Reordenamiento independiente de genes y vínculo

Definitions & Key takeaways

Genes are randomly assorted during the production of sperm and eggs. This is called independent assortment. This process is responsible for the different combination of genes that children receive from their parents.

If two genes are located close together on a chromosome, they are said to be linked. If these genes are passed on to a child, they will tend to be passed on together.

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La herencia es posible gracias a los cromosomas. Estos cromosomas vienen en pares (uno de la madre y otro del padre), por lo que se llaman cromosomas homólogos.
Cada cromosoma tiene genes, que son segmentos de ADN que llevan información genética para un rasgo específico Y las diferentes versiones de un mismo gen se denominan alelos.
Por ejemplo, el color de ojos marrón y el color de ojos azul son ambos alelos del gen del color de los ojos. Y cada progenitor aporta un alelo de un gen.
Estos alelos pueden ser dominantes, que suelen representarse con una letra mayúscula, o recesivos, que se representan con la correspondiente letra minúscula, con la diferencia de que solo hace falta un alelo dominante para que se expresen sus rasgos, mientras que hacen falta dos alelos recesivos para que se expresen sus rasgos.
Las células somáticas humanas (es decir, todas las células excepto los espermatozoides y los óvulos, que se llaman gametos) tienen 23 pares de cromosomas; 22 pares somáticos y un par sexual, lo que suma un total de 46 cromosomas.
Estos cromosomas, junto con los alelos que portan, se separan durante la meiosis, que es el proceso de creación de nuevos gametos Los gametos solo tienen la mitad de la información genética de los padres, es decir, 23 cromosomas.
Una vez que los gametos masculino y femenino se fusionan durante la fecundación, sus alelos se combinan para formar el genotipo (o la información genética) del nuevo organismo.
Para cada gen, los alelos pueden combinarse para dar lugar a tres posibles genotipos, homocigoto dominante (AA), heterocigoto (Aa) y homocigoto recesivo (aa Esto determina todos los rasgos de una persona (o fenotipo), como el color de los ojos, el color del pelo o incluso si es daltónico o no.
El reordenamiento independiente significa que los alelos que hereda un organismo para un gen que codifica un rasgo, como el color de los ojos, no afecta a los alelos que hereda para otro gen que codifica un rasgo diferente, como el color del pelo.
Veamos un ejemplo sencillo. Vamos a representar el gen del color de los ojos con la letra "a" y el gen del color del pelo con la letra "d" El alelo dominante para el color de los ojos (A) representa los ojos marrones y el alelo recesivo (a) representa los ojos azules.
Por otro lado, el alelo dominante para el color del pelo (D) representa el pelo oscuro, mientras que el alelo recesivo (d) representa el pelo rubio.
Digamos que hay una persona con un genotipo heterocigoto (Aa) para el color de los ojos y un genotipo heterocigoto (Dd) para el color del pelo.
Esta persona tendría las características del alelo dominante, es decir, ojos marrones y pelo oscuro, aunque siga siendo portadora de un alelo recesivo para el pelo rubio y los ojos azules.
A nivel molecular sabemos que el gen del color de los ojos está localizado físicamente en un par de cromosomas homólogos, y en este caso, digamos que el cromosoma de la madre lleva el alelo dominante (A) y el cromosoma del padre lleva el alelo recesivo (a).
Del mismo modo, digamos que el gen del color del pelo se encuentra físicamente en otro par de cromosomas homólogos. Y digamos que el cromosoma de la madre lleva el alelo dominante (D) y el cromosoma del padre lleva el alelo recesivo (d En la meiosis, diferentes pares de cromosomas homólogos se separan de forma independiente en diferentes gametos En otras palabras, la forma en que un par de cromosomas homólogos se divide en las células hijas no afecta a la forma en que otro par de cromosomas homólogos se divide en esas mismas células hijas.
Como resultado, una persona que tiene un genotipo heterocigoto para el color del pelo y el color de los ojos puede producir cuatro tipos diferentes de gametos: uno que lleva los dos cromosomas de la madre, y por lo tanto los alelos dominantes A y D; uno que lleva los dos cromosomas del padre, y por lo tanto los alelos recesivos a y d; uno que lleva el primer cromosoma de la madre y el segundo del padre, y por lo tanto los alelos dominante A y recesivo d; y uno que lleva el primer cromosoma del padre y el segundo de la madre, y por lo tanto los alelos recesivo a y dominante D.
Vamos a añadir dos genes más. Uno que determina el color de la piel y que vamos a representar con la letra "b".
El alelo dominante para el color de la piel (B) representa la piel oscura y el alelo recesivo (b) representa la piel blanc Y otro que determina el tipo de cerumen que tiene la persona y que vamos a representar con la letra "c".
El alelo dominante (C) representa el cerumen húmedo, mientras que el alelo recesivo (c) representa el cerumen seco Supongamos que estos dos genes se encuentran físicamente en el mismo cromosoma que el gen del color de los ojos "a", y que el gen del color de la piel "b" está muy cerca de "a", mientras que el gen del tipo de cerumen "c" está muy lejos de "a", como en el extremo opuesto del cromosoma.
Como los tres genes están en el mismo cromosoma, se puede pensar que se heredarán juntos, pero no siempre es así. La razón es que en la meiosis se produce algo llamado entrecruzamiento, que consiste en que los cromosomas homólogos intercambian partes equivalentes de sí mismos que llevan los mismos tipos de genes, y después de este intercambio, los dos cromosomas se separan.
Por ejemplo, digamos que el cromosoma que proviene de la madre lleva todos los alelos dominantes para estos genes (A, B y C) y el cromosoma que proviene del padre lleva todos los alelos recesivos (a, b y c).
Si el entrecruzamiento se produce entre los dos cromosomas en los extremos, el alelo dominante C que procede de la madre terminará en el cromosoma que procede del padre, y viceversa.
Así que el cromosoma procedente de la madre terminaría llevando los alelos dominantes originales (A y B) para el color de los ojos y el color de la piel, y un nuevo alelo recesivo (c) para el tipo de cerumen.
Mientras que el cromosoma que procedía del padre llevaría los alelos recesivos originales (a y b) para el color de los ojos y el color de la piel, y el alelo dominante (C) para el tipo de cerumen.
Así es como, tras el entrecruzamiento, dos genes situados inicialmente en el mismo cromosoma pueden acabar formando parte del mismo gameto (como los genes "a" y "b") o pueden acabar en gametos diferentes (como "a" y "c" o "b" y "c").
El entrecruzamiento puede producirse en cualquier punto a lo largo del cromosoma, así que digamos que ocurrió entre el gen "a" y el gen "b".
En ese caso, el gen "b" y el gen "c" pasarían juntos al otro cromosoma, mientras que solo el gen "a" permanecería en el cromosoma original.
Aunque esto puede ocurrir, es bastante infrecuente. Esto se debe a que el entrecruzamiento tiene la misma probabilidad de producirse en cualquier punto de un cromosoma, y como hay una parte más grande del cromosoma entre "b" y "c" que entre "a" y "b", ese es el lugar más probable para que se produzca el entrecruzamiento.
Otra forma de pensar en ello es asignar un número a cada punto posible en el que pueda producirse el entrecruzamiento, y para simplificar digamos que hay 100 posibles puntos distribuidos uniformemente a lo largo del cromosoma.
Y digamos que "a" es un gen cerca del número 5, "b" es un gen cerca del número 10 y "c" es un gen cerca del número 60 Si tuviéramos que elegir un número al azar para el lugar en el que se producirá el entrecruzamiento, hay una probabilidad realmente alta de que elijamos un número entre el 10 y el 60, el 50%, y una probabilidad realmente baja de que elijamos un número entre el 5 y el 10, solo el Así pues, la conclusión es que la probabilidad de que dos genes se hereden juntos depende realmente de la distancia que los separa.
Este fenómeno se denomina vínculo genético, y es una excepción común a la ley del reordenamiento independiente. Dos genes cualesquiera en cromosomas completamente diferentes tienen siempre un 50% de posibilidades de pasar por el entrecruzamiento durante la meiosis y aparecer en el mismo gameto.
Lo mismo ocurre con los genes que están muy alejados entre sí en el mismo cromosoma, como los genes "a" y "c" del ejemplo.
Esto se debe a que puede haber más de un entrecruzamiento durante la meiosis, y un número impar de entrecruzamientos los separaría, mientras que un número par los devolvería al mismo cromosoma.
En ese sentido, acabar en el mismo gameto o no depende realmente de si hay un número par o impar de entrecruzamientos, lo que da como resultado una probabilidad del 50%.
Por lo tanto, para que dos genes estén vinculados, la probabilidad de que acaben en gametos diferentes tiene que ser inferior al 50%.
Por supuesto, incluso los genes vinculados que están cerca podrían tener una pequeña posibilidad de entrecruzamiento (si hay un corte justo entre ellos), pero es poco frecuente, por lo que la probabilidad de que terminen en diferentes gametos es inferior al 50%.
Y cuanto más cerca estén físicamente, menor será la posibilidad de que se separen. En cuanto a la terminología, cuando se heredan juntos genes vinculados, los gametos resultantes se denominan gametos parentales, ya que llevan los mismos alelos que los cromosomas originales.
Pero cuando el entrecruzamiento se produce entre estos genes vinculados, los gametos resultantes se denominan gametos recombinantes, porque aunque los genes estaban vinculados, el entrecruzamiento los separó.
Por ejemplo, si los genes "a" y "b" dieran lugar a gametos recombinantes en el 45% de los casos, esto significaría que solo están ligeramente vinculados, es decir, que están cerca el uno del otro pero no tanto.
Sin embargo, si esto se produce en el 5% de los casos, significa que están muy juntos, por lo que muy pocas veces el entrecruzamiento los separa.
En cambio, los genes "a" y "c" se separarían el 50% de las veces en función del número de entrecruzamientos, por lo que no están genéticamente vinculados.
##Resumen Como breve resumen... La ley del reordenamiento independiente establece que los alelos que hereda un organismo para un gen específico no afectarán a los alelos que hereda para otro gen que codifica un rasgo diferente.
Sin embargo, en la naturaleza hay casos en los que los genes que están cerca unos de otros en un cromosoma a veces se heredan junto Esto se llama vínculo genético y es una excepción a la segunda ley de Mendel.