La Ley de la Segregación establece que los dos alelos se separan o segregan durante la formación de los gametos. Esta importante ley genética fue propuesta por Gregor Mendel.
En el campo de la ciencia, hay casos raros en los que un antiguo descubrimiento sigue siendo válido a pesar de nuevos hallazgos científicos. En 1866, Gregor Mendel, un monje austriaco, publicó una serie de descubrimientos sobre la herencia de rasgos en las plantas. Aunque su trabajo fue inicialmente ignorado, obtuvo reconocimiento en 1900 cuando otros tres investigadores alcanzaron independientemente la misma conclusión que Mendel.
Estos investigadores reconocieron de inmediato la importancia del trabajo meticuloso y bien documentado de Mendel. Sus hallazgos todavía se enseñan en las escuelas y en cursos universitarios de genética.
Gregor Mendel. (Crédito de la foto: dominio público / Wikimedia Commons)
Ley de la Segregación Independiente
La genética mendeliana se basa en tres leyes que rigen la transferencia de ciertos rasgos de los padres a la descendencia. Estas leyes son la Ley de Dominancia, la Ley de la Segregación Independiente y la Ley de la Distribución Independiente. Mendel propuso estas leyes en 1865 en su artículo «Experimentos sobre la Hibridación de Plantas», que presentó a la Sociedad Nacional de Ciencias en Brno (actualmente en la República Checa). En este artículo, nos centraremos en la Ley de la Segregación Independiente.
Términos de fondo
Al explicar la ley de Mendel, hay varios términos comúnmente utilizados que pueden resultar confusos. Tomaremos un momento para explicarlos brevemente.
Mendel decidió realizar sus experimentos con plantas de guisante. Examinó cómo se heredaban diferentes rasgos de la planta de guisante, como el color de las flores, el color de las semillas y la altura de la planta. Realizó cruces, apareando descendientes con progenitores, para estudiar un rasgo a la vez. Con el fin de explicar la ley de la segregación independiente, utilizaremos el color del guisante como ejemplo.
Comenzó cruzando dos plantas de guisante de cría pura (o cría verdadera) para un rasgo específico. Las plantas de cría pura siempre producen la misma apariencia de rasgo cuando se cruzan entre sí. En este caso, cruzó una planta de guisante amarillo de cría pura con una planta de guisante verde de cría pura. Estas plantas representan la generación parental. El resultado de este cruce fue:
El cruce realizado por Mendel (Crédito de la foto: Designua/Shutterstock)
Todas las plantas descendientes tenían guisantes amarillos. Estas descendientes representan la generación F1, que significa primera generación filial. Luego, Mendel procedió a cruzar a las descendientes de la generación F1.
Las descendientes del cruce de la generación F1 se denominan generación F2 (segunda generación filial). Mendel realizó este cruce con miles de plantas de guisante y observó que el 75% de las plantas tenían guisantes amarillos, mientras que solo el 25% tenía guisantes verdes, estableciendo una proporción de 3:1 de guisantes amarillos a verdes.
Esto proporcionó a Mendel dos piezas clave de información. Confirmó que el rasgo recesivo no se perdía en las plantas, sino que estaba oculto. Esto también indicaba la presencia de un par de factores dentro de las células de la planta, como describió Mendel, que determinaban el rasgo del color del guisante.
Hoy en día, el concepto de «pares de factores» se conoce como genes. Los genes son segmentos de ADN que contienen información para producir rasgos específicos. Es de conocimiento común que el ADN lleva las instrucciones para los procesos de vida, similar a un manual de instrucciones.
Además, no todos los genes proporcionan la misma información. Hay genes que instruyen a las plantas a producir guisantes amarillos, mientras que otros llevan a guisantes verdes. Estas diferentes versiones de un gen que codifican la misma información se llaman alelos. Para el gen del color de los guisantes, hay dos alelos: un alelo dominante para el amarillo (representado por la letra mayúscula Y) y un alelo recesivo para el verde (representado por la letra minúscula y).
Las secciones en blanco y negro en la imagen representan diferentes versiones del mismo gen, que pueden determinar rasgos como el color de ojos o el color de las vainas de guisantes. Cuando dos alelos están presentes en una célula, un alelo puede ser dominante sobre el otro.
Cuando un organismo tiene los mismos alelos para un rasgo, se le llama homocigoto. Las plantas de guisantes de crianza pura serían homocigotas dominantes (YY) o homocigotas recesivas (yy). Cuando un organismo tiene dos alelos diferentes para un rasgo, se llama heterocigoto. Toda la generación F1 es heterocigota (Yy).
Las características visibles de los rasgos se conocen como fenotipos. Por ejemplo, los fenotipos del color de los guisantes son amarillo o verde.
Por otro lado, la composición genética y la combinación de alelos se conocen como genotipo. Una planta amarilla podría tener un genotipo de YY o Yy, mientras que una planta de guisante verde siempre tendría un genotipo de yy.
Mendel continuó sus experimentos más allá de la generación F2. Cruzó plantas de guisantes verdes de la generación F2 y encontró que toda la descendencia era verde. Cuando cruzó plantas de guisantes amarillos, observó dos resultados: o toda la descendencia era amarilla o la descendencia seguía la proporción 3:1 de la generación anterior. Esto confirmó a Mendel que había dos factores involucrados. Además, Mendel concluyó que estos pares de factores deben separarse entre sí durante la formación de los gametos.
Nuestra comprensión actual de los procesos celulares confirma la Ley de Segregación de Mendel. Ahora sabemos que los gametos se forman a través de un proceso llamado meiosis, que divide una célula diploide en células haploides.
El proceso de la meiosis. (Crédito de la foto: Ody_Stocker/Shutterstock)
Durante la meiosis, los dos juegos de cromosomas de una célula diploide se dividen por la mitad. Cada célula haploide recibe 7 hebras de ADN (una célula diploide de una planta de guisantes contiene 14 cromosomas). Uno de estos cromosomas lleva el gen para el color del pelaje del guisante. Un alelo que afecta el color del pelaje del guisante va a un gameto haploide, mientras que otro alelo va a una célula haploide diferente.
Por lo tanto, cuando una célula heterocigota (Yy) produce un gameto, un gameto lleva el alelo dominante, Y, mientras que el otro gameto lleva el alelo recesivo, y.
Antes del trabajo de Mendel y su posterior redescubrimiento, la teoría predominante de la herencia era que los rasgos de la descendencia eran el resultado de una mezcla de los rasgos parentales. La mayoría de los científicos creían que los rasgos de la descendencia eran una mezcla o promedio de los rasgos de ambos padres.
Sin embargo, esta lógica tenía una falla significativa. Si los rasgos fueran realmente una mezcla, entonces a lo largo de muchas generaciones, cada rasgo eventualmente se convertiría en un promedio constante de todos los rasgos anteriores. Sería como mezclar repetidamente colores hasta que todo lo que quedara fuera un color marrón apagado.
Los resultados de Mendel de la generación F1 demostraron claramente una falta de mezcla. Luego procedió a cruzar dos plantas de guisantes de la generación F1 para observar el resultado. Mendel registró meticulosamente datos de cientos de plantas de guisantes, centrándose en diversos rasgos. Sigamos usando el ejemplo del color del pelaje de los guisantes.
Todos los guisantes en la generación F1 tenían un pelaje amarillo. Mendel tomó dos de estos guisantes y los cruzó, dando como resultado la generación F2.
El diagrama muestra claramente el cruce realizado por Mendel y la proporción 3:1. (Crédito de la foto: Designua/Shutterstock)
Resumen
Mendel fue extremadamente minucioso en su enfoque científico. Abordó sus experimentos biológicos con una mentalidad matemática, registrando cada resultado y luego utilizando cálculos para determinar la verdad. Esta atención al detalle permitió que sus experimentos hablaran por sí solos.
Además, Mendel se centró en estudiar rasgos que eran reproducibles y bien definidos, como el color de las plantas y el color del manto de las arvejas. Al elegir estos rasgos, pudo eliminar muchos factores externos que podrían haber afectado sus resultados. En contraste, muchos de sus contemporáneos estudiaron la herencia utilizando rasgos más difíciles de controlar, como el peso corporal.
Mendel también eligió sabiamente la planta de arveja como organismo para sus experimentos. La planta de arveja era pequeña, fácil de cultivar en grandes cantidades y tenía una tasa de crecimiento relativamente rápida. Esto permitió a Mendel cruzar artificialmente las plantas transfiriendo polen, lo que le dio un control cercano sobre la reproducibilidad de sus experimentos.
Todos estos factores contribuyeron al éxito del trabajo de Mendel. Abordó sus experimentos con una actitud simple y segura, enfocándose en producir resultados confiables en lugar de buscar descubrimientos sensacionales. Como resultado, la genética mendeliana se convirtió en la base para futuros descubrimientos genéticos. La Ley de la Segregación Independiente, establecida por Mendel, ha resistido el paso del tiempo y se ha demostrado verdadera a medida que nuestra comprensión de los cromosomas y la evolución ha avanzado.