PROYECTO 8A: Deducción de las Leyes de Mendel y alguna de sus extensiones a partir de cruzamientos experimentales de mutantes de Drosophila melanogaster (mosca de la fruta)
Deducir las Leyes de Mendel como base fundamental de la herencia y comprender sus excepciones.
Los estudiantes tendrán que supervisar un cruzamiento experimental de mutantes de Drosophila melanogaster, recopilar, analizar y procesar los datos obtenidos en el laboratorio para, finalmente, obtener conclusiones relevantes respondiendo a las preguntas del cuestionario que aparece al final de este documento.
Manual de prácticas de la asignatura:
La información teórica y algunos problemas relacionados con este tema, se encuentran en las páginas 9-64 del Manual de Prácticas y Problemas de la asignatura:
Libro de teoría:
Leer las páginas 45-67 del Capítulo 3, las páginas 17-39 del Capítulo 2, las páginas 85-92 del Capítulo 4 y las páginas 103-111 del Capítulo 5 del libro Genética. Un enfoque conceptual (Pierce) Panamericana (5ª edición).
Presentaciones de clase:
Este proyecto se relaciona, principalmente, con los contenidos de las unidades 1 y 3 del temario de la asignatura Genética I del grado de Biología, cuyos contenidos son los siguientes:
Tema 1 | Análisis genético mendeliano: El método de análisis genético mendeliano. Principio de la segregación. Principio de la transmisión independiente. Árboles genealógicos. Cálculo de probabilidades. Comprobación estadística de las segregaciones: test de la χ2.
Tema 3 | Extensiones del mendelismo: Genes en cromosomas sexuales. Variaciones en las relaciones de dominancia. Alelismo múltiple. Genes letales. Pleiotropía. Interacción génica y epistasis. Prueba de alelismo: complementación. Penetrancia y expresividad. Características influidas o limitadas por el sexo. Interacción entre genes y ambiente. Herencia citoplásmica. Efecto materno.
Tangencialmente, se relaciona con la unidad 2, cuyos contenidos se detallan a continuación:
Tema 2 | Base cromosómica de la herencia: Mitosis y Meiosis. Significado genético de la mitosis y de la meiosis. Teoría cromosómica de la herencia y su comprobación.
Material audiovisual:
Visualizar los siguientes vídeos y responder a las preguntas que se plantean en ellos:
El conteo de las moscas resultantes del cruzamiento programado se llevará a cabo la semana del 18 al 22 de noviembre en horario de prácticas en el Laboratorio de Citogenética del sótano de Biológicas.
PROTOCOLO PARA EL CRUZAMIENTO EXPERIMENTAL DE MUTANTES DE MOSCA DE LA FRUTA
1.- Material necesario:
-Moscas con la mutación ebony.
-Moscas con la mutación white.
-Tubos de vidrio.
-Tapones de algodón.
-Rotuladores y etiquetas.
-Papilla con levadura.
-Material de disección.
-Vidrios de reloj.
-Papel secante.
-Éter etílico.
-Lupa.
-Estufa entre 25-28ºC.
2.- Nociones básicas:
Diferenciación entre sexos: la mosca de la fruta presenta un claro dimorfismo sexual tal y como se describe a continuación. Para el correcto desarrollo de la práctica es necesario estar familiarizado con las características morfológicas de uno y otro sexo. Esto nos permitirá diferenciar ambos sexos con facilidad (Figura 1).
Características de las hembras:
a)- Normalmente son de mayor tamaño que los machos, aunque esto puede variar según el estadio del desarrollo en el que se encuentre el individuo.
b)- Abdomen acabado en punta y más grueso que el del macho.
c)- Dorso del abdomen con bandas transversales oscuras y separadas unas de otras hasta el final del mismo.
Características de los machos:
a)- Por lo general, menor tamaño que las hembras.
b)- Extremo del abdomen redondeado.
c)- Las últimas bandas transversales del abdomen están fusionadas, lo que da una apariencia oscura al final del mismo.
d)- Poseen un peine sexual (quetas modificadas) en el primer segmento tarsiano del primer par de patas.
Ciclo de vida: el ciclo de vida de este organismo dura unas dos semanas. A continuación se describen las distintas etapas del mismo.
a)- HUEVO.- Es de color blanco y recubierto de una gruesa envoltura llamada corión, con unos pequeños apéndices en el extremo superior que le sirven para flotar en un medio líquido.
b)- LARVA.- Es la fase de crecimiento. De color blanco, vive en la papilla en la que perfora canales. Tiene tres estadios larvarios, con dos mudas.
c)- PUPA.- Cuando la larva se prepara para pupar, se aleja de la humedad del medio de cultivo y sube por las paredes de la botella hasta una zona relativamente seca en donde se fija. La prepupa presenta una piel blanca y flexible con espiráculos, progresivamente va endureciéndose (estado de pupa blanca) y haciéndose más oscura con el tiempo (pupa madura).
d)- IMAGO.– Comienza esta fase al emerger la mosca de la envoltura de la pupa. Suele medir de 2 a 3 mm de longitud y pesar de 0,8 a 1,5 mg, según sea macho o hembra, respectivamente. El adulto no presenta pigmentación hasta pasadas unas 3-4 horas de la eclosión. Además, tiene las alas plegadas durante la primera hora de vida. Hacia las 6 horas ya ha alcanzado la madurez sexual.
Figura 1.- Morfología y ciclo vital de la mosca de la fruta.
3.- Desarrollo de la práctica
Primera semana:
Obtención de hembras white vírgenes: De un vial con pupas de mutantes white se extraen todos los adultos y se deja transcurrir 4 horas hasta que las moscas emerjan. Se separan los machos de las hembras (de ellas, las que acaban de emerger presentan meconio y cuerpo poco pigmentado que es indicativo de que son vírgenes). Las que llevan más tiempo emergidas no tienen meconio pero siguen siendo vírgenes hasta las 8 horas, cuando empiezan a aparearse.
Para realizar el cruce, se toman dos hembras vírgenes white por cada macho ebony y se introducen en un mismo vial.
Segunda semana:
Se eliminan los adultos de la generación parental para que no se apareen con la descendencia.
Tercera semana:
Observación de las F1, anotación e interpretación de resultados.
4.- Videoprotocolo:
CUESTIONARIO:
1.- Determinar el tipo de herencia de los caracteres estudiados.
2.- Asignar un genotipo a los individuos de este esquema teniendo en cuenta los dos caracteres.
3.- Indicar el número de individuos obtenidos de cada genotipo.
4.- Teniendo en cuenta sólo el carácter ebony: ¿qué conclusiones pueden sacarse acerca del resultado de este cruzamiento? ¿Podría relacionarse con alguna de las Leyes de Mendel?
5.- Teniendo en cuenta sólo el carácter white: ¿qué conclusiones pueden sacarse acerca del resultado de este cruzamiento? ¿Podría relacionarse con alguna de las Leyes de Mendel?
6.- Considerando globalmente los resultados de ambos caracteres a la vez: ¿qué conclusiones pueden sacarse? ¿Con qué Ley de Mendel se podría relacionar el estudio combinado de la herencia de ambos caracteres?
7.- Comprobar la hipótesis mediante un test de χ2.
8.- La hipótesis propuesta, ¿sería extrapolable a cualquier par de genes que queramos considerar?
9.- ¿Qué descendencia y en qué proporciones sería esperable en una hipotética F2?
10.- ¿Cuál es la relación que existe entre los principios de la herencia que acabamos de deducir y los acontecimientos que tienen lugar durante los procesos de división celular?
