Estructura Del Adn

UNIDAD I

REPRODUCCION Y HERENCIA

Estructura del ADN

La información con la que se fabrican las moléculas necesarias para el mantenimiento de las funciones celulares está guardada en una molécula de ácido nucleico llamada ácido desoxirribonucleico (ADN). En este apartado describiremos su estructura y explicaremos cómo se almacena dentro del núcleo celular.

En la década de los cincuenta, el campo de la biología fue convulsionado por el desarrollo del modelo de la estructura del ADN. James Watson y Francis Crick en 1953 demostraron que consiste en una doble hélice formada por dos cadenas.

El ADN es un ácido nucleico formado por nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres elementos:

a. un azúcar: desoxirribosa en este caso (en el caso de ARN o ácido ribonucleico, el azúcar que lo forma es una ribosa),

b. un grupo fosfato y

c. una base nitrogenada

Si la molécula tiene sólo el azúcar unido a la base nitrogenada entonces se denomina nucleósido.

Las bases nitrogenadas que constituyen parte del ADN son: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estas forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando una estricta complementariedad: A sólo se aparea con T (y viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y G sólo con C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.

Los extremos de cada una de las hebras del ADN son denominados 5’-P (fosfato) y 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa. Las dos cadenas se alinean en forma paralela, pero en direcciones inversas (una en sentido 5’ → 3’ y la complementaria en el sentido inverso), pues la interacción entre las dos cadenas está determinada por los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Se dice, entonces, que las cadenas son antiparalelas.

Reproducción célular

La célula cuando se reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos existe organismos unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los diferentes tejidos que tienen la función de sustituir a una célula muerta o ayudarla a crecer. Para la reproducción celular se necesita dos procesos:

• División del núcleo

• División de citoplasma(citocinesis)

Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases de reproducciones:

• Mitosis: es la que se produce en todos los organismos menos los sexuales,también llamadas células somáticas.

• Meiosis: se reproduce en las células sexuales o también llamados gametos.

La mitosis es un proceso de división celular en la que las dos células resultantes obtienen exactamente la misma información genética de la célula progenitora. Se realiza en las células somáticas cuando los organismos necesitan crecer o reparar tejidos dañados.Para poder realizar la división celular es necesario realizar cuatro fases. Para que se puedan realizar estas cuatro fases es necesario una preparación conocida como interfase donde la célula posee un centriolo (orgánulo), donde el ADN se duplica para las fases posteriores. Es ahora cuando comienza la mitosis:

PROFASE: fase en la que se condensan los cromosomas (ya que la cromatina estaba suelta por el núcleo) y empiezan a unirse.Posteriormente se duplica el centriolo y la membrana central se desintegra, dirigiéndose cada centriolo a los polos opuestos.

METAFASE: se crea el huso mitótico constituido de fibras protéicas que une a los dos centriolos. Los cromosomas formados constituyen el plano ecuatorial, situado en medio de la célula en línea recta colgado del huso mitótico.

ANAFASE: las cromátidas de cada cromosoma se separan y se mueven hacia los polos opuestos .

TELOFASE: los cromosomas están en los polos opuestos y son cada vez más difusos. La membrana núclear se vuelve a forma. El citoplasma se divide.

CITOCINESIS: por último la célula madre se divide en dos células hijas. Así términa la mitosis.

La meiosis: Cuando se produce la fecundación se unen los cromosomas PATERNOS con los MATERNOS. Ambos poseen en total 46 cromosomas (23 cromosomas y sus copias). Si uniéramos estos cromosomas el individuo poseería 92 cromosomas por lo que no seria un ser humano.

Para ello tiene lugar DOS divisiones celulares consecutivas, sin producirse ninguna duplicación de los cromosomas.

El comienzo de la meiosis, se inicia con la profase I donde los cromosomas homólogos se juntan e intercambian fragmentos de ADN este proceso se denomina sobrecruzamiento y hacen que todos los descendientes de la misma pareja no salgan idénticos y cada una posea sus características PROPIAS ya que sino, podría decirse que tendrían clones.

Durante la meiosis I los cromosomas se separan y cada uno va a una célula hija diferente, por lo que cada uno posee información similar pero no igual.

En la meiosis II las cromátidas de cada cromosoma se separan y son repartidas entre las células hijas, concluyendo así este proceso con cuatro células haploide distintas entre si.

La herencia genética

Es la transmisión a través del material genético existente en el núcleo celular, de las características anatómicas, fisiológicas o de otro tipo, de un ser vivo a sus descendientes.

La herencia consiste en la transmisión a su descendencia de los caracteres de los ascendentes. El conjunto de todos los caracteres transmisibles, que vienen fijados en los genes, recibe el nombre de genotipo y su manifestación exterior en el aspecto del individuo el de fenotipo. Se llama idiotipo al conjunto de posibilidades de manifestar un carácter que presenta un individuo.[

Gregor Johann Mendel

Gregor Mendel nació el 20 de julio de 1822 en un pueblo llamado Heinzendorf (hoy Hynčice, en el norte de Moravia, República Checa) perteneciente al Imperio austrohúngaro, y fue bautizado con el nombre de Johann Mendel. Tomó el nombre de padre Gregorio al ingresar como fraile agustino, en 1843, en el convento de agustinos de Brno (conocido en la época como Brünn). En 1847 se ordenó sacerdote.

Mendel fue titular de la prelatura de la Imperial y Real Orden Austriaca del emperador Francisco José I, director emérito del Banco Hipotecario de Moravia, fundador de la Asociación Meteorológica Austriaca, miembro de la Real e Imperial Sociedad Morava y Silesia para la Mejora de la Agricultura, Ciencias Naturales y Conocimientos del País y jardinero (aprendió de su padre cómo hacer injertos y cultivar árboles frutales).

Mendel presentó sus trabajos en las reuniones de la Sociedad de Historia Natural de Brünn3 (Brno) el 8 de febrero y el 8 de marzo de 1865, y los publicó posteriormente como Experimentos sobre hibridación de plantas (Versuche über Plflanzenhybriden) en 1866 en las actas de la Sociedad. Sus resultados fueron ignorados por completo, y tuvieron que transcurrir más de treinta años para que fueran reconocidos y entendidos.2 Curiosamente, el mismo Charles Darwin no sabía del trabajo de Mendel, según lo que afirma Jacob Bronowski en su célebre serie/libro El ascenso del hombre.4

Al tipificar las características fenotípicas (apariencia externa) de los guisantes las llamó «caracteres». Usó el nombre «elemento» para referirse a las entidades hereditarias separadas. Su mérito radica en darse cuenta de que en sus experimentos (variedades de guisantes) siempre ocurrían en variantes con proporciones numéricas simples.

Los «elementos» y «caracteres» han recibido posteriormente infinidad de nombres, pero hoy se conocen de forma universal con el término genes, que sugirió en 1909 el biólogo danés Wilhem Ludwig Johannsen. Para ser más exactos, las versiones diferentes de genes responsables de un fenotipo particular se llaman alelos. Los guisantes verdes y amarillos corresponden a distintos alelos del gen responsable del color.

Mendel falleció el 6 de enero de 1884 en Brünn, a causa de una nefritis crónica.

Leyes de Mendel (1865)

• Primera ley o principio de la uniformidad: «Cuando se cruzan dos individuos de raza pura, los híbridos resultantes son todos iguales». El cruce de dos individuos homocigotas, uno de ellos dominante (AA) y el otro recesivo (aa), origina sólo individuos heterocigotas, es decir, los individuos de la primera generación filial son uniformes entre ellos (Aa).

• Segunda ley o principio de la segregación: «Ciertos individuos son capaces de transmitir un carácter aunque en ellos no se manifieste». El cruce de dos individuos de la F1 (Aa) dará origen a una segunda generación filial en la cual reaparece el fenotipo "a", a pesar de que todos los individuos de la F1 eran de fenotipo "A". Esto hace presumir a Mendel que el carácter "a" no había desaparecido, sino que sólo había sido "opacado" por el carácter "A" pero que, al reproducirse un individuo, cada carácter se segrega por separado.

• Tercera ley o principio de la combinación independiente: Hace referencia al cruce polihíbrido (monohíbrido: cuando se considera un carácter; polihíbrido: cuando se consideran dos o más caracteres). Mendel trabajó este cruce en guisantes, en los cuales las características que él observaba (color de la semilla y rugosidad de su superficie) se encontraban en cromosomas separados. De esta manera, observó que los caracteres se transmitían independientemente unos de otros. Esta ley, sin embargo, deja de cumplirse cuando existe vinculación (dos genes están muy cerca y no se separan en la meiosis).

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