La Herencia Biológica

GENÉTICA

Es el estudio de la estructura, la expresión y la transformación de la información genética. Cada ser vivo transmite a su descendencia las características biológicas típicas de su especie; esto se realiza mediante el proceso denominado herencia biológica. Sin embargo, hay pruebas fósiles que demuestran que en tiempos pasados existieron formas de vida muy diferentes a las de hoy en día; esto implica que por mas que el mecanismo y la estabilidad del material hereditario se mantenga debe existir una variabilidad, el cual permite que hallan cambios que se puedan transferir a la descendencia y junto con ellos la evolución. 

Genética Mendeliana

Para hablar de genética mendeliana debemos hablar primero de Gregorio Mendel, el fue un monje agustino católico y naturalista nacido en Austria, el cual describió por medio de varios experimentos con diferentes variedades del guisante o arveja las hoy conocidas como las Leyes de Mendel. De los experimentos realizados por Mendel cruzando (hibridando) guisantes, y analizando las características de la descendencia, parten las actuales teorías sobre los mecanismos de la herencia. El hecho de que sus experimentos hallan tenido tan buen resultado se debió a:

• Haber seleccionado cuidadosamente el material de experimentación. Escogió el guisante (Pisum sativum), cuya flor hermafrodita se autofecundaba, no siendo fecundable por el polen de otro ejemplar; debido a ello presenta razas puras en la naturaleza. Sin embargo puede fecundarse artificialmente con el polen de otro pie de planta, y así controlarse la descendencia.

•  Haber concretado los objetivos de sus investigaciones, seleccionando y analizando uno a uno caracteres con alternativas claras, sin tipos intermedios; raza pura de semilla lisa (la habitual) o rugosa (mas rara), de color amarillo (el mas corriente) o verde (poco frecuente), con tallo largo (lo normal) o corto (poco habitual), etc. Y procediendo posteriormente a combinaciones (cruzamientos) de complicación progresiva.

• Haber anotado y analizado cuantitativamente los datos obtenidos; lo que le permitió definir las leyes estadísticas que explican estos procesos y permiten su interpretación biológica.

LEYES DE MENDEL:

Primer experimento:

Inicialmente cruzo dos plantas de guisantes que diferían en un solo carácter  a la que se le llamo generación (P) o Parental. Deposito el polen de una variedad de semillas lisas sobre el estigma de una de semillas rugosas, y viceversa. El resultado en ambos casos fue una generación de plantas idénticas  con semillas lisas, a la que se denomino (F1) o primera generación filial. de los dos caracteres alternativos de la generación P, solo aparecía uno, el liso, en la F1, al que Mendel llamo carácter dominante; mientras que el rugoso  quedaba oculto y lo llamo carácter recesivo.

Primera Ley de Mendel:

También llamada ley de la Uniformidad que consiste en el cruce de dos variedades o razas puras de una misma especie, la generación híbrida resultante es uniforme, es decir, es formada por individuos idénticos que solo manifiestan uno de los caracteres paternos.

Segundo experimento:
Mendel sembró los híbridos obtenidos y permitió que se reprodujeran obtenidos y permitió que se reprodujeran normalmente por autofecundacion. Con ello cruzo entre si la primera generación filial. Tras recoger las legumbres el resultado fue una proporción de tres semillas lisas por cada rugosa que representaban la (F2) o segunda generación filial. El carácter que había desaparecido en la F1 estaba latente y se transmitía apareciendo de nuevo en la F2, independiente del otro.
Posteriormente planteo guisantes pertenecientes a las dos variedades. A partir de las semillas rugosas obtuvo plantas que produjeron por autofecundacion solo semillas rugosas (F3), o tercera generación filial), comprobando que eran raza pura. De las semillas lisas obtuvo plantas que por autofecundacion dieron una generación F3 de semillas. En este caso solo un tercio produjeron semillas lisas, mientras que los dos tercios restantes dieron tres semillas lisas por cada semilla rugosa (proporción 3:1).
Luego Mendel llevo a cabo lo que hoy se conoce como retrocruzamiento o cruzamiento prueba, que consistió en cruzar (polinizar) artificialmente un híbrido de la F2 (semilla lisa) con un individuo de la variedad menos frecuente utilizada como parental (semilla rugosa). La generación resultante (R) estuvo formada por una mitad de ejemplares que presentaban el carácter dominante y la otra el recesivo.

 Segunda Ley de Mendel:
Se conoce como ley de la disyunción de las versiones alternativas de un carácter  ley de la segregación independiente y pureza de los gametos o de la transmisión de los caracteres independientes, que se enuncia: después de haberse reunido las dos versiones del carácter en la primera generación filial, se separan independientemente en la segunda.

Tercer experimento:
Luego Mendel paso a cruzar híbridos para dos caracteres (dihibridos), es decir, descendientes de progenitores que se diferenciaban en dos caracteres: forma y color de las semillas (liso/rugoso, amarillo/verde).

Tercera Ley de Mendel:
Ley de la independencia de los caracteres y su combinación al azar en la segunda generación filial, ley de la distribución independiente o de la libre combinación de factores hereditarios, que se expresa: cuando se cruzan dos variedades de guisantes que difieren en 2, 3 o mas caracteres, la separación (segregación  o disyunción  de las distintas versiones alternativas de los caracteres y su reagrupamiento, se hace de forma independiente.

Genética Molecular

Es la rama que estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular.

Replicación de la molécula de ADN:

Origen de la replicación: es el lugar en el cual se hallan proteínas especificas que delimitan la zona donde las enzimas iniciaran la replicación.
Horquilla de replicación:  zona donde se separan las dos hebras de ADN materno (maternal u DNA molde) a partir del cual se inicia la replicación de las hebras hijas.
Topoisomerasas: enzimas que rompen y desenrollan la doble hélice. Se presentan dos tipos:
DNA Helicasa: enzimas encargadas de romper los puentes de hidrógeno, permitiendo separar las cadenas de ADN.
DNA Girasa: enzima encargada de ir desarrollando las hebras de la doble hélice, reduciendo la tención, y favoreciendo la construcción de las hebras hijas.
RNA Primasa: secuencias cortas de proteínas que sirven como cebadores a partir de los cuales se construyen fragmentos cortos de DNA.
Fragmentos de Okasaki: Fragmentos cortos de ADN construidos a partir de cebadores de RNA.
DNA Polimerasa: Principal enzima del proceso encargada de la replicación de las dos cadenas hijas a partir del ADN progenitor o molde, a partir de la síntesis de las bases complementarias A-T, C-G.
Cadena adelantada o líder: es la cadena que se construye de manera continua.
Cadena Retrasada: Cadena construida en segmentos cortos.
DNA ligasa: enzima encargada de unir los fragmentos de Okasaki y formar una cadena continua.
Región de terminación: Región del ADN molde en el cual la ADN polimerasa encuentra una secuencia que le indica una señal química de terminación.

Transcripción de la copia de la molécula de ADN molde:

Paso de ADN a RNAm. En la cual solo una hebra parental de DNA  es transcrita a RNAm.

RNA Polimerasa: enzima que lleva a cabo la labor de transcripción.

Factor Rho:  señal de terminación en la cual la enzima culmina su labor.

Traduccion del ARNm:

Ocurre repetidamente a través de toda la interface del ciclo celular.

Tiene tres etapas las cuales son.

1.Iniciación

2.Elongación

3.Terminación

Iniciación:

Sucede que la subunidad ribosomica mas pequeña se une al extremo  5` de una molécula de ARNt (ARN de transferencia) que lleva el aminoácido modificado el cual se acopla con el codón iniciador de la molécula de RNAm  La unidad cromosomica mas grande se ubica en su lugar, el complejo ARNt ocupa el sitio P (Peptidico). El sitio A (Aminoacil) esta vacante.

Elongación:

Un segundo ARNt, con su aminoácido unido se coloca en el sitio A y su anticodón se acopla con el ARNm. Se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma. Al mismo tiempo, se rompe el enlace entre el primer aminoácido y su ARNt.

Terminación:

El proceso de traducción culmina cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación, el polipéptido se divide del ultimo ARNt y el ARNt se desprende del sitio P. El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la disociación de las dos unidades del ribosoma.

CÓDIGO GENÉTICO: