Cuadro de punnett
Un cuadro de Punnett es una representación gráfica de los posibles genotipos de una descendencia que surgen de un cruce o reproducción en particular. La creación de un cuadro de Punnett requiere el conocimiento de la composición genética de los padres. Las diversas combinaciones posibles de sus gametos están encapsuladas en un formato tabular. Por lo tanto, cada casilla de la tabla representa un evento de fertilización.
La suposición inherente es que cada rasgo está determinado por un único locus génico y que varios rasgos se clasifican independientemente unos de otros. Aunque esto es cierto para muchos rasgos útiles, especialmente al elegir personajes para la reproducción de plantas o animales, existen muchas excepciones.
Esta herramienta fue creada en el siglo XX, mucho después de los experimentos seminales de Mendel sobre genética. Sin embargo, ahora se usan comúnmente para explicar los resultados que obtuvo Mendel, especialmente cuando se combinan con nuestro conocimiento actual del ADN, genes y cromosomas.
Términos comunes en genética
Algunos términos se utilizan a menudo en el estudio de la genética y son particularmente útiles para comprender la función de los cuadros de Punnett. Entre estos se encuentra el término » alelo » y se usa para denotar una variante de un gen. Por ejemplo, una planta de guisantes puede tener flores rojas o blancas y las variantes genéticas que codifican cada una de ellas se denominan alelos.
Cuando un organismo contiene dos copias del mismo alelo, se dice que su composición genética o genotipo es homocigoto. Estos también se denominan especímenes de reproducción real. Por ejemplo, las plantas con flores blancas son homocigotas en los loci genéticos que codifican el color de la flor.
Se dice que los individuos que tienen dos alelos diferentes son heterocigotos en ese locus. Muchas plantas que tienen flores rojas pueden tener un alelo para el color rojo y otro para el color blanco. La característica observada externamente de un individuo se llama fenotipo. Se dice que el fenotipo en un individuo heterocigoto es la forma «dominante» del gen y el rasgo que se suprime se considera el alelo «recesivo». En el ejemplo del color de la flor, el alelo que codifica el color rojo es dominante sobre el blanco.
En un cruce entre un homocigoto dominante y un homocigoto recesivo, toda la descendencia tendrá un genotipo heterocigoto y un fenotipo dominante.
Algunos loci de genes están en los cromosomas sexuales y se denominan rasgos ligados al sexo, mientras que se dice que todos los demás son autosómicos.
Funciones de los cuadros de Punnett
En experimentos a gran escala, como los realizados por Mendel, los cuadros de Punnett pueden predecir con precisión las proporciones de varios rasgos observables, así como su composición genética subyacente. Por ejemplo, cuando una planta de guisantes altos de verdadera reproducción se fertiliza con polen a partir de una planta de guisantes cortos de reproducción verdadera, el cuadro de Punnett puede predecir que toda la descendencia será alta y que todas serán heterocigóticas con el alelo de la estatura y la estatura. Además, puede predecir que si se permite que estas plantas heterocigotas se autofertilicen, aproximadamente el setenta y cinco por ciento de las plantas de segunda generación serán altas y el veinticinco por ciento restante será bajo. Entre las plantas altas, un tercio seguirá siendo de reproducción real, mientras que los dos tercios restantes serán heterocigotos. Por lo tanto, los criadores de plantas y animales utilizan esta herramienta para elegir los especímenes adecuados con el fin de obtener una descendencia con un rasgo deseado.
También se utilizan en el asesoramiento genético para ayudar a las parejas a tomar la decisión de tener hijos. Por ejemplo, en los casos en que ambos padres son portadores de una enfermedad autosómica recesiva como la fibrosis quística, existe un veinticinco por ciento de posibilidades de que su hijo padezca la enfermedad y un cincuenta por ciento de posibilidades de que su descendencia sea portadora. Sin embargo, si uno de los padres tiene la enfermedad y el otro no es portador ni padece la enfermedad, la pareja puede estar segura de que su hijo no desarrollará fibrosis quística ya que solo portará una copia del gen anormal.
Tipos de cuadros de Punnett
Se utilizan comúnmente dos tipos de cuadros de Punnett. El primero es relevante cuando se observa un rasgo único determinado por un locus genético. Esto se llama un cruce monohíbrido y los ejemplos incluyen algunos de los experimentos originales de Mendel, donde eligió verdaderos criadores para un solo rasgo y los cruzó con miembros que portaban un alelo diferente. Para un cruce monohíbrido, estos son cuadros de 2X2 con cuatro cajas, cada una representando un evento de fertilización entre los gametos parentales.
El segundo tipo se utiliza para predecir el resultado de experimentos de reproducción en los que se siguen dos rasgos y el cuadro de Punnett es más grande, con dieciséis casillas. El cuadro de 4×4 es necesario ya que cada uno de los padres puede producir cuatro tipos de gametos, según la distribución de los alelos de los dos genes.
Cuando se observan más de dos rasgos, un cuadro de Punnett se vuelve difícil de manejar y se utilizan otras herramientas para predecir los resultados de tales cruces.
Ejemplos de cuadros de Punnett
La mayoría de las personas conocen los cuadros de Punnett a través de los experimentos de Mendel. Entre los diversos rasgos de la planta de guisante común que observó, uno fue el color de los guisantes. Otros ejemplos comunes utilizados para dilucidar el poder predictivo de esta herramienta son la herencia de los tipos de sangre y el color de los ojos en los seres humanos.
Color de la semilla en la planta de guisante común Pisum sativum
Mendel creó plantas homocigotas de reproducción real para ambos alelos: semillas de color amarillo y verde. Cuando cruzó la polinización de estos homocigotos, encontró que todas las crías tenían semillas amarillas. Cuando permitió que estas crías amarillas se autopolinizaran, se sorprendió al descubrir que casi el veinticinco por ciento de la segunda generación de plantas de guisantes contenía semillas verdes. Concluyó que el alelo amarillo era dominante sobre el verde. Para comprender mejor este fenómeno, cruzó algunas de las plantas de primera generación con semillas amarillas con una planta verde de verdadera reproducción. Esto más tarde se conocería como un cruce de prueba.
En cada cuadro de Punnett, un alelo está representado por la primera letra del fenotipo dominante. En este caso, el alelo de color amarillo dominante se indica con la letra mayúscula «Y» y el alelo recesivo con la letra minúscula «y». Se permite que cada alelo se segregue de forma independiente en un gameto y los gametos se representan justo fuera de la tabla 2X2.
Cada uno de los recuadros muestra un posible genotipo de la descendencia. En este cruce de prueba, la mitad de la descendencia tiene semillas amarillas y son genotípicamente heterocigotas. La otra mitad son homocigotos y tienen semillas verdes.
Color de cola y pelo en gatos
Cuando un gato homocigoto de pelo blanco y cola corta se aparea con un gato de pelo castaño de cola larga, toda la descendencia parece heredar un rasgo de cada padre. Todos tienen colas cortas y cabello castaño, lo que demuestra que el color marrón es dominante sobre el blanco y el alelo de una cola corta es dominante sobre el de una cola larga.
Cuando los miembros de esta primera generación se aparean, la gran mayoría de sus descendientes tendrán colas cortas y cabello castaño. Además, existe una probabilidad de tres en dieciséis de que reaparezcan las combinaciones parentales: cola corta con pelo blanco o cola larga con pelo castaño. Por último, existe una probabilidad de uno en dieciséis de que pueda aparecer una nueva combinación: de cola larga y de color blanco.
Si un criador de animales estuviera buscando un espécimen de pelo blanco y cola larga, sabría que solo aparecería en la segunda generación.
Limitaciones de los cuadros de Punnett
Si bien los cuadros de Punnett son una herramienta conveniente para comprender la genética mendeliana, no se pueden usar en muchas situaciones que involucran una herencia genética compleja. Por ejemplo, no son eficaces para estimar la distribución de genotipos y fenotipos cuando existe un vínculo entre dos genes. El enlace genético es un fenómeno en el que dos genes existen cerca uno del otro en el mismo cromosoma. Por lo tanto, durante la formación de gametos, las posibilidades de que estos dos rasgos se hereden juntos, en la misma combinación que se encuentra en el padre, son altas. Un ejemplo de esto es el vínculo entre el locus del gen que causa el síndrome de uña-rótula (NPS) y el grupo sanguíneo que determina. El análisis de una familia cuyos miembros padecen NPS encontró que a menudo se heredaba junto con un grupo sanguíneo de tipo B. Estos vínculos cambiarán la distribución aleatoria de los dos rasgos entre la descendencia, lo que hará que el cuadro de Punnett no sea confiable como dispositivo predictivo.
Además, cuando un único rasgo está determinado por múltiples genes y el efecto de cada uno de estos genes se clasifica, los cuadros de Punnett no pueden predecir con precisión la distribución de fenotipos en la descendencia. La altura humana está determinada por más de cuatrocientos genes distribuidos por todo el genoma. Además, este rasgo también está influenciado por factores ambientales como la nutrición.
Finalmente, los genes que se heredan completamente de uno de los padres, como los de las mitocondrias o del cromosoma Y, así como los genotipos que son letales para el feto, confunden los resultados de un cuadro de Punnett.
Términos de biología relacionados
- Codominancia: situación en la que dos alelos no son dominantes ni recesivos entre sí y ambos se expresan como fenotipo.
- Diploide: célula que contiene dos juegos de cromosomas, uno de cada padre. Las células diploides contienen dos copias de casi todos los genes.
- Gametos: células germinales maduras y haploides del macho y la hembra que se pueden fusionar entre sí para formar un cigoto.
- Haploide: célula que contiene un solo conjunto de cromosomas.
