Herencia

 Teoria: Bases genéticas de la herencia.

En el siglo XIX, Mendel planteó las bases para la comprensión de los mecanismos de la herencia. Un siglo después, con los avances tecnológicos pudieron observarse y ponerse a prueba las hipótesis que habían desarrollado a lo largo de los años.

En la actualidad, la ingeniería genética es una de las principales disciplinas que ocupan a la biotecnología. Los límites de lo posible parecen ampliarse más allá de lo imaginable.

Genética: el estudio de la herencia biológica.

¿Cómo se transmiten las características que nos hacen parecidos pero no idénticos a nuestros padres? ¿Por que podemos heredar los ojos verdes de una abuela, si nuestros padres tienen ojos marrones? En el siglo XIX, un monje comienza a encontrar respuestas.

Primeras respuestas sobre la herencia.

¿La herencia es una mezcla de rasgos paternos y maternos? ¿Como se saltean algunos rasgos una generación y en los nietos aparecen rasgos de sus abuelos? Las preguntas sobre la herencia biológica que se hacían muchos naturalistas promediando el siglo XIX son las mismas que se siguen escuchando en la actualidad. Sin embargo, se han dado muchos avances. Es habitual leer aquí y allá acerca de pruebas de ADN y alimentos transgénicos. De hecho, antes se solía decir "lo lleva en la sangre" y ahora decimos "lo tiene en su ADN".

Los estudios que permitieron llegar desde las preguntas del siglo XIX hasta el descubrimiento del ADN y el proyecto HuGO (por sus siglas en inglés, Human Genome Organization) que se desarrollaran en este tema comenzaron en un monasterio austriaco, a partir de las ideas de un monje agustino llamado Gregor Mendel (1822-1884).

Quienes investigaban el fenómeno de la herencia biológica hasta ese momento analizaba la descendencia de unos pocos individuos vegetales o animales. Sus resultados eran desconcertantes, no podían encontrar una regularidad, una pista o un dato útil en sus registros. Elegida una característica física, como el color del pelo o de las flores, se encontraban con que la descendencia podía presentar rasgos paternos, maternos, nuevos, mezclados, etc. Mendel tuvo éxito en este sentido, y una de las razones fue su formación en matemática y en teoría de probabilidades. Gracias a estos conocimientos, el comprendió que los sucesos probables se hacen evidentes cuando se trabaja con grandes cantidades, es decir, cuando se aplica la ley de los grandes números.

¿Que es la ley de los grandes números?

Esta ley fue desarrollada entre los siglos XVIII y XIX por matemáticos como Blaise Pascal (1623-1662), Pierre de Fermat (1601-1665), Daniel Bernoulli (1700-1782) y Pierre-Simon Laplace (1749-1827), cuyos trabajos se aplicaban esencialmente a cuestiones físicas y astronómicas.

¿Que sostiene esta ley? Si se arroja diez veces una moneda al aire, seguramente se esperaría que el resultado fuera cinco veces cara y cinco veces ceca. Sin embargo, es posible que salga diez veces cara o diez veces ceca, o nueve cara y una ceca, o ocho cara y dos ceca. Si en vez de arrojar diez veces la moneda se la arrojará cien veces, no se esperaría obtener un resultado de cien veces cara o cien ceca. De hecho, lo más probable es que se acercara a 50% de caras y un 50% de cecas. Estas proporciones serán más cercanas a 50% - 50% si se realizan mil tiradas.

Este es el principio que aplicó Mendel. En vez de trabajar con unas pocas plantas, el estudio miles de cruzamientos entre plantas de arvejas, ya que las probabilidades se expresan solo en grandes números. Durante su trabajo, analizo unas 12.000 plantas.

Los cruzamientos de Mendel y sus hipótesis.

Mendel estaba interesado en el vigor híbrido, una fortaleza observada al cruzar variedades diferentes de una especie. Por ejemplo, el maíz logrado a partir de la cruza de ciertas variedades es más resistente a la sequía y tiene mas granos por mazorca que el salvaje; y algunas ovejas híbridas dan más leche o mas lana. Para entender mejor este fenómeno decidió trabajar con plantas de arveja, que él ya conocía, ya que plantaba semillas certificadas de líneas puras. Las plantas que crecían de esas semillas y de sus cruzas siempre presentaban la misma característica (para la que se la había certificado). Por ejemplo, las plantas de flores rojas siempre tenían descendencia de flores rojas.

Mendel manejaba además otro concepto: la dominancia. Por ejemplo, el color de las semillas puede ser amarillo o verde, pero al cruzar líneas puras de plantas de semillas amarillas con líneas puras de semillas verdes, la descendencia presentaba siempre el color amarillo. Por lo tanto, el amarillo era un rasgo dominante sobre el verde; y el verde fue denominado recesivo. Mendel identificó siete características, y estudio una por vez.  

Examinó cientos o miles de descendientes obtenidos al cruzar individuos de cada línea pura. A cada una de estas líneas puras la llamó generación parental. Tras estas cruzas, a la primera generación de plantas hijas que obtuvo la llamó generación filial (F1).

Obtuvo el mismo resultado con las siete características: el 100% de los descendientes presentaba el rasgo dominante. Esta característica de toda F1 se llama principio de homogeneidad de la fila 1.

 ¿Que había sucedido con el rasgo recesivo? realizó un segundo cruzamiento (un cruzamiento monohíbrido). Dejó que los híbridos de semilla amarilla de la F1 se fecundaran entre sí. Así obtuvo en total 8023 plantas en la F2, de las cuales 6022 tenían semillas amarillas y 2001 semillas verdes. Si uno hace el cociente entre estos últimos dos valores obtiene una relación de tres plantas de semilla amarilla por cada planta de semilla verde, es decir, una proporción 3:1. En porcentajes, un 75% de las plantas presentan semillas amarillas y un 25%, semillas verdes. Lo mismo observó con las demás características (color de las flores, forma de la vaina, etc.). Este fue su segundo gran hallazgo.

Para explicar su resultado, Mendel propuso una hipótesis: las característica hereditarias estarán determinadas por pares, que se encontraron en todas las células, y que solo se separarían al formarse los gametos y se unieron en la fecundación. En el caso del color de la semilla, por ejemplo, las líneas puras (generación parental) poseerian un solo factora que estaría repetido: amarillo-amarillo, unas, o verde-verde otras. Los gametos (polen y óvulos) de las plantas puras tendrían uno de los factores, el de las plantas con semilla amarilla será amarillo y el de las otras, verde. En cambio, los híbridos podrían tener cualquiera de los dos factores, y del cruce de los gametos se obtiene: amarillo-amarillo (linea pura, plantas con semillas amarillas), verde-verde (línea pura, planta con semillas verde), amarillo-verde (línea híbrida, plantas con semillas amarillas) y verde-amarillo (línea híbrida, plantas con semillas amarillas). En definitiva, de estas cuatro combinaciones de factores, un 75% de las plantas posee semillas amarillas y un 25% semillas verdes, es decir, guardan la proporción 3:1. ¡Su hipótesis era correcta! Mendel enuncia así su segundo principio: las características hereditarias están determinadas por pares de factores que solo se separan al formarse los gametos.

De factores hereditarios a genes y cromosomas 

¿Todos los factores se heredan de modo independiente?

¿Donde se localizan los factores hereditarios de Mendel?

La terminología adecuada 

En el siglo XX  se propuso el nombre del gen para los factores hereditarios y el de alelo para suu alternativas. Por ejemplo, el gen para el color de semilla tiene dos alelos, amarillo y verde. En las plantas de líneas puras ambos alelos son iguales y en lo híbrido son distintas. Mendel denominó heterocigotos (heteros=distinto) a las plantas con dos alelos diferentes, y homocigotos (homo=igual) a las plantas con alelos iguales o repetidos. Las plantas de arvejas de semillas amarillas podrían ser homocigotos dominantes o heterocigotos, y las de semillas verdes, homocigotos recesivos. 

Para cada alelo, Mendel ideó una simbología: una letra mayúscula para el dominante y una letra minúscula para el recesivo. Utilizando la inicial de la características dominantes, en el caso del color de la semilla se usa A para el alelo "amarillo" y a para el "verde". Así, el homocigoto dominante se expresa como AA; el homocigoto recesivo, como aa; y el heterocigoto, como aA. Cada Una de estas expresiones con letras refleja un genotipo, es decir, la constitución genética del individuo para una determinada característica.

La manifestación del genotipo, o sea, las características perceptibles, como el color de sus semillas y el de sus flores, se denomina fenotipo. Por ejemplo, los genotipos homocigoto dominante y heterocigoto manifiestan fenotipo dominante. 

El principio de distribución independiente 

En una segunda etapa, Mendel estudió los cruzamientos entre líneas puras para dos características a la vez. Entonces,al caso de las semillas amarillas y verdes agregó la consideración simultánea de la textura de la semilla.(L, lisa;1, rugosa). ¿Se separen independientemente unos de otros?¿Se podrán obtener plantas de semillas amarillas tanto rugosas como lisa? ¿ Y verdes rugosas o lisas? Para ello, cruzó dos plantas de líneas puras, o sea, un homocigoto dominante y otro homocigoto recesivo, tanto para color como para textura de semilla. Cruzando las líneas puras, volvió a obtener una uniformidad en la F1, pero para dos características, por lo tanto, obtuvo dihibridos (plantas híbridas unidas en dos factores). 

Mendel pensó que si los alelos del gen "color de semilla"se separan y se van a los gametos, independientemente de cómo lo hacen los alelos del gen "color de semillas" se separan y van a los gametos, independientemente de cómo lo hacen los alelos del gen "textura de la semilla", los dobles heterocigotos AaL1 deberían producir cuatro tipos distintos de gametos: AL; A1; aL; al. 

Cuando se cruzan plantas de una F1, cualquiera de los cuatro tipos de gametos masculinos podría encontrarse con cualquiera de los cuatro tipos de gametos femeninos. Serian 16 combinaciones posibles para los individuos de la generación filial 2. 

Del análisis de combinaciones, se espera una relación 9:3:3:1 de los cuatros fenotipos posibles para las semillas: amarillas y lisas; amarillas y rugosas; verdes y lisas; verdes y rugosas. Mendel corroboro esto y postuló el principio de distribución independiente: cuando se forman los gametos, los alelos de un gen se separan independientemente de los alelos de otros genes. 

Teoría cromosómica de la herencia 

En el siglo XX, el progreso de la microscopía permitió ver en detalles unas estructuras celulares hasta el momentos desconocidas: unos cuerpos pares en el núcleo de las células que se habían coloreado intensamente con fucsina. 

Eran los cromosomas. Walter Flemming (1843- 1905) los observo desplazarse en la mitosis y Oscar Hertwing (1849-1922) vio la fusión de los núcleos celulares con los cromosomas luego de la fecundación de un óvulo por un espermatozoide.

En 1902, Walter Sutton (1877-1916), que investigaba la reproducción del saltamonte, encontró que los dos cromosomas integrantes de cada par (llamados homólogos) se apariaban al principio de la meiosis y, luego, se separaban. ¡Cromosomas y genes existen de a pares, se separan al formarse los gametos y volvían a juntarse en la fecundación! Los abstractos factores de Mendel finalmente eran observables y eran parte de los cromosomas. Ademas se supo que los alelos de cada gen se ubican en un lugar fijo en cada cromosoma, llamados locus (lugar, en latín).

Hoy podemos decir que los cromosomas se asemejan a bastones que se encuentran en el núcleo celular de a pares ( salvo en los gametos, que poseen uno solo de cada par) durante la división celular. Los integrantes de cada par se llaman cromosomas homólogos. El número total de pares de cromosomas varía entre las especies, la humana tiene 23 pares en cada célula somática; el chimpancé, 24; la pisum sativum, 7; la mosca Drosophila melanogaster, 4. 

El número total de cromosomas de cada célula del cuerpo,es decir, en cada célula somática, es número diploide (2n); y el número del cromosoma en los gametos es un número haploide (n). Los seres humanos, 46 y 23, respectivamente.  

Ligamiento 

Thomas Morgan repitió los cruzamientos mendelianos, pero con mosquitas de la fruta ( Drosophila melanogaster) híbridas para dos características, color del cuerpo y forma de las alas. Identificó como alelo M el que determinaba color marrón del cuerpo. Y como alelo m el que determinaba negra. El alelo N determina alas normales. Y el n alas vestigiales. Salvando las diferentes especies, es el mismo cruzamiento dihíbrido entre arvejas doble heterocigotas gracias al que Mendel enunció su principio de distribución independiente. De acuerdo con ese principio, cada mosquita debería haber dado cuatro tipos gametos y, al fecundarse, dar una descendencia en una relación 9:3:3:1. Sin embargo, Morgan obtuvo un 75%de mosquitos marrones con alas normales, y un 25% de negras con alas vestigiales, en una relación 3:1.

Este investigador interpretó que los genes estudiados debían encontrarse ligados, es decir, deberían encontrarse cerca uno de los otros mismos cromosomas, por lo que no podían distribuirse independientemente al formarse los gametos. Así demostró que hay ligamiento en las características determinadas por genes que se encuentran en el mismo par de cromosomas. Los alelos de los genes ligados no se comportaron de acuerdo con el principio de distribución independiente de Mendel. Hay que destacar que, además de su conocimiento práctico, formación científica y audacia, Mendel tuvo suerte. ¿Qué habría pasado si las características que estudios de a dos en Pisum sativum hubieran estados determinadas por genes ligados? Los alelos no se habían separado independientemente al formarse los gametos, y los híbridos no habrían producido los cuatro tipos de gametos, por lo que tampoco se habría observado la relación 9:3:3:1 de la F2. 

Los genes y el sexo 

Con el estudios de observación de los cromosomas surgieron nuevos interrogantes: ¿Cuál es el cromosoma que define el sexo? ¿Es posible que aparezca una característica fenotípica que no estuviera en el progenitor?

El cromosoma determina el sexo 

En 1902, el investigador E. McClung (1870-1946) fue el primero en mencionar la existencia de un cromosoma determinante del sexo, a partir de sus observaciones en langosta. En 1905, la investigadora Nettie Maria Stevens (1861-1912), además de localizar y describir en insectos los cromosomas sexuales y su comportamiento, supo interpretar su función en relación con los muy recientes principios mendelianos de la herencia. Esto fundamento la teoría cromosómica de la determinación del sexo (un caso especial de la teoría cromosómica de la herencia) por parte de otros investigadores como Walter Sutton y Thomas Morgan. 

En la búsqueda de cuál era el cromosoma que determina el sexo, se observó que en los machos faltaba un cromosoma, o por lo menos que en ellos había un par asimétrico. En la mayor parte de las especies, las hembras tienen un par de cromosomas denominado XX que determina el sexo. En los machos, el par que determina el sexo se llama XY ( es asimétrico)o XO (pues se trata de un solo cromosoma). Los machos XY se denominan heterogaméticos, y los XO monigameticos. No obstante, en algunos organismos como mariposas y aves, la situación es inversa: la hembra es la heterogametos. 

Los seres humanos tienen 22 pares de  cromosomas somáticos o autosomas y un par de cromosomas sexuales o gonosomas. En la mujer los gonosomas son el par XX y en el hombre, el XY. el cromosoma Y es notoriamente más pequeño que el X. Los machos producen un 50% de gametos con cromosomas X y un 50% con el cromosoma Y. Cada uno de estos tendría la misma probabilidad de fecundar un gameto femenino, por lo que la posibilidad de obtener machos o hembras en la descendencia es del 50%. Además de determinar el sexo, está par de cromosomas contienen otro tipo de información, no necesariamente sexual. 

Ligamiento al sexo 

Thomas Hunt Morgan encontró en mosquitas de la fruta, que normalmente tienen ojos rojos, un macho con novedosos ojos blancos. Asi , fue testigo de la aparición de una mutación, un cambio de información genética de un individuo. El macho mutante de ojos blancos fue cruzado con una hembra de ojos rojos, y se obtuvo una descendencia F1 de mosquitas con ojos rojos. Morgan concluyo que el alelo "ojos blancos" (r), obviamente era recesivo. Pero cuando cruzó las marcas de la F1, todas las moscas de ojos blancos de la descendiente F2 resultaron ser machos. ¿Por que no había hembras de ojos blancos? Al cruzar el macho mutante con una hembra  heterocigótica de ojos rojos (Rr) de la F1 obtuvo una proporción 1:1:1:1. Ahora habían aparecido hembras con ojos blancos. La explicación de Morgan fue que el gen que determina el color de los ojos se encuentra en un par de cromosomas que es asimétrico, como el par XY, que justamente se encuentra en los machos y determina el sexo.

Los genes situados en aquellas par del cromosoma X que no existen en el Y, solo aportaran un alelo al genotipo. Por esta razón, machos y hembras con el mismo compuesto genotipo poseen distintos fenotipos. En este caso, la característica en cuestión está ligada al sexo. 

Caracteres ligados al sexo en los seres humanos

Así como en la mosquita de la fruta el color de los ojos están ligados al sexo, en los seres humanos también lo están la hemofilia, que es una enfermedad en la que falla la coagulación de la sangre, y el daltonismo, que es ceguera para algunos colores. Estos alelos, también recesivos, se transmiten de madres sanas, heterocigotas, a sus hijos, pero solo se expresan en los hijos varones, en los que no hay otro cromosoma X (monocigotos) con el alelo "sano" que denomine al recesivo. 

El mecanismo es el mismo que el estudiado para el color de los ojos de la mosquita. Las madres heterocigóticas que portan el alelo recesivo se denominan portadoras sanas.   

Lo heredado y lo adquirido

¿Todas las características de los seres vivos son heredadas?No, todas lo son porque un individuo de cualquier especie es el resultado de la interacción entre la información genética (los genotipos) y el ambiente. Hay características que no heredamos para nada, como las cicatrices, las enfermedades infecciosas, un color oscuro de piel por efecto de la exposición excesiva al sol, una conducta aprendida, etc. Por el simple hecho de teñirme el pelo, imitamos un fenotipo que no fue originado en nuestro genotipo para el color de pelo. Si tenemos el pelo negro y lo teñimos de rubio, pasamos a ser lo que en genética se llama una fenocopia, es decir, la imitación de un fenotipo. 

En biología, se opone lo heredado y lo adquirido y , en muchos casos, los fenotipos resultan de una interacción entre ambos. Por ejemplo, una tendencia a sufrir ciertas enfermedades, la coloración de la piel, ciertas conductas instintivas. Veamos este último caso; un pollito rompe el cascarón y comienza a caminar y a picotear en el piso. Esta conducta la ha heredado y podemos llamarla instintiva. 

La variación fenotípica a partir de un un mismo genotipo se denomina amplitud de reacción del fenotipo. Dos plantas de malvón, creadas del mismo gajo, puestas una al sol y la otra a la sombra, se distinguen en poco tiempo. Aquella que estuvo al sol tendrá sus hojas pequeñas y entrenudos rotos, mientras que la colocada a la sombra tendrá hojas grandes y entrenudos largos. Obviamente, wl genotipo para el pigmento es el mismo en todas sus células. 

Interacciones alélicas:codominancia y dominancia incompleta

No siempre existe una clara relación de dominancia sobre recesividad. Por ejemplo, en las plantas buenas noches (Mirabilis jalapa), el cruzamiento de una línea pura de flores rojas (RR) con otra de flores blancas (rr) da un 100% de flores rosadas. Este es un caso de dominancia incompleta. El alelo que determina el color rojo no domina totalmente sobre el que determina ausencia de color (en la naturaleza siempre el blanco corresponde a la ausencia de pigmento). En este caso, cada genotipo de una F2 tiene un fenotipo propio: el genotipo homocigoto dominante genera fenotipo "flores rojas", el hemocigotico recesivo, "flores blancas", y el heterocigotico "flores rosadas"; pero la relación de genotipos es la misma de siempre (1:2:1).

En el caso de la codominancia, los dos alelos se expresan en el fenotipo. El ejemplo más claro es el de los grupos sanguíneos, donde además se trata de un caso de alelos múltiples, es decir,de más de dos alelos para un mismo gen. Tres alelos de un gen I determinan la presencia de unas proteínas o no en la sangre. 

El alelo IA determina la presencia de proteína A (la cual es codominante con la proteína B). El alelo IB determina la presencia de proteína B (codominante con la proteína A). El alelo I0 no genera proteína y es recesivo, por lo tanto, la ausencia de proteína solo se manifiesta en el homocigoto I°I°. 

La estructura de los genes

El avance de la bioquímica permitió desempeñar la constitución íntima de cromosomas y genes, comprender el lenguaje con el núcleo se comunica con el resto de la célula, y por último, hacer un mapa de los genes. 

El descubrimiento de ADN 

Corre el año 1869. Tres años atrás Mendel había publicado "experimentos de plantas híbridas"en la revista de la sociedad de historia natural, de Brunn. 

Darwin busca el mecanismo de la herencia biológica, pero propone una idea equivocada. En un antiguo castillo alemán, el joven químico Johann Friedrich Miescher (1844-1895) analiza pus extraído de vendas usadas en el hospital cercano. Le interesa averiguar la composición química de las células. Primero, aislar los núcleos celulares y , luego de un laborioso proceso, obtiene una sustancia gomosa rica es fósforo, nitrógeno y azufre. La denominó "nucleína". Así comenzó el estudio de la sustancia de que están hechos los genes y cromosomas: el ADN o ácido desoxirribonucleico. 

En la década de 1920, Fred Griffith (1879-1941) estudia bacterias que provocan neumonía y descubre que una mezcla de bacterias infecciosas muertas y de bacterias no infecciosas vivas, inyectadas en ratones, les provoca la neumonía, tal como si se les hubiera inyectado una cepa de bacterias vivas. Una enigmática sustancia había pasado de las bacterias muertas a vivas. Esa sustancia resultó ser el ADN.

Todavia en 1921 el investigador Hermann J,Muller (1890-1967) admite que no se conoce de qué están hechos los genes, que no se conoce su mecanismo de acción y que pueden sufrir cambios, o sea, mutaciones. Finalmente,recomienda hacer investigaciones bioquímicas. Recién en 1941, George Wells Beadle(1903-1989) y Edward Lawrie Tatum (1909-1975) siguen sus indicaciones y estudian mutantes del hongo neurospora, a los que un trasplante de núcleo celular les devuelve capacidades perdidas. 

En 1944, Oswald Theodore Avery (1877-1955), Colin Munro MacLeod (1909-1972) y Maclyn McCarty(1911-2005) identifican la sustancia enigmática de Griffith, que no es otra que la nucleína descrita por Miescher: un ácido nucleico. El estudio de los virus profundiza el conocimiento, pues se descubre que están compuestos solo por ácidos nucleicos y proteínas. En 1953, el inglés Francis Crick (1916-2004) y el norteamericano James Watson (1928-) revelan que el ADN es una larga doble hélice, unida por partes de bases nitrogenadas (adenina-timina, guanina-citosina). Un concepto comienza a tomar forma y es que habría alguna relación entre la secuencia de bases en el ADN y la secuencia de aminoácidos en las proteínas. Esto conducirá en pocos años a Marshall Warren Nirenberg (1927-20109) y Har Gobind Khorana (1922-) a descifrar el código genético.

La información genética cambia, fluye y se mapea

Francis Crick propuso, en 1958, que la información genética fluia unidireccionalmente del ADN hacia el ARN, y de este hacia las proteínas. Esta afirmación se denominó dogma central de la biología, un nombre no muy correcto porque la ciencia no es dogmática.

En 1964, Howard Martin Temin (1934-1994) descubrió que algunas infecciones con ARNvirus, es decir, con virus cuya información genética reside solamente en una cadena de ARN, producían tumores, pero podrían ser bloqueadas por inhibidores de la síntesis de ADN. Esto implicaba que, en alguna etapa, la acción del virus requiere síntesis de ADN y que, por lo tanto, necesariamente debía fluir información desde el ARN al ADN. Si esto era así, debía haber también una enzima responsable de la transcripción del ADN a partir de ARN. La enzima fue encontrada por Howard Temin y David Baltimore (1938-) en 1970, y fue denominada transcriptasa inversa. Así, doce años después de proclamar su dogma, Crick debió modificar y agregar una flecha más desde ARN a ADN, dada la evidencia de que los ARNvirus podrían hacer que una célula sintetizara ADN a partir de ARN.

Las mutaciones

Los cambios en la información genética pueden afectar desde una parte de un gen hasta varios grupos de genes. Pensemos en la sintesis de proteinas: un simple error en la transcripción, cuando el ADN pasa su información al ARN mensajero, puede implicar la inserción de un aminoácido "equivocado" en la proteína en formación. Esto puede no tener ningún efecto, es decir, puede tratarse de una mutación silenciosa, pero también puede conllevar gravísimas consecuencias. Por ejemplo, un cierto aminoácido errado, entre los muchos que forman la proteína hemoglobina de los glóbulos rojos, hace que los eritrocitos sean deformes y causen una enfermedad conocida como anemia falciforme. Estas mutaciones se llaman de punto. Las mutaciones también pueden involucrar a un segmento de ADN, y también fragmentos de cromosomas o cromosomas enteros. Un cromosoma puede perder una parte o ser super numerario, como en el caso del síndrome de Down. También pueden intercambiarse fragmentos entre cromosomas, los que se denomina translocación.

En otros casos, todo el genoma (conjunto de genotipo) completo puede estar duplicado, triplicado, cuadruplicado, etcétera. En ciertos vegetales, estos tipos de mutaciones de ploidía originan individuos poliploides y traen aparejado un aumento del vigor y tamaño de los frutos, por ejemplo.

La recombinación

Cuando Thomas Morgan estudiaba el ligamento, observó que en algunos cruzamientos la descendencia no presentaba la proporción 3:1, típica de los genes ligados, sino las esperadas para genes ubicados en cromosomas diferentes, ósea, 9:3:3:1. Morgan tomó en cuenta observaciones previas, que identificaban que cuando una célula se divide para dar células sexuales (meiosis), los cromosomas homólogos se aparean y se entrelazan uno alrededor del otro. Sospecho que los cromosomas intercambian fragmentos y forman nuevas combinaciones de alelos. Este fenómeno se denomina entrecruzamiento (crossing over, en inglés). Alfred Henry Sturtevant (1891-1970), más tarde, postuló que los genes de los extremos de los cromosomas serán los más afectados, por lo que el porcentaje de recombinación pasó a ser nada menos que una medida de la distancia entre los genes. La unidad de medida de dicha distancia, el 1% de recombinación, se conoce actualmente como unidad Morgan. A partir de estas observaciones comenzó el estudio de la locación de los genes o mapeo de cromosomas, que incluyo en el proyecto HuGO (HUman Genome Organization, en inglés).