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Other Traits

Can blue-eyed parents have a baby with brown eyes? Or green eyes? Can two parents without a cleft chin have a child with one? Can two curly-haired parents have a child with straight hair?

-Curious children and adults from around the world

March 23, 2005

The answer to all these questions is yes. They are exceptions to the rule but do happen often enough that we get these questions a lot.

Life is not as simple as it is painted in school and on TV. Neither are inheritance and genetics.

To make things easier to understand, schools and especially TV tend to oversimplify genes and genetics. This is fine until people start believing that this is the way genetics really works.

Then, when two blue-eyed parents have a brown-eyed child, they sometimes begin to suspect things they don't need to. What is important for these two parents to realize is that the genetics they have been taught is too simple to explain everything.

We'll talk about two ways these things can come about. They both deal with the fact that genes can turn on and off between parents and children.

Genes can and do change.

Genetics is complicated by the fact that genes don't always stay the same. What we learned in biology class would be true if genes were set in stone. However, genes can and do change from generation to generation (and even within the same person).

But how can one gene turn into another gene? For example, how can a blue eye gene turn into a brown eye gene?

They can because genes for things like blue and brown eyes are very, very similar. In fact, they are really just different versions of the same gene.

Remember, genes are written in a code made up of 4 letters, A, G, C, and T. Changing one letter can be the difference between a blue and a brown eye version of a gene. So, to turn a blue eye gene into a brown eye gene, you may only need to change a single letter.

How can this happen? Lots of ways. We'll only talk briefly about two.

A letter can get changed when our DNA gets copied. As we grow, develop, and maintain ourselves, our DNA gets copied over and over and over. (Remember, for example, we all started out as a single cell and now are made up of 50 or 100 trillion cells.)

Our DNA copying machinery is nearly perfect but it still will make an occasional mistake. If that mistake happens in sperm or egg cells, it will get passed on. And if the change is in the right place in the blue eye gene, blue-eyed parents can now have a brown-eyed child.

Another way genes can change is something that happens when our sperm and eggs get made. Remember, we have two copies of each of our chromosomes (except males who have a single X and a single Y chromosome).

Just before the sperm and eggs get made, some of the DNA between the two copies gets swapped. This process, called recombination, means that your DNA is different from your mom and dad' is a mix of the two.

And sometimes this mixing up fixes or breaks a gene. We go into more detail about this here.

Genes need to be read to work.

What all of this points to is that genes need to work to have their effect. A gene is really just a set of instructions. When a gene is on, that means its instructions are being read in the cell.

Sometimes a gene can be read in one person but is unreadable in another. What happens if a gene is unreadable in a parent but a child's cells can read it? That's right, a blue-eyed parent can have a brown-eyed child.

But how would this work? By changes to the DNA that don't involve the A, G, C, or T's. These changes essentially shut off a gene in one person but the gene can turn back on when passed to another person.

Let's give a couple of ways this might happen.

Believe it or not, sometimes what your mom eats while she is pregnant can affect your hair color. Well, if you're a mouse, anyway...

Scientists did an experiment where they fed a mouse one food and her pups were black. A different food resulted in white pups. And all of the A, G, C, or T's were the same between the pups. What happened?

The food ended up attaching little chemical groups called methyls to the DNA. These methyls made the gene unreadable. So even though genetics would predict the same color pups, the environment changed the outcome.

What's another way for a gene to become unreadable? Sometimes you need more than one gene to see an effect. A cleft chin is the classic example here.

You can inherit a working copy of the cleft chin gene and still not have a cleft chin. For the cell to be able to read the gene, a second gene is needed.

Scientists don't know what this particular second gene does but I can give an example of how it might work. For a gene to be read by a cell, the cell has to be able to recognize where that gene starts.

All our genes are arranged on a chromosome sort of like recipes in a cookbook. To make spaghetti, you couldn't start in the middle of the souffle recipe that came before it in the book. You would make an awful mess instead of the spaghetti.

The same is true for a gene. You can't start at the wrong place or you end up with a mess too.

We know where the beginning of the recipe is because of punctuation. It starts on a new page, with a title and a capital letter at the start. Genes have punctuation too.

Not titles and capital letters, of course. But the start of a gene is marked. An important part of that punctuation is proteins that sit on the DNA at the beginning of the gene. These proteins act like the title telling the cell where the start of a new gene is.

So imagine this. You have a perfectly good cleft chin gene but the gene that makes the punctuation protein is broken. So the cell has no way to make the cleft chin protein because it can't tell where to start.

Now imagine this unclefted parent has a child with someone with a broken cleft chin gene but a working punctuation gene. A possible result would be a child with both working genes and a cleft chin!

Well, I've probably gone on long enough. But I've really only begun to scratch the surface of genetics. Bottom line is that genes are way more complicated than we are taught.

Genetics can be thought of as telling us what is most likely, not what will or will not happen. So two blue-eyed parents will most likely have blue-eyed kids, two parents without a cleft chin will most likely have a kid without a cleft chin, etc.

Then again, they may not.

By Dr. Barry Starr, Stanford University

A small change can turn a brown eye into a blue eye.

Sometimes one gene isn't enough.

Other Traits

Puede una pareja que tiene los ojos azules tener un bebe con ojos marrones? O con ojos verdes? Y puede una pareja, donde ninguno de ellos tiene la barbilla hendida, tener un niño que sí la tiene? Y padres que tienen el cabello ondulado, pueden ellos tener hijos con cabello lacio?

-Curiosos niños y adultos de todas partes del mundo 23 de Marzo, 2005 La respuesta para cada una de tus preguntas es sí. Son excepciones a la regla pero ocurren bastante seguido que la gente nos manda estas preguntas con frecuencia. Las cosas en la vida no son tan simples como nos la explican en el colegio o en la televisión. Lo mismo es cierto con la heredabilidad y la genética. Para hacer la cosas mas faciles de entender, el colegio y especialmente la televisión simplifican el concepto de lo genes y de la genética. Esto no es malo, pero de pronto llegamos a un punto en que la gente empieza a creer que la genética funciona realmente de esta manera. Entonces, cuando una pareja de ojos azules tiene un bebe con ojos marrones, ellos empiezan a sospechar cosas que no deberian. Lo que esta pareja deberia de hacer es recordar que la genética que les han enseñado es demasiado básica para explicar todo esto. Aca explicaremos dos maneras de comos estas cosas pueden suceder. Ambas tienen que ver con el hecho de que los genes pueden ser prendidos o apagados cuando son pasados de padres a hijos. Los genes pueden cambiar y así lo hacen: La genética se vuelve complicada por el simple hecho de que los genes no siempre se quedan iguales. Lo que hemos aprendido en nuestra clase de biologia seria cierto si lo genes no cambiasen. Pero, los genes sí cambian, y lo hacen cuando son pasados de generación en generación (y hasta en la misma persona). Pero como es posible que un gen se vuelva otro gen? Por ejemplo, como es que el gen de ojos azules se convierte en el gen de ojos marrones? El gen de ojos azules y el gen de ojos marrones son muy similares. Aún más, estos “genes” son en realidad differentes versiones del mismo gen. Recuerda que los genes son escritos en un codigo hecho de 4 letras: A, G, C, y T. Cambiar una letra podría ser lo único que se necesita para cambiar la version de ojos azules o marrones en un gen. Entonces, para cambiar al gen de ojos azules al gen de ojos marrones, lo único que se necesitaría sería el cambio de una sola letra. Como es esto posible? De muchas maneras! Explicaré brevemente dos de estas maneras. Una de las letras puede cambiar cuando el ADN es copiado. Mientras crecemos y nos desarrollamos como seres humanas, nuestro ADN es copiado muchísimas veces. (Recuerda que nosotros somos creados de una sola célula y ahora estamos hechos de 50 o 100 trillones de ellas). Nuestra maquinaria para copiar el ADN es practicamente perfecta, pero aun así puede cometer uno que otro error. Si estos errores ocurren en el espermatozoide o en el ovulo, el error será heredado. Y si este error es en el lugar indicado del gen de ojos azules, parejas de ojos azules pueden ahora tener hijos con ojos marrones. Otra manera en la que los genes pueden cambiar es algo que ocurre cuando los espermatozoides y ovules son creados. Recordarás que todos tenemos dos copias de nuestros cromosomas (con la excepción de los varones que tienen un cromosoma X y un cromosoma Y). Justo antes de que el espermatozoide y ovulo son creados, segmentos de ADN de las dos copias es intercambiado. Este proceso, llamado recombinacion, significa de que tu ADN es diferente del ADN de tu mamá y de tu papá. Es decir que tu ADN es una mezcla de ambos. Y muchas veces esta mezcla puede arreglar o dañar a un gen. Mas detalles sobre este tema en la siguiente pagina. Los genes deben de ser leídos para que funcionen. Todo esto significa de que los genes deben funcionar para poder cumplir su función. Los genes son simplemente como un manual de instrucciones. Cuando un gen está prendido, significa de que sus instrucciones estan siendo leídas en la célula. Muchas veces un gen puede ser leído en una persona, pero puede que no sea leído en otra. Qué pasa cuando un gen no puede ser leído en uno de los padres, pero las células del hijo si puede leerlo? Muy bien! Un padre de ojos azules puede tener a un hijo de ojos marrones. Pero cómo funciona todo esto? Debido a cambios en el ADN que no involucran A, G, C, o T. Estos cambios apagan el gen en una persona, pero pueden ser prendidos cuando son pasados a otra persona. Veamos algunas maneras de como esto puede suceder. Aunque no lo creas, lo que tu mamá come durante su embarazo puede afectar el color de tu cabello. Al menos así sucede en los ratones... Unos científicos hicieron un experimento en donde alimentaron a una ratona con cierto tipo de comida y sus crías salieron de color negro. Cuando la alimentaron con otro tipo de comida, las crías salieron de color blanco. Y aun así, todas las A, G, C, o Ts eras las mismas entre todas las crías. Qué fue lo que pasó? Resulta que la comida añadió pequeños grupos químicos llamados metilos al ADN. Estos metilos hicieron que el gen no se pueda leer. Entonces a pesar de que la genética predice que las crías serán del mismo color, el medio ambiente cambió el resultado. De qué otra manera se puede volver un gen ilegible? A veces se necesita más de un gen para obtener una función necesaria. La barbilla hendida es un ejemplo clásico. Uno puede heredar una copia funcional de la barbialla hendida y aún así no tener la barbilla hendida. Para que las células puedan leer este gen, se necesita de un segundo gen. Los científicos no saben que es lo que este segundo gen hace, pero puedo darte un ejemplo de como funciona Para que un gen sea leído por la célula, la célula tiene que ser capaz de reconocer en donde empieza este gen. Todos nuestros genes están organizados en un cromosoma como recetas en un libro de cocina. Para poder hacer tallarines no puedes empezar en medio de la receta de suflé, verdad? Terminarías haciendo un gran desastre en vez de los tallarines. Lo mismo ocurre con los genes. No se puede empezar a leer un gen en el lugar equivocado pues esto resultaría en otro gran desastre. Sabemos en donde empieza una receta gracias a la puntuación. La receta empieza en una nueva página con un título y con letra mayuscula. Los genes también tienen puntuación. Claro que no tienen títulos o letras mayuscula. Pero el comienzo de un gen está claramente demarcado. Una parte muy importante de la puntuación son las proteinas que se sientan en el ADN justo al comienzo de un gen. Estas proteinas actúan como los títulos, y le dicen a la célula exactamente donde comienza un nuevo gen. Imagina lo siguiente: tu gen de barbilla hendida esta en perfecta condición pero el gen que hace la proteina de la puntuación esta dañado. Entonces la célula no puede hacer la proteina de barbilla hendida porque no sabe donde comenzar a leerla. Como resultado, tú no tienes la barbilla hendida. Ahora imagina que tienes un hijo con una persona que tiene el gen de la barbilla hendida dañado, pero su gen de la puntuación si funciona. Un posible resultado es que un niño con ambos genes intactos tenga la barbilla hendida. Bueno, creo que ya dije suficiente. Pero la verdad que es solo hemos tocado la superficie del tema de genética. Lo que debes recordar es que los genes son mucho más complicados de lo que nos enseñan. La genética nos da información de lo que probablemente puede suceder, pero no nos dice que pasará o que no pasará. Es así como padres de ojos azules casi siempre tendrán hijos de ojos azules, y padres con barbilla normal tendran hijos con la barbilla normal, etc. Pero a veces las cosas no suceden así. Traducido por Cecilia Sedano

Un cambio minusculo pueden
convertir a un ojo marrón en
un ojo azul.

Muchas veces la
función de un
solo gen no es