CRUCES MONOHIBRIDOS ENTRE VARIEDADES MUTADAS Y SILVESTRES DE DROSOPHILA MELANOGASTER CON EL FIN DE COROBORAR LA

PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE MENDEL

Noreña, A. Vargas, C. Rubio, A. González, C.

RESÚMEN

Este trabajo describe las bases de la herencia genética explicadas por el monje Gregor Mendel. Se desarrolló un cultivo de Drosophila melanogaster logrando cruzar diferentes variedades de una especie (silvestre y mutación ebony), de las cuales se pudieron obtener dos generaciones y en cada una se pudo evaluar la primera y segunda ley de Mendel respectivamente.

Palabras clave: Gregor Mendel, Drosophila melanogaster, mutación ebony, primera y segunda ley de Mendel.

INTRODUCIÓN

En el siglo XIX el monje Gregor Mendel inicio la historia de la genética con su experimento usando diferentes variedades de guisante de jardín Pisum sativum, en el cual cruzaba plantas de distintas características morfológicas y determinaba el patrón de transmisión de estas a sus descendientes. La primera fase del experimento consistió en la obtención, mediante cultivos convencionales previos, de líneas puras constantes y en recoger de manera metódica parte de las semillas producidas por cada planta. A continuación cruzó estas estirpes, dos a dos, mediante la técnica de polinización artificial. De este modo

era posible combinar variedades distintas que presentan diferencias muy precisas entre sí (semillas lisas -semillas arrugadas; flores blancas-flores coloreadas) (Vidas, 2004).

En base a los experimentos realizados, Mendel concluyó los siguientes postulados:

Ley de la uniformidad: Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores.

Ley de la segregación: Establece que los caracteres recesivos, al

cruzar 2 razas puras, quedan ocultos en la primera generación, reaparecen en la segunda en proporción de uno a tres respecto a los caracteres dominantes. Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes fenotípicamente unos de otros.

Ley de la independencia de caracteres: Establece que los caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de son o más caracteres, cada par de alelos que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles. (Valega)

Gracias a estos trabajos, es posible describir los mecanismos de la herencia y que fueron explicadas con posterioridad por el padre de la genética experimental moderna, el biólogo estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945).

Thomas Hunt Morgan enfatizó sus estudios genéticos, estudiando a la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, y lo consideró como organismo perfecto porque el plazo para su desarrollo (de huevo a la madurez) es de 14 días y tiene la capacidad de producir hasta mil huevos en el curso de su existencia; es un animal muy pequeño, de modo que se puede manejar un gran

número de estos insectos; son fáciles de conservar y alimentar y son poco costosos. Esta especie presenta dimorfismo sexual el cual se manifiesta en hembras con un tamaño del imago más grande, la forma del abdomen termina en punta, los segmentos abdominales son no fusionados, no presenta peines sexuales y su cavidad vaginal se puede observar claramente en el estereoscopio. En los machos se presenta un tamaño del imago más pequeño, la forma del abdomen es corto y redondeado, los tres últimos segmentos abdominales se encuentran fusionados y presentan peines sexuales. (Genética, 2008)

Imágen tomada de http://bancodemoscas.fciencias.unam.mx/Dimorfismo.html

Imagen tomada de http://bancodemoscas.fciencias.unam.mx/Dimorfismo.html

En 1915 Morgan encontró 85 mutantes diferentes con una gran variedad de estructuras afectadas. Conforme se aislaron las mutantes de D. melanogaster, fueron criadas, cruzadas y mantenidas como reserva en el laboratorio. Tal como se esperaba, las 85 mutaciones no se permutaron de manera independiente; en vez de eso, Morgan encontró que pertenecían a 4 diferentes grupos ligados, uno con muy pocos genes mutantes. Este dato se relaciona perfectamente con la observación de que las células de Drosophila poseen 4 pares de cromosomas homólogos. (Karp,1998).

Una de las mutaciones que encontró Morgan fue la ebony (e), la cual describió en 1923, esta mutación es recesiva y se encuentra situada en el locus 70,7 del cromosoma 3. Las moscas ebony presentan un cuerpo de color negro brillante que se va pigmentando más a medida que pasa el tiempo. Esta mutación se presenta en iguales proporciones tanto en machos como en hembras ya que no depende de los cromosomas sexuales (autosómica) (Genética I. d.,2005).

MATERIALES Y MÉTODOS

Para el experimento se trabajó con líneas puras de moscas silvestres dominantes y ebony recesiva (6 hembras vírgenes y 3 machos) las cuales se colocaron en un frasco, el cual contenía un medio de cultivo que consta de 500ml de agua, 50g de harina pan (amarilla), 15g de levadura, 5g de Agar-Agar, ½ cucharada de melaza y 1ml de ácido propiónico. Se adicionaron las moscas el 12 de noviembre de 2013, se dejaron allí hasta que se observara gran cantidad de pupas para hacer descarte de padres, esto se realizó el 26 de noviembre; y la cuantificación de F1 se llevó a cabo el dia 29 de noviembre. Con el fin de corroborar la primera ley de Mendel.

De la F1 se escogieron 8 hembras vírgenes y 4 machos, todos fenotípicamente silvestres y se realizó el mismo proceso anterior descartando los padres el 10 de diciembre y haciendo la cuantificación de F2 el 16 de diciembre.

Los cálculos estadísticos para determinar si se cumple la segunda ley de Mendel de acuerdo a las proporciones se determina con la distribución de X2.

RESULTADOS

Cuantificación de F1

El total de la población fue de 57 individuos, los cuales se distribuyeron de la siguiente manera:

Hembras silvestres

11

Machos Silvestres

7

Hembras mutadas

22

Machosmutados

27

Cuantificación de F2

El total de la población fue de 44 individuos, distribuidos de la siguiente manera

Hembras silvestres

21

Machos silvestres

14

Hembras mutadas

7

Machosmutados

2

Para que la segunda ley de Mendel se cumpliera en la F2, además de comprobar visualmente por medio de cuantificación que la relación de moscas fuera 3:1, siendo 3 partes moscas silvestres y 1 parte moscas mutadas, hubo que realizar cálculo estadístico con la distribución X2.

Los datos arrojados por la tabla X2

para la F2 fue 0,484848 < 3.84 lo que indica que sí se cumple la segunda ley.

DISCUSIÓN

Los descubrimientos del señor Mendel dieron inicio a un sin fin de estudios genéticos y moleculares, para los cuales es necesario utilizar organismos con cualidades específicas como fácil manejo y cortos periodos de vida. Gracias a esto Drosophila melanogaster se posiciona como uno de los organismos modelos más usados, además de la gran cantidad de

mutaciones autosómicas y sexuales que posee. Por lo tanto es una herramienta útil para comprobar la primera ley de Mendel, dado que al cruzar padres silvestres y madres mutantes (e) o viceversa, en F1 todos los hijos son portadores de la mutación (debido a que esta es autosómica) pero no la expresarán (Garrido, 2009). En este experimento los resultados dieron incorrectos probablemente porque los padres silvestres no provenían de una línea pura y por lo tanto eran heterocigotos y no homocigotos como deberían serlo normalmente, de acuerdo a esta ley. Otra probabilidad es que al momento de realizar los cruces, las madres no era vírgenes por lo tanto cabe la posibilidad de que fueran fecundadas anteriormente por una silvestre portadora de la mutación ebony.

Aunque en la F1 hubo un error, en la F2 se obtuvieron resultados positivos, esto se explica porque al momento de empezar la F2 los padres que se eligieron fueron todos silvestres heterocigotos, dejando fuera cualquier posibilidad de error.

Además, hay que resaltar que en este experimento se estuvo trabajando con especies animales y Mendel al momento de realizar sus experimentos lo hizo con especies vegetales, lo que indica que estas leyes son aplicables a ambos reinos.

BIBLIOGRAFÍA

Garrido, G. P. (2009). Principios de genética y mejora vegetal. España: Universidad Pública de Navarra.

Genética, G. d. (2008). Universidad del valle. Recuperado el 13 de 01 de 2013, de geteg.univalle.edu.co/5.html

Genética, I. d. (01 de 05 de 2005). Universidad de los Andes. Recuperado el 13 de 01 de 2014, de cienciasbiologicas.uniandes.edu.co/genetica/index.php

Karp, G. (1998). Biología celular y molecular conceptos y experimentos. México: Mc Graw Hill interamericana.

Valega, O. (s.f.). beekeeping. Recuperado el 13 de 01 de 2014, de Las leyes de Mendel: http://www.beekeeping.com/articulos/leyes_de_mendel.pdf

Vidas, B. y. (2004). Biografías y Vidas. Recuperado el 09 de Diciembre de 2013, de http://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mendel.htm