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3.1: Introducción al desarrollo y la herencia - Biología

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Objetivos de aprendizaje

Al final de esta sección, podrá:

  • Enumere y explique los pasos involucrados en la fertilización.
  • Describir los principales eventos del desarrollo embrionario.
  • Describir los principales eventos en el desarrollo fetal.
  • Discutir las adaptaciones del cuerpo de una mujer al embarazo.
  • Describir los ajustes fisiológicos que debe realizar el recién nacido en las primeras horas de vida extrauterina.
  • Resumir la fisiología de la lactancia.
  • Clasificar y describir los diferentes patrones de herencia.

En aproximadamente nueve meses, una sola célula, un óvulo fertilizado, se convierte en un bebé completamente formado que consta de billones de células con una miríada de funciones especializadas. Los cambios dramáticos de la fertilización, el desarrollo embrionario y el desarrollo fetal son seguidos por notables adaptaciones del recién nacido a la vida fuera del útero.

El desarrollo normal de una descendencia depende de la síntesis adecuada de proteínas estructurales y funcionales. Esto, a su vez, se rige por el material genético heredado del óvulo y el esperma de los padres, así como por factores ambientales.


Entendiendo las plantas - Parte I: Lo que sabe una planta

Durante siglos, nos hemos maravillado colectivamente ante la diversidad y la forma de las plantas, desde la fascinación inicial de Charles Darwin por los tallos y las flores hasta el cariño distorsionado de Seymour Krelborn en La pequeña tienda de los horrores. Este curso tiene la intención de presentar una mirada intrigante y científicamente válida sobre cómo las plantas mismas experimentan el mundo, desde los colores que ven hasta las sensaciones que sienten. Destacando las últimas investigaciones en genética y más, profundizaremos en la vida interior de las plantas y trazaremos paralelos con los sentidos humanos para revelar que tenemos mucho más en común con los girasoles y robles de lo que creemos. Aprenderemos cómo las plantas saben de arriba a abajo, cómo saben cuando un vecino ha sido infestado por un grupo de escarabajos hambrientos y si aprecian la música que les has estado tocando o si simplemente son sordos a los sonidos. alrededor de ellos. Exploraremos las definiciones de memoria y conciencia en su relación con las plantas al preguntarnos si podemos decir que las plantas podrían incluso ser conscientes de su entorno. Este curso altamente interdisciplinario combina los estudios históricos con la investigación moderna de vanguardia y será relevante para todos los humanos que buscan su lugar en la naturaleza. Esta clase tiene tres objetivos principales: 1. Presentarle la biología vegetal básica mediante la exploración de los sentidos de las plantas (vista, olfato, oído, tacto, gusto, equilibrio). 2. Presentarle la investigación biológica y el método científico. 3. Conseguir que el alumno se cuestione la vida en general y lo que nos define como humanos. Una vez que haya tomado este curso, si está interesado en un estudio más profundo de las plantas, consulte mi curso de seguimiento, Fundamentos de Biología Vegetal (https://www.coursera.org/learn/plant-biology / casa / bienvenido). Para recibir crédito académico por este curso, debe aprobar con éxito el examen académico en el campus. Para obtener información sobre cómo registrarse para el examen académico: https://tauonline.tau.ac.il/registration Además, puede postularse a ciertos títulos utilizando las calificaciones que recibió en los cursos. Lea más sobre esto aquí: https://go.tau.ac.il/ba/mooc-acceptance Los maestros interesados ​​en enseñar este curso en sus aulas están invitados a explorar nuestro programa de escuela secundaria académica aquí: https: // tauonline. tau.ac.il/online-highschool

Получаемые навыки

Biología Vegetal, Genética, Biología Celular, Planta

Рецензии

Fue muy interesante aprender sobre la investigación sobre plantas y sus habilidades para detectar y responder a una variedad de estímulos y relacionarlos con las personas y nuestras experiencias sensoriales. ¡Gracias!

Hasta ahora, estoy disfrutando mucho este curso. Me gusta cómo se ve, el profesor es atractivo y, como profano, encuentro el contenido muy, muy interesante. ¡Qué maravillosa visión de la biología vegetal!

Esta semana continuamos con nuestra revisión sistemática de los sistemas sensoriales de una planta explorando las respuestas a los químicos volátiles (en otras palabras, qué huele una planta). Comenzamos con una descripción general de la célula vegetal, revisamos brevemente el olfato humano (olor) y luego exploramos cómo las frutas saben cuándo madurar. A partir de ahí, repasamos tres experimentos diferentes que exploran las respuestas de las plantas a los productos químicos volátiles y comenzamos a explorar la controvertida pregunta: "¿Las plantas se comunican entre sí?".

Преподаватели

Profesor Daniel Chamovitz, Ph.D.

Текст видео

Bienvenido de nuevo a Lo que sabe una planta. Esta semana vamos a hablar sobre lo que huele una planta. Ahora, las plantas huelen. Eso no le sorprende demasiado porque las plantas, obviamente, emiten olores que nosotros olemos y que nos atraen. Pero lo que sorprende es que las plantas huelen, en el sentido de que perciben sus propios olores e incluso los olores de sus vecinos. Las plantas saben cuándo su fruto está maduro porque pueden olerlo. Saben cuando su vecino está siendo devorado por insectos hambrientos, porque pueden olerlo. Incluso hay plantas que pueden diferenciar entre el olor a tomate y el olor a trigo. Ahora, a diferencia del amplio espectro de información visual que aprendimos la semana pasada que experimenta una planta, si recuerdas, aprendimos que las plantas pueden ver o responder a la luz a la que estamos ciegos, como la luz ultravioleta o la luz roja lejana. Y que tienen una mayor cantidad de fotorreceptores que la gente. En lo que respecta al olfato, el rango de una planta es bastante limitado y es mucho menor que el que tienen los humanos. Pero el sentido del olfato de una planta sigue siendo muy sensible. Y comunica una gran cantidad de información tanto sobre el medio ambiente como sobre la fisiología de la planta. Pero antes de continuar con la comprensión de qué huelen las plantas, quiero repasar algo de biología celular básica que puede ayudarnos a comprender mejor los conceptos de los que hablaremos tanto en esta conferencia como en conferencias futuras. Ahora bien, si tiene una buena formación en biología, especialmente una buena formación en biología celular, puede saltar algunas diapositivas o simplemente quedarse con nosotros mientras revisamos esta revisión de biología de células vegetales. Entonces, las células son la unidad básica de vida más pequeña. Es la parte más pequeña de la vida que es independiente, que puede dividir y transferir material genético a generaciones futuras. Con, independientemente de que otras células las toquen necesariamente. Si bien todas las células tienen características similares. Cada tipo de célula también es único, lo que le da a cada tipo de tejido sus propias características. Por ejemplo, las células del hígado forman un hígado. Las células productoras de insulina producen el páncreas. Las células de la piel protegen nuestro cuerpo. Al igual que una célula de la hoja en una planta es diferente a una célula de la raíz. Sin embargo, ahora para ver la mayoría de las células, tenemos que usar microscopios, y así es como las estudiamos. Son muy pocas las células que podemos ver a simple vista, siendo una de ellas, por ejemplo, un huevo de rana. Pero nuevamente, para la mayoría de las células necesitamos usar microscopios, y para las células eucariotas, para las células vegetales y las células humanas y animales, es suficiente usar un microscopio óptico. Con estos podemos ver tanto las celdas como las partes dentro de la celda. Oh, históricamente, el primer microscopio construido fue en el siglo XVII. Y las primeras células detectadas fueron en corcho, una planta. Robert Hook construyó el primer microscopio. Podría aumentar los tejidos unas 15 veces. Y él, esto es realmente similar a lo que estaba viendo, y notó que había, lo que él llamaba, celdas de cámara en el corcho. No entendía ni comprendía que todos los organismos grandes estaban hechos de células. Pensó que era específico para el corcho. Sin embargo, hoy sabemos que todos los organismos vivos están hechos de células. Ahora quiero entrar en un poco más de detalle sobre la estructura celular. Todas las células, ya sean vegetales o animales, son básicamente como una bolsa de líquido donde tienes una membrana externa que encierra un interior soluble. Podrías imaginarlo como un globo. Dentro del interior de la célula, podemos encontrar el núcleo que tiene el ADN, el material hereditario. Otras partes pequeñas de la célula, que se denominan orgánulos, como las mitocondrias, que producen energía. diferentes tipos de estructuras de membrana dentro de la célula, que no son tan importantes para esta clase. por lo que una célula es la membrana externa, que se llama membrana plasmática y las partes internas, que se llaman citoplasma. Esto es tanto para una célula animal como para una célula vegetal. Pero una célula vegetal tiene algunos otros orgánulos. Por ejemplo, todas las células vegetales tienen fuera de la membrana plasmática, una estructura que llamamos pared celular. La pared celular es lo que le da a una planta su estructura en lugar de un esqueleto óseo. Y todas las células son, todas las células vegetales son primero una pared celular, que limita la membrana celular, que contiene el citoplasma. Ahora, la membrana y el citoplasma juntos, lo llamamos protoplasto. Entonces, una célula vegetal es en realidad una pared celular, más el globo, el protoplasto dentro de él. Las células vegetales también contienen los otros pocos orgánulos. Uno de ellos son los plástidos, de los cuales el mejor ejemplo es el cloroplasto. Este es el orgánulo que produce energía a través de la fotosíntesis. Convirtiendo la luz del sol en energía. Y hay otro orgánulo, del que hablaremos un poco más adelante en esta serie de conferencias, llamado vacuola central. Este es un globo dentro de un globo. Eso es básicamente un tipo de almacén, para la planta. no vamos a entrar en demasiados detalles sobre la vacuola central ahora, solo sepa que existe. Solo quiero hablar unos minutos sobre qué es una membrana. Una membrana es básicamente un fosfolípido. Es un tipo de grasa que tiene un lado polar, una parte que tiene una carga, que está al lado de la parte soluble, ya sea en el exterior o en el interior de la célula, y un lípido que es apolar, que es hidrófobo, que no permite que pase el agua, que se encuentra en el interior de la membrana. O estos fosfolípidos se asocian y forman una cubierta protectora que recubre toda la célula. Vemos cosas que son similares a las membranas formadas, por ejemplo, por la grasa en la sopa de pollo, o cuando se hace una pompa de jabón, estas son, nuevamente, moléculas hidrofóbicas que se asocian en pequeños círculos, en pequeños globos. Dentro de las membranas, puede haber diferentes tipos de proteínas. Ahora bien, los diferentes tipos de proteínas suelen caracterizar qué tipo de célula hay. Pero entre los tipos de proteínas, encontramos que hay proteínas que van desde un lado de la célula, desde el interior, hacia el exterior, a través de la membrana. Estas son proteínas que a menudo participan en la señalización de información de adentro hacia afuera. Veremos un ejemplo de esto en unos minutos más. Hay proteínas que solo se pueden unir por dentro. Y hay proteínas que solo pueden unirse en el exterior. También hay otros ejemplos de moléculas que podrían encontrarse dentro de las membranas, por ejemplo, como el colesterol en animales. pero todas las membranas tienen básicamente la misma estructura. Entonces, lo que quiero que hagas antes de continuar es que mires esta célula animal. De hecho, puedes ver algunos, aprender un poco más sobre los diferentes orgánulos en línea. Y llene los espacios en blanco, de cuáles son los diferentes orgánulos que también encontraríamos, en una célula vegetal.


3.1: Introducción al desarrollo y la herencia - Biología

Gregor John Mendel nació en 1822 en Moravia de la República Checa. Debido al mal estado familiar, se unió a un monasterio agustino en Brunn en Austria en 1843, donde estudió matemáticas, física y ciencia y desarrolló un gran interés en la hibridación de plantas. Luego pasó su vida haciendo cruces entre plantas.

Estudió varios caracteres de las plantas y realizó experimentos en Pisum sativum(planta de guisante de jardín común). Con la ayuda de sus experimentos con guisantes de jardín, pudo formular las leyes y el proceso de herencia de los personajes. Publicó sus resultados en "The Annual Proceedings of Natural History Society", una sociedad local de historia natural.

Aunque Mendel describió sus resultados en 1860, no se le dio importancia a su trabajo hasta la muerte de Mendel en 1844. Su trabajo fue reconocido en 1900 cuando su trabajo fue descubierto por Hugo de Vries (botánico holandés), Carl Corens (botánico alemán), Erich von Tschermark (botánico austríaco) quien luego encontró que Mendel estaba en lo correcto y publicó el trabajo de Mendel. El redescubrimiento del trabajo de Mendel fue ampliamente aceptado y, por lo tanto, Mendel fue nombrado 'Padre de la genética'.

El trabajo de Mendel

Mendel hizo su experimento en 5 pasos:

1) Selección de material

2) Selección de la planta madre

3) Hibridación

4) Autopolinización de F1 híbridos

5) los resultados de Mendel

1) Selección de material

Mendel eligió el guisante de jardín (Pisum sativum)como material vegetal para su experimento debido a las siguientes razones:

& BullPea normalmente se autofecunda debido a los pétalos cerrados. La autofertilización ayuda a producir la línea pura con el rasgo constante.

& BullPea es fácil de cultivar y se pueden producir generaciones en un año.

& bull Tiene varios pares de caracteres contrastantes.

& bullLa polinización cruzada y la fertilización también se pueden lograr fácilmente.

& toro Las flores son bisexuales y hermafroditas.

& toro Los híbridos de las plantas de guisantes son fértiles.

2) Selección de la planta madre

Mendel eligió plantas de raza pura (homocigotas) para su experimento. Obtuvo pura raza mediante la autopolinización de plantas de guisantes durante muchos años. Luego, Mendel realizó cientos de cruces. Se eligieron siete pares de personajes contrastantes para su estudio.

3) Hibridación-

El proceso de producción de híbridos mediante el cruce de dos padres homocigotos contrastantes se denomina hibridación. Para producir híbridos (heterocigotos), él realizó cruces monohíbridos y dihíbridos.

La cruz monohíbrida es la cruz en la que se toma un par del rasgo contrastante. Para ello, tomó uno de los siete rasgos contrastantes. Quitó las anteras, ya que el guisante de jardín se autofecunda. El proceso de remoción de anteras antes de su madurez se llama emasculación.Por ejemplo, tomó como padres puro alto (TT) y enano puro (tt).

Fig: Formación de híbrido

Cruce dihíbrido del cruce en el que se toman dos pares de rasgos contrastantes. Para esto, tomó dos rasgos de 7. Por ejemplo: alto puro con flores rojas (TTRR) y un enano puro con flores blancas (ttrr) como padres. Además hizo proceso recíproco.

4) Autopolinización de F1híbridos

La última etapa del experimento de Mendel fue dejar que el F1 los híbridos se polinizan a sí mismos. Las plantas así producidas se denominaron segunda generación filial o F2 plantas. Del mismo modo, F3, F4 e.t.c. también se obtuvieron.

5) Resultados de Mendel

Mendel concluyó sus experimentos dando los siguientes resultados:

& menosTodas las plantas en F1 generación fueron del mismo tipo en todos los cruces recíprocos.

& minusUno de los rasgos se consideró dominante del rasgo alternativo.

& minus Dos alelos no se mezclaron en el híbrido.

& menosEn F2generación, reaparecieron ambas formas parentales.

& minusEn cruces dihíbridos, los personajes se encontraron clasificados de forma independiente.

& menos La relación fenotípica y genotípica en F2 generación se encontró de la siguiente manera:

Razón fenotípica Razón genotípica
Cruz monohíbrida- 3:1 1:2:1
Cruce dihíbrido 9:3:3:1 1:2:1:2:4:2:1:2:1

Diferencias entre fenotipo y genotipo

Fenotipo Genotipo
1) Es la apariencia morfológica de un organismo. Es la composición genética de un organismo.
2) Con la ayuda del fenotipo, no se puede determinar el genotipo. Con la ayuda del genotipo, se puede decidir el fenotipo.
3) Sigue siendo el cambiado con el tiempo y el medio ambiente. Sigue siendo el mismo durante toda la vida de un individuo.
4) Puede ser conocido por el estudio morfológico. No puede ser estudiado por el estudio morfológico.
5) Los individuos que generalmente tienen diferentes fenotipos tienen diferentes genotipos. Los individuos con diferentes genotipos pueden tener un fenotipo similar.
6) En el cruce monohíbrido, la proporción de fenotipo es 3: 1. En el cruce monohíbrido, la proporción de genotipo es 1: 2: 1.

Diferencias entre cruce monohíbrido y cruce dihíbrido

Cruz monohybird Cruz dihíbrida
1) El cruce entre padres homocigotos que difieren en un solo par de caracteres contrastantes se llama cruce monohíbrido. El cruce entre padres homocigotos que difieren en dos pares de caracteres contrastantes se llama cruce dihíbrido.
2) La relación fenotípica en la F2 generación es 3: 1 y la relación genotípica es 1: 2: 1. La relación fenotípica en la F2 La generación es 9: 3: 3: 1 y la relación genotípica es 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1.
3) Se trata de un cruce con un solo carácter. Se trata de cruzarse con dos personajes.

Principios (leyes) de herencia dados por Mendel

Los siguientes principios de herencia fueron dados por Mendel-

B) Ley de segregación / pureza de gametos

c) Principio de surtido independiente

A) Ley de dominancia

De dos factores alelomórficos contrastantes, solo uno se expresa en un individuo. El factor que se expresa se llama dominante y el otro que no ha mostrado su efecto se conoce como carácter recesivo,

Cuando se cruzan plantas de guisantes altos homocigotos con plantas de guisantes enanos homocigotos, las plantas aparecieron en F1 La generación es alta, aunque ha recibido un factor de la planta enana. Sin embargo, este rasgo oculto recesivo reaparece, sin cambios en F2 Generacion.

Se pueden sacar las siguientes conclusiones para la ley de dominancia:

& raquoLos ​​personajes están controlados por unidades discretas llamadas factores (gen).

& raquo En un par de factores diferentes, un miembro del par domina y el otro no aparece.

& diams Importancia de la ley de dominancia

El fenómeno de la dominancia es de importancia práctica ya que los caracteres recesivos dañinos permanecen ocultos por el carácter dominante normal en los híbridos. En los seres humanos, una forma de idiotez, la diabetes y la hemofilia son caracteres recesivos.

B) Ley de segregación / pureza de gametos-

La ley de la segregación establece que cuando un par de factores o alelos contrastantes se unen en un híbrido, estos alelos no se mezclan ni se confunden, sino que simplemente se asocian y permanecen juntos y separados durante la formación de gametos.

Esto también se puede definir como: "El par de alelos se separa durante la formación de gametos y la condición de emparejamiento se restaura mediante la fusión aleatoria de gametos durante la fertilización".

Esta ley también se llama Primera ley de Mendel.

Fig: Representación del principio de segregación.

C) Principio de surtido independiente

Esta ley establece que los genes de diferentes caracteres ubicados en diferentes pares de cromosomas son independientes entre sí en su segregación durante la formación de gametos. Significa que si consideramos la herencia de dos o más genes a la vez, entonces su distribución en los gametos y la progenie de la generación posterior es independiente entre sí.

Fig: Cruz dihíbrida que muestra un surtido independiente

Razones del éxito de Mendel

1) Su elección de plantas como planta de guisantes fue una excelente elección.

2) Seleccionó solo variedades puras para su experimento.

3) Mendel mantuvo el registro completo de cada cruce.

4) También utilizó métodos estadísticos y leyes de probabilidad para finalizar los resultados.

5) Mendel también tuvo la suerte de que los personajes que seleccionó no mostraban vinculación, dominancia incompleta, interacción genética, etc.

6) Tomó sumo cuidado para verificar la contaminación del polen extraño en el momento del cruzamiento.

7) Formuló explicaciones teóricas para interpretar sus resultados.

8) No intentó resolver todas las variaciones de sus experimentos donde no estaba claro.

Keshari, Arvind K. y Kamal K. Adhikari. Un libro de texto de biología secundaria superior (clase XII). 1er. Katmandú: Vidyarthi Pustak Bhandar, 2015.

Mehta, Krishna Ram. Principio de biología. 2ª edición. Katmandú: Asmita, 2068,2069.


3.1: Introducción al desarrollo y la herencia - Biología

La interacción génica en la que el gen presente en un locus génico interactúa con el otro gen presente en otro locus génico del mismo o de diferentes cromosomas para la expresión del carácter fenotípico se denomina interacción génica intergénica o no alélica.

Algunas de las interacciones genéticas son:

  • Epistasis
  • Herencia poligénica
  • Gen complementario

1) Epistasis

La supresión u ocultación del efecto de un gen de un locus por el gen de otro locus del mismo cromosoma se denomina epistasis. El gen que suprime el efecto de un gen de otro locus del mismo cromosoma se denomina gen epistático o gen inhibidor. El gen que está suprimido por el gen de otro locus del mismo cromosoma se denomina gen hipostático o suprimible.

Entonces, la epistasis es un ejemplo de interacción genética intergénica. El gen epistático y el gen hipostático pueden ser tanto dominantes como recesivos. La epistasis es de dos tipos:

a) Epistasis dominante: Epistasis en la que el gen dominante de un locus suprime la actividad de la epistasis dominante de otro locus. Entonces, el gen epistático es dominante, pero el gen hipostático puede ser dominante o recesivo. El gen epistático muestra su efecto en condiciones homocigotas y heterocigotas. Este fenómeno se puede ilustrar considerando el color de la fruta de la calabaza de verano. (Pepo de pepino).

En la calabaza de verano hay tres tipos de frutas de color: blanco (WW o Ww), amarillo (YY o Yy) y verde (yy). El color blanco es producido por un gen dominante que es epistático a los frutos de color amarillo y verde. De manera similar, el color amarillo domina al color verde, que es una interacción alélica.

Cuando la fruta blanca pura (WWYY) se cruza con la fruta verde pura (wwyy) de la calabaza de verano, la F1 frutos blancos híbridos (WwYy) se forman en el F1 Generacion. Sobre la autofecundación de F1 híbrido, se forman 3 tipos de frutos en F2 Generacion. En proporción de fenotipo: 12 blanco: 3 amarillo: 1 verde i: e 12: 3: 1. Entonces, se forma la proporción fenotípica 12: 3: 1 en lugar de la proporción fenotípica dihíbrida mendeliana 9: 3: 3: 1 debido a la epistasis dominante.

Epistasis dominante en calabaza de verano.

b) Epistasis recesiva: La epistasis en la que un gen homocigoto recesivo presente en un locus suprime la actividad de un gen dominante presente en el otro locus del mismo cromosoma se denomina epistasis recesiva. Entonces, el gen epistático es el gen homocigótico recesivo y el gen hipostático es el gen dominante. Este fenómeno se puede ilustrar considerando el color de la flor de Snapdragon.

Epistasis recesiva

2) Herencia poligénica

Esto también incluye la herencia monogénica.

& rArr Herencia monogénica: Es un tipo de herencia en la que un solo gen dominante influye en un rasgo o carácter completo. La presencia de dos de estos genes dominantes no cambia el fenotipo. Los genes que participan en la herencia monogénica se denominan monogenes. Esta herencia monogénica también se denomina herencia cualitativa. Ejemplo: los 7 pares de rasgos contrastantes estudiados por Mendel son ejemplos de herencia monogénica. Ejemplo: TT o Tt para la altura de la planta de guisantes.

& rArr Herencia poligénica: Es un proceso de herencia de rasgos por una serie de genes no alélicos dominantes (número de alelos dominantes) de manera acumulativa. También se le llama También se le llama herencia cuantitativa. Los genes que intervienen en la herencia poligénica se denominan polygenes o genes múltiples o genes acumulativos. Ejemplo, color de piel en humanos, color del grano en grano de trigo, etc.

El color de la piel en humanos se debe a la formación de pigmento de melanina a partir del aminoácido tirosina en presencia de la enzima tirosinasa y la luz solar. Esta formación de pigmento en la piel está controlada por tres pares de genes dominantes no alélicos (AABBCC) i: e polygenes. Estos genes están presentes en tres loci y cada gen dominante es responsable de la síntesis de una cantidad fija de pigmento de melanina en la piel. El efecto del pigmento de melanina aparece en gradación gradual debido a la adición de genes dominantes. Por tanto, la cantidad de formación de pigmento de melanina en el color de la piel es proporcional al número de genes o alelos dominantes.

Cuando un hombre negro (AABB) se casa con una mujer blanca / albina (aabb), producen F1 progenie con color intermedio o mulleto (AaBb) en F1 Generacion. Cuando dos de estos individuos de color intermedio se cruzan, producen descendencia de color de piel de tipo variable que va desde el negro extremo o negro al albino o blanco en la proporción de 1 negro: 4 oscuro: 6 mulleto: 4 claro: 1 albino i : e 1: 4: 6: 4: 1.

Herencia poligénica en el color de la piel.

Gráfico de herencia poligénica

3) Gen complementario

Es un tipo de interacción genética cuando ambos alelos dominantes están presentes juntos y, por lo tanto, se complementan y producen un fenotipo específico. Se debe a la acción combinada de los genes complementarios. Estos genes no alélicos, cuando están presentes juntos, no pueden dominarse entre sí, pero interactúan y se complementan para producir un nuevo rasgo.

Keshari, Arvind K. y Kamal K. Adhikari. Un libro de texto de biología secundaria superior (clase XII). 1er. Katmandú: Vidyarthi Pustak Bhandar, 2015.


Dominio conjunto y dominio incompleto | Genética

En este artículo discutiremos sobre el co-dominio y el dominio incompleto.

Las proporciones fenotípicas obtenidas por Mendel en guisantes demuestran que un gen controla un carácter de los dos alelos de un gen, un alelo es completamente dominante sobre el otro. Debido a esto, el heterocigoto tiene un fenotipo idéntico al homocigoto parental.

Poco después de que se redescubriera el trabajo de Mendel & # 8217, salieron a la luz casos en los que un gen no producía un efecto individual. Por el contrario, los genes interactuaban entre sí para producir nuevos fenotipos que no mostraban relaciones de dominancia observadas en los experimentos de Mendel & # 8217.

En uno de los primeros casos reportados por Kolreuter, el heterocigoto mostró un fenotipo intermedio entre los fenotipos parentales. Esto se denominó dominancia incompleta o herencia intermedia. En co-dominancia, el heterocigoto expresa ambos fenotipos parentales por igual. A veces, un gen enmascara la expresión de otro gen en un locus diferente. Esto se conoce como epistasis.

En otras ocasiones, un gen no enmascara completamente a otro gen como en la epistasis, sino que modifica de alguna manera el efecto del segundo gen. Conocidos como genes modificadores, dichos genes mejoran o suprimen la expresión de un gen diferente. La interacción entre genes permite que algunos genes actúen juntos para producir un efecto que ninguno de los genes puede producir por separado.

Se dice que tales genes son complementarios. Hay genes que copian otros genes, por así decirlo, para producir un efecto similar. Por tanto, los genes independientes que producen el mismo efecto reciben el nombre de genes duplicados. Por último, pero lo más grave son los genes que causan la muerte. Se les conoce como genes letales.

Co-dominio:

En 1900, Bateson y sus colegas estudiaron la herencia de la forma de peine en las aves. Hay cuatro tipos de panales en las aves de corral: rosa, guisante, nogal y sencillo. Bateson realizó por primera vez un cruce entre rosa y sencillo.

La F1 Todas las gallinas tenían un panal de rosas, y en la endogamia dio lugar a una F2 progenie de rosa y soltero en la proporción 3: 1. La cruz indica que la rosa y el panal único están controlados por un solo gen y que la rosa es dominante sobre el único.

En la segunda cruz, cuando los pollos con panal de guisantes se aparearon con un solo panal, el F1 la progenie tenía pea pea, y F2 tenía guisantes y solo en la proporción 3: 1. Obviamente, el gen del pea comb es dominante sobre el single. Esto plantea una pregunta interesante: ¿son los genes de la rosa y la cresta de los guisantes iguales o diferentes? Bateson luego cruzó rosa y guisante.

Sorprendentemente, la F1 ¡los pájaros tenían un peine completamente diferente del tipo de nuez! Una F2 La progenie criada por endogamia, el tipo nuez consistió en cuatro tipos de pollos: nuez, rosa, guisante y soltero (Fig. 2.1) en una proporción de 9: 3: 3: 1. Como esta proporción es típica de la herencia dihíbrida, quedó claro que la rosa y los panales de los guisantes estaban controlados por dos pares de genes.

La aparición del peine de nuez en F1 del cruce entre la rosa y el guisante muestra que ambos genes dominantes independientes, "P" y "R", son conjuntamente responsables del peine de nuez. Cuando están presentes juntos en el cigoto, los genes P y R interactúan para producir el peine de nuez. Cuando están presentes solos, producen una cresta de rosa o guisante. Los alelos recesivos de las crestas de rosas y guisantes producen el cuarto tipo de pollo con una sola cresta.

Otro ejemplo en el que el heterocigoto puede reconocerse claramente es el color del pelaje & # 8220roan & # 8221 (gris rojizo) del ganado de cuerno corto. Cuando el ganado pelirrojo homocigoto se cruza con el tipo pelirrojo homocigoto, la F1 tiene el pelo gris rojizo y está designado como & # 8220roan & # 8221.

Cabe señalar que no hay una mezcla de pigmentos rojos y grises en un ruano. Pero algunos cabellos son todos rojos, otros todos blancos, de modo que el efecto final es un color de pelaje gris rojizo. Por tanto, la cruz demuestra una diferencia con la herencia intermedia. En F2, los genes codominantes se segregan en una proporción de 1: 2: 1.

El sistema de grupos sanguíneos ABO en el hombre está controlado por múltiples alelos de un gen I, cada alelo produce un antígeno diferente. Asimismo, hay cuatro fenotipos de grupos sanguíneos en el hombre designados A, B, AB y O. Los individuos con el grupo sanguíneo O no tienen antígeno, mientras que los que tienen AB representan heterocigotos en los que están presentes los antígenos A y B.

El heterocigoto AB tiene ambos alelos dominantes I A e I B expresados ​​por igual para producir antígenos A y B distintos. De manera similar, el grupo sanguíneo raro MN también muestra especificidades antigénicas tanto M como N expresadas por igual en el heterocigoto.

Dominancia incompleta:

Un cruce monohíbrido entre una boca de dragón de flores rojas (Antirrhinum majus) y una variedad de flores blancas no produce plantas de flores rojas o blancas en F1 como se esperaba del mendelismo. En cambio, las flores son rosadas, es decir, intermedias entre los dos padres. Esto se debe a que ni el color de la flor roja ni el blanco son dominantes, pero cada alelo tiene su influencia en el desarrollo del color y el híbrido parece rosado.

Si la F1 las flores rosadas son autopolinizadas, la F2 la progenie muestra plantas de flores rojas, rosadas y blancas en la proporción 1: 2: 1. Cabe recordar que esta es la misma proporción genotípica que Mendel obtuvo en los guisantes de jardín. La diferencia es que en el presente caso la progenie heterocigótica es distinta en apariencia de los homocigotos.

El nombre de herencia intermedia también se da a los cruces donde F1 los híbridos muestran dominancia incompleta o parcial sin semejanza fenotípica con ninguno de los padres. Este tipo de herencia se ha encontrado en cruces que involucran a muchas otras plantas.


Concepto en acción

Mira un video de una hidra en ciernes.

Fragmentación

Fragmentación es la ruptura del cuerpo en dos partes con la posterior regeneración. Si el animal es capaz de fragmentarse y la parte es lo suficientemente grande, un individuo separado volverá a crecer.

Por ejemplo, en muchas estrellas de mar, la reproducción asexual se realiza mediante fragmentación. La figura 24.4 ilustra una estrella de mar a la que se le rompe un brazo del individuo y se regenera una nueva estrella de mar. Se sabe que los trabajadores de la pesca intentan matar las estrellas de mar que se comen sus almejas o criaderos de ostras cortándolas por la mitad y arrojándolas de nuevo al océano. Desafortunadamente para los trabajadores, las dos partes pueden regenerar cada una una nueva mitad, lo que da como resultado el doble de estrellas de mar que se alimentan de ostras y almejas. La fragmentación también ocurre en gusanos anélidos, turbelarios y poríferos.

Figura 24.4. Las estrellas de mar pueden reproducirse por fragmentación. El brazo grande, un fragmento de otra estrella de mar, se está convirtiendo en un nuevo individuo.

Tenga en cuenta que en la fragmentación, generalmente hay una diferencia notable en el tamaño de los individuos, mientras que en la fisión se forman dos individuos de tamaño aproximado.

Partenogénesis

Partenogénesis es una forma de reproducción asexual en la que un óvulo se convierte en un individuo completo sin ser fertilizado. La descendencia resultante puede ser haploide o diploide, según el proceso y la especie. La partenogénesis ocurre en invertebrados como pulgas de agua, rotíferos, pulgones, insectos palo, algunas hormigas, avispas y abejas. Las abejas utilizan la partenogénesis para producir machos haploides (zánganos) y hembras diploides (obreras). Si se fertiliza un huevo, se produce una reina. La abeja reina controla la reproducción de las abejas de la colmena para regular el tipo de abeja producida.

Algunos animales vertebrados, como ciertos reptiles, anfibios y peces, también se reproducen mediante partenogénesis. Aunque es más común en plantas, se ha observado partenogénesis en especies animales que fueron segregadas por sexo en zoológicos terrestres o marinos. Two female Komodo dragons, a hammerhead shark, and a blacktop shark have produced parthenogenic young when the females have been isolated from males.

Reproducción sexual

Sexual reproduction is the combination of (usually haploid) reproductive cells from two individuals to form a third (usually diploid) unique offspring. Sexual reproduction produces offspring with novel combinations of genes. This can be an adaptive advantage in unstable or unpredictable environments. As humans, we are used to thinking of animals as having two separate sexes—male and female—determined at conception. However, in the animal kingdom, there are many variations on this theme.

Hermaphroditism

Hermaphroditism occurs in animals where one individual has both male and female reproductive parts. Invertebrates such as earthworms, slugs, tapeworms and snails, shown in Figure 24.5, are often hermaphroditic. Hermaphrodites may self-fertilize or may mate with another of their species, fertilizing each other and both producing offspring. Self fertilization is common in animals that have limited mobility or are not motile, such as barnacles and clams.

Figure 24.5. Many snails are hermaphrodites. When two individuals mate, they can produce up to one hundred eggs each. (credit: Assaf Shtilman)

Determinación del sexo

Mammalian sex determination is determined genetically by the presence of X and Y chromosomes. Individuals homozygous for X (XX) are female and heterozygous individuals (XY) are male. The presence of a Y chromosome causes the development of male characteristics and its absence results in female characteristics. The XY system is also found in some insects and plants.

Avian sex determination is dependent on the presence of Z and W chromosomes. Homozygous for Z (ZZ) results in a male and heterozygous (ZW) results in a female. The W appears to be essential in determining the sex of the individual, similar to the Y chromosome in mammals. Some fish, crustaceans, insects (such as butterflies and moths), and reptiles use this system.

The sex of some species is not determined by genetics but by some aspect of the environment. Sex determination in some crocodiles and turtles, for example, is often dependent on the temperature during critical periods of egg development. This is referred to as environmental sex determination, or more specifically as temperature-dependent sex determination. In many turtles, cooler temperatures during egg incubation produce males and warm temperatures produce females. In some crocodiles, moderate temperatures produce males and both warm and cool temperatures produce females. In some species, sex is both genetic- and temperature-dependent.

Individuals of some species change their sex during their lives, alternating between male and female. If the individual is female first, it is termed protogyny or “first female,” if it is male first, its termed protandry or “first male.” Oysters, for example, are born male, grow, and become female and lay eggs some oyster species change sex multiple times.


Los genes vinculados violan la ley del surtido independiente

Although all of Mendel’s pea characteristics behaved according to the law of independent assortment, we now know that some allele combinations are not inherited independently of each other. Genes that are located on separate non-homologous chromosomes will always sort independently. Sin embargo, cada cromosoma contiene cientos o miles de genes, organizados linealmente en cromosomas como cuentas en una cuerda. La segregación de alelos en gametos puede verse influida por el ligamiento, en el que los genes que están ubicados físicamente cerca unos de otros en el mismo cromosoma tienen más probabilidades de heredarse como un par. Sin embargo, debido al proceso de recombinación o "cruzamiento", es posible que dos genes del mismo cromosoma se comporten de forma independiente o como si no estuvieran vinculados. To understand this, let’s consider the biological basis of gene linkage and recombination.

Homologous chromosomes possess the same genes in the same linear order. The alleles may differ on homologous chromosome pairs, but the genes to which they correspond do not. In preparation for the first division of meiosis, homologous chromosomes replicate and synapse. Like genes on the homologs align with each other. At this stage, segments of homologous chromosomes exchange linear segments of genetic material ([link]). This process is called recombination, or crossover, and it is a common genetic process. Debido a que los genes se alinean durante la recombinación, el orden de los genes no se altera. En cambio, el resultado de la recombinación es que los alelos maternos y paternos se combinan en el mismo cromosoma. A lo largo de un cromosoma dado, pueden ocurrir varios eventos de recombinación, lo que provoca una amplia mezcla de alelos.


When two genes are located in close proximity on the same chromosome, they are considered linked, and their alleles tend to be transmitted through meiosis together. Para ejemplificar esto, imagine un cruce dihíbrido que involucre el color de la flor y la altura de la planta en el que los genes estén uno al lado del otro en el cromosoma. If one homologous chromosome has alleles for tall plants and red flowers, and the other chromosome has genes for short plants and yellow flowers, then when the gametes are formed, the tall and red alleles will go together into a gamete and the short and yellow alleles will go into other gametes. Estos se denominan genotipos parentales porque se han heredado intactos de los padres del individuo productor de gametos. Pero a diferencia de si los genes estuvieran en diferentes cromosomas, no habrá gametos con alelos altos y amarillos ni gametos con alelos cortos y rojos. If you create the Punnett square with these gametes, you will see that the classical Mendelian prediction of a 9:3:3:1 outcome of a dihybrid cross would not apply. As the distance between two genes increases, the probability of one or more crossovers between them increases, and the genes behave more like they are on separate chromosomes. Los genetistas han utilizado la proporción de gametos recombinantes (los que no son como los padres) como una medida de qué tan separados están los genes en un cromosoma. Using this information, they have constructed elaborate maps of genes on chromosomes for well-studied organisms, including humans.

La publicación fundamental de Mendel no menciona el vínculo, y muchos investigadores se han preguntado si encontró un vínculo, pero eligieron no publicar esos cruces por temor a que invalidaran su postulado de surtido independiente. El guisante de jardín tiene siete cromosomas, y algunos han sugerido que su elección de siete características no fue una coincidencia. Sin embargo, incluso si los genes que examinó no estuvieran ubicados en cromosomas separados, es posible que simplemente no observara el enlace debido a los extensos efectos de mezcla de la recombinación.

Testing the Hypothesis of Independent Assortment To better appreciate the amount of labor and ingenuity that went into Mendel’s experiments, proceed through one of Mendel’s dihybrid crosses.

Pregunta: What will be the offspring of a dihybrid cross?

Fondo: Consider that pea plants mature in one growing season, and you have access to a large garden in which you can cultivate thousands of pea plants. There are several true-breeding plants with the following pairs of traits: tall plants with inflated pods, and dwarf plants with constricted pods. Before the plants have matured, you remove the pollen-producing organs from the tall/inflated plants in your crosses to prevent self-fertilization. Upon plant maturation, the plants are manually crossed by transferring pollen from the dwarf/constricted plants to the stigmata of the tall/inflated plants.

Hipótesis: Both trait pairs will sort independently according to Mendelian laws. When the true-breeding parents are crossed, all of the F1 offspring are tall and have inflated pods, which indicates that the tall and inflated traits are dominant over the dwarf and constricted traits, respectively. A self-cross of the F1 heterozygotes results in 2,000 F2 progenie.

Test the hypothesis: Because each trait pair sorts independently, the ratios of tall:dwarf and inflated:constricted are each expected to be 3:1. The tall/dwarf trait pair is called T/t, and the inflated/constricted trait pair is designated I/i. Each member of the F1 generation therefore has a genotype of TtIi. Construct a grid analogous to [link], in which you cross two TtIi individuos. Each individual can donate four combinations of two traits: TI, Ti, tI, o ti, meaning that there are 16 possibilities of offspring genotypes. Porque el T y I alleles are dominant, any individual having one or two of those alleles will express the tall or inflated phenotypes, respectively, regardless if they also have a t o I alelo. Only individuals that are tt o ii will express the dwarf and constricted alleles, respectively. As shown in [link], you predict that you will observe the following offspring proportions: tall/inflated:tall/constricted:dwarf/inflated:dwarf/constricted in a 9:3:3:1 ratio. Notice from the grid that when considering the tall/dwarf and inflated/constricted trait pairs in isolation, they are each inherited in 3:1 ratios.


Test the hypothesis: You cross the dwarf and tall plants and then self-cross the offspring. For best results, this is repeated with hundreds or even thousands of pea plants. What special precautions should be taken in the crosses and in growing the plants?

Analyze your data: You observe the following plant phenotypes in the F2 generation: 2706 tall/inflated, 930 tall/constricted, 888 dwarf/inflated, and 300 dwarf/constricted. Reduce these findings to a ratio and determine if they are consistent with Mendelian laws.

Form a conclusion: Were the results close to the expected 9:3:3:1 phenotypic ratio? Do the results support the prediction? What might be observed if far fewer plants were used, given that alleles segregate randomly into gametes? Try to imagine growing that many pea plants, and consider the potential for experimental error. For instance, what would happen if it was extremely windy one day?


3.1 Chapter Objectives

Our chapter goal is for you to have a basic understanding of the chemical foundations of life, as well as a basic understanding of how these chemicals interact in living organisms. By the end of this chapter, you will be able to:

  1. Define the following terms:
    • Celda
    • Elemento
    • Atom
    • Proton
    • Neutron
    • Electron
    • ADN
    • ARN
    • Procariota
    • Eukaryote
    • Organelle
    • Núcleo
    • Mitocondrias
    • Cloroplasto
    • Molécula
    • Chromosome
  2. Give examples of sugars, fatty acids, nucleic acids, and amino acids (note: you will NOT be expected to draw any of the molecules we discuss, however you should be able to recognize molecules by category).
  3. Identify which elements are represented the most in living organisms.
  4. Explain the varied functions of proteins.

CONEXIÓN EVOLUCIÓN

The Chromosome 18 Inversion

Not all structural rearrangements of chromosomes produce nonviable, impaired, or infertile individuals. In rare instances, such a change can result in the evolution of a new species. In fact, an inversion in chromosome 18 appears to have contributed to the evolution of humans. This inversion is not present in our closest genetic relatives, the chimpanzees.

The chromosome 18 inversion is believed to have occurred in early humans following their divergence from a common ancestor with chimpanzees approximately five million years ago. Researchers have suggested that a long stretch of DNA was duplicated on chromosome 18 of an ancestor to humans, but that during the duplication it was inverted (inserted into the chromosome in reverse orientation.

A comparison of human and chimpanzee genes in the region of this inversion indicates that two genes—ROCK1 y USP14—are farther apart on human chromosome 18 than they are on the corresponding chimpanzee chromosome. This suggests that one of the inversion breakpoints occurred between these two genes. Interestingly, humans and chimpanzees express USP14 at distinct levels in specific cell types, including cortical cells and fibroblasts. Perhaps the chromosome 18 inversion in an ancestral human repositioned specific genes and reset their expression levels in a useful way. Because both ROCK1 y USP14 code for enzymes, a change in their expression could alter cellular function. It is not known how this inversion contributed to hominid evolution, but it appears to be a significant factor in the divergence of humans from other primates. 1

A translocation occurs when a segment of a chromosome dissociates and reattaches to a different, nonhomologous chromosome. Translocations can be benign or have devastating effects, depending on how the positions of genes are altered with respect to regulatory sequences. Notably, specific translocations have been associated with several cancers and with schizophrenia. Reciprocal translocations result from the exchange of chromosome segments between two nonhomologous chromosomes such that there is no gain or loss of genetic information (Figure 6).

Figura 6: An (a) inversion occurs when a chromosome segment breaks from the chromosome, reverses its orientation, and then reattaches in the original position. A (b) reciprocal translocation occurs between two nonhomologous chromosomes and does not cause any genetic information to be lost or duplicated. (credit: modification of work by National Human Genome Research Institute (USA)


Ver el vídeo: Introducción a la herencia. Herencia y evolución. Biología. Khan Academy en Español (Febrero 2023).