Genes, alelos, genotipo y fenotipo
Lo que vas a aprender
- Usar las palabras gen, alelo, dominante, recesivo, homocigoto y heterocigoto para describir un carácter de un guisante o de una mosca.
- Escribir el genotipo de un organismo con letras y deducir su fenotipo.
- Explicar por qué dos organismos con el mismo fenotipo pueden tener genotipos distintos.
- Reconocer, en un grupo de organismos de genotipo conocido, cuáles son homocigotos o heterocigotos y qué fenotipo tiene cada uno.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Imagina que siembras las semillas de una misma vaina de guisante. Las plantas son hermanas, porque vienen de los mismos padres, y sin embargo unas crecen con tallo alto y otras se quedan enanas. ¿De dónde sale esa diferencia? ¿Y por qué a veces dos plantas altas tienen una hija enana, como si el carácter se hubiera escondido una generación?
Para responder hace falta un vocabulario preciso: gen, alelo, dominante, recesivo, genotipo y fenotipo. Con esas seis palabras se explica cómo pasa la información de los padres a los hijos, y en las próximas lecciones podrás predecir qué descendientes saldrán de un cruce. Es el mismo razonamiento que usa quien mejora una semilla de fríjol o una raza de gallinas.
Antes de empezar recuerda que las células de plantas y animales guardan en el núcleo la información hereditaria, y repasa cómo se calcula una fracción de un total.
Explicación
Los guisantes de Mendel
Mendel estudió la herencia cruzando plantas de guisante. Escogió caracteres que tienen dos formas bien distintas, sin términos medios: el tallo es alto o enano, la semilla es amarilla o verde, la semilla es lisa o rugosa. Y en lugar de describir las plantas con palabras, contó cuántas salían de cada forma. Esa idea, contar en vez de solo mirar, es la que convirtió la herencia en algo que se puede predecir.
Gen y alelo
Un carácter es una característica que se hereda, como la altura del tallo. La información que lo determina es un gen. Pero un gen puede venir en versiones distintas: para la altura del guisante hay una versión que da tallo alto y otra que da tallo enano. Cada versión de un gen es un alelo.
Lo más importante de esta lección es esto: cada organismo tiene dos alelos de cada gen, uno que recibió de su madre y otro que recibió de su padre. Vale para el guisante, para la mosca de la fruta y para la vaca, en los genes de los cromosomas que van en pares. Hay una excepción que verás en la unidad siguiente: en los machos, los genes del cromosoma X van en una sola copia. Los dos alelos pueden ser iguales o distintos.
Los alelos se escriben con una letra. El mismo gen lleva siempre la misma letra: mayúscula para un alelo y minúscula para el otro. Para la altura del guisante se usa T (tallo alto) y t (tallo enano).
Dominante y recesivo
¿Qué pasa si una planta tiene un alelo T y un alelo t? En el guisante, esa planta es alta. El alelo T se manifiesta aunque esté acompañado de t: por eso se dice que T es dominante. El alelo t queda escondido: se dice que es recesivo, y solo se ve cuando la planta tiene dos copias, tt.
Cuidado con tres confusiones muy comunes:
- Dominante no quiere decir más frecuente. En un lote puede haber muchas más plantas enanas que altas. Que T sea dominante habla de qué pasa dentro de una planta Tt, no de cuántas plantas hay de cada clase.
- Dominante no quiere decir mejor ni más fuerte. Una planta enana no está enferma ni es peor: solo tiene otro alelo.
- Recesivo no quiere decir que desaparezca. El alelo t sigue ahí en las plantas Tt, aunque no se vea, y puede pasar a la siguiente generación.
Homocigoto y heterocigoto
Un organismo con los dos alelos iguales es homocigoto: TT es homocigoto dominante y tt es homocigoto recesivo. Un organismo con dos alelos distintos, Tt, es heterocigoto. A un grupo de plantas que, cruzadas entre sí, siempre dan hijas iguales a ellas se le llama línea pura: son homocigotas.
Genotipo y fenotipo
El genotipo es la pareja de alelos que tiene el organismo, escrita con letras: TT, Tt o tt. El fenotipo es lo que se observa: tallo alto o tallo enano. Con dos alelos hay tres genotipos posibles, pero solo dos fenotipos:
| Genotipo | ¿Cómo son sus alelos? | Fenotipo |
|---|---|---|
| TT | homocigoto dominante | tallo alto |
| Tt | heterocigoto | tallo alto |
| tt | homocigoto recesivo | tallo enano |
Fíjate en las dos primeras filas: el genotipo no siempre se lee en el fenotipo. Si ves una planta alta, no sabes si es TT o Tt. En cambio, una planta enana solo puede ser tt, porque basta un alelo T para que sea alta. En la lección del cruce de prueba verás cómo se averigua el genotipo de una planta alta.
El fenotipo depende también del ambiente: una planta TT sembrada sin agua ni luz suficiente puede quedarse pequeña. Los alelos dicen lo que la planta puede llegar a ser; el ambiente pone su parte.
Por qué los hermanos no son iguales
Si los dos progenitores son heterocigotos Tt, cada uno puede pasarle a cada hijo el alelo T o el alelo t. Por eso sus hijos pueden recibir combinaciones distintas: uno TT, otro Tt, otro tt. Esa mezcla es una de las causas de que los organismos de una misma familia se parezcan pero no sean idénticos.
Ejemplo resuelto
Del genotipo al fenotipo en un lote de plantas
En un vivero hay guisantes TT, Tt y tt (T, tallo alto, es dominante sobre t, tallo enano). ¿Cuáles tienen tallo alto, y cuáles son homocigotas?
Ver la solución paso a paso
Las TT y las Tt tienen al menos un alelo T, que es dominante: todas son altas.
Las tt no tienen ningún T: son las únicas enanas.
Homocigotas son las que tienen los dos alelos iguales: las TT y las tt. Las Tt son heterocigotas, aunque se vean igual que las TT.
Respuesta: Tienen tallo alto las TT y las Tt; son homocigotas las TT y las tt.
Ejemplo resuelto
Dominante no quiere decir más frecuente
En otro lote, la mayoría de las plantas son tt y solo unas pocas son TT o Tt. ¿Hay más plantas altas o enanas? ¿Contradice eso que T sea dominante?
Ver la solución paso a paso
Las tt son enanas, y son la mayoría: en este lote hay más plantas enanas que altas.
Que T sea dominante quiere decir que, en una planta Tt, se manifiesta el tallo alto.
No dice nada de cuántas plantas hay de cada clase: eso depende de qué alelos tenían los padres del lote.
Respuesta: Hay más enanas, y no contradice nada: dominante quiere decir que se manifiesta en el heterocigoto, no que sea el más común.
Ejemplo resuelto
El alelo recesivo escondido
Un lote de guisantes tiene plantas TT, Tt y tt. ¿Qué plantas llevan el alelo t, y en cuáles se ve?
Ver la solución paso a paso
Las tt llevan dos alelos t y las Tt llevan uno. Las TT no llevan ninguno.
En las tt el alelo t se ve: son enanas.
En las Tt, el T dominante tapa al t: son altas, y el t queda escondido.
Por eso dos plantas altas pueden ser distintas por dentro, y una pareja de plantas altas Tt puede tener hijas enanas.
Respuesta: Llevan el alelo t las Tt y las tt, pero solo en las tt se ve; en las Tt está escondido.
Práctica
Una planta de guisante tiene el genotipo Tt (T, tallo alto, es dominante sobre t, tallo enano). ¿Qué describe mejor a esa planta?
Tiene dos alelos distintos, así que es heterocigota. Basta un alelo T, que es dominante, para que el tallo sea alto. En el guisante no hay tallo mediano: el alelo t queda escondido.
En un frasco hay semillas de guisante AA, Aa y aa (A, amarilla, es dominante sobre a, verde). ¿Cuáles son amarillas?
El alelo dominante se manifiesta aunque esté con el recesivo. Solo las aa, sin ningún A, son verdes.
En ese mismo frasco, ¿cuáles semillas son homocigotas?
Homocigoto quiere decir con los dos alelos iguales, sean dominantes (AA) o recesivos (aa). Las Aa son heterocigotas.
Dos semillas amarillas son AA y Aa. ¿En qué se diferencian?
Con A dominante, las dos se ven amarillas. La diferencia está en los alelos, y se nota en sus hijas: la Aa puede pasarles el a.
¿Qué semillas del frasco llevan el alelo a?
Un alelo recesivo puede estar sin verse: en las Aa lo tapa el A. Por eso el verde puede reaparecer en la siguiente generación.
¿Qué es un alelo?
El gen es la información para un carácter; sus versiones son los alelos. Lo que se ve es el fenotipo.
¿Qué diferencia hay entre el genotipo y el fenotipo?
Tt es un genotipo; «tallo alto» es su fenotipo. Dos genotipos distintos, TT y Tt, pueden dar el mismo fenotipo.
En un frasco de moscas de la fruta, la mayoría tiene alas vestigiales, que son el carácter recesivo. ¿Contradice eso que el alelo V de las alas normales sea dominante?
Que un alelo sea dominante describe lo que pasa en el heterocigoto Vv. Cuántas moscas hay de cada clase depende de los padres que tuvieron.
¿Por qué dos hermanos con los mismos padres pueden ser distintos?
Cada hijo recibe un alelo de cada gen de cada padre, y cuál le toca varía de un hijo a otro. Por eso los hermanos se parecen sin ser iguales.
En el guisante, el alelo L (semilla lisa) es dominante sobre l (semilla rugosa). ¿Qué quiere decir eso?
Dominante describe lo que pasa dentro de un heterocigoto: se ve la forma de L. No dice cuántas semillas hay de cada clase ni cuál es mejor, y el alelo l sigue en la semilla Ll aunque no se vea.
Reto
Une cada palabra con su significado.
Toca una ficha de la izquierda y luego la que le corresponde.
Reto
El crucigrama de la herencia.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
Un gen determina un carácter, y cada versión del gen es un alelo; un organismo tiene dos alelos de cada gen de sus cromosomas en pares, uno de cada progenitor.
El alelo dominante (mayúscula) se manifiesta aunque esté con el recesivo (minúscula); el recesivo solo se ve en el homocigoto, como tt.
Homocigoto es tener los dos alelos iguales (TT o tt) y heterocigoto, tenerlos distintos (Tt).
El genotipo son las letras; el fenotipo, lo que se observa. TT y Tt tienen el mismo fenotipo, así que el fenotipo no siempre revela el genotipo.
Dominante no quiere decir más frecuente ni mejor, y el alelo recesivo no desaparece en el heterocigoto.
Vocabulario
- Carácter
Una característica que se hereda, como la altura del tallo o el color de la semilla de un guisante.
- Gen
Una porción de la información hereditaria que determina un carácter.
- Alelo
Cada una de las versiones de un gen. Un organismo tiene dos alelos de cada gen, uno heredado de cada progenitor.
- Dominante
El alelo que se manifiesta aunque el otro alelo sea distinto. Se escribe con mayúscula.
- Recesivo
El alelo que solo se manifiesta cuando el organismo tiene dos copias de él. Se escribe con minúscula.
- Homocigoto
Un organismo con los dos alelos iguales de un gen, como TT o tt.
- Heterocigoto
Un organismo con dos alelos distintos de un gen, como Tt.
- Genotipo
La pareja de alelos que tiene un organismo para un gen.
- Fenotipo
La característica que se observa en el organismo, como tallo alto o tallo enano.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Pregunte cómo es posible que dos plantas altas tengan una hija enana y anote las hipótesis en el tablero, sin corregirlas todavía.
- Explicación · 15 min — Vocabulario con el ejemplo del tallo del guisante y la tabla de genotipos; resuelva en el tablero el ejemplo del lote donde las enanas son mayoría.
- Práctica · 20 min — Preguntas en parejas y el candado. Pida que cada pareja justifique en voz alta una respuesta usando las palabras homocigoto y heterocigoto.
- Cierre · 5 min — Vuelva a las hipótesis del inicio y pida que cada estudiante explique con genotipos cómo dos plantas altas pueden tener una hija enana.
Preguntas para el salón
- Si una planta es alta, ¿qué genotipos puede tener? ¿Y si es enana?
- ¿Por qué decir que un alelo es dominante no dice nada de cuántas plantas lo muestran?
- ¿Dónde está el alelo t en una planta alta Tt? ¿Puede pasar a sus hijas?
- ¿Una planta TT siempre será alta, sin importar dónde la siembren?
Errores típicos
- Creer que el alelo dominante es el más frecuente o el mejor. Use el ejemplo del lote con 13 plantas enanas y 7 altas, y pregunte qué alelo se manifiesta dentro de una planta Tt.
- Confundir genotipo y fenotipo, o escribir el fenotipo con letras. Pida que escriban siempre dos columnas: letras (genotipo) y palabras (fenotipo).
- Pensar que en la planta Tt el alelo t desaparece. Cuente con ellos los alelos t de un lote, como en el tercer ejemplo, y pregunte dónde están.
- Escribir los alelos de un gen con letras distintas, como T y e. Recuerde que un mismo gen lleva una sola letra: mayúscula para el dominante y minúscula para el recesivo.
Tarea sugerida
Escoger dos caracteres del guisante (color de la semilla y forma de la semilla), escribir para cada uno los tres genotipos posibles con su fenotipo, e inventar un lote de 20 semillas en el que el fenotipo recesivo sea mayoría.