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Genética aplicada a la Biotecnología: Leyes de Mendel (1)

En el siglo XIX, el monje austriaco Gregor Mendel, una persona curiosa y metódica, se propuso averiguar cómo se transmiten los caracteres de padres a hijos. ¿Cómo lo hizo? En el jardín del monasterio donde vivía, dedicó varios años a estudiar metódicamente la herencia en las plantas de arvejas. Los experimentos de Mendel, lametodología aplicada, la elección de los caracteres estudiados, el significado de sus leyes y la importancia de sus descubrimientos, fueron determinantes para el desarrollo de la genética. A su vez, la genética fue esencial para el desarrollo de la biotecnología. La genética clásica tiene actualmente importantes aplicaciones en los desarrollos de biotecnología.

Los experimentos de Mendel
Mendel eligióel material adecuado para su investigación, diseñó cuidadosamente los experimentos, recolectó una enorme cantidad de datos y utilizó el análisis estadístico para analizarlos. El método científico así aplicado le permitió publicar sus resultados con la formulación de las Leyes que explican la herencia de caracteres de una generación a otra. Sin embargo, sus resultados sólo fueron reconocidos yretomados 30 años después de su muerte, a comienzos del siglo XX.

El material biológico
Mendel utilizó las arvejas o guisantes de jardín (Pisum sativum) por dos razones principales. En primer lugar, las podía conseguir en los mercados de semillas en una amplia variedad de formas y colores que le facilitaban la identificación y el análisis. Mendel estudió siete caracteres distintivos que semuestran en la Figura 1. La segunda razón es que esta planta puede autofecundarse como así también cruzarse con el polen de otra planta (fecundación cruzada).



Además, estos guisantes son baratos y fáciles de obtener, requieren poco espacio para crecer, tienen un tiempo generacional relativamente corto y producen mucha descendencia. Todas estas características son las ideales para un organismomodelo (ver Cuaderno nº 50) de estudio genético.
Las plantas que utilizó para sus ensayos eran líneas puras. Una línea pura es un linaje que mantiene constante un carácter en todas las generaciones; es decir: todos los descendientes (por autofecundación o por fecundación cruzada con plantas de la misma línea) muestran el mismo carácter sin variaciones. Por ejemplo: todos tienen el mismo color depétalos a lo largo de generaciones. Mendel obtuvo siete pares de líneas puras: uno para cada variante de cada uno de los caracteres que se propuso estudiar. Cada variante se denomina variante de un carácter o fenotipo (fenotipo flor blanca, fenotipo semilla rugosa, etc.).

Diferencias en un solo carácter: cruzas monohíbridas
1. Obtención de la primera generación filial (F1)
En uno de susensayos Mendel polinizó una planta de semillas verdes con polen de una planta de semillas amarillas, como muestra la Figura 2. Ambas plantas diferían en esa sola característica y eran “puras” para ese carácter. Estas plantas de líneas puras conforman la generación parental (P). Es decir que pertenecen a un linaje en el cual todas las plantas tienen ese mismo color de semilla, y ningún integrante de lafamilia tendrá otro color de semilla. Mendel observó que cuando cruzaba especies “puras” de plantas con semillas amarillas, con especies puras de semillas verdes, todos los descendientes en la primera generación (F1) tenían semillas amarillas. Esta generación de descendientes (las plantas hijas) se denomina generación filial 1 (F1). Las subsiguientes generaciones producidas por autofecundación selas simboliza F2, F3, etc.
Similares ensayos hizo con las otras líneas que mostraban diferencias fenotípicas en los restantes seis caracteres. Los resultados para todos los ensayos se detallan en la Tabla 1.
En conclusión: los individuos de cada F1 eran iguales entre sí en la característica estudiada y mostraban el fenotipo de uno de sus parentales. A esta sentencia se la conoce como la Ley...