Genética

Genética: Estudia la herencia biológica, los genes y la expresión de los genes en el organismo.

Mendel estableció un modelo de herencia que sus descubridores llamaron leyes. Posteriormente, Babeson y Johannsen propusieron una serie de conceptos que consolidaron la genética clásica.

El modelo mendeliano

El modelo mendeliano llevó a estas conclusiones:

• La unidad de la herencia es el gen.
• Los genes se transmiten de acuerdo a unas leyes definidas.
• Los genes se localizan en los cromosomas, estructuras formadas por sustancia del núcleo celular.
• El sexo está determinado por los genes o los cromosomas en la mayoría de los organismos.

Griffith demostró la existencia de un llamado “principio transformante” que concluyó más tarde que era el ADN (los genes), el ácido desoxirribonucleico.

Conceptos básicos

Genotipo: Constitución genética del individuo referida a un carácter o conjunto total de genes.

Fenotipo: Expresión externa del genotipo.

Alelo: Cada una de las variantes que puede presentar un gen. Para cada gen el individuo tiene un par de alelos, los cuales se representan con una letra. A = dominante // a = recesivo.

Homocigótico: Individuo que tiene dos alelos idénticos.

Heterocigótico: Individuo con los alelos del cromosoma distintos.

Carácter: Viene determinado por una pareja de genes (alelos) situados cada uno en un lugar (locus) de cada cromosoma de la pareja de cromosomas homólogos.

Transmisión de los caracteres

Transmisión de los caracteres: Se lleva a cabo durante la reproducción; ocurre entre un ser vivo y sus descendientes, y constituye la herencia biológica. Durante la transmisión de caracteres cada progenitor transmite los genes a través de los cromosomas de sus gametos. Los descendientes posibles para un carácter serán el resultado de todos los cruces que puedan producirse entre los alelos que transmiten los progenitores.

Modelo mendeliano:

Cada carácter está determinado por una pareja de genes que se transmiten:

• 1ª ley o principio de la uniformidad de los híbridos en la 1ª generación filial: Si se parte de individuos que sean razas puras con variedades distintas de un mismo carácter todos los individuos de la 1ª generación serán iguales e híbridos.
• 2ª ley o principio de separación de los alelos de individuos de F1 para formar la F2: De manera que en los de la F2 algunos serán similares a los de la F1 y otros a los de la generación parental.
• 3ª ley de transmisión independiente de los caracteres.

ADN

ADN: En todas las células de todos los seres vivos existe una molécula que está encerrada en el núcleo que contiene la información.

Monómero: Molécula pequeña que se une a otras iguales o diferentes para originar moléculas grandes.

Polímero: Macromolécula formada por la unión de varios monómeros iguales o distintos.

Ácidos nucleicos: Son polímeros de nucleótidos. Nucleótidos compuestos por: – ácido fosfórico – una pentosa – una base nitrogenada – ácido ribonucleico (ARN) – ácido desoxirribonucleico (ADN)

Replicación, transcripción y traducción

Replicación: Proceso a partir de una molécula de ADN de cadena doble se obtienen dos moléculas de cadena doble. Se separan las dos cadenas y cada una sirve de molde para que se copie la complementaria. Se obtienen dos moléculas de ADN de cadena doble. El ADN información genética que tiene que ver con la secuencia de bases de los nucleótidos. La expresión de la información genética tiene lugar mediante transcripción y traducción.

Transcripción: Copia del ARNm y otros ARN a partir del ADN. Solo se copia una de las cadenas del ADN. Tipos de ARN: ARNm (mensajero) ARNr (ribosómico) ARNt (transferencia)

Traducción: Es la formación de una proteína con la secuencia de nucleótidos del ARNm. Después de la transformación de ARNm pasa del núcleo al citoplasma y se une a los ribosomas. A los ribosomas son llevados los aminoácidos unidos a un tipo especial de ARN, ARNt que tiene tres nucleótidos que se unen a los nucleótidos del ARNm. El ARNm copiado del ADN por transcripción pasa del núcleo al citoplasma y se une a los ribosomas. Luego se separan los ARNt y se unen los aminoácidos formándose la proteína.

El código genético: Es la relación que existe entre los nucleótidos del ARN y los aminoácidos. En el ARNm hay tripletes o codones de inicio y tripletes o codones de parada o stop de la proteína (hay 20 aminoácidos y 64 tripletes en el ARNm). El código genético es universal. Todos los seres vivos comparten el mismo código genético.

Organismos transgénicos y clonación

Organismos transgénicos: Se desarrollan a partir de una célula procedente de otro ser vivo, que se integra en su genoma.

Organismos recombinantes: Virus o bacterias manipulados genéticamente.

Clonación: Es la formación de elementos clónicos o clones. Un clon es la línea de células idénticas resultante de las sucesivas divisiones mitóticas de una célula.

Para clonar un gen en otra célula:

• Se localiza el cromosoma de la célula animal en el que se encuentra el gen que nos interesa y se selecciona un vector para ese gen. Los vectores son vehículos para introducir genes en las células de otro organismo.
• Se aísla el material genético de la célula y de la bacteria.
• Se fragmenta el ADN cromosómico y el plasmídico.
• Se introduce el ADN en otra bacteria. Al cabo de varias generaciones se dispondrá de un clon de células portadoras del gen de la insulina.

Aplicaciones de la genética

Producción de fármacos: Uno de los éxitos de la ingeniería genética es la producción de moléculas que no se podrían obtener por otros métodos. La primera fue el interferón, una sustancia que se emplea para el tratamiento de infecciones víricas y del cáncer.

Terapia genética: Tratamiento de una enfermedad que se basa en la introducción de genes en el organismo.

Una buena técnica de Terapia genética ha de conseguir:

• Introducir el gen deseado en células.
• Introducir las células en el organismo.
• Que los genes lleguen en condiciones a su objetivo.
• Controlar la expresión de estos genes.

Diagnóstico clínico: Como cada vez se conoce mejor la relación entre la genética y muchas enfermedades la identificación de los genes responsables permite realizar un diagnóstico precoz.

Aplicaciones en agricultura: Las nuevas técnicas de ingeniería genética abren expectativas en la potenciación de características deseables y en la creación de variedades y especies nuevas.

Aplicaciones en ganadería: Se quiere evitar patologías y aumentar la producción de carne y leche.

Aplicaciones medioambientales:

• Biorremediación: Algunas bacterias y mohos tienen en su genoma genes que les permite degradar los hidrocarburos. Sin embargo el uso de estos organismos puede presentar ciertas limitaciones. Por ingeniería genética se pueden “diseñar” organismos con capacidades para degradar estos compuestos y para desarrollarse en condiciones concretas.
• Bioabsorción: Obtención de capas bacterianas capaces de fijar en la superficie de sus células ciertos metales.

Para obtener plantas transgénicas:

• Transformación: Se clona el gen del carácter deseado en un plásmido.
• Regeneración: Las células del tejido transformado se cultivan in Vitro hasta obtener una nueva planta.

Proyecto Genoma Humano

Genoma: Es el conjunto de genes de un individuo.

Proteoma: Conjunto de todas las proteínas originadas a partir del genoma. El genoma humano contiene menos de 30.000 genes. Las diferencias con otras especies es menor de la esperada.

Presente y futuro del proyecto

Posibilidades que nos ofrecen los descubrimientos:

• Test genético: para saber la probabilidad de padecer enfermedades.
• Terapia genética.
• Diagnóstico genético pretransplante.
• Conocimiento sobre la evolución humana.

Reproducción asistida

Procedimientos de reproducción asistida:

• Inseminación artificial: Introducción de semen en el útero por medio de una cánula.
• Fecundación in Vitro: Consiste en realizar la fecundación en el laboratorio y luego implantar el embrión en el útero de la madre.
• Clonación de células aisladas o de tejidos que pueden ser utilizadas en investigación o ser implantadas en pacientes con fines médicos.
• Células madre: Pueden dar lugar a un tejido u órgano.
• Clonación de organismos: Es la obtención de un organismo animal o planta idéntico genéticamente a otro.

La clonación de animales puede llevarse a cabo por distintos procedimientos:

• Por inducción de divisiones en un embrión.
• Por transferencia nuclear.

Aplicaciones de la clonación:

• Desarrollo de la investigación en diversos campos.
• Reproducción de animales transgénicos.
• Reproducción de animales en vías de extinción.
• Aplicaciones terapéuticas.

Bioética

La bioética: Aplicación de la ética a las ciencias de la vida.