MONOHIBRIDISME: EN QUÈ CONSISTEIX I EXERCICIS RESOLTS - BIOLOGIA - 2025

El monohibridisme fa referència a l'encreuament entre dos individus que difereixen només en una característica. Igualment, a l'realitzar encreuaments entre individus de la mateixa espècie i a l'estudiar l'herència d'un sol tret, es parla de monohibridisme.

Els encreuaments monohíbridos busquen investigar la base genètica de caràcters que són determinats per un sol gen. Els patrons d'herència d'aquest tipus d'entrecreuament van ser descrits per Gregor Mendel (1822-1884), un personatge icònic en el camp de la biologia i conegut com el pare de la genètica.

Amb base en els seus treballs amb plantes de pèsols (Pisum sativum), Gregor Mendel va enunciar les seves conegudes lleis. La primera llei de Mendel explica els encreuaments monohíbridos.

En què consisteix?

Tal com es va esmentar anteriorment, les cruïlles monohíbridos estan explicats en la primera llei de Mendel, que es descriu a continuació:

Primera llei de Mendel

En organismes sexuals existeixen parells d'al·lels o parells de cromosomes homòlegs, els quals se separen durant la formació dels gàmetes. Cada gàmeta rep només un membre d'aquest parell. Aquesta llei es coneix com "llei de la segregació".

En altres paraules, la meiosi assegura que cada gàmeta conté estrictament un parell d'al·lels (variants o diferents formes d'un gen), i és igualment probable que un gàmeta contingui qualsevol de les formes de el gen.

Mendel va aconseguir enunciar aquesta llei realitzant creus de races pures de plantes de pèsols. Mendel va seguir l'herència de diversos de parells de característiques contrastants (flors morades versus flors blanques, llavors verdes versus llavors grogues, tiges llargues versus tiges curtes), per diverses generacions.

En aquests encreuaments, Mendel va comptar els descendents de cada generació, aconseguint així obtenir proporcions d'individus. Els treballs de Mendel van aconseguir generar resultats robustos, ja que va treballar amb un nombre important d'individus, aproximadament uns milers.

Per exemple, en els encreuaments monohíbridos de llavors rodones llises amb llavors arrugades, Mendel va obtenir 5474 llavors rodones llises i 1850 llavors arrugades.

Així mateix, les cruïlles de llavors grogues amb llavors verdes donen un nombre de 6022 llavors grogues i 2001 llavors verdes, establint així un patró clar de 3: 1.

Una de les conclusions més importants d'aquest experiment va ser postular l'existència de partícules discretes que són transmeses de pares a fills. Actualment, aquestes partícules d'herència són cridades gens.

Quadre de Punnett

Aquest quadre va ser usat per primera vegada pel genetista Reginald Punnett. És una representació gràfica dels gàmetes dels individus i tots els possibles genotips que poden resultar d'l'encreuament d'interès. És un mètode senzill i ràpid per resoldre creus.

exercicis resolts

primer exercici

A la mosca de la fruita (Drosophila melanogaster) el color de cos gris és dominant (D) sobre el color negre (d). Si un genetista realitza un encreuament entre un individu homozigot dominant (DD) i un homozigot recessiu (dd), com serà la primera generació d'individus?

Resposta

L'individu homozigot dominant només produeix gàmetes D, mentre que l'homozigot recessiu també produeix un sol tipus de gàmetes, però en el seu cas són d.

A l'ocórrer la fecundació, tots els zigots formats tindran el genotip Dd. Pel que fa a el fenotip, tots els individus han de ser de cos gris, ja que D és el gen dominant i emmascara la presència de d en el zigot.

Com a conclusió tenim que el 100% dels individus de F ₁ seran grisos.

segon exercici

Què proporcions resulten de l'encreuament de la primera generació de mosques del primer exercici?

Resposta

Com aconseguim deduir, les mosques de la F ₁ posseeixen el genotip Dd. Tots els individus resultants són heterozigots per a aquest element.

Cada individu pot generar gàmetes D i d. En aquest cas, l'exercici es pot resoldre usant la caixa de Punnett:

En la segona generació de mosques reapareixen les característiques dels parentals (mosques amb cos negre) que semblaven haver-se "perdut" a la primera generació.

Vam obtenir un 25% de mosques amb el genotip homozigot dominants (DD), el fenotip és cos gris; un 50% d'individus heterozigots (Dd), en els quals el fenotip també és gris; i un altre 25% d'individus homozigots recessius (dd), de cos negre.

Si volem veure-ho en termes de proporcions, la cruïlla de heterozigots dóna com a resultat 3 individus grisos enfront d'1 individus negre (3: 1).

tercer exercici

En certa varietat de plata tropical, es poden distingir entre fulles clapejades i fulles llises (sense les motes, unicolor).

Suposem que un botànic creua aquestes varietats. A les plantes resultants de la primera cruïlla se'ls va permetre acte-fertilitzar. El resultat de la segona generació van ser 240 plantes amb fulles clapejades i 80 plantes amb fulles llises. Quin era el fenotip de la primera generació?

Resposta

El punt clau per a la resolució d'aquest exercici és prendre els números i portar-los a proporcions, dividint els números de la següent manera 80/80 = 1 i 240/80 = 3.

Evidenciat el patró 3: 1, és fàcil concloure que els individus que van donar lloc a la segona generació eren heterozigots, i fenotípicament posseïen fulles clapejades.

quart exercici

Un grup de biòlegs està estudiant el color de l'pelatge dels conills de l'espècie Oryctolagus cuniculus. A l'sembla, el color de l'pelatge està determinat per un locus amb dos al·lels, A i a. L'al·lel A és dominant ja és recessiu.

Què genotip tindran els individus resultants de l'encreuament d'un individu homozigot recessiu (aa) i un heterozigot (Aa)?

Resposta

La metodologia a seguir per resoldre aquest problema és implementar el quadre de Punnett. Els individus homozigot recessiu només produeixen gàmetes a, mentre que el heterozigot produeix gàmetes A i a. Gràficament queda de la següent manera:

Per això, podem concloure que el 50% dels individus seran heterozigots (Aa) i l'altre 50% seran homozigots recessius (aa).

Excepcions a la primera llei

Hi ha certs sistemes genètics en els quals els individus heterozigots no produeixen proporcions iguals de dos al·lels diferents en els seus gàmetes, com prediuen les proporcions mendelianes prèviament descrites.

Aquest fenomen es coneix com distorsió en la segregació (o meiotic drive). Un exemple d'això són els gens egoistes, els quals intervenen amb la funció d'altres gens buscant incrementar la seva freqüència. Cal notar que l'element egoista pot disminuir l'eficàcia biològica de l'individu que el porta.

Al heterozigot l'element egoista interacciona amb l'element normal. La variant egoista pot destruir la normal o impedir el seu funcionament. Una de les conseqüències immediates és l'incompliment de la primera llei de Mendel.

referències

1. Barrows, EM (2000). Animal behavior desk reference: a dictionary of animal behavior, ecology, and evolution. CRC press.
2. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Biostatistical genetics and genetic Epidemiology. John Wiley & Sons.
3. Hedrick, P. (2005). Genetics of Populations. Third edition. Jones and Bartlett Publishers.
4. Montenegro, R. (2001). Biologia evolutiva humana. Universitat Nacional de Còrdova.
5. Subirana, JC (1983). Didàctica de la genètica. Edicions Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Introducing Genetics. Second edition. Garland Science, Taylor & Francis Group.