Enzimas clave en la replicación del ADN y sus funciones

¿Cuáles son las enzimas que participan en el proceso de duplicación del ADN? ¿Qué función cumple cada una?

¡Hola! Con gusto te ayudaré a entender las enzimas clave en la duplicación del ADN y sus funciones.

Enzimas que participan en la duplicación del ADN

La duplicación del ADN, también conocida como replicación del ADN, es un proceso fundamental para la herencia genética. Requiere la acción coordinada de varias enzimas, cada una con una función específica. A continuación, te presento las principales:

1. Helicasa

  • Función: La helicasa es la enzima encargada de desenrollar y separar las dos hebras de la doble hélice del ADN. Lo hace rompiendo los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las bases nitrogenadas complementarias (A-T y G-C). Este proceso crea una "horquilla de replicación" donde el ADN se abre, permitiendo que otras enzimas accedan a las hebras individuales.

2. Topoisomerasa (o Girasa en procariotas)

  • Función: A medida que la helicasa desenrolla el ADN, se genera una tensión de superenrollamiento en las regiones adyacentes no replicadas. La topoisomerasa (o girasa en bacterias) alivia esta tensión. Lo logra cortando temporalmente una o ambas hebras del ADN, permitiendo que giren para liberar la tensión, y luego volviendo a unir las hebras. Esto evita que el ADN se enrede y se rompa durante la replicación.

3. Proteínas de unión a ADN de cadena sencilla (SSBPs - Single-Strand Binding Proteins)

  • Función: Una vez que la helicasa ha separado las hebras de ADN, las SSBPs se unen a las hebras individuales de ADN para:
    • Estabilizarlas: Evitan que las hebras se vuelvan a unir entre sí.
    • Protegerlas: Las protegen de la degradación por nucleasas.
    • Mantenerlas extendidas: Facilitan el acceso de la ADN polimerasa.

4. Primasa (un tipo de ARN polimerasa)

  • Función: La ADN polimerasa no puede iniciar la síntesis de una nueva cadena de ADN desde cero; necesita un punto de partida. La primasa resuelve esto sintetizando una pequeña secuencia de ARN complementaria a la hebra molde, conocida como cebador o primer. Este cebador de ARN proporciona un grupo 3'-hidroxilo libre al cual la ADN polimerasa puede añadir nucleótidos.

5. ADN Polimerasa

  • Función: Esta es la enzima principal de la replicación. Su función es sintetizar nuevas cadenas de ADN complementarias a las hebras molde. La ADN polimerasa añade nucleótidos uno por uno en dirección 5' a 3', utilizando el cebador de ARN como punto de inicio.
    • En eucariotas, existen varias ADN polimerasas con funciones específicas (ej., ADN polimerasa $\alpha$, $\delta$, $\epsilon$).
    • En procariotas, la ADN polimerasa III es la principal enzima replicativa.
    • Además de la síntesis, muchas ADN polimerasas tienen actividad exonucleasa 3' a 5', lo que les permite "corregir" errores eliminando nucleótidos mal apareados (función de proofreading o corrección de pruebas).

6. ADN Polimerasa I (en procariotas) / ADN Polimerasa $\delta$ y $\epsilon$ (en eucariotas)

  • Función: Después de que la ADN polimerasa principal ha sintetizado la mayor parte de la nueva cadena, los cebadores de ARN deben ser eliminados.
    • En procariotas, la ADN polimerasa I tiene una actividad exonucleasa 5' a 3' que le permite eliminar los cebadores de ARN y, al mismo tiempo, rellenar los huecos con nucleótidos de ADN.
    • En eucariotas, esta función es más compleja e involucra la ADN polimerasa $\delta$ y $\epsilon$ junto con otras enzimas como la FEN1 (Flap Endonuclease 1).

7. ADN Ligasa

  • Función: Una vez que los cebadores de ARN han sido eliminados y los huecos rellenados con ADN, quedan pequeñas muescas o "nicks" en la cadena de ADN (especialmente en la hebra rezagada, donde se forman los fragmentos de Okazaki). La ADN ligasa es la enzima que une estos fragmentos formando un enlace fosfodiéster, sellando la cadena de ADN recién sintetizada y haciéndola continua.

En resumen, la duplicación del ADN es un proceso altamente coordinado que involucra a estas enzimas trabajando en conjunto para asegurar una copia fiel del material genético.

¿En qué lugar de la célula ocurre el proceso de duplicación? ¿Cuál es su producto?

¡Hola! Con gusto te ayudaré a resolver tus preguntas sobre la duplicación celular.

Duplicación del ADN

La pregunta se refiere al proceso de duplicación del ADN, también conocido como replicación del ADN. Este es un proceso fundamental para la vida, ya que asegura que cada célula hija reciba una copia completa y precisa del material genético de la célula madre.

¿En qué lugar de la célula ocurre el proceso de duplicación?

El proceso de duplicación del ADN ocurre en el núcleo de las células eucariotas.

  1. Células Eucariotas: En organismos con células eucariotas (como animales, plantas, hongos y protistas), el ADN se encuentra dentro de un orgánulo especializado llamado núcleo. La replicación del ADN se lleva a cabo en el nucleoplasma, el contenido gelatinoso del núcleo.
  2. Células Procariotas: En organismos con células procariotas (como bacterias y arqueas), que no tienen un núcleo definido, el ADN se encuentra en una región del citoplasma llamada nucleoide. La replicación del ADN ocurre directamente en el citoplasma, en la región del nucleoide.

¿Cuál es su producto?

El producto del proceso de duplicación (replicación) del ADN son dos moléculas de ADN idénticas a la molécula original.

  • Cada una de estas nuevas moléculas de ADN está compuesta por una hebra original (parental) y una hebra recién sintetizada. Este mecanismo se conoce como replicación semiconservativa.
  • Estas dos moléculas de ADN idénticas son cruciales para la división celular (mitosis o meiosis), ya que aseguran que cada célula hija reciba una copia completa del genoma.
2. Lean el texto «La transcripción: del ADN al ARN» y luego respondan las preguntas.
La transcripción: del ADN al ARN. La transcripción es el proceso de síntesis de ARN a partir de ADN. Sigue el mismo principio de apareamiento de bases que la replicación del ADN, pero se reemplaza la timina por el uracilo. En cada transcripción, sólo una delas cadenas del ADN se transcribe. La ARN polimerasa cataliza la adición de
ribonucleótidos al extremo 3’ de la cadena de ARN, de modo que esta última es antiparalela a la cadena molde de ADN. En la región del promotor, punto de unión de la enzima ARN polimerasa, la doble hélice de ADN se abre y, a medida que la ARN polimerasa avanza a lo largo de la molécula de ADN, se separan las dos cadenas. Los ribonucleótidos, que constituyen los bloques estructurales, se ensamblan en la dirección
5’ a 3’ a medida que la enzima lee la cadena molde de ADN. Nótese que la cadena de ARN recién sintetizada es complementaria, no idéntica, a la cadena molde a partir de la cual se transcribe; su secuencia, sin embargo, es idéntica a la cadena codificante de ADN (no transcrita), excepto por un detalle: en el ARN, la timina (T) se reemplaza poruracilo (U). Luego el ARN recién sintetizado se separa de la cadena molde de ADN. La ARN polimerasa no necesita un cebador para iniciar la síntesis. Se une al ADN en una secuencia específica, el promotor, que define el punto de inicio de la transcripción y su dirección. En los procariontes, el proceso de transcripción continúa hasta que la polimerasa encuentra una secuencia que constituye la señal de terminación. En los eucariontes, el proceso termina cuando el ARN es cortado en una secuencia específica. Al finalizar la transcripción, la ARN polimerasa se detiene y libera la cadena molde de ADN y el ARNm (ARN mensajero) sintetizado.
Fuente: H. Curtis, S. N. Barnes, A. Schnek, A. Massarini (2008). Curtis Biología. Buenos Aires, Editorial Panamericana.
a) ¿Qué es la ARN polimerasa y qué función cumple en el proceso de transcripción?
b) ¿Por qué la cadena de ARN producto del proceso de transcripción no es idéntica a ninguna de las cadenas de ADN que constituyen el molde a partir del cual se desarrolla
el proceso? ¿Qué relación tiene esto con las bases nitrogenadas que constituyen el ADN y el ARN?
c) ¿Sería posible decir que los procesos de duplicación y replicación son análogos? ¿Por qué?
d) ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias que observaste entre los procesos de duplicación y replicación?

¡Hola! Con gusto te ayudaré a resolver las preguntas basándome en el texto proporcionado.

Pregunta a) ¿Qué es la ARN polimerasa y qué función cumple en el proceso de transcripción?

La ARN polimerasa es una enzima fundamental en el proceso de transcripción.

Su función principal es catalizar la adición de ribonucleótidos para formar una cadena de ARN a partir de una cadena molde de ADN.

En detalle, la ARN polimerasa:
1. Se une al ADN en una secuencia específica llamada promotor.
2. Abre la doble hélice del ADN en la región del promotor.
3. A medida que avanza a lo largo de la molécula de ADN, separa las dos cadenas de ADN.
4. Ensambla los ribonucleótidos en la dirección 5' a 3', leyendo la cadena molde de ADN.
5. No necesita un cebador para iniciar la síntesis.
6. Define el punto de inicio de la transcripción y su dirección.
7. Al finalizar la transcripción, se detiene y libera la cadena molde de ADN y el ARNm sintetizado.

Pregunta b) ¿Por qué la cadena de ARN producto del proceso de transcripción no es idéntica a ninguna de las cadenas de ADN que constituyen el molde a partir del cual se desarrolla el proceso? ¿Qué relación tiene esto con las bases nitrogenadas que constituyen el ADN y el ARN?

La cadena de ARN producto de la transcripción no es idéntica a la cadena molde de ADN, sino complementaria. Sin embargo, es idéntica a la cadena codificante de ADN (no transcrita), con una diferencia clave en las bases nitrogenadas.

La relación con las bases nitrogenadas es la siguiente:
* El proceso de transcripción sigue el principio de apareamiento de bases.
* En el ADN, las bases son Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G).
* En el ARN, las bases son Adenina (A), Uracilo (U), Citosina (C) y Guanina (G).
* Cuando la ARN polimerasa lee la cadena molde de ADN, se emparejan las bases de la siguiente manera:
* A (ADN molde) se empareja con U (ARN)
* T (ADN molde) se empareja con A (ARN)
* C (ADN molde) se empareja con G (ARN)
* G (ADN molde) se empareja con C (ARN)

Debido a que la timina (T) en el ADN es reemplazada por uracilo (U) en el ARN, la secuencia de ARN no es exactamente idéntica a la cadena codificante de ADN (la que no se transcribe), aunque sí es muy similar. Si fuera idéntica a la cadena molde, significaría que las bases se copiarían directamente, lo cual no ocurre; en cambio, se forma una cadena complementaria.

Pregunta c) ¿Sería posible decir que los procesos de duplicación y replicación son análogos? ¿Por qué?

Sí, es posible decir que los procesos de duplicación y replicación son análogos porque, en el contexto de la biología molecular, se refieren al mismo proceso: la síntesis de una nueva molécula de ADN a partir de una preexistente.

  • El término replicación es el más comúnmente utilizado en la literatura científica para describir el proceso por el cual el ADN se copia a sí mismo.
  • El término duplicación también se usa a menudo para referirse a este mismo proceso de copia del ADN.

Ambos términos describen la capacidad del ADN de generar copias idénticas de sí mismo, lo cual es esencial para la herencia y la división celular. Por lo tanto, son sinónimos en este contexto.

Resuelve la pregunta d) sobre las semejanzas y diferencias entre duplicación y replicación.

¡Excelente! Continuemos con la última pregunta.

Pregunta d) ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias que observaste entre los procesos de duplicación y replicación?

Como se mencionó en la pregunta anterior, los términos "duplicación" y "replicación" se usan indistintamente para referirse al mismo proceso: la síntesis de ADN a partir de una molécula de ADN preexistente. Por lo tanto, las semejanzas y diferencias que se observan son las del proceso de replicación del ADN en sí mismo, en comparación con otros procesos como la transcripción.

Dado que el texto proporcionado se centra en la transcripción y no en la replicación, la pregunta d) parece estar formulada para que el estudiante reflexione sobre las diferencias entre la transcripción (descrita en el texto) y la replicación (que se asume como conocimiento previo o se infiere por contraste).

Vamos a analizar las semejanzas y diferencias entre la transcripción (síntesis de ARN a partir de ADN) y la replicación (síntesis de ADN a partir de ADN).

Semejanzas entre Transcripción y Replicación

  1. Molde de ADN: Ambos procesos utilizan una cadena de ADN como molde para la síntesis de una nueva molécula.
  2. Apareamiento de Bases: Ambos siguen el principio de apareamiento de bases complementarias (A con T/U, C con G).
  3. Dirección de Síntesis: La síntesis de la nueva cadena siempre ocurre en dirección 5' a 3'.
  4. Enzimas Polimerasas: Ambos procesos son catalizados por enzimas polimerasas (ADN polimerasa para replicación, ARN polimerasa para transcripción).
  5. Desenrollamiento del ADN: En ambos casos, la doble hélice de ADN debe desenrollarse y separarse temporalmente para que las enzimas puedan acceder a las cadenas molde.

Diferencias entre Transcripción y Replicación

Característica Transcripción Replicación
Producto Final Molécula de ARN (ARNm, ARNt, ARNr, etc.) Molécula de ADN (copia idéntica del original)
Enzima Principal ARN polimerasa ADN polimerasa
Cebador No necesita cebador para iniciar la síntesis. Necesita un cebador (de ARN) para iniciar la síntesis.
Cadenas Molde Solo una de las dos cadenas de ADN se transcribe (la cadena molde). Ambas cadenas de ADN actúan como molde para sintetizar dos nuevas cadenas.
Bases Nitrogenadas Contiene Uracilo (U) en lugar de Timina (T). Contiene Timina (T).
Propósito Sintetizar ARN para la expresión génica (producción de proteínas, etc.). Duplicar el genoma para la división celular y la herencia.
Permanencia del Producto El ARN es generalmente temporal y se degrada después de cumplir su función. El ADN es permanente y se mantiene en la célula.
Alcance Se transcribe solo una parte del ADN (genes específicos). Se replica todo el genoma de la célula.

En resumen, aunque ambos procesos son fundamentales para la biología molecular y comparten mecanismos básicos de síntesis de ácidos nucleicos, sus productos, enzimas específicas y propósitos biológicos son distintos.

TRABAJO PRACTICO N° 1 DE MONOHIBRIDISMO
1) En las arvejas el color amarillo es dominante sobre el verde ¿Cuáles serán los colores de la descendencia de la cruza de:
a) Amarilla homocigoto por verde
b) De amarilla heterocigoto por verde
c) De amarilla heterocigoto por amarilla heterocigoto
d) De amarilla heterocigoto por amarilla homocigoto
2) A) Cuando Rho, un conejo de pelaje oscuro, es apareado con Beta, una coneja de pelo blanco, todos los descendientes que se obtienen que se obtienen son de pelaje oscuro. Meses más tarde, Beta es apareada por Omicrón, un conejo que también es de pelaje oscuro. Entre la descendencia de esta pareja algunas crías resultaron blancas.
¿Puede indicar los probables genotipos, con respecto al color, de los conejos Beta, Rho y Omicrón?
B) Si una coneja, resultante de la primera cruza es apareada con uno oscuro resultante de la segunda cruza ¿Cuál será la proporción fenotípica de los descendientes de esta pareja?
C) Si una coneja resultante de la primera cruza es apareada con uno de los conejos blancos resultantes de la segunda cruza ¿Cuál será la proporción fenotípica de los descendientes de esta pareja?
3) En las gallinas, se sabe que un dedo supernumerario se debe a un gen de herencia mendeliana sencilla. El gen alelo determina que el número de dedos sea normal.
a) 1ra. Cruza: entre una gallina con un dedo supernumerario y un gallo con un número normal de dedos, de sucesivos apareamientos dieron como resultado 12 pollitos con 1 dedo supernumerario y 17 con dedos normales.
b) 2da Cruza: entre una gallina y un gallo ambos con dedos supernumerarios. El resultado de un apareamiento fue 6 pollitos con un dedo supernumerario y 2 con un número normal.
c) 3ra Cruza: entre una gallina y un gallo, ambos con número normal de dedos. Todos los pollitos descendientes de estos progenitores tienen número normal de dedos.
I) ¿Puede deducir con estos datos, si el gen que determina el número normal de dedos es dominante o recesivo?
II) ¿Puede indicar los genotipos de todos los individuos del problema?
III) ¿Cuál de los tres cruzamientos le proporcionó datos importantes para la resolución del problema?
4) Una mujer de ojos pardos tiene una hija homocigoto que le da una nieta de ojos celestes y otro de ojos pardos (ojos pardos, miel, verdes son dominantes y celestes, recesivos). I) Indique el genotipo de:- La mujer:
- La hija
- Los nietos
- El padre de los niños.

¡Hola! Con gusto te ayudaré a resolver este trabajo práctico de monohibridismo. Analizaremos cada ejercicio paso a paso.

TRABAJO PRÁCTICO N° 1 DE MONOHIBRIDISMO

Ejercicio 1

En las arvejas, el color amarillo es dominante sobre el verde. Esto significa que el alelo para el color amarillo (A) es dominante y el alelo para el color verde (a) es recesivo.

  • Genotipo homocigoto amarillo: AA
  • Genotipo heterocigoto amarillo: Aa
  • Genotipo verde: aa

Vamos a determinar los colores de la descendencia para cada cruza:

a) Amarilla homocigoto por verde

  • Progenitores: Amarilla homocigoto (AA) x Verde (aa)
  • Gametas de la amarilla homocigoto: A
  • Gametas de la verde: a

Realizamos el cuadro de Punnett:

A A
a Aa Aa
a Aa Aa
  • Genotipos de la descendencia: 100% Aa
  • Fenotipos de la descendencia: 100% Amarillas

b) De amarilla heterocigoto por verde

  • Progenitores: Amarilla heterocigoto (Aa) x Verde (aa)
  • Gametas de la amarilla heterocigoto: A, a
  • Gametas de la verde: a

Realizamos el cuadro de Punnett:

A a
a Aa aa
a Aa aa
  • Genotipos de la descendencia: 50% Aa, 50% aa
  • Fenotipos de la descendencia: 50% Amarillas, 50% Verdes

c) De amarilla heterocigoto por amarilla heterocigoto

  • Progenitores: Amarilla heterocigoto (Aa) x Amarilla heterocigoto (Aa)
  • Gametas de la amarilla heterocigoto: A, a
  • Gametas de la amarilla heterocigoto: A, a

Realizamos el cuadro de Punnett:

A a
A AA Aa
a Aa aa
  • Genotipos de la descendencia: 25% AA, 50% Aa, 25% aa
  • Fenotipos de la descendencia: 75% Amarillas, 25% Verdes

d) De amarilla heterocigoto por amarilla homocigoto

  • Progenitores: Amarilla heterocigoto (Aa) x Amarilla homocigoto (AA)
  • Gametas de la amarilla heterocigoto: A, a
  • Gametas de la amarilla homocigoto: A

Realizamos el cuadro de Punnett:

A A
A AA AA
a Aa Aa
  • Genotipos de la descendencia: 50% AA, 50% Aa
  • Fenotipos de la descendencia: 100% Amarillas

Ejercicio 2

En este ejercicio, trabajaremos con el color del pelaje de los conejos.

A) Genotipos de Beta, Rho y Omicrón

  • Cruza 1: Rho (pelaje oscuro) x Beta (pelaje blanco) $\rightarrow$ Todos los descendientes son de pelaje oscuro.

    • Si todos los descendientes son oscuros, y uno de los padres es blanco, esto indica que el pelaje oscuro es dominante sobre el blanco.
    • Asignemos: O = alelo para pelaje oscuro (dominante), o = alelo para pelaje blanco (recesivo).
    • Para que todos los descendientes sean oscuros, y Beta es blanca (oo), Rho debe ser homocigoto dominante (OO).
    • Genotipos de la descendencia de la primera cruza: Oo (todos oscuros).
    • Genotipo de Rho: OO
    • Genotipo de Beta: oo
  • Cruza 2: Beta (pelaje blanco) x Omicrón (pelaje oscuro) $\rightarrow$ Algunos descendientes resultaron blancos.

    • Sabemos que Beta es oo.
    • Para que aparezcan crías blancas (oo) en la descendencia, Omicrón, siendo oscuro, debe portar el alelo recesivo 'o'. Por lo tanto, Omicrón debe ser heterocigoto.
    • Genotipo de Omicrón: Oo
  • Resumen de genotipos probables:

    • Beta: oo (blanco)
    • Rho: OO (oscuro homocigoto)
    • Omicrón: Oo (oscuro heterocigoto)

B) Proporción fenotípica de la cruza: Coneja de la primera cruza x Conejo oscuro de la segunda cruza

  • Coneja de la primera cruza: Sabemos que todos los descendientes de la primera cruza (Rho x Beta) son Oo (oscuros).
  • Conejo oscuro de la segunda cruza: Los descendientes de la segunda cruza (Beta x Omicrón) son:

    • Beta (oo) x Omicrón (Oo)
    • Cuadro de Punnett:
      | | O | o |
      | --- | --- | --- |
      | o | Oo | oo |
      | o | Oo | oo |
    • Descendencia: 50% Oo (oscuros), 50% oo (blancos).
    • Un conejo oscuro resultante de esta cruza debe ser Oo.
  • Nueva cruza: Coneja (Oo) x Conejo (Oo)

  • Realizamos el cuadro de Punnett:
    | | O | o |
    | --- | --- | --- |
    | O | OO | Oo |
    | o | Oo | oo |

  • Genotipos de la descendencia: 25% OO, 50% Oo, 25% oo

  • Proporción fenotípica de la descendencia:
    • 75% Pelaje oscuro (OO y Oo)
    • 25% Pelaje blanco (oo)

C) Proporción fenotípica de la cruza: Coneja de la primera cruza x Conejo blanco de la segunda cruza

  • Coneja de la primera cruza: Como se determinó en la parte B, su genotipo es Oo (oscura).
  • Conejo blanco de la segunda cruza: Los conejos blancos resultantes de la segunda cruza (Beta x Omicrón) tienen genotipo oo.

  • Nueva cruza: Coneja (Oo) x Conejo (oo)

  • Realizamos el cuadro de Punnett:
    | | O | o |
    | --- | --- | --- |
    | o | Oo | oo |
    | o | Oo | oo |

  • Genotipos de la descendencia: 50% Oo, 50% oo

  • Proporción fenotípica de la descendencia:
    • 50% Pelaje oscuro (Oo)
    • 50% Pelaje blanco (oo)

Ejercicio 3

En las gallinas, un dedo supernumerario (extra) se debe a un gen, y el gen alelo determina el número normal de dedos.

I) ¿Es el gen que determina el número normal de dedos dominante o recesivo?

Analicemos las cruzas:

  • 1ra Cruza: Gallina con dedo supernumerario x Gallo con número normal de dedos.

    • Descendencia: 12 pollitos con 1 dedo supernumerario y 17 con dedos normales.
    • La aparición de ambos fenotipos en la descendencia, a partir de padres con fenotipos diferentes, sugiere que uno de los padres es heterocigoto. Si el gen normal fuera recesivo, y el supernumerario dominante, la gallina supernumeraria podría ser heterocigota. Si el gen normal fuera dominante, y el supernumerario recesivo, el gallo normal podría ser heterocigoto.
  • 2da Cruza: Gallina con dedos supernumerarios x Gallo con dedos supernumerarios.

    • Descendencia: 6 pollitos con un dedo supernumerario y 2 con un número normal.
    • ¡Este es el dato clave! Si dos individuos con el mismo fenotipo (dedos supernumerarios) producen descendencia con un fenotipo diferente (dedos normales), esto indica que el fenotipo "dedos supernumerarios" es dominante, y ambos padres deben ser heterocigotos. El fenotipo "dedos normales" debe ser recesivo.
    • Si el gen para dedos normales fuera dominante, y ambos padres tuvieran dedos supernumerarios (que sería el fenotipo recesivo), entonces todos los descendientes deberían tener dedos supernumerarios. La aparición de pollitos con dedos normales descarta esta posibilidad.
  • 3ra Cruza: Gallina con número normal de dedos x Gallo con número normal de dedos.

    • Descendencia: Todos los pollitos tienen número normal de dedos.
    • Esto es consistente con la conclusión anterior. Si el número normal es recesivo, entonces ambos padres deben ser homocigotos recesivos (nn), y toda su descendencia también será homocigota recesiva (nn), mostrando el fenotipo normal.

Conclusión: El gen que determina el dedo supernumerario es dominante (S) y el gen que determina el número normal de dedos es recesivo (s).

II) Genotipos de todos los individuos del problema

  • Alelos:

    • S: Dedo supernumerario (dominante)
    • s: Número normal de dedos (recesivo)
  • 1ra Cruza: Gallina con dedo supernumerario x Gallo con número normal de dedos.

    • Descendencia: 12 supernumerarios (S_) : 17 normales (ss). La proporción es aproximadamente 1:1.
    • Para obtener una proporción 1:1 de fenotipos, uno de los padres debe ser heterocigoto y el otro homocigoto recesivo.
    • Gallo con número normal de dedos: Debe ser ss (ya que el normal es recesivo).
    • Gallina con dedo supernumerario: Debe ser Ss (heterocigota) para producir descendencia normal (ss) al cruzarse con un ss.
    • Genotipos: Gallina Ss x Gallo ss
  • 2da Cruza: Gallina con dedos supernumerarios x Gallo con dedos supernumerarios.

    • Descendencia: 6 supernumerarios (S_) : 2 normales (ss). La proporción es aproximadamente 3:1.
    • Una proporción 3:1 en la descendencia es característica de una cruza entre dos heterocigotos.
    • Genotipos: Gallina Ss x Gallo Ss
  • 3ra Cruza: Gallina con número normal de dedos x Gallo con número normal de dedos.

    • Descendencia: Todos los pollitos tienen número normal de dedos.
    • Como el número normal es recesivo, ambos padres deben ser homocigotos recesivos.
    • Genotipos: Gallina ss x Gallo ss

III) ¿Cuál de los tres cruzamientos le proporcionó datos importantes para la resolución del problema?

El segundo cruzamiento (Gallina con dedos supernumerarios x Gallo con dedos supernumerarios, que produjo descendencia con dedos normales) fue el más importante.

Razón: Este cruzamiento demostró que el carácter "dedo supernumerario" no es puro (no es homocigoto recesivo) y que el carácter "dedo normal" puede aparecer a partir de padres con el fenotipo "supernumerario". Esto es la prueba irrefutable de que el carácter "dedo supernumerario" es dominante y el "dedo normal" es recesivo. Si el "dedo normal" fuera dominante, dos padres con "dedos supernumerarios" (que serían recesivos) solo podrían producir descendencia con "dedos supernumerarios".

Ejercicio 4

En este ejercicio, el color de ojos pardos, miel, verdes son dominantes y celestes son recesivos. Simplificaremos esto a: Pardos (P) es dominante sobre Celestes (p).

  • P: Alelo para ojos pardos (dominante)
  • p: Alelo para ojos celestes (recesivo)

I) Indique el genotipo de:

  • La mujer: Tiene ojos pardos.

    • Tiene una hija homocigota. Para que una hija sea homocigota, debe recibir un alelo de cada padre.
    • La hija le da una nieta de ojos celestes (pp). Esto significa que la hija debe ser heterocigota (Pp) para poder pasar el alelo 'p' a su hija.
    • Si la hija es heterocigota (Pp) y tiene ojos pardos, y la mujer es su madre, la mujer debe haberle dado el alelo 'P' o 'p'.
    • Si la hija es homocigota (como se menciona en el enunciado "hija homocigoto"), esto es una contradicción con la nieta de ojos celestes. Vamos a reinterpretar "hija homocigoto" como "hija que es homocigota para el alelo recesivo" o "hija que es homocigota para el alelo dominante".
    • Sin embargo, el enunciado dice "una hija homocigoto que le da una nieta de ojos celestes". Para que la nieta sea de ojos celestes (pp), su madre (la hija) debe tener al menos un alelo 'p'. Si la hija es "homocigoto", y tiene una nieta celeste, la única forma es que la hija sea homocigota recesiva (pp), lo cual significaría que la hija tiene ojos celestes. Pero el enunciado dice que la mujer tiene ojos pardos y tiene una hija homocigoto.
    • Reinterpretación: Es más probable que el enunciado se refiera a que la nieta es homocigota recesiva (ojos celestes), y la hija es la que transmite el alelo recesivo. Si la hija es homocigota, y tiene una nieta celeste, la hija no puede ser homocigota dominante (PP) porque no podría tener una nieta celeste. Si la hija fuera homocigota recesiva (pp), tendría ojos celestes.
    • Consideremos la frase "una hija homocigoto que le da una nieta de ojos celestes". Esto es un poco confuso. Si la hija es homocigota y tiene una nieta de ojos celestes (pp), la hija debe ser homocigota recesiva (pp). Si la hija es pp, entonces tiene ojos celestes.
    • Si la mujer tiene ojos pardos (P_) y su hija tiene ojos celestes (pp), entonces la mujer debe ser heterocigota (Pp) para haberle pasado un 'p' a su hija.
    • Genotipo de la mujer: Pp (ojos pardos)
  • La hija:

    • Si la nieta es de ojos celestes (pp), la hija (madre de la nieta) debe haberle dado un alelo 'p'.
    • Si la hija es "homocigoto" y tiene una nieta celeste, la única posibilidad es que la hija sea pp (ojos celestes).
    • Genotipo de la hija: pp (ojos celestes)
  • Los nietos:

    • Nieta de ojos celestes: Su genotipo es pp.
    • Nieto de ojos pardos: Su genotipo es Pp (ya que su madre es pp, el alelo 'P' debe venir del padre).
  • El padre de los niños (nietos):

    • La madre de los niños es la hija, cuyo genotipo es pp.
    • Los nietos son: una nieta pp (celeste) y un nieto Pp (pardo).
    • Para que haya un nieto Pp, el padre debe haber aportado el alelo 'P'.
    • Para que haya una nieta pp, el padre debe haber aportado el alelo 'p' (ya que la madre solo puede aportar 'p').
    • Por lo tanto, el padre de los niños debe ser Pp (ojos pardos).

Resumen de genotipos:

  • La mujer: Pp (ojos pardos)
  • La hija: pp (ojos celestes)
  • La nieta: pp (ojos celestes)
  • El nieto: Pp (ojos pardos)
  • El padre de los niños: Pp (ojos pardos)

1) En el cobayo el gen (S) produce color de pelo uniforme, mientras que su ausencia produce manchas; además el color de pelo marrón está regulado por un par de genes (m) sobre el color de pelo negro. Se cruza un cobayo de pelo negro con manchas con un cobayo de pelo uniforme de color marrón. En base a ello:
a) Escribir los genotipos de los progenitores y calcular las proporciones fenotípicas y genotípicas de la F1.
b) Determinar las gametas resultantes de estos individuos.
c) Obtener la F2 de un cruzamiento de dos individuos de la F1.
d) Indicar proporciones fenotípicas y genotípicas de la F2.
2) En los caballos, el negro depende de un gen dominante B, y el castaño, de su alelo recesivo b. El andar al trote se debe a un gen dominante T, el andar al “sobrepaso”, a su alelo recesivo
t. Si un negro homocigótico al “sobrepaso” se cruza con un castaño homocigótico trotón:
a) ¿Cuál será el aspecto de la generación F1?
b) Si un macho de la F1 se aparea con una hembra homocigótica negra “trotadora” ¿Qué clase de descendencia podría producir y en qué proporciones?
3) En cucúrbita Pepo (zapallo) fruto blanco es dominante sobre fruto amarillo (W-w) y fruto achatado es dominante sobre fruto esférico (D-d).
Un cruzamiento entre una planta con frutos blancos achatados y otra con frutos amarillos esféricos, dio 25 plantas con frutos blancos achatados; 26 blancos esféricos; 24 amarillos achatados y 25 amarillos esféricos.
a) Indicar genotipos de progenitores
b) Si el padre blanco achatado es autofecundado ¿En qué proporción aparecerán los frutos amarillos esféricos?
c) Según los datos del problema anterior ¿Cuántos genotipos diferentes pueden tener las plantas de zapallo?
4) En vacunos la falta de cuernos (mocho) es dominante sobre la presencia de cuernos (A-a) y el pelaje negro es dominante sobre el colorado (B-b). En los siguientes cruzamientos indicar el genotipo de los individuos citados:
a) Mocha negra x con cuernos, negro
…………. ……………
Hijos: 3 mochos negros ; 2 mochos colorados
……………. …………….
b) Mocha negra x mocho colorado
…………. …………….
Hijos: 1 mocho negro ; 2 mochos colorados
……………. …………….
5) El color rojo de la pulpa de tomate depende de la presencia de un factor R dominante sobre su alelo r, que da color amarillo. El enanismo se debe a un gen recesivo d. Se dispone de una variedad de pulpa amarilla y tamaño normal y de otra enana y de pulpa roja, ambas variedades puras:
a) ¿Se podría obtener una variedad de pulpa roja y de tamaño normal? ¿En qué proporción?
b) ¿Y una de pulpa amarilla y enana?

¡Hola! Con gusto te ayudaré a resolver estos problemas de genética. Vamos a analizarlos uno por uno.

1) Genética en Cobayos

En este problema, tenemos dos características en cobayos: el color del pelo (uniforme vs. manchas) y el color del pelo (marrón vs. negro).

  • Color de pelo uniforme (S) vs. manchas (s): El gen (S) produce color de pelo uniforme, lo que significa que S es dominante sobre la ausencia de manchas (s).
  • Color de pelo marrón (m) vs. negro (M): El problema indica que "el color de pelo marrón está regulado por un par de genes (m) sobre el color de pelo negro". Esto es un poco ambiguo, pero la formulación estándar en genética es que un alelo dominante se representa con mayúscula y el recesivo con minúscula. Si "marrón está regulado por un par de genes (m) sobre el color de pelo negro", y generalmente el alelo recesivo se nombra con la inicial de la característica recesiva, asumiremos que negro (M) es dominante sobre marrón (m).

Progenitores:
* Cobayo de pelo negro con manchas: Su genotipo para el color del pelo es M_ (negro) y para el patrón es ss (manchas).
* Cobayo de pelo uniforme de color marrón: Su genotipo para el color del pelo es mm (marrón) y para el patrón es S_ (uniforme).

Para que la F1 tenga variabilidad, y dado que no se especifica que sean homocigotos, asumiremos que los progenitores son homocigotos para las características que se mencionan como "puras" o que se deducen de la descendencia. Sin embargo, para el primer cruce, si no se especifica, se asume que son homocigotos para las características que se expresan si son dominantes, o que son homocigotos recesivos si se expresan las recesivas.

Vamos a reinterpretar la información para los progenitores:
* Cobayo de pelo negro con manchas: Para que sea negro y con manchas, su genotipo debe ser MMss (homocigoto dominante para negro y homocigoto recesivo para manchas).
* Cobayo de pelo uniforme de color marrón: Para que sea uniforme y marrón, su genotipo debe ser mmSS (homocigoto recesivo para marrón y homocigoto dominante para uniforme).

a) Escribir los genotipos de los progenitores y calcular las proporciones fenotípicas y genotípicas de la F1.

Genotipos de los Progenitores (P):
* Progenitor 1 (P1): Negro con manchas = MMss
* Progenitor 2 (P2): Uniforme marrón = mmSS

Gametas de los Progenitores:
* P1 (MMss) produce solo gametas: Ms
* P2 (mmSS) produce solo gametas: mS

Cruzamiento para la F1:
$MMss \times mmSS$

Genotipo de la F1:
Todos los individuos de la F1 serán MmSs.

Fenotipo de la F1:
* Mm: Negro (M es dominante sobre m)
* Ss: Uniforme (S es dominante sobre s)
Por lo tanto, todos los individuos de la F1 serán Negros Uniformes.

Proporciones de la F1:
* Proporción Genotípica: 100% MmSs
* Proporción Fenotípica: 100% Negros Uniformes

b) Determinar las gametas resultantes de estos individuos (F1).

Los individuos de la F1 tienen el genotipo MmSs.
Para determinar las gametas, aplicamos el principio de la segregación independiente. Cada gameta recibirá un alelo de cada par de genes.

Las posibles gametas son:
1. MS
2. Ms
3. mS
4. ms

Cada tipo de gameta se producirá en una proporción de 1/4.

c) Obtener la F2 de un cruzamiento de dos individuos de la F1.

Cruzamiento: $MmSs \times MmSs$

Para obtener la F2, podemos usar un cuadro de Punnett de 4x4, ya que cada progenitor produce 4 tipos de gametas.

Gametas MS Ms mS ms
MS MMSS MMSs MmSS MmSs
Ms MMSs MMss MmSs Mmss
mS MmSS MmSs mmSS mmSs
ms MmSs Mmss mmSs mmss

d) Indicar proporciones fenotípicas y genotípicas de la F2.

Proporciones Genotípicas de la F2:
Contando los genotipos del cuadro de Punnett (16 combinaciones):
* MMSS: 1
* MMSs: 2
* MmSS: 2
* MmSs: 4
* MMss: 1
* Mmss: 2
* mmSS: 1
* mmSs: 2
* mmss: 1

Proporciones Fenotípicas de la F2:
Agrupamos los genotipos por sus fenotipos:

  1. Negro Uniforme (M_S_):

    • MMSS (1)
    • MMSs (2)
    • MmSS (2)
    • MmSs (4)
      Total: $1+2+2+4 = 9$
  2. Negro con Manchas (M_ss):

    • MMss (1)
    • Mmss (2)
      Total: $1+2 = 3$
  3. Marrón Uniforme (mmS_):

    • mmSS (1)
    • mmSs (2)
      Total: $1+2 = 3$
  4. Marrón con Manchas (mmss):

    • mmss (1)
      Total: $1$

Proporción Fenotípica de la F2:
9 : 3 : 3 : 1
* 9/16 Negros Uniformes
* 3/16 Negros con Manchas
* 3/16 Marrones Uniformes
* 1/16 Marrones con Manchas

2) Genética en Caballos

En este problema, tenemos dos características en caballos: el color del pelaje (negro vs. castaño) y el tipo de andar (trote vs. sobrepaso).

  • Color del pelaje: Negro (B) es dominante sobre castaño (b).
  • Tipo de andar: Trote (T) es dominante sobre sobrepaso (t).

Progenitores del cruce inicial:
* Negro homocigótico al "sobrepaso": Genotipo BBtt
* Castaño homocigótico trotón: Genotipo bbTT

a) ¿Cuál será el aspecto de la generación F1?

Genotipos de los Progenitores (P):
* P1: BBtt (Negro homocigótico al "sobrepaso")
* P2: bbTT (Castaño homocigótico trotón)

Gametas de los Progenitores:
* P1 (BBtt) produce solo gametas: Bt
* P2 (bbTT) produce solo gametas: bT

Cruzamiento para la F1:
$BBtt \times bbTT$

Genotipo de la F1:
Todos los individuos de la F1 serán BbTt.

Fenotipo de la F1:
* Bb: Negro (B es dominante sobre b)
* Tt: Trotador (T es dominante sobre t)
Por lo tanto, todos los individuos de la F1 serán Negros Trotadores.

b) Si un macho de la F1 se aparea con una hembra homocigótica negra “trotadora” ¿Qué clase de descendencia podría producir y en qué proporciones?

Cruzamiento para la F2 (o descendencia de este cruce):
* Macho de la F1: BbTt
* Hembra homocigótica negra "trotadora": Para ser homocigótica negra, su genotipo es BB. Para ser trotadora y homocigótica, su genotipo es TT. Por lo tanto, su genotipo es BBTT.

Gametas de los Progenitores:
* Macho (BbTt) produce gametas: BT, Bt, bT, bt (cada una en 1/4 de proporción)
* Hembra (BBTT) produce solo gametas: BT

Cuadro de Punnett para este cruce:

Gametas BT Bt bT bt
BT BBTT BBTt BbTT BbTt

Genotipos de la descendencia:
* BBTT
* BBTt
* BbTT
* BbTt

Proporciones Genotípicas:
* 1/4 BBTT
* 1/4 BBTt
* 1/4 BbTT
* 1/4 BbTt

Fenotipos de la descendencia:
* BBTT: Negro Trotador
* BBTt: Negro Trotador
* BbTT: Negro Trotador
* BbTt: Negro Trotador

Proporciones Fenotípicas:
100% Negros Trotadores.

En este caso, toda la descendencia será fenotípicamente igual a la hembra homocigótica dominante, ya que ella aporta alelos dominantes para ambas características.

3) Genética en Cucúrbita Pepo (Zapallo)

En este problema, tenemos dos características en zapallo: el color del fruto (blanco vs. amarillo) y la forma del fruto (achatado vs. esférico).

  • Color del fruto: Blanco (W) es dominante sobre amarillo (w).
  • Forma del fruto: Achatado (D) es dominante sobre esférico (d).

Cruzamiento dado:
Una planta con frutos blancos achatados se cruza con otra con frutos amarillos esféricos.
La descendencia (F1) de este cruce es:
* 25 plantas con frutos blancos achatados
* 26 blancos esféricos
* 24 amarillos achatados
* 25 amarillos esféricos

Observamos que las proporciones fenotípicas de la descendencia son aproximadamente 1:1:1:1 (25:26:24:25 es casi 1:1:1:1). Esta proporción es característica de un cruce de prueba (test cross), donde uno de los progenitores es dihíbrido heterocigoto y el otro es dihíbrido recesivo.

Si la descendencia es 1:1:1:1, significa que el progenitor "blanco achatado" debe ser heterocigoto para ambas características (WwDd), y el progenitor "amarillo esférico" debe ser homocigoto recesivo para ambas características (wwdd).

a) Indicar genotipos de progenitores

  • Progenitor 1: Planta con frutos blancos achatados. Dado el resultado 1:1:1:1 en la descendencia, su genotipo debe ser WwDd.
  • Progenitor 2: Planta con frutos amarillos esféricos. Dado que amarillo (w) y esférico (d) son recesivos, su genotipo debe ser wwdd.

Verificación del cruce:
$WwDd \times wwdd$

Gametas del progenitor WwDd: WD, Wd, wD, wd
Gametas del progenitor wwdd: wd

Cuadro de Punnett:

Gametas WD Wd wD wd
wd WwDd Wwdd wwDd wwdd

Fenotipos de la descendencia:
* WwDd: Blanco Achatado
* Wwdd: Blanco Esférico
* wwDd: Amarillo Achatado
* wwdd: Amarillo Esférico

Las proporciones son 1:1:1:1, lo que coincide con los datos del problema.

b) Si el padre blanco achatado es autofecundado ¿En qué proporción aparecerán los frutos amarillos esféricos?

El padre blanco achatado tiene el genotipo WwDd.
Si se autofecunda, el cruce es: $WwDd \times WwDd$.

Este es un cruce dihíbrido clásico, donde las proporciones fenotípicas de la F2 son 9:3:3:1.

  • 9/16: Blanco Achatado (W_D_)
  • 3/16: Blanco Esférico (W_dd)
  • 3/16: Amarillo Achatado (wwD_)
  • 1/16: Amarillo Esférico (wwdd)

La pregunta es: ¿En qué proporción aparecerán los frutos amarillos esféricos?
Los frutos amarillos esféricos tienen el genotipo wwdd.
Según la proporción 9:3:3:1, la proporción de wwdd es 1/16.

c) Según los datos del problema anterior ¿Cuántos genotipos diferentes pueden tener las plantas de zapallo?

En un cruce dihíbrido $WwDd \times WwDd$, se pueden obtener 9 genotipos diferentes.
Vamos a listarlos para confirmarlo:

  1. WWDD
  2. WWDd
  3. WwDD
  4. WwDd
  5. WWdd
  6. Wwdd
  7. wwDD
  8. wwDd
  9. wwdd

Por lo tanto, pueden tener 9 genotipos diferentes.

4) En vacunos la falta de cuernos (mocho) es dominante sobre la presencia de cuernos (A-a) y el pelaje negro es dominante sobre el colorado (B-b). En los siguientes cruzamientos indicar el genotipo de los individuos citados:
a) Mocha negra x con cuernos, negro
…………. ……………
Hijos: 3 mochos negros ; 2 mochos colorados
……………. …………….
b) Mocha negra x mocho colorado
…………. …………….
Hijos: 1 mocho negro ; 2 mochos colorados
……………. …………….
5) El color rojo de la pulpa de tomate depende de la presencia de un factor R dominante sobre su alelo r, que da color amarillo. El enanismo se debe a un gen recesivo d. Se dispone de una variedad de pulpa amarilla y tamaño normal y de otra enana y de pulpa roja, ambas variedades puras:
a) ¿Se podría obtener una variedad de pulpa roja y de tamaño normal? ¿En qué proporción?
b) ¿Y una de pulpa amarilla y enana?

¡Hola! Con gusto te ayudaré a resolver estos problemas de genética. Vamos a analizar cada uno paso a paso.

Ejercicio 4: Genética en Vacunos

En este ejercicio, tenemos dos características en vacunos: la presencia/ausencia de cuernos y el color del pelaje.

  • Cuernos:
    • Mocho (sin cuernos) es dominante (A)
    • Con cuernos es recesivo (a)
  • Color de pelaje:
    • Negro es dominante (B)
    • Colorado es recesivo (b)

Debemos determinar los genotipos de los padres basándonos en la descendencia.

a) Mocha negra x con cuernos, negro

Padres:
* Mocha negra: A_ B_
* Con cuernos, negro: aa B_

Hijos:
* 3 mochos negros: A_ B_
* 2 mochos colorados: A_ bb

Análisis de la descendencia:

  1. Característica "cuernos":

    • Los hijos son todos mochos (A_), pero uno de los padres es "con cuernos" (aa). Esto significa que el padre "Mocha negra" debe ser heterocigoto para esta característica para poder tener descendencia "con cuernos" si se cruzara con un "con cuernos". Sin embargo, en este caso, todos los hijos son mochos.
    • Si el padre "con cuernos, negro" es aa, y todos los hijos son mochos (A_), esto implica que el padre "Mocha negra" debe haber aportado el alelo dominante A.
    • Para que todos los hijos sean mochos (A_), y uno de los padres es aa, el otro padre (Mocha negra) debe ser AA. Pero si el padre "Mocha negra" fuera AA, y el otro padre es aa, todos los hijos serían Aa (mochos).
    • Sin embargo, el enunciado dice que los hijos son "3 mochos negros" y "2 mochos colorados". Esto significa que todos los hijos son mochos.
    • Si el padre "con cuernos, negro" es aa, y todos los hijos son mochos (A_), entonces el padre "Mocha negra" debe ser AA.
    • Corrección: Si el padre "Mocha negra" fuera AA, y el padre "con cuernos, negro" es aa, toda la descendencia sería Aa (mochos). Esto es consistente con los hijos "mochos negros" y "mochos colorados".
    • Por lo tanto, el genotipo para cuernos de "Mocha negra" es AA y de "con cuernos, negro" es aa.
  2. Característica "color de pelaje":

    • Tenemos hijos "mochos colorados" (A_ bb). Esto significa que ambos padres deben tener al menos un alelo b para que la descendencia pueda ser bb.
    • El padre "Mocha negra" es B_ y el padre "con cuernos, negro" es B_.
    • Dado que hay descendencia bb, ambos padres deben ser heterocigotos para el color, es decir, Bb.

Conclusión de genotipos:

  • Mocha negra: AABb
  • Con cuernos, negro: aaBb

Verificación del cruzamiento:
Cruzamiento: AABb x aaBb

  • Cuernos: AA x aa -> Todos los hijos son Aa (mochos). Esto coincide.
  • Color: Bb x Bb -> Descendencia: 1/4 BB (negro), 1/2 Bb (negro), 1/4 bb (colorado).
    • Proporción de negros: 3/4
    • Proporción de colorados: 1/4

Esto es consistente con la proporción de hijos mochos negros y mochos colorados (3:2 es aproximadamente 3:1).

Respuesta:
* Mocha negra: AABb
* Con cuernos, negro: aaBb

b) Mocha negra x mocho colorado

Padres:
* Mocha negra: A_ B_
* Mocho colorado: A_ bb

Hijos:
* 1 mocho negro: A_ B_
* 2 mochos colorados: A_ bb

Análisis de la descendencia:

  1. Característica "color de pelaje":

    • El padre "Mocho colorado" es bb.
    • Tenemos hijos "mochos negros" (A_ B_) y "mochos colorados" (A_ bb).
    • Para que haya hijos bb, el padre "Mocha negra" (B_) debe tener al menos un alelo b. Por lo tanto, el padre "Mocha negra" es Bb.
    • El padre "Mocho colorado" es bb.
  2. Característica "cuernos":

    • Ambos padres son "mochos" (A_).
    • Tenemos hijos "mochos" (A_).
    • Si ambos padres fueran AA, todos los hijos serían AA (mochos).
    • Si uno fuera AA y el otro Aa, todos los hijos serían mochos (AA o Aa).
    • Si ambos fueran Aa, la descendencia sería 3/4 A_ (mochos) y 1/4 aa (con cuernos).
    • Dado que todos los hijos son mochos, y no se menciona ningún hijo "con cuernos", es probable que al menos uno de los padres sea homocigoto dominante AA.
    • Sin embargo, la proporción de hijos (1 mocho negro : 2 mochos colorados) es pequeña y podría no ser representativa de una segregación completa.
    • Si el padre "Mocha negra" es Aa y el padre "Mocho colorado" es Aa, entonces la descendencia mocha sería 3/4.
    • Considerando que todos los hijos son mochos, y ambos padres son mochos, la opción más segura es que al menos uno de los padres sea AA.
    • Si el padre "Mocha negra" es Aa y el padre "Mocho colorado" es Aa, entonces la descendencia sería 3/4 mochos y 1/4 con cuernos. Si no hay hijos con cuernos, esto sugiere que al menos uno de los padres es AA.
    • Si el padre "Mocha negra" es AA y el padre "Mocho colorado" es Aa, todos los hijos serían mochos (AA o Aa).
    • Si ambos padres fueran AA, todos los hijos serían AA.
    • Dada la pequeña muestra de hijos, y que todos son mochos, la posibilidad de que ambos sean Aa y simplemente no haya aparecido un aa es baja pero posible. Sin embargo, la pregunta pide el genotipo de los individuos citados.
    • Si asumimos que la muestra es representativa y no hay hijos con cuernos, entonces al menos uno de los padres debe ser AA.
    • Si el padre "Mocho colorado" es A_ bb, y el padre "Mocha negra" es A_ Bb.
    • Si el padre "Mocho colorado" es Aabb, y el padre "Mocha negra" es AABb.
    • Cruzamiento: AABb x Aabb
      • Cuernos: AA x Aa -> Todos A_ (mochos).
      • Color: Bb x bb -> 1/2 Bb (negro), 1/2 bb (colorado).
      • Descendencia: 1/2 mochos negros, 1/2 mochos colorados. Esto coincide con la proporción 1:2 (aproximadamente 1:1).

Conclusión de genotipos:

  • Mocha negra: AABb
  • Mocho colorado: Aabb

Verificación del cruzamiento:
Cruzamiento: AABb x Aabb

  • Cuernos: AA x Aa -> Todos los hijos son A_ (mochos). Esto coincide.
  • Color: Bb x bb -> Descendencia: 1/2 Bb (negro), 1/2 bb (colorado).
    • Proporción de negros: 1/2
    • Proporción de colorados: 1/2

Esto es consistente con la proporción de hijos mochos negros y mochos colorados (1:2 es aproximadamente 1:1).

Respuesta:
* Mocha negra: AABb
* Mocho colorado: Aabb

Ejercicio 5: Genética en Tomates

En este ejercicio, tenemos dos características en tomates: el color de la pulpa y el tamaño de la planta.

  • Color de la pulpa:
    • Rojo es dominante (R)
    • Amarillo es recesivo (r)
  • Tamaño de la planta:
    • Normal es dominante (D) (asumimos D para normal, d para enano, ya que el enanismo es recesivo)
    • Enano es recesivo (d)

Se dispone de dos variedades puras:
1. Pulpa amarilla y tamaño normal: rrDD (pura para ambas características)
2. Enana y de pulpa roja: ddRR (pura para ambas características)

a) ¿Se podría obtener una variedad de pulpa roja y de tamaño normal? ¿En qué proporción?

Para obtener una variedad de pulpa roja y tamaño normal, necesitamos individuos con genotipo R_ D_.

Paso 1: Cruzamiento de las variedades puras (Generación P a F1)

  • Variedad 1: rrDD (pulpa amarilla, tamaño normal)
  • Variedad 2: ddRR (enana, pulpa roja)

Cruzamiento: rrDD x ddRR

  • Gameto de rrDD: rD
  • Gameto de ddRR: dR

La descendencia de la F1 será: RrDd

  • Fenotipo de F1: Pulpa roja (R_ ) y tamaño normal (D_ ).
    • Sí, la F1 es de pulpa roja y tamaño normal.

Paso 2: Cruzamiento de la F1 entre sí (Generación F1 a F2)

Para obtener diferentes combinaciones, cruzamos la F1 entre sí: RrDd x RrDd

Este es un cruzamiento dihíbrido clásico. Las proporciones fenotípicas esperadas en la F2 son 9:3:3:1.

  • Pulpa roja (R_) y tamaño normal (D_): 9/16
  • Pulpa roja (R_) y enana (dd): 3/16
  • Pulpa amarilla (rr) y tamaño normal (D_): 3/16
  • Pulpa amarilla (rr) y enana (dd): 1/16

Respuesta:
Sí, se podría obtener una variedad de pulpa roja y de tamaño normal.
La proporción en la F2 sería 9/16.

b) ¿Y una de pulpa amarilla y enana?

Para obtener una variedad de pulpa amarilla y enana, necesitamos individuos con genotipo rrdd.

Basándonos en el cruzamiento de la F1 (RrDd x RrDd) que realizamos en el apartado (a), la proporción de individuos con genotipo rrdd (pulpa amarilla y enana) es la última categoría en la proporción 9:3:3:1.

Respuesta:
Sí, se podría obtener una variedad de pulpa amarilla y enana.
La proporción en la F2 sería 1/16.

Tema: Dominancia Incompleta. Genes Letales. Codominancia y alelos múltiples
1.En el centeno, el color del coleoptilo rojo se debe al alelo recesivo del gen Rr, siendo dominante el color verde. Calcular la proporción de plantas de coleoptilo rojo que se producirán en la F2 por autofecundación del heterocigótico.
2.En el ser humano la presencia de uno de los antígenos (RH positivo) en la superficie de los Eritrocitos y la forma ovalada de estos (eliptocitosis) son causados por la existencia de alelos dominantes situados en la misma pareja autosómica (D y E). Un hombre con eliptocitosis, cuya madre tenía glóbulos rojos normales y un genotipo homocigoto RH+, y cuyo padre era Rh- y heterocigoto para la eliptocitosis, se casa con una mujer normal y RhA) ¿Cuál es la probabilidad de que su primer hijo sea Rh- y tenga eliptocitosis?
B) Si su primer hijo es RH+ ¿Cuál es la probabilidad de que tenga eliptocitosis?
C) Señalar la respuesta correcta: La mitad de los hijos pertenecen al grupo sanguíneo AB y la otra al grupo B. El genotipo de los padres es:
● IA IA- IB IB
● IA IB- I0 I0
● IA IB- IB IB
● IA I0- IB I0
3.No es fácil encontrar pelos en los perros calvos mejicanos. En los cruces entre perros calvos mejicanos y perros normales se obtienen camadas con la mitad de los animales calvos y la otra mitad normales. Por otro lado, en los cruces entre perros calvos mejicanos, 2/3 de la camada son calvos y 1/3 con pelo. Además de estos supervivientes, normalmente aparecen también perros muertos. Estos son calvos y presentan la misma frecuencia que los que tienen pelo. De una explicación y represente los genotipos de los diferentes tipos de animales.
4.Analice el famoso caso de la paternidad adjudicada a Charles Chaplin en 1940. La sangre del niño era B, la sangre de la madre era A y la de Chaplin 0. Si usted hubiese sido jurado.
¿Qué habría determinado en este caso?
- Chaplin era el padre
- Debería además evaluarse el factor Rh
- Chaplin no era el padre
- Los datos no eran suficientes.

¡Hola de nuevo! Continuemos con estos interesantes problemas de genética, que ahora incluyen conceptos como dominancia incompleta, genes letales, codominancia y alelos múltiples.

Ejercicio 1: Dominancia Incompleta en Centeno

En este problema, se nos presenta una situación de dominancia incompleta o recesividad, donde el color del coleoptilo rojo se debe al alelo recesivo r, y el color verde es dominante R. Se pide calcular la proporción de plantas de coleoptilo rojo que se producirán en la F2 por autofecundación del heterocigoto.

Datos:
* Color verde: Dominante (R)
* Color rojo: Recesivo (r)

Paso 1: Identificar el genotipo del heterocigoto
El heterocigoto para esta característica es Rr.

Paso 2: Realizar la autofecundación del heterocigoto (F1 x F1)
Cruzamiento: Rr x Rr

Paso 3: Determinar los gametos de cada progenitor
Ambos progenitores Rr producirán gametos R y r en una proporción de 1/2 cada uno.

Paso 4: Construir un cuadro de Punnett para la F2

Gametos R r
R RR Rr
r Rr rr

Paso 5: Determinar las proporciones genotípicas y fenotípicas en la F2

  • Genotipos:
    • 1/4 RR
    • 2/4 Rr
    • 1/4 rr
  • Fenotipos:
    • RR: Verde
    • Rr: Verde (ya que R es dominante sobre r)
    • rr: Rojo

Paso 6: Calcular la proporción de plantas de coleoptilo rojo
Las plantas de coleoptilo rojo tienen el genotipo rr.

Respuesta:
La proporción de plantas de coleoptilo rojo que se producirán en la F2 es 1/4.

Nota: El enunciado menciona "dominancia incompleta" en el título general, pero la descripción del problema 1 indica que el rojo es recesivo y el verde dominante, lo que sugiere dominancia completa. Si fuera dominancia incompleta, el heterocigoto Rr tendría un fenotipo intermedio (por ejemplo, verde claro o rosado), pero el problema lo describe como un rasgo recesivo y dominante. He resuelto asumiendo dominancia completa según la descripción específica del problema 1.

Ejercicio 2: Herencia Ligada y Grupos Sanguíneos (RH y Eliptocitosis)

Este problema involucra dos características humanas: el factor Rh y la eliptocitosis, que están causadas por alelos dominantes situados en la misma pareja autosómica (lo que implica ligamiento genético). También se incluye una pregunta sobre grupos sanguíneos.

Datos:
* Factor Rh:
* Rh positivo (presencia de antígeno) es dominante (D)
* Rh negativo (ausencia de antígeno) es recesivo (d)
* Eliptocitosis (forma ovalada de eritrocitos):
* Eliptocitosis es dominante (E)
* Glóbulos rojos normales es recesivo (e)
* Los genes D/d y E/e están en la misma pareja autosómica (ligados).

Información de los padres:

  • Hombre:

    • Tiene eliptocitosis (E_)
    • Su madre tenía glóbulos rojos normales (ee) y era homocigota Rh+ (DD). Esto significa que la madre era DDee.
    • Su padre era Rh- (dd) y heterocigoto para la eliptocitosis (Ee). Esto significa que el padre era ddEe.
    • Determinando el genotipo del hombre:
      • De su madre DDee, el hombre heredó un alelo D y un alelo e. Entonces, un cromosoma es De.
      • De su padre ddEe, el hombre heredó un alelo d y un alelo E (o e). Como el hombre tiene eliptocitosis (E_), debe haber heredado el alelo E del padre. Entonces, el otro cromosoma es dE.
      • Por lo tanto, el genotipo del hombre es DdEe. Sus cromosomas son De y dE.
  • Mujer:

    • Normal (ee)
    • Rh- (dd)
    • Por lo tanto, el genotipo de la mujer es ddee. Sus cromosomas son de y de.

Cruzamiento: Hombre (DdEe) x Mujer (ddee)
Considerando el ligamiento, los gametos del hombre son De y dE (asumiendo que no hay entrecruzamiento o que es despreciable para este problema, lo cual es común en problemas introductorios de ligamiento a menos que se dé una frecuencia de recombinación). Los gametos de la mujer son solo de.

Cuadro de Punnett para el cruzamiento (asumiendo ligamiento completo):

Gametos de la mujer Gametos del hombre
de De
de Ddee
de dE
de ddEe

Descendencia esperada (F1):
* 1/2 Ddee: Rh+ y glóbulos rojos normales
* 1/2 ddEe: Rh- y eliptocitosis

A) ¿Cuál es la probabilidad de que su primer hijo sea Rh- y tenga eliptocitosis?

Para que un hijo sea Rh- y tenga eliptocitosis, su genotipo debe ser ddEe.
Según nuestro cuadro de Punnett, la proporción de ddEe es 1/2.

Respuesta A: La probabilidad de que su primer hijo sea Rh- y tenga eliptocitosis es 1/2 o 50%.

B) Si su primer hijo es RH+ ¿Cuál es la probabilidad de que tenga eliptocitosis?

Si el hijo es Rh+, su genotipo debe ser Ddee (según la descendencia posible).
El fenotipo de Ddee es Rh+ y glóbulos rojos normales.
Por lo tanto, si el hijo es Rh+, no tendrá eliptocitosis.

Respuesta B: Si su primer hijo es RH+, la probabilidad de que tenga eliptocitosis es 0%.

C) Señalar la respuesta correcta: La mitad de los hijos pertenecen al grupo sanguíneo AB y la otra al grupo B. El genotipo de los padres es:

Este es un problema separado sobre grupos sanguíneos (alelos múltiples y codominancia).
Los alelos para los grupos sanguíneos son $I^A$, $I^B$ y $i$ (o $I^0$).
* $I^A$ y $I^B$ son codominantes entre sí.
* $I^A$ y $I^B$ son dominantes sobre $i$.

Queremos que la descendencia sea:
* 1/2 Grupo AB ($I^A I^B$)
* 1/2 Grupo B ($I^B I^B$ o $I^B i$)

Analicemos las opciones de genotipos de los padres:

  • IA IA - IB IB:

    • Cruzamiento: $I^A I^A$ x $I^B I^B$
    • Descendencia: Todos $I^A I^B$ (Grupo AB). No coincide.
  • IA IB - I0 I0:

    • Cruzamiento: $I^A I^B$ x $ii$
    • Descendencia: 1/2 $I^A i$ (Grupo A), 1/2 $I^B i$ (Grupo B). No coincide.
  • IA IB - IB IB:

    • Cruzamiento: $I^A I^B$ x $I^B I^B$
    • Gameto del primer padre: $I^A$, $I^B$
    • Gameto del segundo padre: $I^B$
    • Descendencia: 1/2 $I^A I^B$ (Grupo AB), 1/2 $I^B I^B$ (Grupo B). ¡Esta opción coincide!
  • IA I0 - IB I0:

    • Cruzamiento: $I^A i$ x $I^B i$
    • Descendencia: 1/4 $I^A I^B$ (Grupo AB), 1/4 $I^A i$ (Grupo A), 1/4 $I^B i$ (Grupo B), 1/4 $ii$ (Grupo O). No coincide.

Respuesta C: La respuesta correcta es IA IB - IB IB.

Ejercicio 3: Genes Letales en Perros Calvos Mejicanos

Este problema describe un caso de genes letales y dominancia incompleta o sobredominancia (donde el homocigoto dominante es letal).

Observaciones:
1. Calvos mejicanos x Normales:
* 1/2 calvos
* 1/2 normales
2. Calvos mejicanos x Calvos mejicanos:
* 2/3 calvos (supervivientes)
* 1/3 con pelo (normales, supervivientes)
* Además, aparecen perros muertos que son calvos y tienen la misma frecuencia que los que tienen pelo (normales).

Explicación y genotipos:

La proporción 2/3 calvos : 1/3 con pelo en el cruzamiento de calvos mejicanos entre sí es una proporción característica de un gen letal recesivo (o un alelo letal dominante que se manifiesta en homocigosis).

Vamos a asignar letras a los alelos:
* Sea H el alelo para la calvicie.
* Sea h el alelo para el pelo normal.

Análisis del cruzamiento 2: Calvos mejicanos x Calvos mejicanos

Si el cruzamiento de dos individuos calvos produce 2/3 calvos y 1/3 normales, esto sugiere que los individuos calvos son heterocigotos y que la homocigosis para el alelo de la calvicie es letal.

  • Hipótesis:
    • HH: Letal (muere antes del nacimiento o poco después), calvo.
    • Hh: Calvo (superviviente).
    • hh: Con pelo (normal, superviviente).

Si cruzamos Hh x Hh:

Gametos H h
H HH Hh
h Hh hh

Proporciones genotípicas esperadas:
* 1/4 HH (letal, calvo)
* 2/4 Hh (calvo, superviviente)
* 1/4 hh (con pelo, superviviente)

Si los HH mueren, entonces de los supervivientes (los 3/4 restantes), la proporción es:
* Hh (calvos): 2/3
* hh (con pelo): 1/3

Esto coincide perfectamente con las proporciones observadas en el cruzamiento de calvos mejicanos entre sí (2/3 calvos : 1/3 con pelo).

Además, el problema dice que los perros muertos son calvos y presentan la misma frecuencia que los que tienen pelo. Esto significa que la frecuencia de HH (muertos calvos) es 1/4, y la frecuencia de hh (con pelo) es 1/4. Esto también es consistente con nuestra hipótesis.

Análisis del cruzamiento 1: Calvos mejicanos x Normales

  • Calvo mejicano: Hh (según nuestra hipótesis)
  • Normal: hh (según nuestra hipótesis)

Cruzamiento: Hh x hh

Gametos H h
h Hh hh
h Hh hh

Proporciones genotípicas y fenotípicas esperadas:
* 1/2 Hh (calvos)
* 1/2 hh (normales, con pelo)

Esto también coincide perfectamente con las observaciones del problema (la mitad calvos y la otra mitad normales).

Conclusión:
El alelo H para la calvicie es dominante en su efecto sobre el fenotipo (un solo alelo H causa calvicie en Hh), pero es letal en homocigosis (HH). El alelo h es recesivo y produce pelo normal.

Representación de los genotipos:

  • Perros calvos mejicanos (supervivientes): Hh
  • Perros normales (con pelo): hh
  • Perros calvos muertos (no supervivientes): HH

Ejercicio 4: Caso de Paternidad de Charles Chaplin (Grupos Sanguíneos)

Este es un problema clásico de genética forense utilizando los grupos sanguíneos ABO.

Datos:
* Sangre del niño: Grupo B
* Sangre de la madre: Grupo A
* Sangre de Chaplin: Grupo O

Análisis de los genotipos posibles:

  1. Niño (Grupo B):

    • Puede ser $I^B I^B$ o $I^B i$.
  2. Madre (Grupo A):

    • Puede ser $I^A I^A$ o $I^A i$.
  3. Chaplin (Grupo O):

    • Debe ser $ii$. Esto significa que Chaplin solo puede aportar un alelo i a su descendencia.

Determinación de la paternidad:

  • El niño tiene Grupo B. Esto significa que el niño debe tener al menos un alelo $I^B$.
  • La madre es Grupo A. Si la madre fuera $I^A I^A$, no podría aportar un alelo $I^B$. Si la madre fuera $I^A i$, podría aportar un alelo $i$.
  • Para que el niño sea Grupo B ($I^B I^B$ o $I^B i$), debe haber recibido el alelo $I^B$ de uno de sus padres.
  • La madre (Grupo A) no tiene el alelo $I^B$. Por lo tanto, el alelo $I^B$ del niño debe provenir del padre biológico.
  • Chaplin es Grupo O ($ii$). Esto significa que Chaplin solo puede aportar un alelo i.
  • Si Chaplin fuera el padre, el niño debería haber recibido un alelo i de él.
    • Si el niño fuera $I^B i$, entonces el $I^B$ vendría de la madre (lo cual es imposible si la madre es Grupo A) o del padre.
    • Si el niño fuera $I^B I^B$, entonces ambos $I^B$ vendrían de los padres.

Conclusión:
Dado que el niño tiene el alelo $I^B$ (ya que es Grupo B), y la madre (Grupo A) no posee el alelo $I^B$, el alelo $I^B$ debe haber sido heredado del padre biológico.
Chaplin, al ser Grupo O ($ii$), no posee el alelo $I^B$ y, por lo tanto, no puede haber transmitido el alelo $I^B$ al niño.

Respuesta:
Si usted hubiese sido jurado, habría determinado que Chaplin no era el padre.

Nota: El factor Rh es un sistema de grupo sanguíneo independiente del ABO. Aunque es importante en casos de paternidad, en este escenario específico, la incompatibilidad del sistema ABO es suficiente para descartar la paternidad de Chaplin.

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