GRUPO BC-O1

Garrido Hurtado Guadalupe Gonzalez Christdn Ma. Iseo Ldpez Solache Gustavo Viramontes Anzures Mario

h

h % I N D I C E

Ciclo de vida .............................................. .3 Huevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a o . . . . . . . . . o . . . . o . e . . . 3 Estadiios larvarios . . . . . . . L . . . . . . . . . . . . . o . . o . . o . . . ~ ~ Pupaci6n ........................................ 5 Reconocimiento del sexo de la mosca ................ 5 Mediosdecultivo .................................. 8

LEYES DE MENDEL

La importancia de la drosophila ....................... 11 Cromosomasygenes .............................. .....Iz. Homocigosisyheterocigosis. . . . . . . l . . . . . . . . . . . . . . . L L . ~ ~ Entrecruzamiento y enlace ......................... .17

Herencia ligada al sexo en drosophila ................... 12 Fremenciade mutacien ............................ ~U

DESARROLLO DEL EXPERIMEN~O ........... .-. .......... 1)

Principios de cromosomas sexuales "xff .. ''y" ........ v

Materialym6todo . * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ~ Resultados ....................................... JO

CONCLUSIONES ......................................... Y 0

BIBLJOGRAFIA .......................................... 41

- I - INTRODUCCION

A menudo en la vida diaria, surgen preguntas ya resueltas mediante la

experimentaci6n. Entre estas, las cuestiones relativas a las leyes que rigen la

herencia. Cosa curiosa es que padres de cabello obscuro tienen a veces hijos

de cabello claro; o bien, por que los descendientes de perros y gatos domesticos

son tan diferentes entre si. Preguntas similare$ son frecuentes y de inter& pa-

ra la mayoxfa de las personas. Las leyes basicas que constituyen el fundamento

de la herencia, conocidas como Leyes de Mendel son sencillas y fgciles de inter

pretar. En general estas leyes son aplicables tanto a las plantas como a los ani

males, e incluso al hombre. Una serie de experimentos sencillos demuestran

su validez. La misma naturaleza materializa constantemente para nosotros ta-

les experimentos y se encuentran demostrados en los jardines, invernaderos y

otros .

-

-

Para poder estudiar las leyes de la herencia, lo primero consiste en cru - zar individuos que difieran en una o varias caracteristlcas bien definidas; des-

pues se obtiene descendencia a partir de los hlbridas; y por último se determi i

nan en las generaciones siguientes las proporciones de descendientes que mues

tren cada uno de 10s caracteres de los progenitores originales. De las propor-

ciones obtenidas se deduce el mecanismo de transmisi6n de los genes. Para ob

tener buenos resultados y buenas conclusiones, es necesario observar varias ge

neraciones e incluir un gran número de individuos. Por lo tanto, se debe elegir

para nuestros estudios, individuos de rapida reproduccibn, fades de cultivar y

- i

-

-

-

.

que tengan descendencia abundantes. De los mds apegados a estas caracte-

Hsticas, est2 la conocida "mosca de la fruta" cuyo nombre cienlitco es

Drosopnila melanogaster. La mosca requiere solo de 10 a 20 &as para pro

ducir una generaci6n; un solo par puede producir varios cientos de descen-

dientes y se 'desarrollan en una variedad de medios de fdcil preparaci6n.

-

CARACTERISTICAS DE DROSOPHILA MELANOGASTER

El ciclo de vida

Estados y duraci6n. - El desarrollo embrionario que sigue de la ferti-

lizacidn y formaci6n del cigote tiene lugar dentro de las membranas del huevo.

El huevecillo produce una larva que al alimentarse y crecer se transforma en

pupa. La pupa a su ver, se transforma en "imago" o adulto. La duraci6n de

estos estados var€a con la temperatura. A 20°C la duraci6n promedio del es

tad0 larvario es de ocho Has; a 25°C es s610 de cinco Has. La vida pupal a

20°C dura alrededor de 6.3 Has, mientras que a 25°C se reduce a 4.2 Mas.

El ciclo de vida se completa en 10 Mas a 25"C, mientras que a 20°C se requie

ren 15 d€as. Los cultivos de drosophila deben conservarse en un lugar donde

la temperatura no baje de 20°C ni sea mayor de 25°C. La exposici6n continua

de los cultivos a temperaturas mayores a 30°C puede causar la esterilidad o

muerte de los moscos; por lo contrario, a temperaturas bajas, la viabilidad

se reduce y el ciclo se alarga notablemente.

-

Huevo

Tiene aproximadamente medio milfmetro de longitud. La superficie

dorsal es aplanada, mientras que la superficie ventral es ligeramente curva.

La membrana externa o cori6n es opaca y tiene exggonos dibujados en su su-

perficie.

El par de filamentos que se extienden de la regi6n antedorsal evitan

que se hunda el huevo en la superficie blanda del alimento donde puede ser

depositado. La penetraci6n del espermatozoide tiene lugar a traves de una

pequeña abertura o. micr6pilo en la saliente c6nica del extremo anterior. Los

espermatozoides quedan almacenados en la hembra despues de la c6pula. Las

divisiones mei6ticas se realizan inmediatamente despues de la penetraci6n del

espermatozoide. Posteriormente el núcleo del espermatozoide y el del &vu10

se unen para integrar el núcleo del cigote, que se divide para formar los dos

primeros núcleos de segmentaci6n, lo que representa el estado inicial del des

arrollo del embri6n. -

Esta&= larvarios

La larva despues de salir del huevo sufre dos mudas de modo que el

periódo larvario consta de tres estadfos. En el tlercer estadiio alcanza una

longitud de 4.5 mm. Las larvas son tan activas y voraces que el medio de

cultivo en que viven, pronto se ve recorrido por surcos. L , q ganadqs esHn

colocados en los cuerpos grasos que quedan lateralmente en la porci6n poste

rior de la larva. -

a

Debido a que las dimensiones del testkulo de la larva macho son mu-

cho mayores que los del ovario de la larva hembra, no existe dificultad en la

determinacih del sexo de un individuo dado.

Fupaci6n

Cuando la larva se e s a preparando para pupar, se retira del medio de

cultivo fijandose en la superficie relativamente seca de la pared del frasco. La

drosophila pupa dentro de la última cubierta larvaria que es al principio suave

y blanquecina, pero lentamente se hace dura y se obscurece. Cuando la serie

de cambios llega a su terminacih, emerge el adulto rompiendo el extremo an

terior de la envoltura puparia. La mosca es muy larga al prinicipio, con las

alas aún sin extender. En poco tiempo, las dos se extienden y el cuerpo gra-

dualmente toma la forma definitiva.

-

Reconocimiento del sexo de la mosca

Las moscas hembra y macho pueden distinguirse entre S€ por diversas

Vras. El extremo del abdomen es alargado en la hembra y un poco redondeado

en el macho. A medida que la hembra crece y el abdomen aumenta de volumen

por los huevecillos maduros que contiene se hace fgcil la distinci6n del sexo

por dicha caracterfstica a simple vista. En muchas lineas incluyendo al tipo

silvestre las bandas oscuras de los segmentos abdominales son lo suficiente-

mente diferentes para hacer la distinci6n de los dos sexos y permitir su sepa

raci6n sobre estas bases sin recurrir al microscopio. El abdomen de la hem

bra tiene siete segmentos que son fgcilmente visibles con bajo aumento, , mien

tras que el abdomen del macho tiene solamente cinco.

- - -

Los machos tienen el peine sexual que consiste en una fila de aproxi

madamente diez cuerdas gruesas en la superficie distal del segmento tarsal

basal (superior) de la pata anterior. En la hembra faltan tales cerdas. Con

este criterior es posible distinguir el sexo de los adultos, ya sea a la inspec

cSn con el ojo desnudo o en casos &S dificiles mediante observaci6n a poco

aumento. Es evidente la importancia que tiene, para todos los experimentos

de cruza, el hacer estadistinci6n rapidamente y con precisi6n.

-

-

- 4 -

Q

Medios de cultivo

La drosophila melanogaster se encuentra en abundancia sobre frutos

suaves como la uva, platano y ciruela, especialmente si estdn demasiado ma

duros y la fermentacidn se ha iniciado. Los adultos y larvas se alimentan

con los jugos de las frutas fermentadas; y de a l 3 que las levaduras parecen

ser un factor fundamental en su dieta. La drosophila puede crecer practica

mente en cualquier medio de fermentacibn.

-

-

Los principales requisitos que debe reunir un medio de cultivo son:

azticar en cantidad suficiente para alimentar a las larvas y para el crecimien

to de las levaduras, y consistencia apropiada.

-

LEYES DE MENDEL

El atributo d s sorprendentes de las celulas vivientes es su capaci - dad de transmitir propiedades hereditarias de una generaci6n celular a la

siguiente.

Juan GregQrio Mendel (1822-1884) fue un monje austriaco que dedic6

ocho años de su vida a criar guisantes en el jardfn de su monosterio en Briin,

hoy parte de Checoslovaquia. Log6 &to indudable en la comprensi6n de los

principios basieos de la herencia por virtud de que: 1) estudi6 la herencia de

caracteres únicos de contraste, como la variedad verde de guisantes frente

a la rugosa, en lugar de intentar un estudio de la herencia completa de cada

organismo; 2) sus estudios fueron cuantitativos; cont6 el número de cada tipo

de descendientes y conserv6 registros exactos de sus cruces y resultados, y

3) ya por c8lcul0, o por buena fortuna, eligi6 una planta, y caracteres parti-

culares de dicha planta, que le proporcionaron relaciones claras y bien defi-

nidas. Si hubiera investigado con otras plantas o con otros caracteres de gui

santes, no hubiera podido obtener estas relaciones. En la actualidad, ya es

tablecidos los principios de la herencia, es evidentes la explicaci6n para estos

tipos mds complicados de la misma.

- -

El cargcter de un progenitor puede "dominar" sobre el del otro, ("ley

de dominancia": en la primera generaci6n se llama dominante; el de contras

te, recesivo. ) -

Mendel tom6 entonces las semillas producidas por la primera genera-

..

- 10 *

ci6n del cruce, llamada primera generaci6n filial, abreviado F1, las sembr6

y las plantas resultantes fecundaron entre ellas para producir la segunda ge-

neraci6n filial, F2, Observd que tanto el caracter dominante como el recesi

vo aparecfan en esta generacidn, y al contar .el niimero de cada tipo compro-

b6 que, cualquiera que fuesen los caracteres utilizados, la proporci6n de plan

tas con caracter dominante en relaci6n con las de caracter recesivo se aproxi

maba mucho a 3:l. De estos experimentos concluy6 Mendel que: 1) debfa ha-

ber factores unitarios separados que determinan los caracteres de la herencia,

2) estos factores untiarios deben existir en pares, y 3) en la formaci6n de los

gametos los miembros de estos pares se separan uno de otro, de manera que

cada gameto recibe solamente un miembro del par. El factor unitario para

semilla de color verde no es afectado por existir en una generaci6n con plan

tas de semilla amarilla (ejem. individuos F1). Ambos se separan durante la

formacidn del gameto, y si un gameto que lleva este factor para semilla de

- -

-

cclscara verde fecunda a otro gameto con este factor, el resultado sera una se

milla de color verde. Puede formularse ahora el concepto general conocido

como primera ley de Mendel o ley de la segregaci6n: los genes existen en pa

res en los individuos, y en la formaci6n de los gametos cada gen se separa o

segrega del otro miembro del par y pasa a un gameto diferente, de manera que

cada gameto tiene uno y solamente uno, de cada tipo de gen.

-

En otros experimentos observ6 Mendel la herencia de dos pares de ca

racteres de contraste en un solo cruce. Apared unos elementos de raza pura

con guisantes de semillas amarillas redondas, y otros con semillas verdes r u

-

gosas. En la primera generacidn filial todos los guisantes eran de semilla

amarilla, pero cuando estos autofecundaron comprob6 en la generaci6n F2

las cuatro posibles combinaciones de color y forma de las semillas. Existe

una estrecha aproximacidn de una proporci6n de 3:l para el color de las semi - llas (416 amarillas a 140 verdes) y para la forma de las mismas (423 redon-,

das a 133 rugosas). Asf, la herencia del color de la semilla es independien-

te de la de su forma: una no afecta a la otra. La segunda ley de Mendel , lla

mada de la distribucih independiente, puede enunciarse asC la distribuci6n

de cada par de genes en los gametos es independiente de la distribuci6n de

cualq,uier otro par. Mendel sostuvo que el color de las semillas era controla

do por un "factor" que se transmiga a la descendencia por medio de los game

tos. Este "factor", conocido como gene, podia trasmitirse sin mezclarse

con otros genes.

-

-

La importancia de la drosophila

Inicialmente, todos los experimentos de hibridaci6n utilizaron diferen - cias geneticas ya existentes en la anturaleza. Por ejemplo, Mendel emple6

semillas obtenidas de los comerciantes en semillas, quienes las obtesan se

guramente de los agricultores. L a existencia de formas alternas del mismo

gen (alelos) plantea el interrogante de cdmo se producen estas. Una hip6tesis

obvia postula que los genes pueden cambiar (mutar) para dar origen a nuevos

genes (genes mutantes). Esta hip6tesis fue puesta seriamente a prueba por

-

primera vez a partir de 1908 por el gran bidlogo norteamericano Morgan y

sus j6venes colaboradores, los genetistas Bridger, Muller y Sturtevant quie-

nes trabajaron con la pequeña mosca Drosophila. Se encontr6 que esta mosca

que normalmente se alimenta de frutas, puede mantenerse fscilmente bajo con

diciones de laboratorio donde puede producirse una nueva generacidn cada 14

dfas. AsT usando Drosophila en lugar de organismos de multiplicaci6n miis

lenta, como los guisantes, fue posible trabajar con una rapidez por lo menos

-

25 veces mayor, ademiis, mucho mas econ6mica. El primer mutante obteni

do fue un macho ojos blancos en lugar de los ojos normales, que aparecid es-

pontaneamente en un frasco de cultivo de moscas con ojos rojos. Puesto que

esedamente todas las drosophilas que se encuentran en la naturaleza tienen

ojos rojos, al gen que produce ojos rojos se le llam6 gen de tipo salvaje y al

gen que produce ojos blancos gen mutante (alelo).

-

Morgan eligid a la pequeña mosca drosophila melanogaster, para ma-

bajos gen6ticos. Si nunca se hubiera utilizado drosophila, el progreso de la

gen6tica habrfa sido muy lento. Aun en la actualidad no se ha descubierto

oma especie tan útil.

Cromosomas y genes

Para poder realmente entender el significado del entrecruzamiento y

enlace y sus efectos, podemos hablar de la existencia .de los cromosomas y

de los genes, que como hemos de ver, se debe a ello principalmente la diver

sas caracteristicas presentadas en las moscas.

Primeramente hablaremos poco sobre la estructura de un cromosoma,

sobre todo de un crommma de drosophila (que de hecho s610 tienen 4). Cada

cromosoma consta de un filamento central, el cromonema, al que acompañan

a lo largo, una sucesi6n de gr6nulos a los que se les ha dado el nombre de cro

m6meros, es decir, el cromosoma va a tener una forma filiforme arrollada

helicoidalmente y que va a tener una construcci6n primaria donde estar6 el

-

centr6mero y esta divisi6n separa el cromosoma en dos partes. H e m de ver

que el centr6mero dirigir6 los movimientos de los cromosomas en la divisidn

celular y por donde los cromosomas se unen al uso acronx3tico. Se ha visto

que los crom6meros son granulaciones f6ciles de teñir y que su ordenaci6n es

constante e igual en los cromosomas hom6logos.

La composici6n quiimica de los cromosomas de la drosophila (se ha in=

vestigado) consta fundamentalmente de 6cido desoxirribonucleico , Lfcido ribo-

nucleico y diversas proteinas. La secuencia de bases en el Lfcido desoxirribo

nucleico es lo que determina las propiedades hereditarias de los cromosomas.

L a cantidad de ADN del ntícleo celular de una determinada especie es relativa-

mente constante y solo se aumenta cuando los cromosomas se duplican.

-

Constancia del niímero de cromosomas en las moscas. - De hecho todas

las especies animales y vegetales tienen un niímero constantes de cromosomas,

la mosca drosophila tiene cuatro cromosomas lo que determina su cariotipo.

En ella se presenta tambien su tamaño y forma de los cromosomas bien carac

ter& ticos, que siempre ser6n los mismos. -

No es el número de ccomosomas lo que diferencia a las diversas espe - ties animales sino la naturaleza de los factores hereditarios, contenidos en

los genes, y estos, a su vez, se encuentran dentro de los cromosomas. Cada

gen es diferente del resto y cada uno tiene la misidn de controlar uno o m&

caracteres hereditarios. Aqm" es donde se ve directamente que gracias a los

genes que poseen las mosmas, podemos notar el color blando o rojo de los

ojos de las moscas y queda estrictamente definido para ese determinado co-

lor. El gen de cada caracter estii situado en un punto especial del cromosoma

llamado locus

En el experimentos solo trabajamos con dos tipos de alelos o genes: el

gen para ojos rojos y el gen para ojos blancos.

Como los genes estSn colocados en el cromosoma y cada c6lula contie - ne un cromosoma de cada tipo, deducimos que cada celula posee dos genes de

cada clase, en este caso, significa que hay dos tipos alternantes de genes

(White y Silvestre) en un punto espeaíco (locus) del cromosoma.

Existe el problema de saber el caso en que dos genes afectan el mismo

En este tipo de trabajos en el que se toman en cuenta a los genes es

importante señalar ciertos terminos importantes como son los que propusie-

ron Seymour Benzer, el cual propuso t6rminos que son: astrdn, mutdn, y

lecdn.

Definid el cistrdn como la unidad gen6tica de funcidn bioqufmica. Dos

genes son diferentes en sentido bioquirnico y pertenecen a diferentes cistrones

sillevan a la producci6n de enzimas distintas. Se define como aquella parte del

cromosoma en cuyo interior los mutantes recesivos forman un fenotipo mutan-

te en combinaciones de dos, es decir el termino cistr6n alude a la unidad rrds

pequeña de material geetic0 que debe estar indemne para la conservaci6n de

la normalidad.

El rec6n se define como "el elemento mils pequeño en una disposicih

dimensional intercambiable pero no divisible por recombinacibn". Se trata en

consecuencia del segmento d s pequeño de un cromosoma indivisible por re-

combinaci6n y que puede ser tan diminuto como un par nucledtido aislado.

El mut6n se define como la porci6n r d s pequeña de un cromosoma, la

cual, al ser alterada, da lugar a una forma mutante de organismo.

Por lo tanto podn"sra:definirse el gen como aquella parte de material he

reditario que especifica la ordenaci6n sueesiva de una protefna especfiica. Si

bien mutores y recones pueden ser tan pequeños como un par de bases, el cis

-

- ar6n constituye una unidad mucho m& grande que contiene quiz$ miles de pa-

res de nucle6tido.

Tambien debeda decir que un gen es la secci6n de DNA involucrada

en la determinacidn del orden sucesivo de una cadena aislada de poli@ptido.

Por lo que con esto queda muy bien explicado la composici6n de un gen

de mosca y sus consecuentes efectos ser& bien entendidos sobre todo cuando

se planteen los resultados de nuestro trabajo.

- 16

Homocigosis Y Heterocigosis

Con estos tc5rminos conocidos podemos formular divisiones respecto a

dominante y recesivo, Si un animal o planta con dos genes exactamente igua-

les (dos blancos o dos silvestres, por ejemplo) se dice que es homocigoto pa-

ra el caracter, mientras que el organismo con un gen dominante y uno recesivo

se dice que es hibrido o heterocigoto.

El gen recesivo es el que producir& sus efectos s610 cuando sea homo-

cigoto, y en tanto que gen dominante es el que producir& sus efectos sea homo

cigoto o heterocigoto.

En este caso pondremos el alelo de caracter blanco como (W) y al co-

lor silvestre (T). En la meiosis, las gonadas de la mosca roja heterocigota, los cromo-

somas quecontiene el gen W primero forman sinapsis y luego se separan del

cromosoma que contiene el gen W de modo que cada espermatozoo u 6vulo for

mado tienen uno de los dos genes, pero nunca ambos.

Unos y otros estiln formados en números iguales por individuos hetero

cigotos TW. Como hay dos tipos de 6vulos y dos tipos de espermatozoos, en

la fecundaci6n son posibles cuatro tipos de combinaciones. No b y una atrac-

ci6n especial ni repulsi6n entre un 6vulo y un espermatozoo que contienen el

mismo tipo de gen; por tanto, estas cuatro combinaciones posibles son igual-

mente probables. Las combinaciones de 6vulos y espermatozoos pueden deter

minarse por multiplicaci6n algebraica: (como mas adelante se explicar& en

detalle)

-

-

- I ' f -

(1/2 T + 1/2 N ) bvulos x ( 1/2 T + 1/2 N ) espermatozoa-

de lo que resultan 3/4 partes de la descendencia ser& TW o TT y l /4 parte

sera WW.

Este tipo de resulqdo nos dice que la dominancia va a predominar o

sea ojos silvestres y que el individuo recesivo sera menos predominante en

cuanto a proporci6n.

Esta proporci6n 3:l resulta caractedstica de la 2a. generaci6n despues

del cruce de las moscas. Este tipo de combinaci6n fue la obtenida por Mendel.

De poder especificar un poco sobre genes sera la configuracidn que

tenga una mosca con respecto a cierto rasgo heredado y eso de le conocera co-

mo fenotipo. La constituci6n genetica generalmente expresada mediante sfmbo

los se llama genotipo. Esto es importante de mencionarse paraentender la ter

minologfa, por ejemplo en las cruzas citadas hemos convenido que la propor-

ci6n fenotfpica de la generaci6n Fa sera de 3 moscas silvestres por una mosca

blanca, pero puede ser que dentro de las moscas dominantes o silvestres encon

tremos diferentes genotipos pero su fenotipo es el mismo, es decir, puede ha-

ber moscas T T , TW y las dos se manifiestan morfol6gicamente iguales, pero

puede tener repercusi6n en su siguiente generaci6n cuando en la meiosis se

pueda manifestar algún alelo.

-

-

Entrecruzamiento v enlace

El principio de la distribucidn independiente de Mendel se basa en el

hecho de que los genes localizados en diferentes cromosomas se comportan in-

dependientemente durante la meiosis. A menudo, sin embargo, dos genes se ..

transmiten independientemente porque se hallan localizados en el mismo cor-

mosoma (genes ligados). En todos los casos debidamente estudiados, el nú-

mero de grupos de ligamiento era identic0 al número de haploide de cromoso

mas. Por ejemplo, en la drosophila hay cuatro grupos de genes ligados y cua

tro cromosomas morfol6gicamente distintos en una celula hapbide.

- -

El ligamiento, no obstante, nunca es completo, La probabilidad de que

dos genes del mismo cromosoma permanezcan juntos durante la meiosis fluc

ttia desde un poco menos del 100 por ciento hasta cerca del 50 por ciento,

Esto significa que debe existir un mecanismo para el intercambio de

genes en cromosomas hom6logos. Este mecanismo se denomina entrecruza-

miento y su fundamente

belga Janssens.

Todos los genes

citoldgico fue descrito por primera vez por el cit6logo

localizados en el mismo cromosoma tienden a heredar - se como grupo y reciben el nombre de enlazados.

El intercambio de segmentos entre cromosomas hom6logos, llamado

entrecruzamiento hom6log0, hace posibles nuevas combinaciones de enlace de

genes . Morgan, con sus experimentos descubrid nuevas mutantes de drosophi

la en número considerable. Encone6 que muchas cruzas en que participan pa

res de gmes se producía la distribucidn idependiente esperada sean el esque

ma mendeliano, En otras cruzas se encontraron desviaciones del tipo obser-

vado por Bateson y Punnett. Morgan estaba convencido de la exactitud de la

- - -

hip6tesis de Sutton en que los genes son parte de cromosomas. Pens6 que las

excepciones a la distribuci6n independiente se debian a que dos genes diferen-

tes se encuentran en el mismo cromosoma. Pero para explicar satisfactoria-

mente los resultados fue necesario suponer que bajo algunas circunstancias

pueden trasferirse los genes de un cromosoma a otro. ~Exisdan datos cito16

gicos al respecto?

-

Janssens proporcion6 una posible base citol6gica por intercambio de

genes. Describi6 un tipo de comportamiento de cromosomas en meiosis que

ahora sabemos tiene existencia casi universal en planta y animales. Se deno

mina entrecruzamiento y se presente dwnte la etapa de &rada.

-

La teoria de Janssens del entrecruzamiento podrfa constituir la base

de la transferencia de genes de un cromosoma a otro y adeds Morgan sospe

ch6 que asi sucedfa. Tomado de un artlculo de Morgan:

-

Teorí-a del entrecruzamiento de Janssens. - "En consecuencia, el ma-

terial original quedara con mayor probabilidad en el mismo lado del fragmen

to, para distancias cortas, mientras que si la distancia es mayor puede que-

dar en el mismo lado o en el opuesto con igual posibilidad. Por consiguiente,

encontraremos enlace de ciertos caracteres y poca o ninguna manifestaci6n

de enlace en otros; esta diferencia dependiendo de la distancia lineal adem&

del material cromos6mico que representa las factores. Tal explicaci6n dar&

cuenta de la mayoña de los muchos fen6menos que he observado y creo que

explicara igualmente los tros casos hasta ahora descritos. Los resultados

son la simple conclusi6n mecanica de la localizaci6n de materiales en los cro

mosomas y del modo de uni6n de cromosomas hom6logos; las proporciones re

-

-

- 20-

sultantes representan no tanto la expresi6n de un sistema num&ico, sino la

localizaci6n relativa de los factores en los cromosomas. En lugar de la ca-

sual segregacidn en el sentido mendeliano, tendremos 'asociaci6n de factores'

' que se localizan intimamente en los cromosomas. La citolwa proporcionara

el mecanismo que la evidencia experimental demanda".

Se introdujo el termino enlace (linkage) para referirse a casos en que

se localizan genes diferentes en el mismo cromosoma. Entrecruzamiento es

el termino que se aplica al enrollamiento, fragmentaci6n y nueva uni6n de cro

mosomas hom6logos durante la meiosis.

Un ejemplo de transmisi6n genetics de dos genes enlazados; en droso-

phila el color gris del cuerpo es dominante sobre el color negro. Ala larga es

dominante sobre ala rudimentaria. Los dos pares de genes se localizan en el

mismo par de autosomas . F1 producir6 cuatro tipos de gametos, dos habr6 presentado entrecm

zamiento y dos no. Morgan señala que la posibilidad de que ocurra entrecru-

zamiento de dos genes est4 en funci6n de la distancia entre ellos. Mientras

mils cerca esten menor es la posibilidad de entrecruzamiento.

-

Principios de cromosomas sexual& "x", "y"

El sexo de un organismo es un caracter determinado ,, geneticamente.

Los llamados cromosomas sexuales constituyen la excepcidn a la regla general

de que todos los pares de cromosomas hom6logos son identicos en forma y tama

ño. En un sexo de cada especie de animales existe un cromosoma impar o un

par singular de cromosomas, cuyos dos miembros difieren en forma y tamaño.

En casi todas las especies las hembras poseen dos cromosomas identi

cos, llamados cromosoma X, y los machos poseen un cromosoma Único Y, o

un cromosoma X m& otro Y, generalmente m& pequeño.

En unos cuantos animales, las mariposas y las aves, este sistema se

halla invertido y el macho posee dos cromsomas X y la hembra no, y en la

mayor parte de las especies los cromosomas X y Y se diferencias por su ta

mañ0 y su forma.

-

Sin embargo en meiosis, los cromosomas X y Y actuan como homdlogos

experimentan sinapsis, se separan, pasan a polos opuestos, y se incorporan

a diferentes gametos.

Los experimentos de Bridges rebelaron que el sexo de la mosca de la

fruta, drosophila, es determinado por la proporci6n de niimeros de cromoso-

mas X con respecto al número de series haploides de austoma. Los machos po

seen un cromosoma X y dos series de haploides de austosoma, proporcidn de

1:2 6 O. 5. Las hembras tienen dos cromosomas X y dos series haploides de

autosoma, proporcidn de 2 2 6 1:O. Por el empleo de tc5cnicas geneticas posi-

bles en la mosca de la fruta, Bridges identific6 moscas anormales con un cro-

mosoma X y tres series de autosomas. Estas moscas, con una proporcidn de

O. 33, tedan exageradas todas sus caracterfsticas masculinas y Bridges las de

nomin6 "supermachos". Otros individuos anormales con tres cromosomas X y

dos series de autosomas fueron calificados como "superhembras" por tener

-

-

todas las caracterrsticas femeninas super exageradas. Los individuos con

dos cromosomas X y tres series de autosomas, proporcidn de O, 67 fueron

intersexuales con caracteres intermedios, entre los machos y las hembras

normales. Este conjunto de moscas singulares, supermachos y superhem - bras e intersexuales fueron esteriles.

Herencia ligada al sexo en drosophila

El descubrimiento de genes ligados al sexo en drosophila, realizado

por Morgan en 1910, result6 ser un suceso de crucial importancia para la te0

r€a cromosoica, askomo los estudios citol6gicos y geneticos coordinados de

estsos casos que llevaron a cabo Morgan, Bridges y otros. En el curs6 de ex

perimentos de cr€a con el tipo salvaje normal que tienen los ojm rojos, hall6

Morgan un individuo cuyos ojos eran blancos. De e1 obtuvo una sepa pura de

moscas de ojos blancos. Al cruzar esta nueva variedad con el tipo salvaje de

ojos rojos, obtuvo resultados distintos empleando un macho blanco y una hem

-

- bra blanca. Se vio que los resultados dependfan del sexo del progenitor que

introducra el cruzamiento, mientras que en otros caracteres mendelianos, co

mo hemos visto, no importa que un cargcter sea introducido por el macho o

por la hembra .

-

Al cruzar un macho de ojos blancos con una hembra de ojos rojos, las

moscas de la primera generaci6n son de ojos rojos en ambos sexos. Cuando

estas se cruzan entre sf , el blanco reaparece en la cuarta parte de la descen -

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dencia indicando que los colores rojo y blanco del ojo se deben a un par de ge - nes alelos, de los cuales el rojo actua como dominante. No obstante, en la F2

todas las hembras son rojas, mientras que la mitad de los machos son rojos

y la mitad blancos. Las hembras son genotlj?icamnete de dos clases. La mi - tad de ellas solo dan descendencia roja; la otra mitad en cambio debe ser por - tadora del recesivo blanco, porque en su descendencia la mitad de los machos

son de ojos blancos.

Cuando un macho rojo se cruza con una hembra blanca, se obtiene un

resultado completamente distinto. En sus descendientes F todas las hem-

bras son de ojos rojos y todos los machos son de ojos blancos. Cuando estos

1

se aparean entre si, s u descendencia F2 es^ formada por individuos de ojos

rojos y de ojos blancos en igual número en ambos sexos. Todas las moscas

de ojos evidentemente puras porque no aparece ninguna mosca de ojos rojos

en su descendencia; y los machos rojos, cruzados con hembras puras tam-

bien solo producen descendientes de ojos rojos. Las hembras de ojos rojos

de la F2 no obstante, deben ser heterocig6ticas porque cuando se las cruzan

con un macho blanco o con un macho rojo, la mitad de su descendencia es de

ojos blancos.

En drosophila los caracteres ligados al sexo, como los ojos blancos,

siguen una herencia cruzada. Los machos transmiten sus caracteres ligados

al sexo a sus nietos mediante sus hijas, nunca un hijo a traves de el. Asi,

los caracteres pueden alternar o cruzar de un sexo'a otro al pasar de una ge-

- 44 - neraci6n a la siguiente. Este, naturalmente, es el modo de transmisi6n por

el cmmosoma X del padre, mientras que tanto los hijos como las hijas reci

ben el cromosoma X de la madre.

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Al explicar la herencia de los ojos blancos en drosophila se supuso que

el gene para los ojos blancos est6 situado en el cromosoma X y el cromosoma

Y no lleva ningún alelo normal en el blanco. La hembra de ojos blancos cruza

da con un macho rojo transmite un gene blanco a cada descendiente y tambien

un cromosoma X a cada descendiente. Las hijas tambien reciben un cromoso

ma X del padre, que lleva el alelo dominante sobre el blanco y tienen por ello

los ojos rojos. Los hijos en cambio, reciben cromosoma Y del padre y por lo

tanto ningtin alelo blanco, por lo que tendran los ojos blancos. El gen para

blancos sigue exactamente la transmisi6n de cromosomas X. Por ello Morgan

concluy6 que este gen est6 realmente contenido en el cromosoma X. Como

sabemos, Sutton y Boveri emitiendo la hip6tesis general de que los genes men

delianos contenidos en los cromosomas, pero Morgan fue el primero en aso-

c i a un gene determinado con un cromosoma visible en las preparaciones mi

crosc6picas. Por lo menos, 140 genes siguen en drosophila melanogaster el

mismo mode de generaci6n que White (blanco), lo cual indica que estos genes

tambien se hallan en el cromosoma X.

-

-

-

Frecuencia de mutaci6n

La probabilidad de un cambio en el DNA de cualquier gen especi'fico es

casi uno en un mill611 en cada generaci6n de celulas. Sin embargo, esta figu-

ra es solamente un promedio y algunos genes son mtts probables a mutar que

otros. Los genes con una frecuencia menor de mutacih son llamados genes

estables; unos que mtts frecuentemente se mutan son llamados inestables.

Las frecuencias de mutaciones que abarca un gene simple manifiesta

una amplia variacidn de organismo a organismo. La taza es bastante baja

en bacterias (una mutacidn en diez millones de generaciones de c6luIas), alto

en moscas de la fruta (cerca de una en 100, OOO), y m&s alto aún en hombre

(una en 10,000 a 100,000). Algunos genes excepcionales genes en plantas

tienen una tremendamente gran frecuencia de mutacidn. La taza puede ser

tan grande que una planta es un mosaico de genes normales y mutados; algu-

nas celulas podrfan tener el normal riguroso, al mismo tiempo que otras en

el mismo tejido abarca la forma mutada. La estrecha investigacidn indica

que este fendmeno es causado pro genes mutados especiales, que vuelve ge - nes contiguos inestables.

Esta figura de la probabilidad de mutacidn puede parecer menor cuando

es expresado en t6rminos de genes simples. Pero los organismos multicelula

res tienen un gran número de genes, y cada uno de ellos estd sujeto a cambiar

Ademtts, cada individuo representa un número considerable de generaciones de

c6lulas. A d , la probabilidad que cualquier mosca de la fruta particular tiene

de acarrear algún poco de mutacidn es casi uno en 20. Ellas tienen muchas ge

nes mutantes presentes en poblaciones naturales. Si las moscas silvestres de

la fruta son conducidas en el laboratorio y usadas como material en experimen

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-

tos de crianza, una variedad de formas recesivas mutantes pueden siempre

ser rebeladas en la poblaci6n silvestre. Algunas de esta mutaciones que ocu

rren naturalmente son caprichosamente y obviamente nocivas: la mutante

'aristopedia', por ejemplo, tiene una pata en lugar de una antena.

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Nosotros no podemos saber actualmente que causa la normal rn€nima

o antecedentes taza de mutacibn. Pero la tasa de mutaci6n puede ser correla

cionada con otras variables. En animales de sangre caliente la tasa de muta

ci6n aumenta como la temperatura del medio ambiente incrementada. La mu

taci6n es m& probables en esprmas depositados que en espermas reciente

mente colectados (en moscas de la fruta).

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DESARROLLO DEL EXPERIMENTO

Material Y M6todo

Drosophila melanogaster (silvestres de M h i c o (+) y white (w) );

harina de mafz; miel Karo, Tegosept, Agar (especial para cultivo de

Drosophila) eter; agua; gasa; algod6n; 12 tubos entomol6gicos; 6 fras-

cos de 250 ml.; 1 caja de petri; microscopio de diseccibn; lupa; term6

metro; foco (60 watts); aguja de diseccibn y pincel. (Las moscas, el

agar, el tegosept y los tubos entomoltjgicos fueron proporcionados por

el Departamento de Genetica de l a Facultad de Ciencias de la UNAM).

Se empez6 por hacer m medio de cultivo que fuese f6ciL y rapid0

de preparar para poder cambiar l a Drosophila d e l medio. Primeramen

-te el cultivo utilizado fue en un medio de pl6tano: se disuelve el agar en

agua mediante calentamiento hasta ebullicibn. Despds se agrega la pul

pa de pl6tano y el Tegosept, recalentando sin hervir. La pulpa se ob-

tiene a partir de plgtanos sobre maduros y sin csscara, aplasthdolos

con u? tenedor, o bien, mediante un colador. Para hacer las cruzas ex-

perimentales, se eligieron moscas silvestres (de ojos rojos) y de carac-

ter white. Las cruzas se hicieron entre seis hembras silvestres y seis

machos de caracter white. Antes de que se apareciera la primera gene-

rad&, en el cultivo se presentaron hongos (analizados en laboratorio,

-

-

resultaron ser penicillium), los cuales inhibfan el crecimiento y desa-

rrol lo de los primeros estadios Larvarios. Posiblemente la existencia

de los hongos en e l medio sea debido a l a falta de agar adecuado, medio

mal esterflizado, o bien, el tegosept se incluyb al medio en concentra-

ciones bajas. Despues de haber observado y analizado las posibles cau

sas de los errores experimentales anteriores, se procedib a hacer nue-

vos medios; ahora se har6 en un medio de harina de mafz; se disuelve

e l agar mediante ebullicibn .en dos tercios de la cantidad de agua que se

va a emplear. Agregar miel Karo y hervir de nuevo. En otro recipien-

te se mezcla la harina de mafz con e l tercio restante de agua frfa; se - vierte esta mezcla en la solucibn hirviente de agar-miel. A continua-

ci6n se agrega e l Tegosept y se cocina durante algunos minutos (10 a

15 minutos) agitando constantemente hasta que el medio aGn fluido al

enfriarse forme una gelatina. Siguiendo los pasos anteriores, primero,

en un frasco etiquetado se colocar& cepas puras de Drosophila Silves-

tres; en otro frasco etiquetado (todos los frascos utilizados son etiqueta-

dos) estar& Drosophila de caracter white. Se esper6 que emergieran lar-

vas y pupas de cada uno de los caracteres utilizados. Para poder obte-

ner resultados satisfactorios en la primera generacibn de las cruzas ex-

perimentales es necesario obtener hembras vfrgenes, de lo contrario las

hembras podan estar fecundadas y ovopocitar en el medio experimental

-

y alterar asf el n 6 m e r o de individuos en la primera generacibn. Para

o b t e n e r hembras v i r g e n e s puede ser a i s l a n d o a ma pupa e n un tubo en-

tomol6gico individual, cada tubo con un poquito de algod6n hGmedo, las

p u p a s s e r 6 n de ambos sexos, pero todas las hembras aisladas s e r 6 n vir-

g e n e s .

Cuando se hace &a c r u z a e n t r e u n a hembra v i r g e n y un macho,

las m o s c a s se pueden poner directamente en la botella de cul t ivo, o e n

m frasco pequeño que contenga comida y despubs de 2 dfas se t r a n s f i e -

r e n a la botella de cult ivo. Las hembras no oviposi tan antes de t e n e r

dos da S de edad, y el medio de cul t ivo estar6 e n mejores condic iones

para las larvas si las hembras l legan cuando ya es& e n periodo de wi-

posic ibn . Los padres deben ser retirados a n t e s de que empiece a emerger

la descendencia para n o ser confundidos con los descendientes al hacer

los conteos , aprox imadamente 7 a 9 das despues de inic iado el cult ivo.

(Manejo de las Moscas)

Para poder e x a m i n a r las moscas, es n e c e s a r i o movilizarlas me-

diante el e m p l e o de 6ter. T a m b i g n deber& estar eterizadas cuando se

t r a n s f i e r a n los frascos de cult ivo; para h a c e r c r u z a s para i n m o v i l i z a r

un conjmto de moscas bastan una cuantas gotas de bter c o n s e t d n d o l a s

e n ese estado durante m6s de media hora reetepiz6ndolas a i n t e r v a l o s

,. . ..

- 30-

regulares. El reeterizado consiste generalmente de una caja de

pet?+ c m un pequeño fragmento de algod6n fijo al interior de una

seccibn de La caja; sobre e l algodbn se dejan caer mas gotas de 6ter

y al cubrir con e l reeterizado a las moscas se inmovilizan nuevamen-

te.

EL eterizado &S adecuado se hace mediante un pequeño fras-

co con abertura igual a La de Los frascos de cultivo, se debe tener

cuidado en no sobreeterizar a Las moscas, ya que esto puede impedir

el uso posterior o interferir en e l diagn6stico. La exposicit% dema-

siado prolongada al éter causa La muerte de las moscas que quedan

con las alas extendidas hacia Los lados.

Resultados

Se esperaban resultados semejantes a Los resultados te6ricos,

los cuales se obtienen a partir de Las Leyes de Morgan. En pa6inas

anteriores se habla de los cromosomas sexuales 'Xx" y W f l de Droso-

phila, e l cromosorna "X" de la hembra es el que Lleva La informaci6n

genética.

En el cruze de hembras de caracter whIte tambi6n virgenes con

machos silvestres, en l a generacibn F, se obtuvieron casi con una re-

Lacibn de 1: 1, 65 individuos de caracter white y 67 individuos & carac-

ter silvestre.

(Fechas Experimentales)

Fecha de obtención de moscas:

Jmio 2

F e c h a de entrecruzamiento:

Junio 13

Obtenci6n de moscas vfrgenes:

M o s c a s S i l v e s t r e s : 27, 29 y 30 de Junio.

Moscas White: 25, 29 y 30 de Junio.

F e c h a de entrecruzamiento:

30 de Junio.

Formación de pupas:

5 y 6 de Julio

F o r m a c i ó n de F1

15, 1 6 y 17 de Julio.

- 3iL-

f

- m d .

CONCLUSIONES

Se puede decir que con la temperatura y la eterización hay que

tomar bastantes precauciones, debido a que estos dos factores son de

mayor importancia por el rango de var iacih tan pequeño con el que

el investigador debe de manejarlo. Otra cosa importante que se debió

considerar, es que las moscas esterizadas no deben caer sobre el cul-

tivo, poque quedan atrapadas en el fondo al pegarse al medio antes de

recuperarse.

Consideramos que nuestro experimento es &lido, puesto que al

confrontar nuestros resultados con los de la investigación bibliografica

coincidan en gran parte.

Se consideró como parte de nuestro trabajo la investigación biblio-

gr6fica puesto que es, muy importante para acentuar las bases sobre las

cuales se realizó el experimento, para su mejor entendimiento y aplica-

ción pr6ctica . Se comprobb que trabajar con Drosophila Melanogaster representa

una gran ventaja para la experimentación en cuanto a costo y &pida re-

producción, facilidad de observación en sus caracteres, e k .

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