¿Es posible hablar de herencia sin conocer la existencia de los genes? ¿Fue el estudio de la herencia genética lo único que inquietó intelectualmente a Mendel? ¿Quién fue Mendel?

Sin lugar a dudas, se trata de una figura histórica que aportó muchísima luz en el estudio de la herencia genética, llegando a la existencia de lo que se conoce como genética mendeliana hoy en día.

Siendo un ejemplo de curiosidad y observación, Mendel fue capaz de realizar aportaciones que, quién sabe cuánto bien científico habrían traído si hubieran llegado a oídos de Charles Darwin.

Breve biografía de Mendel.

Nuestro protagonista de hoy nació el 20 de julio de 1822 en Heinzendorf, un pueblo ubicado en el norte de Moravia, República Checa. Fue bautizado como Johann Mendel y, al ingresar como fraile agustino, adquirió el nombre de padre Gregorio. El día 6 de agosto de 1847 fue nombrado sacerdote y, en 1849, hizo un examen con el fin de ingresar como profesor de secundaria en Znaim. No obstante, suspendió el examen y no logró obtener una plaza.

Aunque hasta ahora no habréis apreciado muchos éxitos por parte de Mendel en este breve texto biográfico, no os preocupéis, nos acercaremos.

El calendario señalaba el año 1851 cuando nuestro admirado Gregor entró en la Universidad de Viena para estudiar botánica, física, química, matemáticas e historia. Cabe destacar que fue en Viena donde realizó sus famosos estudios sobre la herencia genética de los guisantes, utilizando distintas variedades de lo que conocemos con el nombre de Pisum sativum.

Tras estos análisis, Mendel decidió presentar sus trabajos sobre herencia genética en las reuniones de la Sociedad de Historia Natural de Brünn tanto el 8 de febrero como el 8 de marzo de 1865. Un año después, en 1866, publicó sus trabajos como «Experimentos sobre hibridación de plantas» en las Actas de dicha Sociedad.

Desgraciadamente, al principio no se tomaron en serio los resultados de Mendel sobre herencia genética. Es más, tuvieron que pasar 30 años para que estos fueran reconocidos y entendidos. Además, cabe señalar que Charles Darwin no llegó a ver los trabajos de Mendel, lo que seguramente le hubiera servido de gran ayuda para sus investigaciones. Mendel murió el 6 de enero de 1884 en Brünn.

Vocabulario esencial.

Aquí cabe resaltar el significado de algunos términos relacionados con el ámbito de la herencia genética. Los conceptos destacables son los siguientes:

• Genotipo: conjunto de genes que tiene un organismo.
• Fenotipo: manifestación visible del genotipo (también está influido por el ambiente).
• Alelos: cada una de las formas que puede tener un gen.
• Organismos homocigóticos (raza pura) : aquellos que poseen dos alelos iguales para un carácter.
• Organismos heterocigóticos (raza híbrida) : aquellos cuyos alelos para un determinado carácter son distintos.
• Alelo dominante: aquel que se expresa tanto en homocigosis (AA, aa) como en heterocigosis (Aa, aA).
• Alelo recesivo: aquel que solo se expresa en homocigosis (AA, aa).

Las leyes de Mendel.

Seguramente ya habréis oído hablar sobre estas tres famosas leyes tan conocidas. Aun así, os propongo que durante un momento miréis la imagen que hemos colocado al principio del artículo, cerrad los ojos y haced el ejercicio mental de imaginar que sois Gregor Mendel.

Antes de comenzar, me gustaría aclarar que lo que a continuación vais a leer no pretende ser una réplica exacta del estudio de Mendel sobre herencia genética en la época, sino un recurso más que facilite la labor comunicativa y explicativa sobre lo que concluyó con sus trabajos.

Usted, una persona curiosa y muy observadora, se encuentra paseando por una zona campestre de Viena rodeado de unos kilométricos cultivos de guisantes. No puede evitar fijarse en que dentro del gran conjunto de guisantes hay variedades distintas que hacen de dicho campo de cultivo un panorama más variado y colorido. Se percata de que hay cierta variedad de guisantes de un color amarillento, mientras que hay otros que son verdes e incluso, algunos, rugosos.

¿Cómo es posible que exista tal variedad? ¿Habrá algún patrón que dicte si un guisante ha de ser de un color o textura determinado? Ante la cantidad de interrogantes que surgen por su mente, decide volver a su domicilio para sembrar algunas semillas y estudiar lo que ha observado. Comienza cruzando guisantes de color amarillo y guisantes de color verde y obtiene guisantes amarillos, como en el esquema de abajo.

Primera ley de Mendel. Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación filial.

Al cruzar a los dos parentales (P), obtiene que la descendencia solo comparte el fenotipo, en cuanto a color se refiere, de uno de los parentales. Por esta razón, deduce que el factor hereditario que determina el color puede ser bien dominante (A) o bien recesivo (a). Además, sabiendo que la descendencia nace de la unión de dos gametos, uno de cada progenitor, deduce el genotipo de la generación parental (ver Imagen 1).

Así es como llegaríamos a la ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación filial (F₁). Del cruce de dos parentales homocigóticos obtenemos una descendencia idéntica en cuanto a fenotipo al homocigótico dominante. En cambio, el genotipo es distinto, teniendo tanto el alelo dominante como el alelo recesivo.

Segunda ley de Mendel. Ley de la separación o disyunción de los alelos.

Aunque haya llegado hasta esta primera ley, usted decide experimentar qué pasaría si cruzara dos individuos de la primera generación filial. Realmente, sabe que necesita realizar este cruce para corroborar su primera ley. ¿Quién le dice que hablamos de la transmisión de un alelo dominante y otro recesivo? ¿Por qué no podríamos hablar de la transmisión de uno solo de los alelos?

Si realmente la primera generación filial fuera heterocigótica, tras hacer este cruce debería haber parte de la descendencia con el fenotipo del color verde. Tras cuidar sus guisantes, comprueba que efectivamente parte de la descendencia posee este color verde. ¡Estupendo! ya sabemos con certeza que a la descendencia se transmiten dos alelos.

Como habrá podido comprobar, los alelos se separan entre sí perfectamente sin sufrir ninguna alteración. Esto va a posibilitar el hecho de que aparezcan diferentes combinaciones alélicas en el genotipo de los descendientes. De este modo, sabemos que la proporción fenotípica de la descendencia será de 3 amarillo: 1 verde (ver Imagen 2). Y, si queremos ir más allá, veremos que la descendencia tendrá estos fenotipos y genotipos:

• AA: guisante amarillo (25%).
• Aa: guisante amarillo (50%).
• aa: guisante verde (25%).

Ahora bien, seguramente noteis que hasta el momento solo hemos hablado del color de los guisantes. ¿No se mencionó al principio del apartado que algunos guisantes eran rugosos? Es así como Gregor Mendel comienza a experimentar y observar para dar con su tercera ley.

Tercera ley de Mendel. Ley de segregación independiente de los alelos de caracteres diferentes.

Está bien, hasta ahora usted ha trabajado con guisantes lisos de diferentes colores. Como es usted una persona de ambición y gusto por el aprendizaje, decide complicar un poco más la cosa y cruzar un guisante liso y amarillo con otro verde y rugoso. Importante destacar que ambos son razas puras, por facilitar el estudio.

Observa que la descendencia es amarilla y lisa en su totalidad (ver Imagen 3). Como usted ya sabía que el alelo del color amarillo para el carácter del color era dominante, y ha usado razas puras, no se sorprende por el color. No obstante, también observa que la textura de la descendencia es lisa en su totalidad. Por tanto, el alelo que otorga la textura lisa es dominante sobre el alelo de textura rugosa.

Hasta aquí el asunto está resultando muy sencillo de resolver, toda la descendencia tiene el mismo fenotipo. A pesar de ello, se percata de que el genotipo de la primera generación filial (F₁) ha cambiado, ya no tenemos individuos homocigóticos. ¿Qué pasaría si hiciéramos un cruce entre dos guisantes de la primera generación filial?

Querido Mendel ¡tras este cruce (ver Imagen 4) ha llegado a una conclusión! No hace falta explicar que la variedad genotípica y fenotípica se ha visto enriquecida. Ha bastado cruzar dos guisantes lisos y amarillos para obtener todo tipo de variantes en la segunda generación filial (F₂). ¿Qué significa esto? Como ha obtenido guisantes lisos y amarillos; rugosos y amarillos; lisos y verdes; y rugosos y verdes, solo queda pensar que los alelos de ambos caracteres se transmiten de forma independiente y se combinan azarosamente.

La apicultura como estudio sobre herencia genética

Desconozco si sabréis esto, pero Gregor Mendel dedicó 10 años de su vida a la apicultura. ¡No todo iban a ser guisantes! No obstante, parece ser que las abejas constituyeron un modelo de experimentación sobre herencia genética fallido. En su defensa cabe destacar que, al menos en aquella época, el cruce de abejas era ciertamente complicado, ya que en el vuelo nupcial de la reina no debía haber ningún zángano ajeno.

Era el año 1854 cuando Mendel se encontraba en Silesia discutiendo junto con otros apicultores la conocida como hipótesis de Jan Dzierzon. Esta hipótesis defendía que el origen de los zánganos tiene lugar por la partenogénesis, un proceso reproductivo que se basa en el desarrollo de células sexuales femeninas no fecundadas. Así se concluiría entonces que el origen de las hembras es de índole sexual, mientras que el de los machos se da por un proceso asexual.

Por último, mencionaremos que Mendel llegó a ser nombrado presidente de la Sociedad de Apicultura de Brno en 1871, llegando a dejar el cargo en 1873 y ser reelecto en 1874. No obstante, volvió a dejar el cargo por motivos personales.

Conclusión

Para concluir con el artículo, siento la necesidad de no dejar pasar el hecho de que Mendel inició un gran camino, pero no lo terminó. Realizó sus estudios sobre herencia genética sin saber qué era el ADN y no se encuentra entre sus logros la descripción de ciertos términos que hoy se estudian dentro de la genética mendeliana: herencia genética intermedia, codominancia, alelismo múltiple, etc. Aún así, los experimentos de Mendel sobre herencia genética siguen siendo claves para la biología en la actualidad.

Artículos que pueden interesarte

• ¿Cómo se descubre la causa genética de una patología?
• ¿Cómo funciona la transcripción genética del ADN?ç
• El genoma y los mecanismos epigenéticos
• Libros de genética para principiantes. Descubre los genes