TEORÍA CELULAR ( ADN, ARN, Composición de TEORÍA CELULAR ( ADN, ARN, Composición de los acidos nucleicos ,genoma Humano, teoría los acidos nucleicos ,genoma Humano, teoría

de Watson y Crick,,Ingeniería genética )de Watson y Crick,,Ingeniería genética )

La celula unidad funcional de los La celula unidad funcional de los seres vivos la cual esta formada por:seres vivos la cual esta formada por:

MEMBRANA PLASMATICAMEMBRANA PLASMATICA

CITOPLASMACITOPLASMA

NUCLEONUCLEO

ESTRUCTURA DE LA CELULA

La célula consta de dos partes independientes:

1.El núcleo: separado del citoplasma por la membrana nuclear

2.Citoplasma:delimitado por fuera por una membrana delgada y débil llamada

membrana celular.

PARTES ESTRUCTURALES FUNCIONALES DE LA CELULA:

1.MEMBRANA CELULAR

CITOPLASMACITOPLASMA Región que ocupaRegión que ocupa Constituido por una solución viscosa donde Constituido por una solución viscosa donde

están suspendida sustancias orgánicas, están suspendida sustancias orgánicas, elementos químicos y una red de sistema elementos químicos y una red de sistema de membranas.de membranas.

El agua el 85 o 90%,y otrosEl agua el 85 o 90%,y otros PRESENTA DOS REGIONES:PRESENTA DOS REGIONES: a)ECTOPLASMA (de mayor densidad)a)ECTOPLASMA (de mayor densidad) b)Endoplasma (organitos citoplasmáticos)b)Endoplasma (organitos citoplasmáticos) PROTOPLASMA PROTOPLASMA sustancia básica de la vida sustancia básica de la vida

contenida dentro de la membrana que contenida dentro de la membrana que comprende núcleo y citoplasma comprende núcleo y citoplasma

..

EL NÚCLEOEL NÚCLEO Descubierto por Robert Browm en 1831Descubierto por Robert Browm en 1831 Es el control y la parte esencial de la Es el control y la parte esencial de la

célula y desempeña funciones de célula y desempeña funciones de metabolismo y función celular.metabolismo y función celular.

Tiene formas variablesTiene formas variables Tamaño variable y en relación con el Tamaño variable y en relación con el

tamaño del citoplasma.tamaño del citoplasma.

EL NUCLEOEL NUCLEO

FUNCIONES DEL NÚCLEO

•Principalmente la división celular

•Como contiene los factores hereditarios (genes) se encarga de conservar y trasmitir los rasgos característicos de una especie

•Controla la reproducción de la célula, reacciones bioquímicas y síntesis de proteínas.

•Permite a la célula adaptabilidad a las condiciones cambiantes del medio y señales externas de las hormonas.

CONSTITUYENTES QUÍMICOS DEL NÚCLEO

•PROTEINAS

•ACIDOS NUCLEICOS

•LIPIDOS

•COMPUESTOS INORGÁNICOS.

ADNADN

Principios de los 50 J.WATSON y F. CRICK Principios de los 50 J.WATSON y F. CRICK

estudiaron la molécula de ADN y propusieron estudiaron la molécula de ADN y propusieron el modelo que lleva sus nombres:el modelo que lleva sus nombres:

Peldaños son las bases nitrogenadasPeldaños son las bases nitrogenadas Los lados por los azúcares y fosfatosLos lados por los azúcares y fosfatos Las dos bases emparejadas se encuentran a Las dos bases emparejadas se encuentran a

través de la hélice través de la hélice Se mantienen juntas por puentes de Se mantienen juntas por puentes de

hidrogeno. hidrogeno.

MODELO PROPUESTO POR WATSON Y CRICK

ADNADN

Estructura fundamental donde está contenida Estructura fundamental donde está contenida la información genética del organismo.la información genética del organismo.

Permite a cada ser plasmar en sus sucesores Permite a cada ser plasmar en sus sucesores los caracteres típicos de su especielos caracteres típicos de su especie

Solo se encuentra en el núcleo a nivel de los Solo se encuentra en el núcleo a nivel de los cromosomas.cromosomas.

EL ADN ESTA FORMADO POR CUATRO COMPONENTES

1-Bases nitrogenadas:formada principalmente por carbono,nitrogeno y algunos casos oxígeno; en este conseguimos cuatro tipos:

Derivados pirimídicos (timina-citosina)

Derivados purínicos (adenina-guanina)

2-Azúcares : formado por cinco átomos de carbono llamada dexosirribosa

3-Acido fosfórico: se encarga de actuar como medio de unión entre los azúcares que forman parte del ácido nucleico.

4-Nucleótidos: Unión entre las bases :

Adenina-timina

Guanina-citosina

EN LA DUPLICACION DEL ADN SE ESTUDIARON VARIAS TEORIAS DE LAS

CUALES FUERON

REPLICACION CONSERVATIVA

REPLICACION DISPERSIVA

REPLICACION SEMICONSERVATIVA

DUPLICACION DE ADN(MAS ACEPTADA)

Proceso mediante el cual cada molécula de ADN se duplica y origina dos células hijas las cuales conservan una hélice o cordón de la molécula madre y se sintetisa una nueva molécula.

Se forman dos moléculas hijas exactamente iguales.

La síntesis de ADN se realiza antes de la división celular durante la interfase.

ESTA AUTODUPLICACION SE LLAMA SEMICONSERVATIVA.

EL ARNEL ARN

Es el encargado de trasmitir la información Es el encargado de trasmitir la información contenidas en las moléculas de ADNcontenidas en las moléculas de ADN

Posee el nucleótido URACILO en sustitución Posee el nucleótido URACILO en sustitución de la TIMINA presente en el ADN.de la TIMINA presente en el ADN.

Las cadenas son mas cortas que el ADNLas cadenas son mas cortas que el ADN

Esta formado por solo una héliceEsta formado por solo una hélice

COMPOSICIÓN DEL ARN

BASES NITROGENADAS

PIRIMÍDICAS : CITOSINA-URACILO

PURINAS :ADENINA-GUANINA

AZÚCARES :

RIBOSA

ACIDO FOSFÓRICO

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARNARN

BASES NITROGENADASBASES NITROGENADAS

AZÚCARAZÚCAR

LOCALIZACIONLOCALIZACION

FUNCIONFUNCION

CODIGO GENETICOCODIGO GENETICOCODIGO GENETICO

CÓDIGO GENÉTICOCÓDIGO GENÉTICO

Es la relación entre la secuencia de Es la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN y la bases nitrogenadas del ADN y la secuencia de AA en las proteínas.secuencia de AA en las proteínas.

ADN (Trascripción )ADN (Trascripción ) ARN mARN m ARN t (Traducción)ARN t (Traducción) ProteínasProteínas

La información fluye del ADN al ARN por vía del proceso llamado trascripción, y luego a la proteína por el proceso de traducción.•Trascripción es el proceso de fabricación ARN usando el ADN como molde. •Traducción es la construcción de una secuencia de aminoácidos (polipéptido) con la información proporcionada por la molécula de ARN. El esquema de este "dogma" ha sido encontrada repetidamente y se considera una regla general.

                                                                                                       

                              

El orden de las cuatro bases bases nitrogenadas en el ADN podría determinar la secuencia de AA en la

formación de polipéptidos

Las proteínas se forman con 20 clases diferentes de AA donde el código esta formado por combinación de

tres nucleotidos.Pueden existir entre 61 a 64 combinaciones.

La lectura que realiza al final el ARN de transferencia es a través de un triplete de nucleótido ,llamado

anticodón, que es el complemento de la tripleta de nucleótidos que trae el ARNmensajero llamado codón

Traducción

Información contenida en el ARNm controla la secuencia en que debe unirse los AA para la síntesis de proteínas.

Al formar una proteína el ARN de transferencia queda libre.

Ejemplo de aminoácidos con códigos diferentes:

UUU Y UUC FORMAN FENILALANINA

UUA Y UUG FORMAN LEUCINA

UCU,UCC,UCA Y UCG FORMAN SERINA

LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ESTÁ LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS ESTÁ REGULADA POR GENES SEGÚN MODELO REGULADA POR GENES SEGÚN MODELO

DE JACOD Y MODOTDE JACOD Y MODOT

GENES ESTRUCTURALESGENES ESTRUCTURALES

EL OPERON (G.ESTRUCTURAL Y OPERADOR)EL OPERON (G.ESTRUCTURAL Y OPERADOR)

GEN OPERADORGEN OPERADOR

GEN REGULADORGEN REGULADOR

ADN-REGULADOR-OPERADOR-ESTRUCTURALADN-REGULADOR-OPERADOR-ESTRUCTURAL

•Los genes estructurales: Ocupan una función del ADN y tienen la función de explicar la función de aminoácidos en las moléculas de proteínas.

•El operon: Está formado por varios genes estructurales y el gen operador.

•El gen operador que están ubicado en el extremo inicial de los genes estructurales. Este gen actúa como interruptor de corriente.

•El gen regulador: Produce una determinada sustancia que al combinarse con el producto final, actúa como represor del operón. Esta sustancia produce un bloqueo de la acción del operon ya que se combinaron con el operador, el cual como dijimos anteriormente.

CARACTERISTICAS DEL CÓDIGOCARACTERISTICAS DEL CÓDIGO

ES UNIVERSALES UNIVERSAL

DEGENERADODEGENERADO

LOS CODONES QUE ESPECIFICAN A UN LOS CODONES QUE ESPECIFICAN A UN MISMO AA SE LLAMAN SINÓNIMOSMISMO AA SE LLAMAN SINÓNIMOS

ESTA ORGANIZADO EN TRIPLETAS O ESTA ORGANIZADO EN TRIPLETAS O CODONESCODONES

Codigo genético

Regulador

Operón reprimible

Operador Gen a Gen c Gen b

ARNm

Represorinactivo

triptófano

Vía metabólica del triptófano

enzimas

Regulación del operón de la vía del triptófano . Si no hay triptófano el represor está en su forma inactiva. Los genes estructurales de la vía del triptófano se transcriben y se traducen, con lo que se sintetiza el triptófano necesario para la célula.

Regulador

Operón reprimible

Operador Gen a Gen c Gen b

ARNm

Represorinactivo

triptófano

Vía metabólica del triptófano

enzimas

Represoractivo

Cuando hay suficiente triptófano Regulación del operón de la vía del triptófago. Cuando hay demasiado triptófano, este se une al represor y lo activa. El represor se une al operador, inactivándolo. Los genes a, b y c no se transcriben ni se traducen, con lo que la vía de síntesis del triptófano se paraliza. Lo que asegura que no se sintetice una cantidad excesiva de triptófano.

La ingeniería genética es la tecnología o más concretamente la biotecnología de la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.

En 1973 los investigadores Stanley Cohen y Herbert Boyer producen el primer organismo recombinando partes de su ADN en lo que se considera el comienzo de la ingeniería genética. En 1997 se clona el primer mamífero, la Oveja Dolly.

Actualmente la Ingeniería Genética está trabajando en la creación de técnicas que permitan solucionar problemas frecuentes de la humanidad como, por ejemplo, la escasez de donantes para la urgencia de trasplantes.

La ingeniería genética tiene un gran potencial. Por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo general sólo se encuentra en los animales superiores, se puede ahora introducir en células bacterianas mediante un plásmido o vector. Después la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina recombinante a un precio relativamente bajo. La producción de insulina recombinante no depende del suministro de tejido pancreático animal. Otros usos de la ingeniería genética son el aumento de la resistencia de los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos farmacéuticos en la leche de los animales, la elaboración de vacunas, y la alteración de las características del ganado.                                                                                                                                                                                                                                      

PROPÒSITOS DE LA INGENIERÌA GENÈTICA

Las finalidades pueden ser diversas: en las plantas se intenta crear variedades mas resistentes al clima, plagas, con mayor poder nutritivo, de mayor tamaño, en los animales se obtienen variedades ganaderas de mayor rendimiento, de más rápido crecimiento...; en la especie humana se intentan curar determinadas enfermedades genéticas; es la llamada terapia génica; también se obtienen sustancias útiles para el hombre producidas por bacterias que se utilizan como fábricas de producción, una vez introducidos en ellas determinados genes.

Así se han obtenido la insulina, la hormona de crecimiento, el interferón y el factor VIII de la coagulación sanguínea, algunos tipos de vacunas... también se pretende utilizar a los microorganismos modificados genéticamente para que degraden determinados contaminantes como metales y plásticos.

La clonación El 23 de febrero de 1997 se produjo la clonación de la oveja Dolly. Era

una oveja de seis meses que había sido clonada a partir de una célula tomada del tejido de la ubre de una oveja.

La clonación en la especie humana ¿Qué posibilidades hay de que la tecnología de clonación desarrollada

en ovejas pueda ser transferida a nuestra especie? Según el prestigioso científico Lee M. Silver, la clonación en mamíferos ya se ha producido además de en ovejas, en vacas, cerdos, cabras, conejos y ratones a partir de embriones con núcleos transplantados. También se ha conseguido en el mono Rhesus.

En el caso de la especie humana hay que asegurarse de que el riesgo de taras de nacimiento no sea mayor que el asociado con niños

concebidos de forma natural. La clonación de humanos podría utilizarse para curar determinadas

enfermedades: por ejemplo un cáncer de sangre, una leucemia nucleóide que solo puede curarse eficazmente mediante el reemplazo de células sanguíneas germinales cancerosas por otras sanas proporcionadas por un transplante de médula de una persona compatible, es decir un clon: la madre podría tener un nuevo hijo clonado a partir de una célula adulta suya y este hermano pequeño podría curar al mayor, enfermo.

La clonación también podría satisfacer el deseo de tener hijos de parejas con problemas

de infertilidad.

Los Estados Unidos son del parecer que la llamada clonación “terapéutica” o “experimental”, que supone la creación y destrucción de embriones humanos, debe estar incluido en esta prohibición mundial y general

Cualquiera que sea su propósito, la clonación mediante la transferencia de núcleos de células somáticas humanas supone la creación de un embrión humano vivo

CONSECUENCIAS DE LA CLONACIÓN

Un niño que va a nacer, se puede someter a enormes riesgos de anormalidades físicas y de desarrollo. Amenaza la individualidad humana, imponiendo deliberadamente al clon las características genéticas de una persona que ya ha vivido.

Se corre el riesgo de que el cuerpo de las mujeres se convierta en una mercancía, que ellas venderán para someterlo a tratamientos farmacéuticos arriesgados con el fin de producir los muchos óvulos que se necesitan para la clonación. T

También es un paso gigante que se da hacia una sociedad donde la vida se crea por pura conveniencia y los seres humanos son libres de escoger de acuerdo a su ética principios morales, espirituales religiosos el camino del mal o del bién . Ejemplo: los homosexuales parejas podrían clonar hijos y los militares dictadores clonar supersoldados para dominar al mundo.

LA CLONACIÓN HUMANA Y SUS IMPLICACIONES ÉTICAS

La clonación, incluso si no conllevara la muerte de embriones y tuviese un 100% de éxito dando lugar a un ser humano sin fallos, supone un atentado a la persona así generada, que sufriría una manipulación difícil de superar:

El clonado sería seleccionado positivamente por otros, que han decidido cuál va a ser su dotación genética y sus características biológicas. El clonado sería generado con un fin: emular a alguien cuyas características interesan por algún motivo: un hijo fallecido al que se pretende sustituir, un genio cuyas habilidades interesa mantener, con las consecuencias psicológicas de esa presión serían imprevisibles.

El clonado carecería de las relaciones elementales de familia: no tendría en absoluto padre, ni propiamente hablando madre: tendría un hermano gemelo mayor, una madre ovular (¿citoplásmica?) y una madre de alquiler

La clonación humana con “fines terapéuticos”: el descubrimiento de las células madre embrionarias.

La posibilidad de curar enfermedades llevando a cabo transplantes no con órganos completos, sino con células, mediante la llamada terapia celular.

Consistiría en reemplazar las células enfermas por otras sanas, sin necesidad de transplantar el órgano entero.

Obtención de células madre embrionarias a partir de embriones humanos que procedían de la fecundación in vitro. Esos embriones estaban en la fase llamada de blastocisto. Los blatocistos son embriones de 5-6 días

Fase blastocística ; Son masas celulares internas de varios blastocistos (destruyéndolos en el proceso) y las pusieron en cultivo. Consiguieron por un lado que esas células, llamadas células madre embrionarias, viviesen y se dividieran activamente en cultivo; y tratándolas con diferentes factores consiguieron que dieran lugar a células tipo piel ( ectodermo ), tipo tubo digestivo ( endodermo ) o tipo músculo ( mesodermo ).

En qué consiste entonces la propuesta de clonación humana con fines terapéuticos? Consistiría en combinar la técnica de clonación con la de obtención de células madre embrionarias, para curar a adultos que tuviesen una enfermedad que pudiera resolverse mediante transplante celular

Algunas alternativas a la clonación humana con fines terapéuticos

Existen alternativas a la clonación humana con fines terapéuticos que no presentan objeciones éticas tan serias. La más interesante es la posibilidad de conseguir células madre de origen no embrionario.

En el cuerpo humano existen células madre de adulto que son precursoras de otros tipos celulares: células menos especializadas que podrían dar lugar a varios tipos de células.

Estas células son mucho más versátiles de lo que se pensaba. Si se ponen en cultivo y se tratan con diversos factores puede hacerse que se diferencien hacia tipos celulares muy diferentes

Por ejemplo, a partir de células de médula ósea

Las células madre se encuentran en el adulto en la médula ósea, el sistema nervioso

También pueden obtenerse células madre del cordón umbilical y de la placenta del recién nacido

Utilizar esas células para auto-transplantes no presentaría ningún inconveniente ético, ya que no habría una nueva vida implicada

ÉTICA Y CLONACIÓN HUMANA

El dilema ético de la experimentación con humanos parte del principio de lo que significa una vida humana y lo que a ella le debemos en respeto y dignidad

Además la libertad de un ser humano acaba cuando empieza la de otro, es decir el derecho a reproducirse de una pareja concierne también al posible hijo y éste tiene el derecho a nacer en condiciones iguales a todos los niños y a vivir una vida digna.

¿Qué tipo de vida será la de un individuo tan polémico? Comencemos por considerar su existencia característica de clon que lo diferencia de hijo biológico de una pareja sino réplica genética de sólo uno de ellos.

Un niño clonado en cambio, será distinto desde el momento de su creación y para siempre, dada su condición de originarse únicamente a partir de un genoma ajeno anteriormente “vivido” por otra persona y por ende ya conocido. Los efectos psicológicos que la clonación humana puede conllevar parten de éste mismo fundamento.

Es bien sabido que la vida de una persona no está dictada enteramente por su información genética ni mucho menos, claro está que los factores ambientales interaccionan con éstos para dar el fenotipo, pero además son las experiencias vividas las que van condicionando a una persona y haciéndola lo que cada una es.

Sin embargo, las consecuencias psíquicas de ser clon no se deben tanto a lo que éste genoma ajeno codifique realmente sino a la percepción subjetiva que el clon puede tener de su condición.

Otra de las consecuencias surge del hecho de que el donador del genoma, sea el “padre” o la “madre”, no será en términos génicos su progenitor, sino su gemelo.

El donador puede llegar a sentirse más que padre dueño del clon, con todos los derechos sobre él, basándose obviamente en el hecho de que únicamente su propio genoma le dio origen.

Además el donante pudiera acabar destituyendo a su pareja como “padre” o “madre”, negándole derechos o no teniéndola en cuenta. Todo esto puede ocurrir también por parte del clon y no de su donador, perdiendo totalmente el respeto por su “padre” por ejemplo. En conclusión, los roles en la familia quedarán poco definidos generando múltiples conflictos que afectarán a todas las personas relacionadas de alguna manera al clon.

El clon cuando tuviera edad suficiente como para entender su naturaleza, inevitablemente se sentiría como conejillo de indias en el laboratorio que para él será el mundo entero y podría ocasionarle paranoia.

Podrían crearle además un gran resentimiento al sujeto. Resentimiento contra sus padres que decidieron darle ese tipo de vida, contra los médicos que lo llevaron a cabo y contra la sociedad en general que no se opuso.

Su condición distinta a la de todos los humanos, privado de la variabilidad genética que hace adaptarse y evolucionar a las especies en la tierra; podría hacerlo sentir solo y contra el mundo. El hecho de no identificarse con nadie sumado al profundo resentimiento podría acabar incluso en un estado anímico muy peligroso para su salud mental.