Variabilidad Genetica

Variabilidad genética: Sin variabilidad genética, no podrían actuar algunos de los mecanismos básicos del cambio evolutivo.

Vamos a aprender más sobre las tres fuentes primarias de variabilidad genética que hay:

 Las mutaciones son cambios en el ADN. Una única mutación puede tener un efecto considerable pero, en la mayoría de los casos, el cambio evolutivo se basa en la acumulación de muchas mutaciones.

 El flujo génico es cualquier traslado de genes de una población a otra y es una fuente importante de variabilidad genética.

 La sexualidad puede originar nuevas combinaciones genéticas en una población; esta recombinación genética es otra fuente importante de variabilidad genética.

La recombinación genética es una fuente de variabilidad.

Las mutaciones (1 de 2)

Una

mutación es un cambio en el ADN, el material hereditario de los seres vivos. El ADN de un organismo influye en su aspecto físico, en su comportamiento y en su fisiología... en todos los aspectos de su vida. Por lo tanto, un cambio en el ADN de un organismo puede producir cambios en todos los aspectos de su vida.

Las mutaciones son aleatorias

Las mutaciones pueden ser beneficiosas, neutras o dañinas para el organismo, pero las mutaciones no «intentan» proporcionar lo que el organismo «necesita». En este sentido, las mutaciones sonaleatorias: el hecho de que una mutación concreta suceda o no, no está relacionado con lo útil que sería.

No todas las mutaciones son relevantes para la evolución.

Dado que todas las células de nuestro cuerpo contienen ADN, hay multitud de lugares en los que pueden producirse las mutaciones; sin embargo, no todas las mutaciones son relevantes para laevolución. Las mutaciones somáticas son las que se producen en las células no reproductoras y no se transmiten a la descendencia.

Por ejemplo, el color amarillo de la mitad de esta manzana Red Delicious fue causado por una mutación somática, por lo que sus las semillas no son portadoras de la mutación.

Las mutaciones (2 de 2)

Las únicas mutaciones relevantes para la evolución a gran escala son aquellas que pueden transmitirse a los descendientes. Este tipo de mutaciones son las que ocurren en las células reproductoras, como los óvulos y los espermatozoides, y se las llama mutaciones germinales.

Una mutación germinal única puede tener diversidad de efectos:

1. Que no haya cambios en el fenotipo.

Algunas mutaciones no tienen ningún efecto apreciable en el fenotipo de un organimo. Esto puede ocurrir en muchas situaciones: puede que la mutación se produzca en un segmento de ADN sin ninguna función o que se produzca en una región que codifique para una proteína, pero al final no afecte la secuencia de aminoácidos de la proteína.

2. Que se produzca un pequeño cambio en el fenotipo.

3. Una mutación única causó que las orejas de este gato se curvaran ligeramente hacia atrás.

4. Que se produzca un gran cambio en el fenotipo.

A veces, algunos cambios realmente importantes en el fenotipo, como la resistencia de los insectos al DDT, están causados por mutaciones únicas1. Una mutación única también puede tener fuertes efectos negativos para el organismo. Las mutaciones que ocasionan la muerte del organismo se llaman letales, y no puede haberlas más negativas.

Hay algunos tipos de cambios que no pueden ser causados por una única mutación, ni siquiera por muchas. Ni las mutaciones, ni desear que ocurra, harán que los cerdos tengan alas y sólo la cultura pop pudo haber creado las Tortugas Ninja; las mutaciones no podrían haberlo hecho.

Las mutaciones son aleatorias

Los mecanismos de la evolución, como la selección natural y la deriva genética, actúan sobre la variabilidad aleatoria que se genera por mutación.

Se cree que hay factores ambientales que influyen en la tasa demutación pero generalmente se piensa que no influyen en la dirección de estas mutaciones. Por ejemplo, la exposición a sustancias químicas nocivas puede aumentar la frecuencia de mutación, pero no hará que se produzcan más mutaciones que hagan a los organismos resistentes a esas sustancias químicas. En este sentido, las mutaciones son aleatorias: el hecho de que una mutación concreta suceda o no, no está relacionado con lo útil que sería.

En los EEUU, donde la gente utiliza champús con sustancias químicas especiales para matar piojos, hay multitud de piojos que resistentes a las sustancias químicas de los champús. Hay dos explicaciones posibles para esto:

Hipótesis A: Hipótesis B:

Las variedades de piojos resistentes siempre estuvieron ahí y, simplemente, ahora son más frecuentes porque todos lo piojos no resistentes tuvieron una muerte jabonosa. La exposición al champú para piojos ocasionó realmente mutaciones para la resistencia al champú.

Los científicos en general piensan que la primera explicación es la correcta y que la segunda explicación posible, la de las mutaciones dirigidas, no es correcta.

Los investigadores han realizado muchos experimentos en este campo y, aunque hay varias formas de interpretar los resultados, ninguna de ellas apoya de modo inequívoco la mutación dirigida. No obstante, los científicos continúan realizando investigaciones que proporcionan datos relevantes sobre esta cuestión.

Además, los experimentos han aclarado que muchas mutaciones son, de hecho, «aleatorias» y que no sucedieron porque se hubiera puesto al organismo en una situación donde la mutación sería útil. Por ejemplo, si se exponen bacterias a un antibiótico, es probable que se observe un aumento en la prevalencia de la resistencia a antibióticos. En 1952, Esther y Joshua Lederberg determinaron que muchas de estas mutaciones para la resistencia a antibióticos existían en la población antes incluso de que la población fuera expuesta al antibiótico, y que esta exposición no ocasionó la aparición de estos nuevos mutantes resistentes1.

El experimento de Lederberg

En 1952, Esther y Joshua Lederberg realizaron un experimento que contribuyó a demostrar que muchas mutaciones son aleatorias, no dirigidas.

He aquí el diseño del experimento de Lederberg: Toda la información básica que necesitas conocer es que las bacterias crecen en colonias aisladas en las placas de Petri y que las colonias de una placa original pueden reproducirse en nuevas placas, presionando ligeramente la placa original con un paño y «estampando» luego placas vacías con ese mismo paño. Con el paño se recogen bacterias de cada una de las colonias y luego se depositan en las placas nuevas.

La hipótesis del experimento es que las cepas de bacterias resistentes a los antibióticos que sobreviven a la aplicación de antibióticos ya poseían la resistencia antes de dicha exposición a los antibióticos y no la han adquirido como resultado de la exposición.

1. Las bacterias se siembran en una placa, llamada «placa original».

2. Se deja que crezcan hasta formar varias colonias diferentes.

3. Este patrón de colonias se imprime desde la placa original en una nueva placa que contiene el antibiótico penicilina.

4. Las colonias X e Y de la placa estampada sobreviven. Deben ser portadoras de unamutación para la resistencia a la penicilina.

5.Los Lederberg se habían propuesto responder a la pregunta: las colonias de la nueva placa, ¿desarrollaron la resistencia a los antibióticos porque estuvieron expuestas a la penicilina? La respuesta es no:

Cuando se irriga con penicilina la placa original, sobreviven las mismas colonias (las que están en las posiciones X e Y), a pesar de que estas colonias de la placa original nunca antes se habían enfrentado a la penicilina.

Por lo tanto, las bacterias resistentes a la penicilina estaban en lapoblación antes de que se enfrentara a la penicilina, no desarrollaron la resistencia como respuesta a la exposición al antibiótico.

Las causas de las mutaciones

Las mutaciones se producen por diversas causas.

1. El ADN no logra copiarse con precisión.

La mayoría de las mutaciones que pensamos que son importantes para la evolución suceden de forma natural. Por ejemplo, cuando una célula se divide hace una copia de su ADN y, algunas veces, esa copia no es perfecta. Esa pequeña diferencia con la secuencia de ADN original es una mutación.

2. Las influencias externas pueden producir mutaciones.

Las mutaciones también pueden estar causadas por exposición a determinadas sustancias químicas o a la radiación. Estos agentes causan la degradación del ADN. Esto no es necesariamente antinatural, ya que el ADN se degrada hasta en los ambientes más aislados e inmaculados. No obstante, cuando la célula repara el ADN, puede que no haga una reparación perfecta, con lo cual la célula terminaría con un ADN ligeramente diferente del original y, por tanto, con una mutación.

Revisión del ADN

Nuestro ADN contiene un conjunto de instrucciones para construir un ser humano. Estas instrucciones están inscritas en la estructura de la molécula de ADN mediante un código genético. Funciona así:

El ADN está formado por una secuencia larga de unidades más pequeñas unidas entre sí. Hay cuatro tipos básicos de unidades: A, T, G y C. Estas letras representan el tipo de base que lleva cada unidad: adenina, timina, guanina y citosina.

La secuencia de estas bases codifica las instrucciones. Algunas partes de nuestro ADN son centros

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