Selección Natural y Artificial

La selección natural es un proceso de interacción entre los fenotipos y su ambiente. Se produce una supervivencia y reproducción diferencial de determinados fenotipos. Por lo tanto, el proceso de selección natural es el resultado final de la acción de los procesos ecológicos.

La selección artificial es una técnica de control reproductivo mediante la cual el hombre altera los genes de organismos domésticos o cultivados. Esta técnica opera sobre características heredables de las especies, aumentando la frecuencia con que aparecen ciertas variaciones en las siguientes generaciones; produce una evolución dirigida, en la que las preferencias humanas determinan los rasgos que permiten la supervivencia.

Darwin y Mendel: Pilares de la Genética

Darwin proponía explicar la selección natural, pensando en términos de herencia mezclada. Suponía que en los seres vivos con reproducción sexual, los caracteres se mezclaban en los hijos. Esta suposición de la herencia era errónea.

Gregor Mendel demostró que las unidades de la herencia determinantes de los caracteres no se mezclan, no pierden su individualidad. Hizo el experimento del guisante. Plantó guisantes altos y bajos con semillas verdes y amarillas. En la 1ª generación estudió que los hijos eran todos iguales y se parecían a un carácter del padre o de la madre. En la 2ª generación, al cruzar a los hijos, estudió que los nietos no eran iguales, sino que de los 4, 3 se parecían a la madre (ejemplo altura) y la del padre el color. Solo a uno le daba el color verde bajo.

Mendel demostraba que la idea de los caracteres mezclados era falsa y apoyaba la hipótesis de que los factores hereditarios mantenían su individualidad a lo largo de las generaciones.

Conceptos Fundamentales de la Herencia

Un gen es una unidad de información hereditaria, lo que controla un determinado carácter (trozos de cromosoma hechos de ADN). Se transmiten independientemente.

Almacenan la información hereditaria. Fabrican las proteínas que realizan muchas funciones en los seres vivos.

El código genético es el conjunto de instrucciones que sirven para fabricar las proteínas a partir del orden o secuencia de los nucleótidos que constituyen el ADN. Este código determina que cada grupo de 3 nucleótidos codifica un aminoácido.

El fenotipo es el conjunto de rasgos y órganos de un individuo. Características físicas con las que el animal interactúa con el medio. También se refiere a la expresión del genotipo en un determinado ambiente.

El genotipo es el conjunto de genes de un individuo. Junto con la variación ambiental que influye sobre el individuo, codifica el fenotipo del individuo.

La Célula y la Fecundación

La célula es la unidad fundamental de los organismos. En ella se encuentran orgánulos o estructuras que intervienen en el proceso de la herencia. Son:

  • Membrana celular: controla el intercambio de sustancias con el exterior: alimentos, desechos.
  • Núcleo: en él se encuentra el ADN que dirige la síntesis de proteínas y el mecanismo de la herencia.
  • Citoplasma: en él se encuentran diversos orgánulos con diversas funciones.

Fecundación: El gameto masculino (espermatozoide) se cruza con el óvulo femenino. Tras esa fecundación tendríamos la dotación genética de un nuevo individuo que también tendría 23 pares de cromosomas.

ADN y ARN: Moléculas de la Vida

El ADN está constituido por 2 cadenas de un elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos. El nucleótido está compuesto por: una base nitrogenada (A, T, G, C), un azúcar (pentosa) y ácido fosfórico.

Duplicación de ADN: los genes se copian duplicando la molécula de ADN. La cadena de ADN se abre dando lugar a 2 cadenas hijas. Cada una de las cadenas se complementa con las bases complementarias a la cadena madre formándose 2 cadenas idénticas.

El ARN es una cadena simple en la que en lugar de T hay Uracilo. Contiene azúcar pentosa llamado ribosa. El ARN sintetiza las proteínas.

Síntesis ARN: el ADN del núcleo transcribe el mensaje codificante al ARNm. El ARNm sale de los poros de la membrana nuclear y llega al citoplasma, donde se adhiere a un ribosoma. Allí se lee y traduce el mensaje codificado que trae desde ADN núcleo. El ARNt selecciona un aminoácido para cada grupo de 3 nucleótidos del ARNm. Allí se enganchan otros aminoácidos y se forma una cadena de aminoácidos (polipéptido).

La síntesis de proteínas de la célula eucariota comienza en el núcleo donde está el ADN y se termina en el citoplasma donde están los ribosomas.

  • ARNr: forma parte integral de los cromosomas.
  • ARNt: están asociados a los ribosomas, conectan una parte con el ARNm y por otra se unen a un aminoácido cada uno de ellos.
  • ARNm: es el ARN intermedio, parte el mensaje del ADN en forma de cadena complementaria de la denominada cadena codificante del ADN.

Genoma Humano, Genómica y Proteómica

El genoma humano es el conjunto de toda la información genética del mismo. Tenemos 23000 genes y representan un 2% del genoma. Muchos genes eucarióticos están interrumpidos por secuencias de ADN que no generan proteínas. Estos genes se llaman intrones. El 98% no codificante está formado por intrones.

ADN: Conjunto de nucleótidos: exones e intrones. Exón es la porción de ADN dentro de un gen que codifica proteínas. Intrón es la porción de ADN dentro de un gen que no codifica proteínas (no hace la síntesis). ADN basura: no pertenece a ningún gen. La mayor parte es ADN basura. Regula la función diferente de los genes, regula los genes para que funcionen correctamente.

La genómica es la parte de la biología que se encarga del estudio de los genomas. Esta ciencia se utiliza en el estudio de patologías complejas (cáncer, alcoholismo).

La proteómica estudia todas las proteínas codificadas por el genoma.

Homeobox y Desarrollo de un Organismo

El homeobox es una secuencia de ADN incluida en genes que regulan el desarrollo de un ser vivo. En los cromosomas los genes aparecen ordenados de la misma manera que las regiones del embrión cuyo crecimiento controlan. Los genes homeobox codifican proteínas que muestran a las células de distintos segmentos de un embrión en desarrollo qué clase de estructuras tiene que desarrollar.

Desarrollo de un organismo:

  • Proliferación: división de las células y replicación de su genoma.
  • Diferenciación: regulación de la expresión del genoma para que se expresen unos genes.

Cuando se produce la proliferación, las células hijas se especializan para llegar a formar diferentes tejidos (diferenciación).