad de formas recesivas mutantespueden siempre
ser rebeladas en la poblaci6n silvestre. Algunasde esta mutacionesque ocu
-
rren naturalmente son caprichosamente y obviamente nocivas: la mutante
'aristopedia', por ejemplo, tiene una pata en lugar deunaantena.
Nosotros no podemos saber actualmente que causa la normal rn€nima
o antecedentes taza demutacibn.Pero
la tasa de mutaci6n puede ser correla
cionada con otras variables. En animales de sangre
-
caliente la tasa de muta
ci6n aumenta como la temperatura del medio ambiente incrementada.
taci6n es m& probables en esprmas depositadosqueenespermas
mente colectados (en moscas de
la fruta).
La mu
reciente
-
DESARROLLO DEL EXPERIMENTO
Material Y M6todo
Drosophila melanogaster (silvestres de M h i c o (+) y white (w) );
harina de mafz; miel Karo, Tegosept, Agar (especial para cultivo de
Drosophila) eter; agua;gasa;algod6n;
cos de 250 ml.;
1 2 tubos entomol6gicos;
1 caja de petri; microscopio
metro; foco (60 watts);
6 fras-
de diseccibn; lupa; term6
aguja de diseccibn y pincel. (Las
moscas, el
agar, el tegosept y los tubos entomoltjgicos fueron proporcionados por
e l Departamento de Genetica de l a Facultad de Ciencias de l a UNAM).
Se empez6 por hacer m medio de cultivo que fuese f6ciL y rapid0
de preparar para poder cambiar l a Drosophila d e l medio.
-
Primeramen
-te el cultivo utilizadofue en un medio de pl6tano: se disuelve e l agar en
agua mediante calentamiento hasta ebullicibn.
Despds se agrega l a pul
-
pa de pl6tano y e l Tegosept, recalentando sin hervir. La pulpa se ob-
tiene a partir de plgtanos sobre maduros y sin csscara, aplasthdolos
con u? tenedor, o bien, mediante un colador. Para hacer
las cruzas ex-
perimentales, se eligieron moscas silvestres (deojos rojos) y de caract e r white.
Las cruzas se hicieron entre seis hembras silvestres y seis
machos de caracter white.
rad&,
Antes de que se apareciera l a p r i m e r agene-
en el cultivose presentaron hongos (analizados en laboratorio,
resultaron ser penicillium), los cuales inhibfan e l crecimiento y desar r o l l o de los primeros estadios Larvarios.
Posiblemente l a existencia
de los hongos en e l medio sea debido a l a falta de agar adecuado, medio
mal esterflizado, o bien, e l tegosept se incluyb a l medio en concentraciones bajas.
Despues de haber observado y analizado las posibles cau
-
sas de los errores experimentales anteriores, se procedib a hacer nuevos medios; ahora se har6 en un medio de harina de mafz; se disuelve
e l agar mediante ebullicibn .en dos tercios de l a cantidad de agua que se
va a emplear. Agregar
miel Karo y hervir de nuevo.
En otro recipien-
te se mezcla l a harina de mafz con e l tercio restante de agua frfa; se
vierte esta mezcla en l a solucibn hirviente de agar-miel.
-
A continua-
ci6n se agrega e l Tegosept y se cocina durante algunos minutos (10 a
15 minutos) agitando constantemente hasta que e l medio aGn fluido a l
enfriarse forme una gelatina.
Siguiendo los pasos anteriores, primero,
en un frasco etiquetado se colocar& cepas puras de Drosophila Silvestres; en otro frasco etiquetado (todos los frascos utilizadosson etiquetados) estar& Drosophila de caracter white.
Se esper6 que emergieran l a r -
vas y pupas de cada uno de los caracteres utilizados.
Para poder obte-
ner resultados satisfactorios en la primerageneracibn de las cruzas experimentales es necesario obtener hembras vfrgenes, de lo contrario las
o
d
a
n estar fecundadas y ovopocitar en e l medio experimental
hembras p
y alterar asf el n 6 m e r o de individuos en la primera generacibn.
Para
o b t e n e r hembras v i r g e n e s puede ser a i s l a n d o a ma pupa e n un tubo entomol6gico individual, cada t u b o c o n un poquito de algod6n hGmedo, las
p u p a s s e r 6 n de ambos sexos, pero todas las hembras aisladas s e r 6 n virgenes.
Cuando se hace &a c r u z a e n t r e u n a hembra v i r g e n y un macho,
las m o s c a s se pueden poner directamente en la botella de cultivo, o e n
m frasco pequeño que contenga comida y despubs de 2 dfas se t r a n s f i e -
r e n a la botella de cultivo.
dos d a
S
Las hembras no ovipositan antes de t e n e r
de edad, y el medio de cultivo estar6 e n mejores condiciones
para las larvas si las hembras llegan cuando ya es& e n periodo de wiposicibn
.
Los padres deben ser retirados a n t e s de que empiece a emerger
la descendencia para n o ser confundidos con los descendientes al hacer
los c o n t e o s , a p r o x i m a d a m e n t e 7 a 9 das despues de iniciado el cultivo.
(Manejo de las Moscas)
Para poder e x a m i n a r las moscas, es n e c e s a r i o movilizarlas me-
diante el e m p l e o de 6ter. T a m b i g n deber& estar eterizadas cuando se
t r a n s f i e r a n los frascos de cultivo; para h a c e r c r u z a s para i n m o v i l i z a r
un conjmto de moscas bastan u n a c u a n t a s gotas de b t e r c o n s e t d n d o l a s
e n ese estado durante m6s de media hora reetepiz6ndolas a i n t e r v a l o s
,. . ..
-
regulares.
30-
E l reeterizado consiste generalmente de una caja de
pet?+ c m un pequeño fragmento de algod6n fijo al interiorde una
seccibn deLa caja; sobre e l algodbn se dejan caer mas gotas de 6ter
y a l c u b r i rcon e l reeterizado a lasmoscas se inmovilizan nuevamen-
te.
EL eterizado
&S
adecuado se hace mediante un pequeño fras-
co con abertura igual a La de Los frascos de cultivo, se debe tener
cuidado en no sobreeterizar a Las moscas, ya que esto puede impedir
e l uso posterior o i n t e r f e r i r en e l diagn6stico.
L a exposicit% dema-
siado prolongada al éter causa La muerte de las moscas que quedan
con las alas extendidas hacia Los lados.
Resultados
Se esperaban resultados semejantes a Los resultados te6ricos,
los cuales se obtienen a p a r t i r deLasLeyesde
Morgan.
En pa6inas
y W
anteriores se habla de los cromosomas sexuales 'Xx"
f l
de Droso-
phila, e l cromosorna "X"de l a hembra es e l que Lleva La informaci6n
genética.
En el cruze de hembras de caracter w
h
e
t
I tambi6n virgenes con
machos silvestres, en l a generacibn F, se obtuvieron casi con una reLacibn de 1: 1, 65 individuos de caracter white y 67 individuos & caracter silvestre.
(Fechas Experimentales)
F e c h a d e o b t e n c i ó n de moscas:
Jmio 2
F e c h a de entrecruzamiento:
Junio 13
Obtenci6n de moscas vfrgenes:
Moscas Silvestres:
27, 29 y 30 de Junio.
MoscasWhite:
25, 29 y 30 de
Junio.
F e c h a de entrecruzamiento:
30 de Junio.
Formación de pupas:
5 y 6 de Julio
F o r m a c i ó n de F 1
15, 1 6 y 17 de Julio.
- 3iL-
f
-md
.
CONCLUSIONES
Se puede decir que con la temperatura y la eterización hay que
tomar bastantes precauciones, debido a que estos dos factores son de
mayor importancia por elrango de v a r i a c i h tan pequeño con el que
el investigador debede manejarlo. Otra cosa importante que se debió
considerar, es que las moscas esterizadas no deben caer sobre el cultivo, poque quedan atrapadas en el fondo al pegarse al medio antes de
recuperarse.
Consideramos que nuestro experimento es &lido,
puesto que al
confrontar nuestros resultados con los de l a investigación bibliografica
coincidan en gran parte.
Se consideró como parte de nuestro trabajo la investigación bibliogr6fica puesto que es, muy importante para acentuar las bases sobre las
cuales se realizó el experimento, para su mejor entendimiento y aplicación pr6ctica
.
Se comprobb que trabajar con Drosophila Melanogaster representa
una gran ventaja para la experimentación en cuanto a costo y &pida reproducción, facilidad de observación en sus caracteres, e k .
BIBLIOGRAFIA
C o m i s i ó nN a c i o n a l de Energfa Nuclear. 1962. Introducción a
la G e n é t i c a y Citología de D r o s o p h i l a M e l a n o g a s t e r . 70.
E d . 56 pp.
1.-
-
2.
Consejo Nacional para la E n s e ñ a n z a d e la Biología. 1975. prob l e m a s de Investigación e n Zoologfa. 1 a. e d . E d .
Continental.
3.-
Cook, Stanton A. 1968. R e p r o d u c c i ó nh e r e n c i a y sexualidad.
1 2 1 pp.
E d . Herrera. M é x i c o ,D . F .
4.-
D eR o b e r t i s .
Aires.
5.-
F o r d . E. B. 1967. M e n d e l i s i u md e Evolución. E d . Met)luend
Co. L t d . y Science Papaerback.Oxford.
122 pp.
1976. Biologfa C e l u l a r .E d .
480 pp.
El Ateneo.
6.
-
Goodenough,
Ursula.
1974. Genetics.
882 pp.
E.U.A.
7.
-
Eldon. 1975. P r i n c i p l e s of G e n e t i c s .
Gordner
John W i l e y & Sons. Inc. New York. 622 pp.
8.-
Buenos
la. e dE. dK. e n a p s .
J.
5a. e d .
1974. Biología: M o d e l o s y Procesos.
L i e b h e r r ,H a r o l d . e t al.
e d .E d .
Trillas. M é x i c o ,D . F .
336 pp.
3a.
9.
-
M o o r e J0hat-1A. 1968. Herencia y D e s a r r o l l o E m b r i o n a r i o .
E d . Limusa. M6xico. 271 pp.
10.-
, M i l l e r H. Jeffrey. 1972. E x p e r i m e n t s i n M o l l e c u l a r G e n e t i c s .
2a. e d . E d . C o l d S p r i n g H a r b o r
Laboratory. New y o r k
466 pp.
11.-
S i n n o t t ,E d m u n d W. et.al
e dE. dO
. m e g aE. s p a ñ a .
12.
-
S m o l l w o o dG
, reen.
1971.
M g x i c o . 951 pp.
.
1972. P r i n c i p i o s de
581 pp.
Biologfa.
Genetics. 5a.
P.c.S.A.
la. e dE. d .
114
.
.
*
"
^
I
."
"
"
1
1
"
"
"
ll.l"l.'.
-Y2
15.
-
Ville
16.
-
Watson, D. James. 1974. BiologíaMoleculardelGen.Ed.
F .E.I .S.A. México. 619 pp.
, et. al. 1970. Zoologfa.3a.ed.Ed.Interamericana.
México. 834 pp.