FITOMEJORAMIENTO Y PRODUCCION DE SEMILLA (UNIDADES I, II Y II)

FITOMEJORAMIENTO Y PRODUCCION DE SEMILLA UNIDADAD IINTRODUCCION AL FITOMEJORAMIENTO GENETICO DE LAS PLANTAS

1. CONTENIDO1. INTRODUCCION AL FITOMEJORAMIENTO2. CONCEPTO DE FITOMEJORAMIENTO3. HISTORIA DEL FITOMEJORAMIENTO4. OBJETIVOS5. GENETICA Y EVOLUCION DE LAS PLANTAS TERRESTRES6. SELECCIÓN NATURAL Y DIRIGIDA7. DOMESTICACION DE ESPECIES VEGETALES8. FITOMEJORAMIENTO EMPIRICO TRADICIONAL Y

CIENTIFICOOBJETIVOS

• CONOCER LA GENETICA, EVOLUCION Y EL MEJORAMIENTO DE LAS PLANTAS

• INTERPRETAR LOS OBJETIVOS DEL FITOMEJORAMIENTO GENETICO

• ANALIZAR LOS CONOCIMIENTOS DEL FITOMEJORAMIENTO CIENTIFICO EN EL AUMENTO DE LA PRODUCCION

Introducción al fitomejoramiento

• INTRODUCCION– Conocimientos de la herencia– Genética– El Maíz se aprovechaba desde hace 7000 años– Mazorcas median 4 cm– Hoy de 40 a 50 cm– Mejor semilla mejores plantas, mejor producción– En el país existen diversidades de especies de plantas cultivadas

Que es el fitomejoramiento

• Sedescribe o determina de acuerdo a 4 elementos1. Tecnologia dedicada a conseguir nuevas variedades2. Mejores caracteristicas3. Favorecer a productores y consumidores4. Trata de mejorar las plantas agrícolas5.

Introducción al fitomejoramiento

• Fitomejoramiento se conoce tambien como :– Fitogenetica aplicada– Mejoramiento de plantas– Genetica vegetal aplicada– Genotecnia vegetal o animal

• HISTORIA• Genetica y evolucion de las plantas terrestres1. Etapa : Plantas y animales solo existian en los ecositemas acuaticos2. Etapa : Evolucion se da hace 400 mil millones de años3. Etapa: La evolucion dio gran diversidadde species y de otras categorias

taxonomicas

Fitogenetica

• 1. Cada célula de una planta tiene cromosomas apareados dentro de su núcleo

• 2. La información de todos los caracteres de una planta esta contenida en sus cromosomas.

• 3. Durante la fertilización, cada parental contribuye con un set de cromosomas.

• 4. Cada célula tiene el set completo de la información genética de la planta "su

•

Fitogenetica

• La información genética en los cromosomas consiste en cadenas extremadamente largas de ADN

• Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando para su información específica.

• La expresión de un gen es controlada por secciones vecinas del ADN

MEIOSIS MITOSIS

Base cromosómica de la herencia.

1. Desarrollo histórico.¿Cómo tomó forma la teoría cromosómica? Las pruebas se acumularon de forma gradual a partir de distintas fuentes. Una de las primeras pruebas vino del comportamiento de los cromosomas durante la división nuclear de las células. En el período de tiempo entre las investigaciones de Mendel y su redescubrimiento, muchos biólogos estaban interesados en la herencia, aunque no eran conscientes de los resultados de Mendel y abordaban el problema de una manera completamente distinta. Estos investigadores prestaron atención a la naturaleza física del material hereditario. Un lugar obvio para buscarlo eran los gametos, que constituyen los únicos elementos de enlace entre las generaciones. Considerando que el óvulo y el espermatozoide difieren en tamaño pero contribuyen por igual al legado genético de los descendientes el citoplasma no parecía el alojamiento más probable de las estructuras hereditarias. Se sabía, sin embargo, que los núcleos eran aproximadamente del mismo tamaño en el óvulo y en el espermatozoide, de modo que se consideraron buenos candidatos para contener las estructuras hereditarias.

Pronto se hizo evidente que los componentes más conspicuos eran los cromosomas, los cuales resultaron poseer propiedades únicas que los diferenciaba del resto de estructuras celulares. Lo que intrigaba a los biólogos era la constancia del número de cromosomas de una célula a otra dentro de un organismo, de un organismo a otro de la misma especie y de generación en generación en esa especie. ¿Cómo se mantiene el número de cromosomas? La respuesta surgió observando con el microscopio el comportamiento de éstos en la división celular. De ahí surgió la hipótesis de que los cromosomas eran los portadores de los genes.

¿Qué es lo que impide la duplicación del número de cromosomas en cada generación? Este enigma se resolvió tras la predicción de un tipo de división especial que reducía a la mitad el número de cromosomas. Dicha división se denomina meiosis.

El mérito de la teoría cromosómica de la herencia se atribuye generalmente a Walter Sutton y a Theodor Boveri en 1902.

2. Mitosis y Meiosis.

Mitosis MeiosisNo disminuye el material genético. Sí disminuye a la mitad el material genético.División de células somáticas. División de células sexuales.A partir de 2n se obtienen 2(2n) iguales. A partir de 2n se obtienen 4(n) diferentes.Desde la fecundación todo mitosis hasta adulto.

Producción de gametos.

2.1 Mitosis:Es la división nuclear asociada a la división de las células somáticas (células de un organismo eucariótico que no van a convertirse en células sexuales). Las etapas del ciclo de división celular son similares en la mayoría de los organismos. Y sus dos procesos fundamentales son:

- Replicación del ADN- Segregación (separación de los dos cromosomas homólogos o cromátidas.

Interfase (Fase S):Se replica el ADN de cada cromosoma la consecuencia de lo cual es que todos los cromosomas están compuestos por dos cromátidas hermanas y que se harán más visibles en la profase.

Profase:Los cromosomas se contraen en una serie de estructuras espirales para que puedan desplazarse más fácilmente.

Metafase:Cada pareja de cromátidas hermanas se sitúa en el plano ecuatorial de la célula.

Anafase:

Éstas cromátidas hermanas son empujadas hacia los polos opuestos de la célula mediante microtúbulos que se unen a los centrómeros. Éstos forman parte del huso acromático (fibras paralelas que se extienden de un polo a otro de la célula.

Telofase:El proceso de separación de las cromátidas se completa en la telofase, durante la cual la membranaza nuclear se reconstituye alrededor de cada núcleo y la célula se divide en dos células hijas. Cada una de ella hereda una cromátida de cada pareja de cromátidas hermanas, obteniendo así una copia de cada cromosoma.

2.2 Meiosis:Es el nombre que reciben las dos divisiones nucleares sucesivas, denominadas meiosis I y meiosis II. Las dos divisiones meióticas dan lugar a un grupo de cuatro células denominadas productos meióticos. En los animales y plantas éstos se convierten en gametos haploides. En la especie humana estas divisiones se dan en las gónadas, y sus productos son espermatozoides en el hombre y óvulos en la mujer. Por lo tanto los acontecimientos fundamentales de la meiosis son:

- Replicación del ADN- Apareamiento de homólogos- Segregaciones

Existen algunas Plantas:

• Plantas : Mecanismos geneticos reproductivos primitivos sin flores (criptogramas vasculares) Los helechos

• Plantas : Con mecanismos reproductivos basados en la floracion fructificacion y reproduccion de semillas (Fanerogramas) Angiospermas

• Plantas : Han sufridos otros cambios geneticos en la evolucion• Plantas : Adaptaciones : Simbiosis con bacterias Ejm. Rhizobium fijan

nitrogenos atmosferico en las raices (Leguminosas). Con hongos : Ejm. Micorrizas mejoran la absorcion de fosforos.

CAUSAS DE ESTOS CAMBIOS

• Adaptacion a diversos climas: frios calidos humedos y secos• Adaptacion a diversos suelos• Competencias entre plantas que crecen juntas• Parasitos virus, bacterias hongos ematodos, cacaros• Por supervivencia selectiva: Mecanismos de resistencia, defensa fisica:

espinas, tejidos dermicos duros, Defensa quimica: sustancias quimicas

La adaptacion de las plantas dependen de 5 factores

• Mutacion : Cambios geneticos• Selección: Supervivencia diferenciada• Fluctuacion del tamaño de lapoblacion: Cambios ambientales• Aislamientos: Sin contacto genetico con otrasespecies• Hibridacion: Combinacion de genotipos diferentes de una especie que

habian evolucionado aisladamente.

OBJETIVOS DE LA FITOGENETICA

1. Producir mas por unidad de superficie (nueva variedad)2. La apariencia de los productos agricolas3. Resistencia a enfermedades

DIFERENCIA ENTRE GENETICA Y BIOTECNOLOGIA

SELECCIÓN NATURAL

• Es la base principal de la evolucion de las especies• Acatado desde que estas existen• Las especies se multiplican siguiendo una progrecion geometrica• Si una planta produce 10 semillas , estas a suves 10 semillas cada una.• Pero todas se convierten en plantas aunque no todas produciran

semillas

COMO ACTUA LA SELECCIÓN NATURAL

• A través de todos los factores ecológicas• Suelo, clima, temperaturas, lluvias, vientos, humedadad• Insectos, virus, bacterias• Sobreviven las mas adaptadas• Seleccionan y transmiten características genéticas mas eficaces• Las inadaptadas tienden a morir o con descendencias débiles

LA SELECCIÓN DIRIGIDA

• Actúa sobre los mismos principios de la selección natural• Ventaja por la intervención del hombre• Existen • interrogantes

– Que se selecciona?– Como se selecciona?– Sobre que material se selecciona

SE PARTE DEL PRINCIPIO QUE LA SELECCIÓN ESTA SUJETA A LOS OBJETIVOS DE LA FITOGENETICA

DOMESTICACION DE ESPECIES VEGETALES

VARIEDADES CULTIVADAS VARIEDADES SILVESTRES

Semillas indehiscentes Semillas descentes

Mayor peso de la semilla Menor peso de la semilla

Germinabilidad simultanea Germinabilidad despues de latencia

Maduracion simultanea prefijada

Maduracion a distintos tiempos

Reduccion de ramas laterales

Ramificacion menos controlada

FITOMEJORAMIENTO EMPIRICO TRADICIONAL

• Utilizado por los agricultores desde los orígenes de la agricultura, para mejorar las características de los cultivos

• Selección dirigida con fuerte influencia de la selección natural• Lenta pero segura• Origino diversidad de variedades

FITOMEJORAMIENTO CIENTIFICO

• Saltos espectaculares con nuevas variedades• Mayor rendimiento• Desarrollo de diversas tecnologias

DESVENTAJAS DEL FITOMEJORAMIENTO• Perdidas de variedades tradicionales• Variedades adaptadas a las condiciones locales• Mas resistentes a condiciones adversas• Erosion genetica

II UNIDADADELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

1. CONTENIDO1. Genoma, cromosoma, gen y alelo2. Dotaciones cromosomicas diploides y haploides (Mitosis y

meiosis)3. Cromosomas homologos (Homocigosis y heterocigosis)4. Dominancia, rececibidad : Genotipo y feotipo5. Variabilidad genetica, mutacion selecion e hibridacion6. Recombinacion genetica, ligamiento y entrecrusamiento

cromosomico7. Interaccion genetica, espistasis, herencia citoplasmatica

8. Erspecie y variedada semilla basica, elite, registrada certificada

9. Plantas dioicas, plantas monooicas, flores hermafroditas10.Especies autogamas y especies alogamas11.Propagacion vegetativa y apomixis12.Genetica de poblaciones y frecuencias genicas

OBJETIVOS

Conocer los conceptos de genetica vegetal de importancia para el fitomejoramiento

Conocer la variabilidad genetica, mutacion, selección e hibridacion que sufren las plantas

Conocer el porcentaje de heredibilidad de las plantas

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

1. Genoma, cromosoma, gen y alelo2. Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando

para su información específica3. En las células de cada tejido (raíz, hoja, semilla), solo ciertos

genes "están prendidos", o sea que su función se expresa 4. El ADN esta ¨escrito¨con solo cuatro bases 5. Cada base siempre se complementa con sus contraparte, en

la otra cadena.A: Adenina: Timina:Guanina:Citosina.

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

los genes son segmentos de ADN que codifican para una proteína específica

Alelo: (del griego allelon = "el uno al otro", recíprocamente): Formas alternativas de un gen, se hereda separadamente de cada padre (p. ej. en el locus para el color de ojos puede haber un alelo para ojos azules o uno para ojos negros).

Gen

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

ALELO: Son las diferentes formas de un gen". Otra definición: "Son los diferentes genes de un loci

CROMOSOMA: Estructuras del núcleo de la célula eucariota que consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y proteínas (principalmente histonas).

GENOMA: Son todas las moléculas de ADN de una célula o de un organismo. En el caso de la bacteria lo correcto es decir: GENOMA BACTERIANO.

Todo el material genético de los cromosomas de un organismo en particular, su tamaño se da generalmente como el número total de bases apareadas.

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

Diploide (del griego di= doble; ploion= nave): organismo o fase nuclear que tiene los dos juegos de cromosomas. Numero cigótico de cromosomas (2n), por oposición al número gamético (n) o haploide

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

Haploide (del griego haploos = simple, ploion = nave): Célula que contiene solo un miembro de cada cromosoma homólogo (número haploide = n). En la fecundación, dos gametos haploides se fusionan para formar una sola célula con un número diploide (por oposición, 2n) de cromosomas.

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVAMeiosis (del griego meio = menor; meiosis = reducción): División celular en la cual la copia de los cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los cuatro gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas (número haploide) de la célula

Mitosis MeiosisNo disminuye el material genético. Sí disminuye a la mitad el material genético.División de células somáticas. División de células sexuales.A partir de 2n se obtienen 2(2n) iguales. A partir de 2n se obtienen 4(n) diferentes.Desde la fecundación todo mitosis hasta adulto.

Producción de gametos.

ELEMENTOS DE GENETICA CUANTITATIVA

Mitosis (del griego mitos = hebra, filamento): La división del núcleo y del material nuclear de una célula; se la divide usualmente en cuatro etapas: profase, metafase, anafase, y telofase. La copia de una célula. La mitosis ocurre únicamente en eucariotas. El ADN de la célula se duplica en la interfase y se distribuye durante las fases de la mitosis en las dos células resultantes de la división.

Heterocigoto (del griego heteros = otro, zygon = par) Cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el alelo dominante es el que se expresa.

Homocigoto (del griego homos = mismo o similar, zygon = par): Cuando los dos alelos son iguales.

Dominante: Término aplicado a un carácter (alelo) que se expresa sin tener en cuenta el segundo carácter (alelo).

Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.

Genotipo: La totalidad de los alelos de un organismo Fenotipo (del griego phaineim = mostrar, typos = imprimir, estampar):

Características observables de un individuo. La expresión de la composición alélica para un determinado carácter bajo estudio (Lo que se ve).

Mutación (del latín mutare = cambiar): El cambio de un gen de una forma alélica a otra, cambio que resulta heredable.

Unidad II

Conceptos básicos de genética vegetal y el mejoramiento de plantas y sus variedades

1. CONTENIDO– Genoma, cromosoma, gen, alelo, erosión genética.– Dotación cromosomitas, somáticas y genéticas: Mitosis,

Meiosis.– Cromosas más homologas– Interacción genética y epistasis– Cromosomas homólogos, homocigosis, hetecigosis– Dominancia y recesividad.– Variabilidad genética, mutación, selección e hibridación– Herencia citoplasmática– Plantas diocas, monoicas, flores hermafroditas– Propagación vegetativa y apomixis.

OBJETIVOS

• Reforzar los conceptos básicos de genética explicando los métodos más comunes de mejoramiento vegetal.

•Genoma, cromosoma, gen y alelo

1. Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando para su información específica

1. En las células de cada tejido (raíz, hoja, semilla), solo ciertos genes "están prendidos", o sea que su función se expresa

2. El ADN esta ¨escrito¨ con solo cuatro bases 3. Cada base siempre se complementa con sus contraparte,

en la otra cadena.

los genes y Alelos

• los genes son segmentos de ADN que codifican para una proteína específica

• Alelo: (del griego allelon = "el uno al otro", recíprocamente): Formas alternativas de un gen, se hereda separadamente de cada padre (p. ej. en el locus para el color de ojos puede haber un alelo para ojos azules o uno para ojos negros).

Conceptos básicos

• Se define el genoma humano como la totalidad de la información genética almacenada en el ADN de las células humanas.

• Información completa del grupo de cromosomas de una especie contenida en el grupo de ligamento o cromosomas nucleares

• Excluye la información de la mitocondria y cloroplastosCROMOSOMA• Estructura que contiene la información genética• Asegura que las células hermanas reciban un complemento de la

información genética durante la división celular

Diploide

Diploide (del griego di= doble; ploion= nave): organismo o fase nuclear que tiene los dos juegos de cromosomas. Numero cigótico de cromosomas (2n), por oposición al número gamético (n) o haploide

Haploide

• Haploide (del griego haploos = simple, ploion = nave): Célula que contiene solo un miembro de cada cromosoma homólogo (número haploide = n). En la fecundación, dos gametos haploides se fusionan para formar una sola célula con un número diploide (por oposición, 2n) de cromosomas.

Heterocigoto y Homocigoto

• griego heteros = otro, zygon = par) Cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el alelo dominante es el que se expresa.

• Homocigoto (del griego homos = mismo o similar, zygon = par): Cuando los dos alelos son iguales.

Dominante y Recesivo

• Término aplicado a un carácter (alelo) que se expresa sin tener en cuenta el segundo carácter (alelo).

• Recesivo: Término que se aplica a un carácter (alelo) que solo se expresa cuando el segundo carácter (alelo) es igual.

Genotipo, Fenotipo

• Genotipo: La totalidad de los alelos de un organismo • Fenotipo (del griego phaineim = mostrar, typos = imprimir, estampar):

Características observables de un individuo. La expresión de la composición alélica para un determinado carácter bajo estudio (Lo que se ve).

Mutación

• Mutación (del latín mutare = cambiar): El cambio de un gen de una forma alélica a otra, cambio que resulta heredable.

Cromosoma homólogo• Un cromosoma homólogo es cada uno del par de cromosomas que

tiene un organismo eucariota diploide que empareja entre sí durante la meiosis

• Suelen tener igual disposición de secuencia de ADN de un extremo a otro y, por ello, de genes, lo cual no significa que lleven la misma información genética

• En la formación de gametos durante la meiosis cada ejemplar se une formando la pareja de cromosomas homólogos

Un gen

• Es la unidad básica, tanto física como• funcional, de la herencia, y transmite• información de una generación a la siguiente• No toda la secuencia de ADN está constituida por genes.• Los genes son aquellas secciones del ADN cuya función se conoce• Incluyen una sección transcrita y un• elemento regulador que permite su transcripción.• Los genes pueden tener dos alelos o más. En

Un alelo

• Es cualquiera de las formas alternas deun gen que puede e xistir en un locus

Dotación cromosómica

• Se denomina al número de cromosomas que presenta. • En los seres vivos de reproducción sexual, cada individuo presenta un

número haploide de cromosomas (n) procedente de su padre más otro número haploide de cromosomas (n) procedente de la madre.

• Por lo que su dotación cromosómica es diploide, ya que tiene 2 n cromosomas.

• Así en el ser humano la dotación cromosómica es 2 n = 46 cromosomas, procediendo n = 23 del padre y n = 23 de la madre.

Dotación cromosómica

• Cada progenitor fabrica en sus órganos sexuales unas células reproductores haploides o gametos.

• Posteriormente, durante la fecundación, un gameto (n) de la madre de unirá a otro gameto (n) del padre dando lugar a una célula diploide o cigoto.

Dotación cromosómica

• Este cigoto (2 n), al desarrollarse, origina un nuevo individuo, que tendrá en todas sus células 2 n cromosomas, que se pueden agrupar de dos en dos, dando lugar a pares de cromosomas homólogos.

Variación genética

• La variación genética está asociada con elconcepto de genotipo

• En la mayoría de las poblaciones naturalesexiste una variación genética en los caracteres.

• Estos caracteres reciben la influencia de losalelos de diversos genes, además de losefectos del entorno

• Es difícil atribuir las diferencias fenotípicas a los• efectos de genes específicos

¿Qué es polimorfismo?

• ‘La presencia de muchas formas’• En términos genéticos, se refiere a la• coexistencia de dos o más fenotipos alternos en• una misma población o entre poblaciones. Por• lo general, los diversos fenotipos son• originados por los alelos alternos de un gen

• A nivel molecular, el polimorfismo se refiere a la• coexistencia de patrones alternos de bandas o• variantes de ADN que se evidencian mediante• métodos de detección

Una población se define

• Ecológicamente como:• Un grupo de individuos de la misma especie que• habitan dentro de una zona geográfica restringida que• permite el apareamiento de dos individuos cualquiera• Genéticamente como:• Un grupo de individuos que comparten un acervo• genético común y tienen la posibilidad de aparearse

Frecuencia alélica

• La frecuencia alélica es el concepto utilizado• para cuantificar la variación genética• Se define como una medida de la presencia de• un alelo dado en una población; es decir, la• proporción de todos los alelos de ese gen en la• población que corresponden específicamente a• ese tipo

Cálculo de la frecuencia alélica

• P(A) = [2(AA) + (Aa)]/2n• Dos veces el número de genotipos homocigotos• con ese alelo (porque los homocigotos portan• cada uno dos copias del mismo alelo),• más el número de genotipos heterocigotos con• ese alelo (porque los heterocigotos portan• solamente una copia de un alelo particular),• dividido por dos veces el número total de• individuos en la muestra (porque cada individuo• porta dos alelos por locus)

Frecuencia genotípica

• Es la frecuencia de un genotipo dado en una• población• Las frecuencias de diversos tipos de sistemas• de apareamiento determinan la relación• matemática entre las frecuencias alélicas y• genotípicas

Mutación

• Es la principal fuente de variación y puede• originarse a causa de:• Errores en la duplicación del ADN• Daños causados por la radiación• La mutación aumenta la diversidad; no

obstante, dado que las mutacionesespontáneas son poco frecuentes, la tasa decambio en la frecuencia génica es muy baja

• En consecuencia, la mutación por si sola noconduce a la evolución de poblaciones yespecies

Recombinación

• Es el proceso mediante el cual una célula• genera nuevas combinaciones cromosómicas,• en comparación con esa célula o con las de sus• progenitores• No da origen a diversidad nueva sino que• genera nuevas combinaciones de la diversidad• existente• Si existen alelos segregantes en varios loci, la• variación genética por recombinación puede• ocurrir rápidamente

Selección

• Es la capacidad heredada que poseen los organismos para sobrevivir y reproducirse. Funciona de tal manera que, con el tiempo, los genotipos superiores aumentan su frecuencia en la población.

La erosión genética

• La erosión genética es la pérdida de genes en un acervo genético a• causa de la eliminación de poblaciones por factores como la adopción

de variedades modernas y el desmonte de tierras con vegetación” (Plucknett et

• al.,1992).

Erosión genética

• Erosión genética como la suma de : !reemplazo (“replacement”), • Proceso por el cual un germoplasma antiguo o nativo es reemplazado

por una variedad moderna de la misma especie. !desplazamiento (“displacement”), en donde una especie es reemplazada por otra (Qualset et al., 1997). !y la pérdida de genes en las poblaciones.

Los teocintles, parientes silvestres del maíz, también están en peligro

Reproducción Reproducción asexual (Vegetativa) 

Una forma de duplicación usando sólo mitosis. 

1. ·Por ejemplo, una nueva planta crece desde la raíz o un brote crece de una planta existente.  ·Produce solamente descendientes genéticamente idénticos porque todas las mitosis se realizan por mitosis.  1.Los descendientes, llamados clones, son una copia exacta del organismo original. 2.Este método de reproducción es rápido y efectivo permitiendo la diseminación de un organismo. En razón de que los descendientes son idénticos, no hay mecanismo para introducir diversidad. 

Reproducción sexual

• Formación de un nuevo individuo por la combinación de dos células sexuales haploides (gametos). 

• Fertilización- combinación de información genética de dos células distintas que tienen la mitad de la información genética original. 

• Los gametos para la fertilización generalmente vienen de padres distintos. 

• La hembra- produce un huevo  • El macho produce esperma • Ambos gametos son haploides, con un juego,  la mitad de los

cromosomas.  • El nuevo individuo se llama zygota, con dos juegos, la totalidad de

cromosomas (diploide).  • La Meiosis es un proceso para convertir una célula diploide en un

gameto haploide, y causar un cambio en la información genética para incrementar la diversidad de los descendientes. 

Epistasis

La interacción entre genes no alélicos en la formación de un fenotipo se conoce como Epistasis.

Epistasia simple de los alelos recesivos:Epistasia significa “predominante sobre” por lo tanto este término se refiere a cuando un alelo de un gen enmascara la expresión de los alelos de otro gen y expresa en su lugar su propio fenotipo. Por lo tanto este fenómeno modifica las proporciones de las leyes mendelianas.

Escogemos el ejemplo de la flor “Mary ojos azules” o Llinsia Parviflora.

Incoloro gen w + magenta gen m + azul

Los genes (w) y (m) no están ligados. Si se cruzan plantas homocigóticas blancas y magenta, la F1 y la F2 serán:

ww ; m+m+ (blanca) x w+w+ ; mm (magenta)↓

F1: w+w ; m+m (azul)

w+w ; m+m x w+w ; m+m↓

F2: 9 w+0 ; m+0 (azul) 9 3 w+0 ; mm (magenta) 3 3 ww ; m+0 (blanca) 1 ww ; mm (blanca)

9:3:4Por tanto se observa una proporción fenotípica 9:3:4. Esta clase de interacción se llama epistasia. En este ejemplo el alelo w es epistásico sobre los alelos m +

y m, y éstos últimos sólo pueden expresarse en presencia de w+. Puesto que el alelo epistásico es recesivo.

Epistasia simple de los alelos dominantes:Es el fenómeno que produce en los resultados de la F2 una supresión mediante el alelo dominante de la expresión de las dos alternativas reemplazándolas por otro fenotipo. Como es el caso del perro de la raza Labrador en que su fenotipo mutante presenta un color dorado.

Epistasis Dominante (12:3:1)

Cuando el alelo dominante de un locus, por ejemplo, el alelo A produce un fenotipo independientemente de la condición alélica del otro locus, entonces se dice que el locus A es epistático para el locus B.

Epistasis Dominante (12:3:1)

• Como el alelo dominante A es capaz de expresarse aún en presencia de B o b, se trata de un caso de epistasis dominante. Sólo cuando el genotipo de un individuo es homocigoto recesivo para el locus epistático aa, los alelos del locus hipostático podrán expresarse (B o b). Así los genotipos A-B- y A-bb producen el mismo fenotipo; aabb y aaB- producen dos fenotipos adicionales, cambiando el número de clases de fenotipos de 4 a 3 y la proporción 9:3:3:1 por 12:3:1.

Epistasis recesiva (9:3:4)

Si el genotipo recesivo en un locus (por ejemplo aa) suprime la expresión de los alelos en el locus B, se dice que el locus A muestra epistasis recesiva sobre el locus B. Solo si está presente el alelo dominante en el locus A, los alelos del locus B pueden expresarse.

interacciones genéticas.

Si dos o más genes codifican enzimas que catalizan pasos en una ruta común, ocurrirán interacciones genéticas.

SEXUALIDAD  DE  LAS  PLANTAS

• Cada especie puede tener flores monoclinas, diclinas o neutras en el mismo pie, o en pies diferentes.

• 1. Planta hermafrodita (también denominada monoica con flores monoclinas)  presenta flores perfectas o monoclinas.

Plantas monoicas y Plantas dioicas:

Plantas monoicas: con flores masculinas y femeninas en el mismo pie (maíz, zapallo).

Plantas monoicas y Plantas dioicas:

Plantas dioicas: con dos clases de individuos, pies masculinos y pies femeninos (mamón, sauce, palmera datilera)  

Plantas polígamas: con flores monoclinas y diclinas en distinto arreglo, ya sea en el mismo pie o en pies distintos:

Trioicas: pie con flores hermafroditas, pie con flores femeninas, pie con flores masculinas (Fraxinus, fresno).

Andromonoicas: flores perfectas y masculinas en el mismo pie (Celtis tala, Umbelíferas). Ginomonoicas: flores perfectas y femeninas en el mismo pie (Compuestas, liguladas femeninas, y tubulosas hermafroditas: por ej.: Calea uniflora ). Androdioicas: pies con flores perfectas y pies con flores masculinas (Polygonum). inodioicas: pies con flores hermafroditas y pies con flores femeninas (Mentha).

Reproducción asexual

• Multiplicación vegetativa: por fragmentación y división de su cuerpo, los vegetales originan nuevos individuos, genéticamente idénticos al que los originó. 

• Bipartición o fisión binaria: es la forma más sencilla en organismos unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división de núcleo (cariocinesis) y posterior división de citoplasma (citocinesis). Ej: Euglena

Reproducción asexual

• Gemación: es un un sistema de duplicación de organismos unicelulares donde por evaginación se forma una yema que recibe uno de los núcleos mitóticos y una proción de citoplasma.

• Fragmentación: en pluricelulares se denomina a la separación de porciones del organismo que crecen hasta convertirse en otro individuo. Pueden producirse por simple ruptura o por destrucción de partes viejas , que dejan separadas partes de la planta (Frutilla, Elodea) que se transforman en individuos independientes. La estrella de mar puede regenerar su cuerpo de un fragmento del cuerpo original. 

Reproducción asexual

• Acodo: ramas que se entierran hasta producir nuevas raíces, de uso corrientes en especies leñosas: vid, manzano, avellano

• Estacas: porciones de ramas cortadas y puestas a producir nuevas raíces

• Esporulación: formación mitótica de células reproductivas especiales (esporas), provistas de paredes resistentes.

Apomixis:

fenómeno de los vegetales superiores donde hay formación asexual de un embrión, sin fecundación. Este término fue introducido por Wrinkler (1908) para denominar a aquellas plantas que se reproducen sin la intervención de meiosis ni singamia.cuerpo original. 

• La apomixis es una forma de reproducción asexual por semillas presente en varias familias vegetales. Este tipo de reproducción es común en las Gramíneas, donde varios géneros utilizados como forrajeras cuentan con especies apomícticas. Paspalum notatum es una especie rizomatosa ampliamente difundida en los campos naturales de la región subtropical Argentina. Los citotipos tetraploides (2n=4x=40) son pastos de gran valor agronómico y la mayoría presenta apomixis como forma predominante de reproducción.

Existen dos vías para la reproducción apomíctica

• Embrionía adventícia: es común en los Citrus, se forman embriones a partir de células de la nucela del óvulo. Es común que estos embriones asexuales se produzcan al mismo tiempo los embriones sexuales: poliembrionía. Técnicas modernas de cultivo in vitro permiten la producción de embriones  "somáticos" a partir de células no sexuales

• Partenocarpia: el embrión se forma a partir de una célula gamética no reducida

• Apogamia:  se forman embriones a partir de una célula vegetativa del gametofito femenino que no sea la ovocélula. En algunos Olmos (Ulmus sp.) deriva de una sinérgica

Concepto de CLON

• Es el conjunto de todos los descendientes originados por vía vegetativa de un único individuo inicial; todos los nuevos individuos son iguales en su caracteres hereditarios (genotipo), siempre que no se haya producido una mutación en ellos.

Hibridización o hibridación

• Se llama híbrido al animal o al vegetal procreado por dos individuos de distinta especie o raza.

• La mayoría de los híbridos animales proceden de padres de diferentes variedades de la misma especie. En las plantas pueden producirse también híbridos por cruce entre dos especies íntimamente relacionadas.

La hibridación se presenta en la naturaleza como resultado de la copulación de dos animales o plantas de diferentes variedades o especies íntimamente relacionadas.

La hibridación es la acción de fecundar dos individuos de distinta constitución genética, es decir, cruzar dos variedades o especies diferentes para conseguir reproducir en la descendencia alguno de los caracteres parentales.

• De la combinación de los caracteres genéticos parentales se derivan también otros rasgos indeseados, es por ello que tras la hibridación suele ser necesario realizar un proceso de selección artificial durante

varias generaciones, eliminando así aquellas plantas que sostengan rasgos desfavorables para que predominen sólo los deseados.

• Conociendo la estructura básica de una flor podemos realizar hibridaciones, es decir, crear una variedad de planta que la naturaleza no produce por si misma.

• La flor consta de cáliz, corola, androceo y gineceo. La envoltura exterior del cáliz está formada por los sépalos y la corola por los pétalos. El aparato masculino o androceo lo forman los estambres y las anteras, y el aparato femenino o gineceo está formado por los ovarios, estilos y estigmas.

Si disponemos de dos ejemplares distintos de una flor, podemos elegir uno de ellos como el padre y el otro como la madre.

En primavera, al ejemplar elegido como padre le aportaremos unas condiciones de crecimiento adecuadas, por ejemplo mejorando su iluminación, para que madure antes que la flor madre, y por el contrario reservando ésta para retrasar su maduración.

Lo ideal es que la flor padre se abra un par de días antes que la flor madre. Previamente, a la flor madre se le quitan los brotes laterales y todos los estambres (para que no se autofecunde por error), y la mantenemos cubierta con un plástico trasparente.

Cuando la flor padre se haya abierto observamos con una lupa si el polen de las anteras (un polvo amarillo) está maduro.

En el momento que el polen esté listo se cortan las anteras, se guardan en un frasco de cristal y se mantienen en un lugar sombrío pero caliente, hasta el momento de que la flor madre también esté lista. Ahora realizamos un seguimiento de los estigmas de la flor madre mediante la lupa para saber cuando es el momento adecuado para la polinización, esto lo hacemos recogiendo los granos de polen del frasco con un pincel fino, y acercándolo a los estigmas de la flor; si éstos retienen el polen es que están maduros. Ahora cubrimos la flor madre con el plástico durante diez días más, y esperamos a que nazcan y maduren las semillas. Las semillas recogidas ya son híbridas, y una vez sembradas y nacidas las plantas, podemos multiplicarlas por otros métodos (esquejes, injertos, etc.) para asegurar que mantienen las mismas características genéticas que las de las semillas que hemos conseguido, ya que muchas especies reproducidas sólo por semillas no dan un buen resultado.

IV UNIDAD

TIPOS DE ACCION GENETICA

1. CONTENIDO1. Herencia Mendeliana2. Segreagacion para un par de genes3. Relaciones genotipicas y fenotipicas para dos pares de

genes4. Desviacion del mendelismo5. Herencia intermedia6. Sobredominacia7. Alelos multiples8. Pleiotropia9. Interaccion genetica10.Epistasis11.Aditividad12.Ligamiento factorial13.Hrencia citoplasmatica14.Factores letales y subletales

OBJETIVOS

Dara conocer aspectos relacionados con la herencia Mendeliana, para un par de genes y dos paeraes de genes

Explicar las desviaciones del Mendelismo producto de la accion conjunta o de la accion de genes no alelicos

MENDEL

Mendel trabajó sobre la transmisión de los caracteres de las plantas a través de sucesivas generaciones, en lo que hoy constituye el fundamento de la genética moderna. El interés por conocer esos principios partió de su experimentación con siete características diferentes de variedades de guisantes puras. Mendel observó que se obtenían híbridos, si cruzaba una variedad de tallo corto con otra de tallo largo; estos descendientes conservaban el parecido con los ascendientes de tallo alto.

Los estudios de Mendel se basaron en cuatro aspectos: a) estudiar la transmisión de caracteres aislados; b) contar el número de descendientes de cada tipo; c) cruzar cepas o razas puras; d) Elegir una planta en la cual el origen de los gametos podía ser

HERENCIA MENDELIANA

1. SEGREGACION DE UN PAR DE GENES 2. Los genes están lineales3. El gen dominante es el que da mayor expresión4. Gen recesivo dará una menor expresión del carácter.5. Genes dominantes con letra mayúscula

SEGREGACION DE UN PAR DE GENES

A= Dominante a= Recesivo Los genes están en pares

Paterno y materno Ejemplo:

A A, a a A a, A a

4 Posibilidades de colocación de un par de genes

Dominancia: Completa, intermedia e incompleta Si cruzamos hembra AA = Alto con macho aa= enenano Aa x aa = P1 = Generacion Paterna P1 Obtendremos F1= Filial Gametoa A a F1= Aa

SEGREGACION DE UN PAR DE GENES

Dominancia: 1. Habilidad de un alelo para expresar su fenotipo a expensas de un alelo

alternativo. 2. Es la forma principal de interacción entre alelos. 3. Generalmente el alelo dominante formará un producto génico que el

recesivo no puede producir. 4. El alelo dominante se expresará siempre que esté presente.

SEGREGACION DE UN PAR DE GENES

a) Dominancia intermedia

AUTOFECUNDACION DE F1

Si F1 Se auto fecunda o se cruzan plantas hermanas, se obtendra F2

HERENCIA MENDELIANA

Primera ley de Mendel

1. Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación (F1). , y dice que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura ambos (homocigotos ) para un determinado carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales.

2. variedad pura de plantas de guisantes que producían las semillas amarillas y con una variedad que producía las semillas verdes.

La primera ley de Mendel se cumple también para el caso en que un determinado gen de lugar a una herencia intermedia y no dominante,

Segunda ley. también

Se le llama de la separación o disyunción de los alelos.

Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación (F1) del experimento anterior (figura 1) y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo semillas amarillas y verdes

Los dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos de la primera generación filial, no se han mezclado ni han desaparecido , simplemente ocurría que se manifestaba sólo uno de los dos.

Segunda ley. también se le llama de la separación o disyunción de los alelos.

Herencia intermedia

Si tomamos dos plantas de flores rosas de la primera generación filial (F1) del cruce que se observa en la figura 2 y las cruzamos entre sí, se obtienen plantas con flores blancas, rosas y rojas, en la proporción que se indica en el esquema de la figura 4.

Retrocruzamiento

Retrocruza: Cruzamiento de un individuo F1 heterocigota con uno de los parentales homocigotas. En el caso de las plantas de la arveja sería: Dd x DD o Dd x dd. Generalmente se realiza con el individuo homocigota recesivo.

la retrocruza.Cruzamiento Parental: DD x dd

F1: DdRetrocruza: los individuos de la F1 (Dd) x ddFenotipos de la Retrocruza 1 (BC1): 1 alta: 1 bajaGenotipos de la BC1: 1 Dd: 1dd

Tercera ley de Mendel

ley herencia independiente de caracteres, y hace referencia al caso de que se contemplen dos caracteres distintos Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con independencia de la presencia del otro carácter.

Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla y lisa con plantas de semilla verde y rugosa ( Homocigóticas ambas para los dos caracteres). (Figura 7)

Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas, cumpliéndose así la primera ley

Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son dihíbridas (AaBb).Estas plantas de la F1 se cruzan entre sí, teniendo en cuenta los gametos que formarán cada una de las plantas y que pueden verse en la figura 8.

Se puede apreciar que los alelos de los distintos genes se transmiten con independencia unos de otros, ya que en la segunda generación filial F2 aparecen guisantes amarillos y rugosos y otros que son verdes y lisos, combinaciones que no se habían dado ni en la generación parental (P), ni en la filial primera (F1).

Los resultados de los experimentos de la tercera ley refuerzan el concepto de que los genes son independientes entre sí, que no se mezclan ni desaparecen generación tras generación.

DESVIACIONES DEL MENDELISMO

Mendel no explico la interaccion de genes no alelicos Esto se llama herencia intermedia Esto solo se refiere al fenotipo, no afecta el genotipo

Mendel no explico la interaccion de genes no alelicos Esto se llama herencia intermedia Esto solo se refiere al fenotipo, no afecta el genotipo

SOBREDOMINANCIA

En algunos rasgos el heterocigotico puede superara el valor fenotipico de ambos homocigoticos, entonces son superdominantes

P1 = Aa x aa F1 = Aa = Superior a ambos progenitores. ALELOS MULTIPLES Tres o mas genes alternativos en el mismo locus

PLEIOTROPIA

Cuando un solo gene puede influir simultaneamente en varias caracteristicas independientes o que tiene efectos multiples

Ejemplo

En frijol gen que interviene en color del grano forma y tamaño

INTERACION GENETICA Y EPISTASIS

Los genes interactuan para dar fenotipos nuevos o enmascaran otros efectos producidos por genes

Alelo que modifica u oculta el efecto de otro alelo en el mismo par de genes

ADITIVIDADAD Accion genetica de un carácter son mejoradas por un gen adicional en

el mislo locus o diferentes locis LIGAMIENTO FACTORIAL La tendencia de los genes heredados en grupos APOLIPLOIDIA Plantas con numero de cromosomas mayor que el numero normal de

diploide Ej. Musaceas y quequisque HERENCIA CITOPLASMATICA

Herencia Citoplasmática : Forma de herencia no mendeliana que involucra la transferencia de información genética localizada en genes ubicados en

romosomas de organelos citoplasmáticos que se autoduplican. Ej: cloroplastos, mitocondrias, etc.. También conocida como herencia extranuclear.

FACTORES LETALES

Factores que causan la muerte del individuo A° = Gen dominante pelaje amarillo a = Alelo recesivo no amarillo P= A°a x A° a (Amarillos) ¼ A°A°, ½ A°a, (Mueren amarillos) ¼ aa (No amarillos)

Alelos letales:

Lucien Guenot, 1905, pretendía conseguir una línea pura de ratones amarillos. Pensó que si el color de la piel dependía de los dos genes (negro y amarillo). Pero no pudo conseguirlo, por lo tanto propuso la siguiente hipótesis:

“El gen A cuando se encuentra en homocigosis sí es letal (A’A’), en cambio cuando se encuentra en heterocigosis genera ratones amarillos vivos (A’a). Pero cuando se encuentra en homocigosis recesiva (aa) se da lugar a ratones negros”

Por lo tanto, si nos fijamos en la viabilidad (el carácter de “vivo”) el alelo dominante es a, mientras que si nos referimos al color de piel amarillo el alelo dominante es A’. Otro ejemplo es el del gato Manx. Estos gatos son heterocigotos para un alelo dominante que impide el desarrollo de la cola. El alelo es letal en homocigosis. Por lo tanto:

M’M’ : Gato muertoM’m : Gato sin colaMm: Gato con cola

Tipos de alelos letales:- A. Letales temporales: Son aquellos alelos que afectan al individuo en una u otra etapa de su vida, claros ejemplos:

F. Embrionaria: FenilcetonúriaF. Infantil: Fibrosis quísticaF. Adulta: Enfermedad de Hungtinton

- A. Letales condicionales: Un gen pude ser letal dependiendo de los factores ambientales como la enfermedad de PKV (fenilcetonúria).

- A. Letales subvitales: Afectan a una pequeña proporción de la población. No todo el mundo que posee el alelo desarrolla la enfermedad.

Carga genética:Es la frecuencia de alelos letales que hay en una determinada población donde:

Nº personas = 6 · 106 3 alelos · 3 · 10 4 genes · 6 · 106

personas = X alelosNº genes = 3 · 104 gen individuo

* 3 alelos por gen

105 alelos letales → Carga genética = 10 5 alelos letales · 100 = A X alelos