VIRTUAL LAB: "Cruzando moscas"

VIRTUAL LAB: "Cruzando moscas"

Esta obra está sujeta a una licencia de Reconocimiento 4.0Internacional de Creative Commons. Autoría: La RuBisCO es lo más

Illustrations created inwww.BioRender.com

¡Vamos a ello!

VIRTUAL LAB: "Cruzando moscas"

El enigma de las alas curvadas

WT

Conoce a Drosophila

Morgan y la mosca de ojos blancos

Aprende a trabajar con moscas

Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta o del vinagre, es una mosca muy pequeña, de menos de 3mm, muy utilizada en investigación biológica, especialmente en genética

¿Solo en genética?

By Sanjay Acharya - Own work, CC BY-SA 4.0

Drosophila fue el 1º animal que se envió al espacio y consiguió volver sano y salvo. Además, ¡esta mosca ha ganado 6 premios Nobel!

By Amy Xinyang Hong and Cedric Tan (New York Times)

Averigua por qué

Como en todos los insectos, el cuerpo de Drosophila se divide en cabeza, tórax y abdomen. Posee 3 pares de patas y, además, un par de alas bien desarrolladas y el otro par de alas modificado en halterios

CREDIT: Richard T. Nowitz/Photo Researchers Inc (New York Times)

halterios que estabilizan el vuelo

Más sobre Drosophila

Drosophila vive más o menos unas 3-4 semanas y se reproduce rápidamente, por lo que se pueden estudiar varias generaciones en muy poco tiempo

CREDIT: Wang et al. (Nature, 2020)

Mamá Drosophila ha puesto un huevo

Descubre más sobre Drosophila

Ciclo de vida de Drosophila

adulto

huevo

¡Un huevo tarda unos 10 días en llegar a mosca adulta! ¡En solo 1 mes una mosca puede ser ya abuela!

larva

pupa

Sigue aprendiendo

Drosophila fue uno de los primeros organismos usados para el análisis genético y sigue siendo uno de los eucariotas más utilizados actualmente

Estas moscas mutantes con ojos fluorescentes han sido modificadas genéticamente mediante la tecnología CRISPR (corta y pega molecular)

Apaga la luz

CORTESIA: Saumitra Dey, Rosario Vicidomini, Serpe Lab, NICHD/NIH (National Institute of Child Health and Human Development, USA)

Drosophila fue uno de los primeros organismos usados para el análisis genético y sigue siendo uno de los eucariotas más utilizados actualmente

Estas moscas mutantes con ojos fluorescentes han sido modificadas genéticamente mediante la tecnología CRISPR (corta y pega molecular)

Enciende la luz

CORTESIA: Saumitra Dey, Rosario Vicidomini, Serpe Lab, NICHD/NIH (National Institute of Child Health and Human Development, USA)

Drosophila fue uno de los primeros organismos usados para el análisis genético y sigue siendo uno de los eucariotas más utilizados actualmente

Vengo del más allá para desvelarte que la pista necesaria para poder aprender a trabajar con moscas en el NIVEL 2 estará en el PEINE SEXUAL de un macho... ¡CUANDO LO VEAS HAZ CLIC EN ÉL!

Soy Thomas Hunt Morgan, no sé si sabes que, gracias a Drosophila, gané el Nobel de Fisiología y Medicina en 1933. ¡Demostré que los cromosomas son los portadores de los genes!

Estas moscas mutantes con ojos fluorescentes han sido modificadas genéticamente mediante la tecnología CRISPR (corta y pega molecular)

CORTESIA: Saumitra Dey, Rosario Vicidomini, Serpe Lab, NICHD/NIH (National Institute of Child Health and Human Development, USA)

Conoce a Drosophila "por dentro"

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Drosophila es un organismo modelo en experimentos genéticos porque los 165 millones de pares de bases que comprenden su genoma están secuenciados desde 2002

Averigua más sobre su genoma

Homo sapiens

Drosophila melanogaster

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60%

genes similares

Descubre sus aplicaciones

Aproximadamente el 75% de los genes que están implicados en enfermedades humanas tienen su equivalente en Drosophila. Son de especial interés los genes que se relacionan con enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer

Adéntrate en sus cromosomas

Drosophila melanogaster posee unos 13600 genes que se distribuyen en solo 4 pares de cromosomas: 1 par de cromosomas sexuales y 3 pares de autosomas

Más información

CROMOSOMASSEXUALES

AUTOSOMAS

Existen muchísimos mutantes caracterizados de Drosophila melanogaster Mutaciones en determinados genes -> originan fenotipos característicos

Ejemplos de mutantes:

ojos en barra

alas vestigiales

cuerpo ébano

Continúa

a)

Es el cortejo, "baile" que ejecutan macho y hembra antes de reproducirse

b)

Son dos machos luchando por algún motivo desconocido

CREDIT: Dr. Eric Hoopfer, California Institute of Technology (Josh Cassidy, KQED)

Ahora que ya sabes más sobre Drosophila, ¿Qué crees que hacen estos 2 ejemplares?

¿Por qué luchan?

CREDIT: Dr. Eric Hoopfer, California Institute of Technology (Josh Cassidy, KQED)

¡Ups! Creo que te has equivocado... ¡En realidad, son 2 machos peleando!

¿Por qué luchan?

CREDIT: Dr. Eric Hoopfer, California Institute of Technology (Josh Cassidy, KQED)

¡Exacto! Difícilmente van a tener larvas estos dos con ese "trasero" tan oscuro

Estos dos machos han sido modificados genéticamente, y al estimularlos con luz roja, se les activa un grupo de neuronas relacionado con la agresividad y se ponen a luchar casi inmediatemente (California Institute of Technology)

Diferencia machos y hembras

CREDIT: Dr. Eric Hoopfer, California Institute of Technology (Josh Cassidy, KQED)

Las hembras son ligeramente más grandes

Los machos tienen el abdomen oscuro y más redondeado

Ejemplos de mutantes:

Las hembras tienen el abdomen con bandas y acabado en punta

Los machos tienen un peine sexual en el 1º par de patas para sujetar mejor a la hembra y que no se escape

Continúa

CREDIT: Floris van Breugel. www.artinnaturephotography.com

¡Hola de nuevo! Fui un gran científico pero, ¡llevo muerto desde 1945! He dejado el código, desde el más allá de donde vengo, a un colega mío que está en el laboratorio...

Continúa

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En la imagen, aparece un macho intentando que una hembra se apareé con él. Para ello, estira un poco hacia un lado un ala y la hace vibrar...

¡Por favor! Como experto en moscas debo avisarte que si te pasases de tiempo con el éter para anestesiarlas, las pobres moscas también estirarían el ala y no precisamente para ligar...

CREDIT: Dr. Eric Hoopfer, California Institute of Technology (Josh Cassidy, KQED)

Puedes ir al NIVEL 2

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Vuelve atrás

Laboratorio

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M1

MEDIo DE CULTIVO

WT

Entra al NIVEL 2

Vuelve atrás

Laboratorio

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Entra al NIVEL 2

La contraseña es el nombre de la técnica de "corta y pega" molecular con la que se han conseguido moscas con ojos que brillan en la oscuridad

¡Te daré unas pistas!

01

Este sistema fue descubierto por el científico de Elche Francisco Mojica en las bacterias de las salinas de Santa Pola

Premio NOBEL de Química 2020

02

Esta técnica les hizo ganar el Nobel a las dos científicas que aplicaron el decubrimiento de Francisco Mojica en edición genética

Jennifer A. Doudna

Emmanuelle Charpentier

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¡Ya te la sabes!

03

Son una especie de tijeras moleculares con "GPS" capaces de cortar el ADN justo en el punto donde se desee y pegar en su lugar otro fragmento

Busca pistas en el laboratorio

¡Muy bien! Veo que has prestado atención a mis precisas instrucciones... ¡Ojalá hubiera existido el CRISPR en mis tiempos!

¡Ve al NIVEL 2!

CRÉDITO IMAGEN: DAVID Duneau

INTRODUCE LA CONTRASEÑA

Escribe aquí

crispr|CRISPR|Crispr

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PÁGINA DE CREACIÓN

opción1|opción2|opción3

Antes de trabajar en un laboratorio, debes conocer cómo, ¿no?

MEDIo DE CULTIVO

Éter

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M1

WT

Mira el video explicativo

Video sobre el trabajo con Drosophila en el laboratorio

Continúa

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Coloca los 4 pasos para realizar cruzamientos en el orden adecuado:

1º

Anestesiar con éter unos segundos y, con ayuda de la lupa binocular, seleccionar las hembras vírgenes y los machos para el cruce

2º

Conseguir hembras vírgenes, eliminando las moscas adultas de un anterior cultivo e incubando las pupas como máx. 4-6 h

3º

Preparar el medio de cultivo o papilla en un matraz o vial. En él se introducirán las moscas parentales para el cruzamiento

4º

Incubar durante 1 semana a 28 ºC y extraer del matraz a la generación parental. Incubar otra semana más y analizar la descendencia

Entra al laboratorio

1º) Coge el matraz y ponlo en el centro de la mesa, rellénalo de medio de cultivo y tápalo con el tapón

MEDIo DE CULTIVO

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WT

A partir de ahora, cada vez que veas este símbolo ¡Haz clic en él!

1º) Coge el matraz y ponlo en el centro de la mesa, rellénalo de medio de cultivo y tápalo con el tapón

¡Vierte el medio de cultivo en el matraz!

MEDIo DE CULTIVO

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WT

Page pour créer votre DND

1º) Coge el matraz y ponlo en el centro de la mesa, rellénalo de medio de cultivo y tápalo con el tapón

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¡Ponle el tapón!

2º) Deja el medio preparado en su sitio y, a continuación, coge el vial con moscas WT (wild type) para anestesiarlas

MEDIo DE CULTIVO

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M1

¡Deja el matraz ya preparado aquí!

WT

2º) Deja el medio preparado en su sitio y, a continuación, coge el vial con moscas WT (wild type) para anestesiarlas

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WT

WT

¡Coloca el vial con moscas WT aquí!

¡Hola de nuevo! ¿Me recuerdas? Soy yo, el mismísimo Thomas Hunt Morgan, el mayor experto en Drosophila de todos los tiempos... Aunque no soy real, he decidido que vas a tener el gran honor de ser mi aprendiz. Para empezar, ¿sabías qué las moscas WT (wild type) son las primeras que se encontraron en la naturaleza?

Otros ejemplos: bananas WT

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Las bananas WT (wild type), del tipo natural o silvestre, tienen semillasmuy grandes y duras. Son las primeras que se encontraban en la naturaleza

Agricultores y ganaderos han modificado genéticamente cultivos durante siglos y siglos. Quizá no editando genes con CRISPR pero sí cruzando variedades hasta obtener "mutantes" más comestibles

CREDIT: DWarut Roonguthai, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

CRÉDITO: Warut Roonguthai, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

¿Cómo son las moscas WT?

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Los ejemplares WT (wild type) de Drosophila melanogaster tienen los ojos de color rojo, el cuerpo marrón clarito y las alas bien formadas y funcionales

CREDIT: DWarut Roonguthai, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

CRÉDITO: Hayley Karageorgiou, Universitat Autònoma de Barcelona

CRÉDITO: Hayley Karageorgiou, Universitat Autònoma de Barcelona

Vuelve al laboratorio

3º) Coge las gasas de algodón e imprégnalas con éter, luego ponlas encima del vial con moscas WT durante unos segundos

MEDIo DE CULTIVO

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WT

3º) Coge las gasas de algodón e imprégnalas con éter, luego ponlas encima del vial con moscas WT durante unos segundos

MEDIo DE CULTIVO

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4º) Quita las gasas y ponlas en su sitio antes de que las moscas estiren el ala. Luego, pon las moscas dormidas en la placa petri

MEDIo DE CULTIVO

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WT

WT

4º) Quita las gasas y ponlas en su sitio antes de que las moscas estiren el ala. Luego, pon las moscas dormidas en la placa petri

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

M1

WT

5º) Coloca la placa petri con las moscas ya dormidas en la lupa binocular para poder observarlas

MEDIo DE CULTIVO

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M1

WT

6º) Haz clic en los oculares de la lupa binocular, enfoca las moscas y separa los machos de las hembras para meterlos en el medio que preparaste...

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

WT

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enfoca

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Separa los machos aquí

Separa las hembras aquí

CONTINÚA

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Continúa

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¡Fantástico, muy profesional! Al seleccionar los machos para un determinado cruzamiento no importa si siguen vírgenes o no... Sin embargo, es necesario que las hembras que escojamos sean todavía vírgenes

Obviamente, no deseamos que las hembras ya estén fecundadas antes del cruzamiento... ¡Introduce estos 3 machos WT en el matraz que preparaste antes de que se despierten!

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7º) Cruzaremos los 3 machos WT con hembras vírgenes de moscasmutantes (M1). Coge el vial con moscas M1 y colócalo en la mesa

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

WT

8º) Para conseguir hembras vírgenes M1, elimina los adultos y mete el vial con las pupas restantes un máximo de 4-6 horas en la estufa

MEDIo DE CULTIVO

M2

Éter

M1

Haz clic para eliminar las moscas adultas

WT

8º) Para conseguir hembras vírgenes M1, elimina los adultos y mete el vial con las pupas restantes un máximo de 4-6 horas en la estufa

ESTUFA a 28ºC

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

M1

WT

9º) Tras 4-6 horas algunas pupas ya son adultas, pero aún no se han apareado. Impregna las gasas con éter y ponlas encima del vial

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

M1

WT

9º) Tras 4-6 horas, algunas pupas ya son adultas, pero aún no se han apareado. Impregna las gasas con éter y ponlas encima del vial

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

M1

WT

10º) Antes de matar a la pobres, quita las gasas con éter y déjalas en su sitio. Coloca las moscas vírgenes dormidas en la placa petri

MEDIo DE CULTIVO

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10º) Antes de matar a la pobres, quita las gasas con éter y déjalas en su sitio. Coloca las moscas vírgenes dormidas en la placa petri

MEDIo DE CULTIVO

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M1

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11º) Coloca la placa en la lupa binocular para seleccionar 3 hembras mutantes M1 para el cruzamiento. ¡Haz clic en los oculares para mirar!

MEDIo DE CULTIVO

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M1

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11º) Coloca la placa en la lupa binocular para seleccionar 3 hembras mutantes M1 para el cruzamiento. ¡Haz clic en los oculares para mirar!

MEDIo DE CULTIVO

M2

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M1

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enfoca

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Introduce las 3 hembras vírgenes con los machos WT

Devuelve el resto de moscas al vial M1

M1

Antes de seguir, vamos a recapacitar un poco... Hemos introducido en un matraz 3 machos WT con 3 hembras vírgenes M1. Pero, ¿te has fijado en cuál es la mutación de las moscas M1?

Ébano (e): el cuerpo de los mutantes se va oscureciendo con la edad

Sepia (se): los ojos de las moscas mutantes no son rojos, son de color marrón

Alas vestigiales (vg): moscas mutantes con las alas muy reducidas

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CONTINÚA

¡Eres una persona muy observadora! Las 3 hembras M1 vírgenes tienen la mutación "sepia" (se) que afecta a un gen del cromosoma 3. El cromosoma 3 no es sexual, es un autosoma. Por tanto, se trata de una mutación AUTOSÓMICA... Pero, ¿es dominante o recesiva?

¡Mira mutantes reales!

3 hembras M1

3 machos WT

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12º) Mete el matraz con los 3 machos WT y las 3 hembras vírgenes M1 en la estufa a 28ºC por una semana para que se apareen tranquilamente...

MEDIo DE CULTIVO

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Éter

WT

13º) Al cabo de 1 semana ya hay larvas, pero se deben eliminar las 6 moscas parentales del matraz para que no interfieran en el experimento

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

Haz clic para eliminar las moscas adultas

WT

14º) Introduce de nuevo el matraz en la estufa a 28ºC durante otra semana para que así las larvas y pupas pasen a ser moscas adultas

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

WT

15º) Repite el proceso, anestesiando a las moscas hijas y observando en la lupa los fenotipos de la 1ª generación filial (F1)

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

F1

¡Haz clic para anestesiarlas y observar la F1 en la lupa!

WT

F1

enfoca

F1

Todos las moscas "hijas" de la F1 tienen los ojos rojos... ¿Por qué ninguna mosca ha heredado los ojos marrones? Creo que Mendel en su libro "Experimentos sobre hibridación de plantas" lo explicó ya antes de que yo naciera...

¡Haz clic!

Experimentos sobre hibridación de plantas Gregor Mendel

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Experimentos sobre hibridación de plantas Gregor Mendel

Escribe un titular aquí

Ley de la uniformidad de los hibridos en la primera generación filial

Primera Ley:

AA

aa

Cuando se cruzan dos individuos de raza pura para un determinado carácter (es decir, el homocigoto dominante AA con el homocigótico recesivo aa), la primera generación resultante (F1) es uniforme. Todos los descendientes son iguales fenotípica y genotípicamente (heterocigóticos, Aa).

guisantes verdes

guisantes amarillos

100% Aa

guisantes amarillos

3 hembras M1 con ojos marrones

3 machos WT con ojos rojos

¿Cómo es el color marrón de los ojos (mutación sepia) en Drosophila?

100% descendientes con ojos rojos

a) dominante

b) recesivo

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Vamos a ver, alma de cántaro...Soy Mendel, Gregor Mendel. Dejé este mundo en 1884 pero, aún así, me haces venir del más allá para decirte que el color marrón de ojos en Drosophila es RECESIVO. Próximamente, te volveré a contactar para recordarte mi 2ª ley

Continúa

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Soy Mendel, Gregor Mendel. Dejé este mundo en 1884 pero, aún así, he de felicitarte por tus hallazgos... El color marrón en los ojos de Drosophila es igual de recesivo que el color verde en los guisantes. En breve, te volveré a contactar para recordarte mi 2ª ley

Continúa

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Pero antes, vas a contar con información privilegiada... Como ya sabrás, para pasar al nivel 3, necesitarás una contraseña. Para descubrirla, deberás buscar en el interior de alguna célula haploide (n). ¿Serás capaz de encontrarla?

Continúa

Llamaremos "se" al alelo que determina los ojos marrones (mutación sepia) y "se+" al alelo que determina los ojos rojos en las moscas WT

se+ > se

¿Por qué los alelos se nombran así?

se se

se+ se+

se+

Los gametos serán:

se

se+

Y el cuadro de Punnet quedará así:

100% se+se

se

CONTINÚA

Llamaremos "se" al alelo que determina los ojos marrones (mutación sepia) y "se+" al alelo que determina los ojos rojos en las moscas WT

se+ se+

Los gametos serán:

se

100% se+se

se

se+

se se

Y el cuadro de Punnet quedará así:

se+ > se

se+

¿Por qué los alelos se nombran así?

CONTINÚA

CONTINÚA

HETEROCIGOTOo HÍBRIDO

HOMOCIGOTOo RAZA PURA

se

se

se+

vs

se

tiene la misma variante de un gen en ambos cromosomas (alelos iguales)

tiene 2 variantes para un mismo gen (alelos distintos)

CONTINÚA

FENOTIPO

característica observable por fuera

se+

se

vs

influencia del entorno (medio ambiente)

GENOTIPO

combinación de alelos que porta el individuo

¿Y ahora qué hacemos? Tenemos muchas moscas hijas todas con los ojos rojos... El carácter "ojos marrones" no aparece en la 1ª generación filial (F1)... Pero, ¿habrá desaparecido por siempre jamás? ¡Es hora de consultar el libro del gran Mendel!

¡Haz clic!

Experimentos sobre hibridación de plantas Gregor Mendel

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Ley de la segregación

Segunda Ley:

F 1

Aa

Aa

guisantes amarillos

guisantes amarillos

Cuando se cruzan entre sí dos individuos heterocigóticos de la primera generación filial (F1), reaparecen en la segunda generación filial (F2) los caracteres recesivos que no se manifestaron en la F1 en una proporción de 3:1.

F 2

Aa

AA

aa

Aa

<nombre>X</nombre> <script></script>

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Continúa

Como hizo el gran Mendel, vamos a cruzar 3 moscas macho y 3 hembras de la F1, todas ellas híbridas, con genotipo se+se y con fenotipo ojos rojos, para comprobar si en la F2 reaparece el color marrón en los ojos

Mete las moscas en el matraz

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F2

¡Puedes mover y agrupar las moscas para contarlas mejor!

El nº de moscas con ojos rojos es:

El nº de moscas con ojos sepia es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

Completa el cuadro de Punnet de la autohibridación de la F1:

se+ > se

ojos rojos

F1

ojos sepia

se+ se

se+ se

se+

se

¿Por qué los alelos se nombran así?

Los gametos serán:

se+

se

se

se+

se

se+

Haz el cuadro de Punnet en tu cuaderno:

F2

¿Concuerdan los resultados?

Vuelve a buscar la pista

22 moscas con ojos rojos y solo 7 moscas con ojos sepia, se cumple la proporción 3:1 esperada. Bien, ahora que ya sabes cruzar moscas en el laboratorio y conoces la pista necesaria para descubrir la contraseña, ¡ya puedes pasar al nivel 3!

Puedes ir al NIVEL 3

Experimentos sobre hibridación de plantas Gregor Mendel

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Vuelve atrás

Laboratorio

Éter

M2

M1

MEDIo DE CULTIVO

WT

Entra al NIVEL 3

Haz clic en la puerta

Las moscas WT tienen los ojos marrones

Las moscas con ojos marrones son homocigóticas recesivas

La mutación sepia está en un cromosoma sexual

Al cruzar las moscas híbridas de la F1 entre sí, toda la descendencia (F2) tiene los ojos marrones

En Drosophila, la mutación sepia es dominante

Las moscas de la F1 heterocigóticas tienen los ojos marrones

El color rojo de los ojos es una mutación autosómica recesiva

Puedes arrastrar la luz para buscar entre la oscuridad

Las moscas con ojos rojos son siempre homocigóticas dominantes

Las moscas de la F2 tienen todas el mismo genotipo y fenotipo

LA CONTRASEÑA ES EL NOMBRE DE LA MUTACIÓN QUE CAUSA LA APARICIÓN DE LOS OJOS MARRONES EN Drosophila melanogaster

¡Ya te la sabes!

¡ERROR!

¡Muy mal!¿Tú realmente has superado el nivel 2?

VUELVE A INTENTARLO

¡Ve al NIVEL 3!

¡Perfecto! Debo admitir que eres un 10 como aprendiz... Por cierto, ¿sabias que las sepias tenían esas habilidades tan impresionantes para camuflarse?

Si no sabes la contraseña, es que no te has fijado lo suficiente en la información que te proporcioné en el NIVEL 2

Busca en el laboratorio

INTRODUCE LA CONTRASEÑA

Escribe aquí

VALIDAR

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Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

¡No te asustes, mi aprendiz! Has retrocedido en el tiempo hasta el año 1910 y estás conmigo en mi laboratorio, "the fly room" en la "Columbia University". Si quieres ver una recreación de cómo trabajaba en aquellos tiempos lejanos... ¡Mira el video!

Laboratorio

Video

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Fly Room at Columbia University (donde trabajaba Morgan)

Vuelve al laboratorio

Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

Un día cualquiera, estaba yo trabajando tranquilamente cuando... ¡Observé un macho de Drosophila un poco "rarito" con la lupa binocular! En ese momento, no podía imaginar que esa mosca tan especial me valdría un premio Nobel... ¡Míralo tú también!

¡Haz clic y mira!

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FUENTE: University of North Carolina at Chapel Hill

enfoca

FUENTE: University of North Carolina at Chapel Hill

continúa

<nombre>X</nombre> <script></script>

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Continúa

¿Y qué crees que hice?Al descubrir este macho mutante de ojos blancos, decidí cruzarlo con hembras vírgenes WT, es decir homocigotas para los ojos rojos... ¡Prepara conmigo el cruzamiento!

Mete las moscas en el matraz

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Tras 2 semanas incubando el matraz en la estufa...

Observa la F1 con la lupa

F1

El nº de moscas con ojos rojos es:

El nº de moscas con ojos blancos es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

Si llamamos "w" al alelo que determina los ojos blancos y "w+" al alelo que determina los ojos rojos en las moscas WT, entonces:

w+ > w

¿Por qué los alelos se nombran así?

w+ w+

w w

Los gametos serán:

w+

CONTINÚA

Y el cuadro de Punnet quedará así:

w+

GENOTIPO: 100% w+w FENOTIPO: 100% ojos rojos

<nombre>X</nombre> <script></script>

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Continúa

A estas alturas, ya sabrás que ahora toca cruzar entre sí estas moscas híbridas de la F1 para ver si los ojos blancos reaparecen en la F2 en proporción 3:1 como ya ocurrió con los guisantes verdes de Mendel y con los ojos sepia

Mete las moscas en el matraz

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Tras 2 semanas incubando el matraz en la estufa...

Observa la F2 con la lupa

F2

El nº de moscas con ojos rojos es:

El nº de moscas con ojos blancos es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

¡Me has fallado, my friend!Creía que eras una persona observadora pero... ¿De verdad no te has dado cuenta de algo inusual en las moscas resultantes de la F2? ¡Observa detenidamente y con mirada científica las moscas con ojos blancos de nuevo!

Completa el cuadro de Punnet de la autohibridación de la F1:

w+ > w

ojos rojos

F1

ojos blancos

w+ w

w+ w

w+

Los gametos serán:

w+

w+

w+

Haz el cuadro de Punnet en tu cuaderno:

VUELVE A OBSERVAR LA F2

F2

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F2

¡Te daré unas pistas!

F2

El nº de moscas machos con ojos blancos es:

El nº de moscas hembras con ojos blancos es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

Cuando me di cuenta que no había hembras con ojos blancos, lo 1º que pensé es que a las hembras con ojos blancos les debía pasar algo y morían antes de nacer... ¡La mutación de los ojos blancos era letal en hembras! Razona mediante qué cruzamiento decidí probar mi hipótesis

Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

a) Crucé machos de ojos blancos con hembras vírgenes de ojos rojos pero heterocigóticas (de la F1) para comprobar que seguía sin obtener hembras de ojos blancos

b) Crucé hembras vírgenes de la F1, por tanto heterocigóticas y de ojos rojos, con machos WT para ver si reaparecían machos de ojos blancos y seguía sin obtener hembras de ojos blancos

c) Crucé una y otra vez, machos y hembras vírgenes con ojos rojos de la F1 (heterocigóticos) para ver si alguna hembra de ojos blancos lograba sobrevivir a la mutación

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Cuando me di cuenta que no había hembras con ojos blancos, lo 1º que pensé es que a las hembras con ojos blancos les debía pasar algo y morían antes de nacer... ¡La mutación de los ojos blancos era letal en hembras! Razona mediante qué cruzamiento decidí probar mi hipótesis

Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

a) Crucé machos de ojos blancos con hembras vírgenes de ojos rojos pero heterocigóticas (de la F1) para comprobar que seguía sin obtener hembras de ojos blancos

b) Crucé hembras vírgenes de la F1, por tanto heterocigóticas y de ojos rojos, con machos WT para ver si reaparecían machos de ojos blancos y seguía sin obtener hembras de ojos blancos

c) Crucé una y otra vez, machos y hembras vírgenes con ojos rojos de la F1 (heterocigóticos) para ver si alguna hembra de ojos blancos lograba sobrevivir a la mutación

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3 hembras vírgenes heterocigóticas (F1) con ojos rojos

3 machos WT con ojos rojos

Sí, reaparecieron machos de ojos blancos y no hembras pero... ¿qué ganas con eso? No es el cruzamiento con el que Morgan refutó su hipótesis...

50% de machos con ojos blancos y 100% hembras con ojos rojos

PRUEBA OTRA VEZ

3 hembras vírgenes heterocigóticas (F1) con ojos rojos

3 machos de la F1 ¿heterocigóticos? con los ojos rojos

No, por mucho que repitas la autohibridación, no adelantas nada. Thomas H. Morgan fue más allá...

50% de machos con ojos blancos y 100% hembras con ojos rojos

PRUEBA OTRA VEZ

El nº de moscas MACHOS con ojos blancos es: y con ojos rojos es:

El nº de moscas HEMBRAS con ojos blancos es: y con ojos rojos es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

Los resultados de este cruzamiento demuestran que es posible la existencia de hembras con ojos blancos. ¡No es una mutación letal en hembras! Pero entonces, ¿a qué se debía la diferencia en los % entre machos y hembras con ojos blancos en la F2?

1 1 1 1

DESCUBRE EL TRABAJO DE N. STEVENS Y E.B. WILSON

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Seguramente no habrás oído hablar de mí nunca en toda tu vida...Me llamo Nettie Maria Stevens y descubrí por 1ª vez la existencia de los cromosomas sexuales, no en Drosophila, sino en los "gusanos" de la harina que, en realidad, son larvas del escarabajo Tenebrio molitor

CRÉDITO: Tylwyth Eldar. CC-BY-SA 4.0 (Wikimedia Commons)

Averigua cómo...

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Las hembras tendrán todos sus óvulos iguales pero, los machos tendrán espermatozoides con el cromosoma sexual "grande" y espermatozoides con el cromosoma sexual "pequeño". Así, dependiendo de si llega al óvulo uno u otro, se determinará el sexo del cigoto. ¡Obviamente!

CRÉDITO: Nephron CC-BY-SA. 3.0 (Wikimedia Commons)

En cambio, los machos tenían 9 pares de cromosomas similares y 1 par de cromosomas "muy raro"

Nettie observó que las hembras de Tenebrio molitor tenían 10 pares de cromosomas, todos similares

ilustración adaptada de www.genotipia.com

¿Por qué no soy famosa?

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Pues lo de siempre, la comunidad científica atribuyó el descubrimiento a Edmund Beecher Wilson, que también llegó a mi misma conclusión pero unos meses después y con otros insectos... ¡Wilson, e incluso Morgan, se llevaron toda la gloria! Desgraciadamente, así eran las cosas allá por 1905, cuando publiqué mis hallazgos en la prestigiosa revista "Science"

Vuelve al laboratorio

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Photograph of Morgan's Fly Room at Columbia University, around 1920. Courtesy of American Philosophical Society.

Llegaron a mis manos los trabajos de Nettie Stevens y de mi colega E.B. Wilson de unos años atrás... De repente, lo vi todo claro y así, gracias a una mosca mutante, ¡conseguí demostrar la teoría cromosómica de la herencia!

Haz el cruzamiento sabiendo que la mutación de los ojos blancos está en el cromosoma X

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Llamaremos "w" al gen mutado que causa ojos blancos y "w+" a los ojos rojos en moscas WT y ambos alelos están en el cromosoma X:

w+ > w

ojos rojos

ojos blancos

DOMINANCIA

w+

w+

¿Por qué los alelos se nombran así?

Los gametos serán:

w+

CONTINÚA

Y el cuadro de Punnet quedará así:

FENOTIPO: 100% ojos rojos

w+

F1

w+

w+

Completa el cuadro de Punnet de la autohibridación de la F1:

w+ > w

ojos rojos

ojos blancos

DOMINANCIA

F1

ojos blancos

w+

w+

w+

Los gametos serán:

¿Por qué los alelos se nombran así?

w+

w+

Haz el cuadro de Punnet con genotipos y fenotipos en tu cuaderno:

w+

F2

CONTINÚA

Al igual que Drosophila y que Tenebrio, en nuestro caso también tenemos cromosomas sexuales o heterocromosomas:

Hay enfermedades hereditarias ligadas al cromosoma X como la HEMOFILIA, en la que la sangre no coagula de forma adecuada

XX XY

Averigua más

Otra enfermedad recesiva ligada al cromosoma X es el DALTONISMO, en el que está alterada la capacidad de distinguir ciertos colores

Mueve el cursor y descubrirás cómo percibe los colores de esta imagen alguien con DEUTERANOPIA (el tipo de daltonismo más común) que es la ausencia de conos capaces de detectar el color verde

droite

continúa

Vuelve a buscar la pista

Mi aprendiz, ahora que ya conoces la existencia de autosomas y de cromosomas sexuales, demuestra lo que has aprendido en el último nivel. Eso sí, ¡siempre que hayas sido capaz de descubrir la pista necesaria para averiguar la contraseña de entrada al nivel 4, of course!

Puedes ir al NIVEL 4

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Vuelve atrás

Laboratorio

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

WT

Entra al NIVEL 4

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Laboratorio

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

WT

Entra al NIVEL 4

CONTRASEÑA:

"Género del quegusano parece pero larva de escarabajo es"

¡Ya te la sabes!

¡Supera la prueba!

¡Fantástico, my friend! Ya casi has completado este "virtual lab"... Para comprobar que ya posees el suficiente conocimiento para el nivel 4, ¡supera la prueba!

Si no sabes la contraseña, es que no te has fijado lo suficiente en la información que te proporcioné en el NIVEL 3

Busca en el laboratorio

INTRODUCE LA CONTRASEÑA

Escribe aquí

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La prueba consiste en ordenar los cromosomas y descubrir qué célula es

ME RINDO ->

¡Perfecto!

Responde:

Se trata de una célula haploide (n) porque los cromosomas solo tienen una cromátida

Se trata de una célula haploide (n) porque solo hay un cromosoma de cada (1 único set de cromosomas)

Se trata de una célula diploide (n) porque no aparecen cromosomas homólogos

¡PERFECTO! Aunque no te hace falta, repasaremos:

Si suponemos un organismo con sus genes organizados en 3 cromosomas (n=3):

célula haploide (n=3)

esta cromátida es una copia exacta de la otra

duplica su ADN antes de dividirse

SIGUIENTE ->

célula haploide (n=3)

célula diploide (2n=6)

célula haploide (n=3)

célula haploide (n=3)

célula haploide (n=3)

¡PERFECTO! Aunque no te hace falta, repasaremos:

duplica su ADN antes de dividirse

Si suponemos un organismo con sus genes organizados en 3 cromosomas (n=3):

PAR DE CROMOSOMAS HOMÓLOGOS Una célula diploide (2n) tiene 2 sets de cromosomas y 2 variantes de cada gen, independientemente de si tienen 2 cromátidas o no

cromosomaque viene del gameto de la madre

cromosomaque viene del gameto del padre

célula diploide (2n=6)

SIGUIENTE ->

duplica su ADN antes de dividirse

célula diploide (2n=6)

célula diploide (2n=6)

célula haploide (n=3)

¡Madre mía, menudo lío llevas! Aquí tienes un repaso:

Si suponemos un organismo con sus genes organizados en 3 cromosomas (n=3):

célula haploide (n=3)

esta cromátida es una copia exacta de la otra

duplica su ADN antes de dividirse

SIGUIENTE ->

célula haploide (n=3)

célula diploide (2n=6)

célula haploide (n=3)

célula haploide (n=3)

célula haploide (n=3)

¡Madre mía, menudo lío llevas! Aquí tienes un repaso:

duplica su ADN antes de dividirse

Si suponemos un organismo con sus genes organizados en 3 cromosomas (n=3):

PAR DE CROMOSOMAS HOMÓLOGOS Una célula diploide (2n) tiene 2 sets de cromosomas y 2 variantes de cada gen, independientemente de si tienen 2 cromátidas o no

cromosomaque viene del gameto de la madre

cromosomaque viene del gameto del padre

célula diploide (2n=6)

SIGUIENTE ->

duplica su ADN antes de dividirse

célula diploide (2n=6)

célula diploide (2n=6)

célula haploide (n=3)

Responde:

Como este cariotipo corresponde a una célula haploide, debe ser un gameto, concretamente un ÓVULO

Ya que este cariotipo debe ser de un gameto haploide, obviamente se trata de un ESPERMATOZOIDE

Ya que es una célula haploide, debe ser el cigoto, célula producto de la fecundación de los gametos

Pero, ¿tú pusiste algo de atención en lo que te estuve contando? Los únicos que tienen un cromosoma X y un cromosoma Y son los machos. Por tanto, son los gametos masculinos los únicos que podrán transmitir al cigoto el cromosoma Y... ¡Concretamente el 50%! Las hembras tienen dos cromosomas X así que TODOS sus óvulos tendrán un cromosoma X

SIGUIENTE ->

50%

CIGOTO MASCULINO

XY

50%

XX

CIGOTO FEMENINO

100%

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¡Fantástico! A diferencia de mis contemporáneos, tú sí me prestaste atención... Los únicos que tienen un cromosoma X y un cromosoma Y son los machos. Por tanto, son los gametos masculinos los que transmitirán al cigoto el cromosoma Y... ¡Concretamente 50% de ellos! Las hembras tienen dos cromosomas X así que TODOS sus óvulos tendrán un cromosoma X

SIGUIENTE ->

50%

CIGOTO MASCULINO

XY

50%

XX

CIGOTO FEMENINO

100%

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Laboratorio

Como ya hemos llegado hasta aquí, ¡vamos a venirnos arriba! Hay muchísimos mutantes conocidos de Drosophila... Te propongo estudiar la herencia de 2 caracteres distintos en un único cruzamiento ¿Te atreves?

MEDIo DE CULTIVO

M2

M1

Éter

WT

Detalles del cruce

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Cruzaremos 3 moscas hembras "ebony" con 3 machos con alas vestigiales:

Mutación autosómica "ebony" (e) El cuerpo oscurece con la edad (gen presente en cromosoma 3)

Mutación autosómica "vestigial" (vg) Las alas no se desarrollan correctamente (gen presente en cromosoma 2)

TODAS LAS MOSCAS SON HOMOCIGÓTICAS PARA LA MUTACIÓN DESCRITA Y NO TIENEN NINGÚN OTRO TIPO DE MUTACIÓN EN LOS DEMÁS GENES

¡Mira el resultado!

F1

¿Cómo son los caracteres "ebony" y "alas vestigiales" en Drosophila?

a) dominantes

b) recesivos

¿EN SERIO?

¡son recesivos, por dios!

Detalles del cruce

Si llamamos "e" y "vg" a los alelos que determinan el cuerpo negro y las alas vestigiales respectivamente. Y llamamos "e+" y "vg+" a los alelos correspondientes a los caracteres normales de las moscas WT, entonces:

e+ > e

cuerpo ebony

DOMINANCIA

vg+ > vg

alas normales

alas vestigiales

cuerpo normal

e+ e+ vg vg

e e vg+ vg+

e+ vg

e vg+

Los gametos serán:

¿Por qué los alelos se nombran así?

e+ vg

Y el cuadro de Punnet quedará así:

GENOTIPO: 100% e+e vg+vg FENOTIPO: 100% cuerpo y alas normales

e vg+

CONTINÚA

Soy Mendel, Gregor Mendel, y como predije, nos hemos vuelto a encontrar...Yo también estudié la herencia de 2 caracteres en los guisantes y así, pude enunciar mi famosa 3ª ley. Veo que estás siguiendo mis pasos, ¿quieres saber a qué conclusiones llegué?

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Continúa

Crucé guisantes puros con semillas amarillas y lisas (AABB) con guisantes puros con semillas verdes y rugosas (aabb). En la F1, todos los guisantes híbridos fueron amarillos y lisos (AaBb), tal y como te ha pasado a ti con tu cruce de moscas

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Continúa

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Posteriormente, crucé los híbridos de la F1 entre sí y los resultados de la descendencia (9:3:3:1) me permitieron enunciar la ley de la independencia de los caracteres y de su combinación libre en la segunda generación filial (F2)

Continúa

<nombre>X</nombre> <script></script>

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Continúa

Vamos a seguir los pasos de Mendel y autohibridar las moscas heterocigóticas de la F1 entre sí, incubarlas 2 semanas en la estufa y observar la F2 con la lupa binocular. Recuerda que su genotipo es: e+e vg+vg y que su fenotipo es similar al WT (sin cuerpo oscuro ni alas vestigiales)

Mete las moscas en el matraz

F2

El nº de moscas con los dos caracteres dominantes es: El nº de moscas con cuerpo ébano y alas normales es:

El nº de moscas con cuerponormal y alas vestigiales es: El nº de moscas con los dos caracteres recesivos es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

¿Concuerdan esos resultados con los que cabría esperar?:

F1

e+ > e

cuerpo ebony

DOMINANCIA

vg+ > vg

alas normales

alas vestigiales

cuerpo normal

e+e vg+vg

e+e vg+vg

¿Por qué los alelos se nombran así?

Completa los alelos que tendrá cada gameto, haz el cuadro de Punnet y apunta las proporciones de cada fenotipo en tu cuaderno para ver si concuerda con los resultados obtenidos

¿ ?

F2

CONTINÚA

Soy yo, Thomas H. Morgan, otra vez...Ya casi has terminado pero, te tengo que pedir un último favor. ¡Necesito tu ayuda para resolver el enigma de las moscas con las alas curvadas! ¡No sé cómo demonios explicar lo que ocurre con ellas! ¿Podrías averiguarlo?

CONTINÚA

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<nombre>X</nombre> <script></script>

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<nombre>X</nombre> <script></script>

Continúa

Encontré un macho mutante con ese tipo de alas, no sé si era homocigótico o heterocigótico, y decidí cruzarlo con hembras vírgenes WT para ver de qué tipo de mutación se trataba... ¡Recrea conmigo dicho cruzamiento!

Mete las moscas en el matraz

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Tras 2 semanas incubando el matraz en la estufa...

Observa la F1 con la lupa

F1

El nº de moscas con alas normales es:

El nº de moscas con alas curvadas es:

VALIDAR

CONTINÚA

¡CUENTA MEJOR!

<nombre>X</nombre> <script></script>

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Coincidirás conmigo en que la mutación Cy debe ser dominante porque, de lo contrario, las moscas de la F1 tendrían todas las alas normales... Sin embargo, solo el 50% de la F1 tienen las alas curvadas, ¿qué nos dice eso del genotipo del padre?

a) el macho de alas curvadas era homocigótico (CyCy)

a) el macho de alas curvadas era heterocigótico (CyCy+)

Estas eran las moscas parentales

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¡Perfecto, my friend! Obviamente, el macho tenía el 50% de sus gametos con el alelo de las alas curvadas (Cy) y el 50% con el alelo WT (Cy+). Las moscas con alas curvadas de la F1 son, por tanto, híbridas CyCy+ y al autohibridarlas, según la 2ª ley de Mendel, obtendremos el 75% de moscas con alas curvadas y el 25% normales, ¿no?

OBSERVALA F2

3 hembras híbridas vírgenes de la F1 CyCy+

3 machos híbridos de la F1 --> CyCy+

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F2

El nº de moscas con alas normales es:

El nº de moscas con alas curvadas es:

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¡CUENTA MEJOR!

¡Ya lo averiguaste!

Como ves, la proporción fenotípica 2:1 no concuerda con la 2ª ley de Mendel... ¡Algo pasa aquí! Parece evidente que la mutación "Curly" (Cy) es un gran misterio pero, ¡yo confio plenamente en tu instinto! ¿Cuál es tu hipótesis? La puedes comprobar con los siguientes cruzamientos:

Autohibridación entre moscas con alas curvadas de la F2

Autohibridación entre moscas con alas normales de la F2

Cruzamiento entre las moscas con alas curvadas de la F2 y moscas WT

Cruzamiento entre las moscas con alas normales de la F2 y moscas WT

Autohibridación entre moscas con alas curvadas y alas normales, ambas de la F2

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Como ves, la proporción fenotípica 2:1 no concuerda con la 2ª ley de Mendel... ¡Algo pasa aquí! Parece evidente que la mutación "Curly" (Cy) es un gran misterio pero, ¡yo confio plenamente en tu instinto! ¿Cuál es tu hipótesis? La puedes comprobar con los siguientes cruzamientos:

¡Ya lo averiguaste!

Autohibridación entre moscas con alas curvadas de la F2

Autohibridación entre moscas con alas normales de la F2

Cruzamiento entre las moscas con alas curvadas de la F2 y moscas WT

Cruzamiento entre las moscas con alas normales de la F2 y moscas WT

Autohibridación entre moscas con alas curvadas y alas normales, ambas de la F2

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3 hembras vírgenes de la F2 con alas curvadas

3 machos de la F2 con alas curvadas

Absolutamente todos los cruces entre todas las moscas vivas con alas curvadas de la F2 dan los mismos resultados

COMPRUEBA TU HIPÓTESIS

1/3 con alas normales y 2/3 con alas curvadas

3 hembras vírgenes con alas normales de la F2

3 machos de la F2 con alas normales

Este cruzamiento se prueba varias veces y siempre que se autohibridan las moscas con alas normales de la F2, el 100% de la descendencia tiene alas normales

COMPRUEBA TU HIPÓTESIS

100% con alas normales

3 hembras vírgenes WT

El cruzamiento a la inversa, es decir 3 hembras vírgenes con alas curvadas de la F2 con 3 machos WT, da también los mismos resultados

3 machos de la F2 con alas curvadas

COMPRUEBA TU HIPÓTESIS

50% con alas normales y 50% con alas curvadas

3 hembras vírgenes WT

3 machos de la F2 con alas normales

El cruzamiento a la inversa, es decir 3 hembras vírgenes con alas normales de la F2 con 3 machos WT, da también los mismos resultados

COMPRUEBA TU HIPÓTESIS

100% con alas normales

3 hembras vírgenes de la F2 con alas normales

3 machos de la F2 con alas curvadas

El cruzamiento a la inversa, es decir 3 machos de la F2 con alas normales con 3 hembras de la F2 con alas curvadas, da también los mismos resultados

COMPRUEBA TU HIPÓTESIS

50% con alas normales y 50% con alas curvadas

Apunta tu hipótesis sobre el enigma de las moscas con alas curvadas en tu cuaderno... ¡Nuestro viaje por los entresijos de la genética llegó a su fin! Te dejo libre, mi aprendiz. Aunque los misterios que encierra Drosophila son todavía muchos... ¡Si no me crees, mira este ginandromorfo!

CRÉDITO: Adrián Segura en www.condor.depaul.edu

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