La herencia es el proceso por el que los caracteres pasan de progenitores a descendencia siguiendo reglas predecibles. Los primeros patrones cuantitativos los formuló Gregor Mendel cruzando guisantes con caracteres alternativos (semilla lisa o rugosa, flor púrpura o blanca) y registrando proporciones constantes en la generación F2. Sus datos revelaron que cada rasgo está controlado por factores discretos —hoy llamados alelos— que se transmiten enteros, sin mezclarse, de una generación a la siguiente.
Cada gen ocupa un locus en un cromosoma y existe en una o varias variantes. Un organismo diploide hereda dos alelos por gen autosómico, uno del óvulo y otro del espermatozoide; su combinación define el genotipo, y el fenotipo emerge de la expresión de ese genotipo modulada por el ambiente. La genética clásica predice cómo se distribuyen genotipos y fenotipos en la descendencia a partir de los gametos posibles, y esa predicción se materializa en el cuadro de Punnett.
Leyes y predicciones mendelianas
Las dos leyes de Mendel
La primera ley o ley de segregación afirma que cada progenitor aporta un único alelo al azar por gen a cada gameto. En meiosis, los cromosomas homólogos se separan en anafase I y cada gameto haploide recibe uno solo de los dos alelos parentales. Un heterocigoto Aa produce, por tanto, dos tipos de gametos en proporción 1:1: A y a.
La segunda ley o ley de distribución independiente afirma que los alelos de genes diferentes se distribuyen en los gametos con independencia unos de otros. La base mecánica es la orientación aleatoria de cada par de cromosomas homólogos en la placa metafásica de meiosis I. Esta ley vale para genes en cromosomas distintos o suficientemente alejados dentro del mismo cromosoma; cuando dos genes están próximos en el mismo cromosoma hay ligamiento y la independencia se rompe.
Cuadros de Punnett: cruces monohíbridos y dihíbridos
El cuadro de Punnett cruza los gametos posibles de un progenitor (filas) con los del otro (columnas); cada casilla contiene un genotipo posible de la descendencia. En un cruce monohíbrido Aa × Aa, los gametos A y a se combinan dando una proporción genotípica 1 AA : 2 Aa : 1 aa y una proporción fenotípica 3:1 dominante:recesivo. Un cruce prueba entre Aa y un homocigoto recesivo aa produce 1 Aa : 1 aa (fenotipo 1:1) y se usa para deducir el genotipo de un individuo dominante desconocido.
En el cruce dihíbrido AaBb × AaBb con genes en cromosomas distintos, cada progenitor produce cuatro tipos de gametos (AB, Ab, aB, ab) en proporciones iguales. El cuadro de Punnett 4×4 genera la proporción fenotípica clásica 9:3:3:1: 9 dobles dominantes, 3 y 3 para cada combinación mixta y 1 doble recesivo. El cruce prueba dihíbrido AaBb × aabb da, con genes no ligados, una proporción 1:1:1:1.
Cada progenitor produce gametos A y a en 1:1. Descendencia 1 AA : 2 Aa : 1 aa, fenotipo 3:1 dominante:recesivo. Es la proporción canónica de la primera ley.
Descendencia 1 Aa : 1 aa, fenotipo 1:1. Permite distinguir un AA (toda la descendencia dominante) de un Aa (aparece el recesivo).
Genes en cromosomas distintos. Cuatro gametos por progenitor (AB, Ab, aB, ab) en 1:1:1:1. Cuadro 4×4 → fenotipo 9:3:3:1. Esta proporción confirma la segunda ley.
Con genes no ligados, descendencia 1:1:1:1. Si los genes están ligados, los parentales aparecen en exceso y los recombinantes en defecto; la desviación mide la tasa de recombinación.
La proporción 3:1 como huella de Mendel
El cruce monohíbrido entre dos heterocigotos predice fenotipo 3:1 dominante:recesivo en la F2. Esa proporción es la firma estadística de la primera ley: las desviaciones sugieren mecanismos adicionales (dominancia incompleta, codominancia, ligamiento al sexo). Dominar las proporciones 3:1, 9:3:3:1 y 1:1:1:1 es la base para predecir cualquier cruce mendeliano.
Variaciones de la dominancia y ligamiento
Modificaciones a la dominancia mendeliana
No todos los rasgos siguen el patrón dominante-recesivo simple. En la dominancia incompleta, el heterocigoto muestra un fenotipo intermedio entre los dos homocigotos. En el dondiego de noche (Mirabilis jalapa), el cruce entre flores rojas (CʳCʳ) y blancas (CʷCʷ) produce una F1 de flores rosas (CʳCʷ); la proporción fenotípica F2 ya no es 3:1 sino 1:2:1, porque cada genotipo da un fenotipo reconocible.
En la codominancia, los dos alelos del heterocigoto se expresan a la vez y producen un fenotipo dual. El sistema sanguíneo ABO lo ilustra con tres alelos múltiples: IA, IB e i. IA e IB son codominantes entre sí (IAIB da grupo AB con ambos antígenos) y i es recesivo frente a ambos (ii da grupo O). Aunque en la población coexistan varios alelos para un mismo gen, cada individuo solo hereda dos.
Patrones de herencia
Cuatro patrones que conviene distinguir al leer un cruce o un pedigrí, porque cambian las proporciones esperadas.
Dominancia completa
Dominancia incompleta
Codominancia
Ligada al sexo
Herencia ligada al sexo
En humanos, los cromosomas sexuales determinan el sexo: las mujeres son XX y los varones XY. El gameto femenino aporta siempre un X; el gameto masculino aporta X o Y al azar, de modo que el cromosoma sexual del espermatozoide decide si el cigoto desarrollará características típicamente masculinas o femeninas. El cromosoma X porta muchos más genes que el Y, por lo que la mayoría de los rasgos ligados al sexo lo están al X.
La notación convencional escribe los alelos como superíndices junto a una X mayúscula. Para la hemofilia, recesiva ligada al X, XH es el alelo normal y Xh el alelo hemofílico. Una mujer XHXh es portadora sana; un varón XhY es hemofílico, porque solo tiene un X y carece de copia compensadora. El daltonismo y la distrofia muscular de Duchenne siguen el mismo patrón. La huella diagnóstica es la frecuencia desigual entre sexos: si un rasgo afecta sobre todo a varones y se transmite de abuelo a nieto a través de hijas portadoras, suele estar ligado al X recesivo.
Análisis genético humano
Árboles genealógicos y trastornos genéticos
Un árbol genealógico o pedigrí representa varias generaciones de una familia con símbolos convencionales: cuadrados para varones, círculos para mujeres y símbolos rellenos para individuos afectados. Analizando quién muestra el rasgo, su frecuencia entre sexos y si aparece en cada generación o salta, se deduce el patrón de herencia y el genotipo probable de cada individuo. Un rasgo presente en cada generación y repartido por igual entre sexos sugiere autosómico dominante; uno que salta generaciones y aparece en hijos de progenitores portadores sanos sugiere autosómico recesivo; uno que predomina en varones y se transmite a través de hijas portadoras es recesivo ligado al X.
Entre los trastornos genéticos humanos, la fenilcetonuria es una enfermedad autosómica recesiva: una mutación anula la enzima que convierte la fenilalanina en tirosina, y la acumulación de fenilalanina daña el sistema nervioso si no se sigue una dieta restringida. La hemofilia ilustra el patrón recesivo ligado al X y la enfermedad de Huntington, autosómico dominante de aparición tardía. La prohibición tradicional de los matrimonios entre parientes próximos tiene base genética: dos parientes comparten alelos por descendencia común, lo que eleva la probabilidad de homocigosidad recesiva en la descendencia.
| Patrón | Autosómico dominante | Autosómico recesivo | Recesivo ligado al X |
|---|---|---|---|
| Localización del gen | Autosoma | Autosoma | Cromosoma X |
| Genotipo afectado | AA o Aa | aa | XaXa (mujer) o XaY (varón) |
| Aparición en pedigrí | En cada generación | Puede saltar generaciones; padres a menudo portadores sanos | Suele saltar generaciones; transmisión típica abuelo → hija portadora → nieto |
| Frecuencia por sexo | Similar en hombres y mujeres | Similar en hombres y mujeres | Mucho más frecuente en varones |
| Ejemplo humano | Enfermedad de Huntington | Fenilcetonuria, fibrosis quística | Hemofilia, daltonismo, distrofia de Duchenne |
Domina las proporciones canónicas: 3:1 en el monohíbrido Aa × Aa, 1:2:1 con dominancia incompleta, 9:3:3:1 en el dihíbrido AaBb × AaBb con genes no ligados y 1:1:1:1 en el cruce prueba dihíbrido AaBb × aabb. Distingue dominancia incompleta (fenotipo intermedio) de codominancia (fenotipo dual). En problemas de ligamiento al X, escribe los alelos como superíndices de la X mayúscula y recuerda que los varones manifiestan cualquier alelo del X porque carecen de pareja homóloga. Para leer un pedigrí, fíjate primero en si el rasgo salta generaciones (sugiere recesivo) y si predomina en un sexo (sugiere ligado al X).