Johann Gregor Mendel, un sacerdote austriaco, estableció en 1856 las leyes de la herencia de los caracteres que se transmiten de padres a hijos. Mendel postuló estas leyes como conclusión de sus experimentos realizados en una especie de arveja de jardín (Pisum sativum), que había cultivado durante varias generaciones, realizando cruzamientos y luego observando las generaciones segregantes (recordemos que esta especie es diploide y autógama).
Los cruces de Mendel producían siempre de manera uniforme una F1 de un solo tipo. Sin embargo, cuando estas plantas de la F1 se autopolinizaban aparecían rasgos de las dos variedades originales(P) en la F2. Para cualquier carácter la F1 mostraba solo uno de los rasgos y nunca el otro, pero en la F2, ese rasgo que había quedado "oculto" en la F1, reaparecía en la F2 en una frecuencia de ¼ del total (Strickberger, 1988).
Primera ley o principio de la segregación igualitaria:
Mendel demostró que un monohíbrido entre dos variedades diferentes posee los dos tipos de factores paternos los cuales se separan o se segregan subsiguientemente en los gametos.
El paso siguiente en el experimento de Mendel fue cultivar los híbridos y obtener la segunda generación o F2 (en este caso por autofecundación natural). Considerando ahora la segregación de los individuos que diferían en dos pares de genes, o de cruces dihíbridos. De la observación y análisis de esta segunda generación surge su segunda ley de la herencia:
Segunda ley o principio de la transmisión independiente:
Mendel observo que cuando se combinan estas dos líneas en un solo cruce dihíbrido encontramos que cada par génico actúa independientemente del otro.
Estos descubrimientos y muchos otros contemporáneos como los de Watson y Crick, animaron a muchos investigadores a que se iniciaran en el estudio de la herencia de caracteres y la forma en la cual estos se expresaban. Posteriormente a estos trabajos se conoció el concepto de ligamiento entre genes.
Cada uno de los cromosomas de un organismo posee muchos genes. Si los loci de un cromosoma estuvieran permanentemente juntos formando un bloque, las combinaciones alélicas segregarían siempre juntas.
Sin embargo, en la meiosis, el entrecruzamiento entre loci permite que los alelos de distintos loci muestren cierto grado de independencia. Se dice que los loci situados en el mismo cromosoma están ligados entre sí (Tamarin, 1996).
La segregación de estos genes ligados producirá en la descendencia varias combinaciones recombinantes y parentales que mostraran fenotipos diferentes.
Estos conocimientos permitieron un gran avance en el estudio de la transmisión de caracteres y la predicción de resultados de cruzamientos, lo que produjo una difundida aplicación para la mejora de plantas y animales.
En muchos experimentos relacionados con mejoramiento vegetal fueron aplicados estos conceptos a las líneas recombinantes y permitieron detectar asociaciones de caracteres de interés agronómico ( Pratta, et al., 2003).
Así también la obtención de cultivares con resistencia genética es una estrategia importante para reducir el uso de pesticidas y es uno de los pilares fundamentales del manejo integrado de plagas (Gilardon, et al., 2002).
El nivel de producción de muchas plantas de interés agronómico a sido incrementado por la combinación de diferentes característica fanotípicas.
Lycopersicon comprende diversas especies silvestres que son potenciales fuentes de variabilidad genética para caracteres de interés agronómico del tomate cultivado (Lycopersicon esculentum Mill.) (Pratta, et al., 2003)
Lycopersicon esculentum es una planta dicotiledónea perteneciente a la familia de las solanáceas. Los miembros de esta familia presentan haces bicolaterales y sus flores son radiales y con cinco estambres. El ovario, súpero, bicarpelar, contiene primordios seminales, produciendo bayas polispermas. Los carpelos se presentan en posición oblicua con respecto al plano mediano de la flor.
Posee una semilla discoidal comprimida y un embrión enrollado. Todos los miembros de esta familia tienen el mismo número de cromosomas básicos (X = 12). El género Lycopersicon se caracteriza por sus estambres únicos con conectivos alargados (Lauthier, et al., 2004).
La taxonomía generalmente aceptada es:
Reino: Plantae
División: Traqueophytas
Subdivisión: Anthóphytas
Clase: Angiospermas
Subclase: Dicotiledóneas
Orden: Polemoniales
Familia: Solanaceae
Subfamilia: Solanoideae
Tribu: Solaneae
Género: Lycopersicon
Especie: esculentum
En este trabajo analizamos algunas características visibles del tomate y las proporciones en las que se presentan para comparar estos resultados con los obtenidos por Mendel y evidenciar la 1° y 2° Ley, y el concepto de ligamiento de genes.
En este trabajo utilizamos línea silvestre VF36 y una línea mutante LA1444. Esta ultima presenta las siguientes mutaciones:
- wv (white virescent): Su fenotipo se caracteriza presentar cotiledones amarillos y hojas que emergen blancas y luego se tornan normales. Su ubicación cromosómica es 2:41
- tf (trifoliate): Su fenotipo se caracteriza por presentar hojas trifoliadas y un peciolo alargado. Su ubicación cromosómica es 5:40
- d (dwarf): Su fenotipo se manifiesta por presentar todas las partes de la planta acortadas y hojas oscuras y rugosas. Su ubicación cromosómica es 2:70
- af (anthocianin free): Su fenotipo se manifiesta por la ausencia de antocianina (color violeta en tallos y hojas) al final del desarrollo. Su ubicación cromosómica es 5:14
Se sembró sobre 2 terrinas (fecha de siembra 29-04-05) divididas en 6 surcos cada una, con una distancia entre surcos de 5 cm., un total de 120 semillas pertenecientes a la F2 del cruzamiento entre las dos variedades mencionadas. En cada surco se colocaron 20 semillas. El riego se realizo periódicamente y se observo la aparición de plántulas. Al cabo de dos semanas se extrajeron 92 plantines y se identificaron los fenotipos y su número de ocurrencia.
El fenotipo analizado para evidenciar la primera ley de Mendel fue Antocianina free (af); para evidenciar la segunda ley Mendeliana se utilizaron los fenotipos (af) y white virescent (wv); y para evidenciar el ligamiento de genes se utilizaron los fenotipos ligados (af) y trifoliate (tf), analizando el porcentaje de crossing – over (%C.O.) entre los fenotipos parentales y los recombinantes.
El análisis de los datos se hizo mediante un X2 (chi cuadrado): prueba de ajuste a proporciones teóricas con un nivel de significación de µ = 0,05. Siempre comparando las proporciones reales con las esperadas por Mendel, (3:1 para la primera ley y 9:3:3:1 para la segunda ley).
Tabla 1: Prueba chi para ajustes de proporciones teóricas
1° Ley | Fenot. Obs. | Fenot. Esp. | CHI | CHI tabla |
64 | 69 | 1.45 | 3.84 | |
28 | 23 | |||
2° Ley | 45 | 51.75 | 4.23 | 7.81 |
19 | 17.25 | |||
24 | 17.25 | |||
4 | 5.75 |
Tabla 2: Valores de los fenotipos obtenidos y Cálculo del porcentaje de crossing – over en la F2.
Consultando la Tabla de Immer y Henderson se obtiene que la distancia entre los genes es mayor a 50 u.m.
Para la primera y segunda ley se observan ajustes de las proporciones obtenidas con las proporciones teóricas obteniendo valores de chi cuadrado menores a los de tabla. Esto evidencia que el genotipo segrega igualitariamente cuando analizamos un solo carácter e independientemente cuando analizamos dos caracteres.
El ligamiento se evidencia al analizar el porcentaje de crossing – over (%C.O.)= 27.8 siendo la distancia entre los genes (af) y (tf) de 27.8 u.m.
Tanto las leyes de Mendel como el concepto de ligamiento se ven evidenciados por los resultados de este experimento.
Strickberger M. W.: Genética. Edit. Omega S.A. 3° edición. Barcelona. 1988
Guillermo, P., E. M. Valle, R. Zorzoli y L. A. Picardi. Caracterización de genotipos de tomate (Lycopersicon spp.) a través de AFLP (Amplified Fragment Length Polimorphism). www.fcagr.unr.edu.ar.
Gilardon, E., M. Gorustovich, G. Collavino, C. Hernández, M. Pocovi, M. L. C. Bonomo y A. Olsen. Resistencia de líneas de tomate a la polilla del tomate (Tuta absoluta Meyr.) en laboratorio y a campo. Revista de Inv. Agr.: Prod. Prot. Veg. Vol. 17 (1), 2002.
Lauthier, J. J., M. López, V. Pereyra y E. Sayate. Informe Final de Taller de Genética. Cátedra de Genética. Fac. de Cs. Naturales. UNSa. 2004.
Tamarin, R. H. Principios de Genética. Edit. Reverte S. A. Barcelona. 1996.
Federico Javier González
Carlos Francisco Chicharro
Estudiantes de Lic. en Cs. Biológicas