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¿Alguna vez te has preguntado por qué tienes los ojos verdes, azules o marrones? La respuesta está en tus genes, y los cuadros de Punnett son la herramienta perfecta para entender cómo se transmiten de una generación a otra. ¿Te acuerdas de las clases de matemáticas y cómo usabas tablas para calcular probabilidades? ¡Pues los cuadros de Punnett son exactamente…
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Jetzt kostenlos anmelden¿Alguna vez te has preguntado por qué tienes los ojos verdes, azules o marrones? La respuesta está en tus genes, y los cuadros de Punnett son la herramienta perfecta para entender cómo se transmiten de una generación a otra. ¿Te acuerdas de las clases de matemáticas y cómo usabas tablas para calcular probabilidades? ¡Pues los cuadros de Punnett son exactamente eso, pero para los genes! Con ellos podemos visualizar cómo se combinan los alelos de un gen y qué probabilidad hay de que nuestros descendientes hereden ciertos rasgos.
Los cuadros de Punnett son herramientas utilizadas en genética para predecir la probabilidad de que ciertos rasgos hereditarios se transmitan de padres (progenitores o progenie) a hijos (descendientes o descendencia). Estos cuadros muestran todas las combinaciones posibles de alelos de la progenie y la probabilidad de que cada combinación ocurra en la descendencia.
De este modo, los cuadrados de Punnett nos ayudan a determinar el rango de genotipos que son posibles para la progenie de un cruce, o evento de apareamiento, en particular. Dos organismos parentales —normalmente llamados P1 y P2— aportan alelos para estos cruces, a través de sus gametos, es decir, de sus óvulos y espermatozoides.
Recuerda que el genotipo se refiere al conjunto completo de genes heredados de un organismo, que determina sus características y rasgos hereditarios. Y que los alelos son diferentes versiones de un mismo gen que tienen una secuencia de ADN ligeramente diferente y puede dar lugar a variaciones en los rasgos hereditarios del organismo. Para revisar estos conceptos en profundidad, visita nuestro artículo sobre Genotipo.
Los cuadrados de Punnett son especialmente útiles para los cruces sencillos, en los que se analizan uno o dos genes, y cuando los alelos de ese gen obedecen a los principios de la genética mendeliana. Estos principios o leyes que definen la genética mendeliana son:
La dominancia es una relación entre dos alelos de un gen en la cual un alelo (dominante) se expresa en el fenotipo aunque esté presente en una sola copia, mientras que el otro alelo (recesivo) solo se expresa cuando está presente en dos copias.
Este principio explica que para un rasgo o gen hay un alelo dominante que siempre se expresa sobre el alelo recesivo.
Así, en un heterocigoto, el alelo dominante se expresa exclusivamente. Podemos observar esto cuando cruzamos dos organismos parentales homocigotos para alelos diferentes, y vemos que su descendencia es heterocigota para ese rasgo, pero tiene el mismo fenotipo que el progenitor con el alelo dominante.
La segregación genética es el proceso por el cual los alelos (diferentes versiones de un gen) se separan y se transmiten a los descendientes durante la formación de los gametos, asegurando que cada gameto reciba solo una copia de cada alelo.
Por lo tanto, todos los alelos tienen la misma probabilidad de terminar en un gameto, en proporción a las veces que ese alelo está presente en el organismo parental.
Si un gen tiene dos alelos, en general, cada alelo tiene una probabilidad del 50% de transmitirse a cada gameto, ya que durante la meiosis, los cromosomas homólogos se separan de manera aleatoria en las células hijas. Por lo tanto, la probabilidad de que un alelo dado esté presente en un gameto es del 50%.
La distribución independiente establece que durante la formación de gametos, la separación de alelos de dos genes distintos es independiente, lo que significa que la segregación de un alelo no influye en la segregación de otro alelo en otro gen.
La ley o principio de la distribución independiente, también se conoce como de segregación independiente.
Puedes repasar los principios de la genética mendeliana más en detalle en nuestro artículo Las Leyes de Mendel.
La segregación de un alelo de ojos marrones no está relacionada con la segregación de un alelo de cabello rubio en la formación de gametos. Esto significa que un gameto puede tener un alelo para ojos marrones y otro para cabello rubio de manera independiente.
Los tipos de cruce en un cuadro de Punnett son las diferentes combinaciones posibles de alelos que se pueden producir cuando se cruzan dos individuos heterocigotas para un gen específico. Los dos tipos de cruce principales son el cruce monohíbrido y el cruce dihíbrido.
Un cuadrado de Punnett sirve de representación para un cruce entre dos individuos que se repproducen sexualmente. Debido a que los cuadrados de Punnett se trabajan de forma manual, generalmente se utilizan para representar solamente cruces que involucran uno o dos genes.
Sin importar el tipo de cruce que queramos representar, un cuadrado de Punnett es un diagrama con forma cuadrada que está dividido en celdas internas, parecido a una tabla.
Los pasos generales para crear un cuadrado de Punnett son simples:
Fig. 1: Colocación en un cuadro de Punnett de los alelos aportados por los progenitores. Ejemplos para un gen, cruce Aa x Aa (A), y para dos genes, cruce AaBb x AaBb (B).
Al final, cada casilla contendrá uno de los genotipos posibles que son resultado del cruce.
Intenta llenar los cuadrados combinando los alelos, o par de alelos, en cada casilla. Revisa si lo hiciste correctamente, más adelante, con las figuras 3 y 4.
Ahora veamos diferentes ejemplos de cruces (homocigoto dominante y recesivo, heterocigoto y homocigoto recesivo, y heterocigoto y homocigoto dominante) y su respectivo cuadrado de Punnett (Figura 2).
Para cada cruce, fíjate cómo cambia lo siguiente:
Fig. 2: Ejemplos de cuadrados de Punnett para diferentes cruces que involucran un solo gen. Los genotipos de los progenitores se muestran arriba de cada cuadrado.
A continuación, explicamos dos tipos de cruces específicos muy utilizados en la genética mendeliana, que fueron empleados por Mendel para describir los patrones de la herencia: monohíbrido y dihíbrido. En ambos cruces, los individuos parentales deben ser heterocigotos (de ahí el nombre de híbrido), pero se diferencian en el número de genes o rasgos involucrados.
Un cruce monohíbrido es un cruce en el que solo se examina un rasgo o un gen, cuando ambos padres son heterocigotos (híbridos) para este rasgo.
Un cruce monohíbrido es un experimento de cruzamiento en el que se estudia la herencia de un solo gen. Se cruzan dos individuos heterocigotas (portadores de dos alelos diferentes para el mismo gen) y se analiza la proporción genotípica y fenotípica de su descendencia.
Por ejemplo, para un rasgo hipotético con un alelo dominante (A) y otro recesivo (a), el cruce entre dos individuos heterocigotos se representa como Aa x Aa. En este caso, haríamos el cuadro de Punnett como en la Tabla 1.
A 1/2 | a 1/2 | |
A 1/2 | AA 1/4 | Aa 1/4 |
a 1/2 | Aa 1/4 | aa 1/4 |
Tabla 1: Cuadrado de Punnett para un cruce monohíbrido.
Se muestran las probabilidades para cada gameto de los progenitores y cada genotipo de la F1.
Un cruce dihíbrido es un cruce que involucra dos rasgos o genes, cuando ambos padres son heterocigotos (híbridos) para ambos rasgos.
Un cruce dihíbrido es un experimento de cruzamiento en el que se estudia la herencia de dos genes diferentes. Se cruzan dos individuos heterocigotas (portadores de dos alelos diferentes para cada uno de los dos genes) y se analiza la proporción genotípica y fenotípica de su descendencia para ambos rasgos.
Por ejemplo, para dos rasgos hipotéticos (con los mismos alelos descritos en el ejemplo anterior para un rasgo), y el otro rasgo con alelo dominante (B) y alelo recesivo (b), el cruce entre dos individuos heterocigotos se representa como AaBb x AaBb. En este caso, haríamos el cuadro de Punnett como en la Tabla 2.
AB 1/4 | Ab 1/4 | aB 1/4 | ab ¼ | |
AB 1/4 | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
Ab 1/4 | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
aB 1/4 | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
ab 1/4 | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Tabla 2: Cuadrado de Punnett para un cruce monohíbrido.
Se muestran las probabilidades para cada gameto de los progenitores. La probabilidad para cada genotipo de la F1 es 1/16.
A continuación, vamos a repasar una serie de ejercicios utiliznado cuadros de Punnett. Empezaremos con un cruce monohíbrido. En este caso, estudiaremos el gen que determina la presencia de pecas en los seres humanos: un rasgo mendeliano en el que la presencia de pecas es dominante sobre la ausencia de pecas.
Primero, etiquetamos las generaciones parentales con sus dos tipos de gametos (óvulos, en la hembra, y espermatozoides, en el macho), en relación con el gen de las pecas. Para ambos padres: P es el alelo de las pecas (dominante, de ahí la P mayúscula) y p es el alelo de la ausencia de pecas. Vemos que ambos padres produce la mitad de cada tipo de gameto.
Como los padres son heterocigotos (Pp) para el gen de la presencia de pecas, van a producir una mitad de sus gametos con el alelo dominante (P) y la otra mitad con el alelo recesivo (p).
Cuando realizamos un cuadrado de Punnett, podemos recibir mucha información de este cruce (Figura 5).
En primer lugar, podemos determinar los posibles genotipos de la descendencia.
A continuación, podemos determinar los posibles fenotipos de la descendencia.
También podemos utilizar los cuadrados de Punnett para determinar la probabilidad de que un niño acabe teniendo un determinado genotipo.
Por ejemplo, ¿Cuál sería la probabilidad de que un niño tenga el genotipo Pp?
Podemos determinar las proporciones de todos los genotipos de este cruce:
A partir de los genotipos, podemos determinar las proporciones fenotípicas de este cruce:
Como resultado, la proporción fenotípica es de 3:1 de pecosos a no pecosos.
Ahora, supongamos que no conocemos los genes de los padres, pero sí conocemos la naturaleza del gen de las pecas (es decir, sabemos que las pecas son un rasgo dominante).
Si los dos progenitores tienen pecas, y uno de sus hijos no las tiene, ¿podemos conocer los genotipos de los padres?: Sí, pero ¿cómo?
Este es un ejemplo de cómo identificar los genotipos, examinando hacia atrás en el análisis genético, para establecer el genotipo de los padres a partir del genotipo de los hijos.
Digamos que estas dos personas producen descendencia. Si nuestros padres pecosos son la generación parental, la descendencia que producen sería la generación F1, o la primera generación filial, de este cruce monohíbrido.
Supongamos que queremos añadir otra capa de complejidad al análisis genético de esta familia: resulta que, esta pareja es heterocigótica, no solamente para el gen de las pecas, sino para otro gen llamado el pico de viuda.
¿Qué aspecto tendría un cuadrado de Punnett de este tipo de cruce (un cruce dihíbrido)?
Con la ayuda del cuadrado de Punnett, analicemos uno de estos problemas:
Cuál es la probabilidad de tener un hijo con pecas y sin pico de viuda?
Primero, debemos determinar qué genotipos van a presentar el fenotipo de interés:
Por lo tanto, tenemos que encontrar la probabilidad de cualquier genotipo de la forma P_vv
Según el cuadrado de Punnett tenemos 3 maneras de obtener un genotipo que presentará el fenotipo con pecas y sin pico de viuda:
En resumen, la probabilidad de tener un descendiente con este fenotipo es:
P_vv (pecas, sin pico de viuda) = 3/16
Al tratarse de una evaluación más compleja, un cuadrado de Punnett por sí solo es demasiado tedioso y confuso, porque se trabaja de forma manual (¡tenemos 16 posibles genotipos utilizando solamente 2 rasgos!). Esto pone de manifiesto las limitaciones de los cuadrados de Punnett.
El cuadrado de Punnett funciona mejor para evaluaciones simples de genes que obedecen a las leyes de la genética mendeliana:
Un rasgo poligénico es aquel que está determinado por la interacción de varios genes, en lugar de ser controlado por un solo gen.
Un cruce monohíbrido es un cruce que involucra un solo rasgo o gen; se da cuando ambos padres son heterocigotos (híbridos) para este rasgo.
Un cruce monohíbrido se hace al cruzar dos individuos que son heterocigotos (híbridos) para un gen o rasgo. Se representa de la forma Aa x Aa, donde A es el alelo dominante y a es el alelo recesivo.
Un cruce dihíbrido es un cruce que involucra dos rasgos o genes; se da cuando ambos padres son heterocigotos (híbridos) para ambos rasgos. Por ejemplo, el cruce AaBb x AaBb representa un cruce dihíbrido. Donde A es el alelo dominante y a el alelo recesivo del primer rasgo, y B es el alelo dominante y b el alelo recesivo para el segundo rasgo.
El cuadro de Punnett se hace siguiendo los siguientes pasos:
F1 y F2 son los nombres que se les da a la descendencia o progenie que resulta del cruce entre dos individuos, la primera generación filial (de descendientes) se denomina generación F1 y la segunda generación filial se denomina generación F2.
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