TEMA 4. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA
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TEMA 4. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA LA HERENCIA MENDELIANA Y SU INTERPRETACIÓN BIOLOGÍA MOLECULAR INGENIERÍA GENÉTICA GENOMA HUMANO BIOTECNOLOGÍA REPRODUCCIÓN ASISTIDA CLONACIÓN
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TEMA 4. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA
LA HERENCIA MENDELIANA Y SU INTERPRETACIÓN
BIOLOGÍA MOLECULAR
INGENIERÍA GENÉTICA
GENOMA HUMANO
BIOTECNOLOGÍA
REPRODUCCIÓN ASISTIDA
CLONACIÓN
LA HERENCIA MENDELIANA Y SU INTERPRETACIÓN
La genética es la parte de la biología relacionada con el estudio de la
herencia y sus variaciones.
Para Mendel la herencia se transmite por unos factores hereditarios
almacenados en los gametos.
Los factores hereditarios son dos: uno proviene de la planta padre y otro
de la planta madre.
Los experimentos más conocidos de Mendel son los cruzamientos
realizados con plantas de guisante (Pisum sativum).
Esta transmisión sigue unas reglas conocidas como leyes de Mendel.
1ª LEY O LEY DE LA UNIFORMIDAD
A A a a
A a
aA
Al cruzar entre sí dos razas puras se
obtiene una generación filial que es
idéntica entre sí e idéntica a uno de los
padres.
Lo que él llamaba factores hereditarios
nosotros lo llamamos alelos de un gen, y
por lo tanto están situados en los
cromosomas homólogos
A las razas puras las llamamos
homocigotos, y a los híbridos,
heterocigotos.
La alternativa que se manifiesta en la
descendencia se llama dominante, y a la
otra recesiva.
En los cruzamientos se unen los gametos.
2ª LEY O LEY DE LA SEGREGACIÓN
A Aa
aA
a
aA
Al cruzar entre sí dos híbridos, los
factores hereditarios de cada individuo
se separan, ya que son independientes, y
se combinan entre sí de todas las formas
posibles.
En la segunda generación filial hay un
75% de guisantes amarillos y un 25% de
guisantes verdes.
Cada alelo está en un cromosoma distinto
del par, por lo que tras la meiosis irán en
gametos separados.
A A A Aa a a a
3ª LEY O LEY DE LA TRANSMISIÓN INDEPENDIENTE DE LOS CARACTERES
Al cruzar entre sí dos dihíbridos los
caracteres hereditarios se separan, ya
que son independientes, y se combinan
entre sí de todas las formas posibles.
Aquí van a intervenir dos pares de
cromosomas, un par con los alelos del
color de la semilla, y otro par con los
alelos de la forma.
En la primera generación todos los
individuos son amarillos y lisos, pero son
heterocigotos para los dos caracteres.
Como los alelos van en cromosomas
diferentes, en la meiosis se separan
formando cuatro tipos de gametos
diferentes, que al combinarse originan
dieciséis zigotos diferentes en la segunda
generación.
Gametos AL Al aL al
AL AALL AALl AaLl AaLl
Al AALl AAll AaLl Aall
aL AaLL AaLl aaLL aaLl
al AaLl Aall aaLl aall
3ª LEY O LEY DE LA TRANSMISIÓN INDEPENDIENTE DE LOS CARACTERES
RESULTADOS DE LA 3ª LEY DE MENDEL EN LA F2
BIOLOGÍA MOLECULAR
El ADN presenta una estructura
en doble hélice formada por dos
filamentos antiparalelos de
nucleótidos (de adenina, timina,
guanina y citosina) que se
complementan entre ellos: la
adenina (A) con la timina (T), y
la citosina (C) con la guanina
(G), y unidos por puentes de
hidrógeno.
BIOLOGÍA MOLECULAR
El gen se define como un
segmento de ADN que
codifica para una proteína.
El flujo de información
genética es unidireccional,
aunque hay retrovirus cuyo
ácido nucleico es ARN,
invirtiéndose así el sentido
de la transcripción.
BIOLOGÍA MOLECULAR
BIOLOGÍA MOLECULAR
La replicación o duplicación es un proceso por el cual se sintetizan
dos copias idénticas de ADN tomando como molde otra molécula de
ADN.
Cada hebra de la cadena de ADN sirve de molde para sintetizar la
complementaria (replicación semiconservativa).
REPLICACIÓN O DUPLICACIÓN
BIOLOGÍA MOLECULAR
La transcripción es la síntesis de ARN mensajero tomando como
molde una molécula de ADN.
El ARN nunca lleva timina, y la complementaria de la adenina es el
uracilo (U).
El ARN sale del núcleo para llevar la información a los ribosomas,
responsables de la síntesis proteica.
Tres nucleótidos del ARNm (codón), determinan el aminoácido
oportuno. Como hay 20 aa y 64 combinaciones de codones diferentes
habrá codones diferentes que codifiquen para el mismo aa, y codones de
terminación, sin correspondencia con aminoácidos.
El código genético es universal, compartido por todos los seres vivos.
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN O SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
BIOLOGÍA MOLECULAR
INGENIERÍA GENÉTICA
El ADN recombinante es aquel que tiene fragmentos de distinta
procedencia.
El ADN puede cortarse en fragmentos mediante unas enzimas llamadas
endonucleasas de restricción, que reconocen secuencias específicas, y
cuyos extremos son complementarios a otros extremos de ADN cortados por
la misma enzima.
INGENIERÍA GENÉTICA
Para portar el ADN
recombinante se utilizan los
vectores génicos (como
bacterias, plásmidos y virus)
en los que se inserta el gen
que se quiere transferir,
obteniéndose una célula
transgénica. Además, estas
células deben llevar unos
marcadores.
INGENIERÍA GENÉTICA
Para manipular el ADN necesitamos muchas copias del fragmento
implicado (amplificación de ADN).
Podemos conseguir estas copias mediante las bacterias (procedimiento
in vivo, lento y costoso) o mediante la PCR (reacción en cadena de la
polimerasa).
La PCR es muy útil para la clonación de genes, diagnóstico de
enfermedades hereditarias, identificación de bacterias y virus,
pruebas de paternidad, reconocimiento de cadáveres, análisis de
ADN fósil, huellas genéticas, etc.
GENOMA HUMANO
En el año 2000, y dentro del Proyecto Genoma Humano (PGH) se
secuenció el genoma humano.
Las células humanas tienen 46 cromosomas distribuidos en dos series
de 23 cromosomas cada una. De los 46 cromosomas, 44 son autosomas
y dos son cromosomas sexuales. Cada serie tiene 3200 millones de
bases y menos de 25.000 genes. Un 95% del genoma está formado por
ADN basura.
Los ADNs de un humano y un chimpancé tienen una semejanza del
98%, y los de la mosca del vinagre y un humano coinciden en casi un
60%. Los seres vivos nos parecemos más de lo esperado.
BIOTECNOLOGÍA
Es una ciencia basada en los procedimientos de la ingeniería genética
y que utiliza los seres vivos para obtener o modificar productos, mejorar
plantas y animales, o desarrollar microorganismos con fines específicos.
Podemos obtener proteínas (insulina, GH, factores de coagulación,
etc) y utilizarlas como fármacos para el tratamiento de ciertas
enfermedades o para fabricar vacunas (mediante proteínas antigénicas
de la cápside de muchos virus).
Se están ensayando vacunas en las que el gen que codifica para la
proteína con capacidad antigénica se introduce en semillas comestibles.
BIOTECNOLOGÍA
Mediante
técnicas de
hibridación del
ADN se pueden
diagnosticar
enfermedades
genéticas.
BIOTECNOLOGÍA
La terapia génica consiste en modificar genes anómalos para impedir
que se manifieste una enfermedad o para curarla (insertando una copia
correcta del gen defectuoso mediante una infección vírica).
Podemos insertar genes en plantas de cultivo para que codifiquen
proteínas de interés (plantas transgénicas como tomates que
retardan su maduración después de recolectarlos, plantas
resistentes a herbicidas, insectos, bacterias y virus,, plantas que
fijen el nitrógeno atmosférico, fabricar anticuerpos, vitaminas, etc).
BIOTECNOLOGÍA
Mediante la biotecnología se pueden obtener animales transgénicos,
aumentando su peso, incrementando su producción o dotándolos de
resistencia a determinadas infecciones. Hay animales transgénicos que
producen proteínas y otros compuestos de interés farmacológico (como
proteínas humanas en la leche) e incluso podrían producir órganos
para trasplantes humanos (introduciendo genes responsables de
determinantes antigénicos humanos).
Otra aplicación biotecnológica es utilizar microorganismos y plantas
para eliminar contaminantes del medio (eliminando petróleo o
pesticidas, acumulando metales pesados).
REPRODUCCIÓN ASISTIDA
La inseminación artificial consiste en la introducción médica del
semen, previamente tratado, en el útero de la mujer. En este proceso hay
una estimulación de la ovulación con hormonas, preparación del semen,
inseminación y tratamiento hormonal para el desarrollo del embrión.
El mayor peligro de la inseminación artificial es el embarazo
múltiple.
La fecundación in vitro es la unión del óvulo y el espermatozoide en
el laboratorio. Su principal inconveniente son los embarazos múltiples y
el embarazo ectópico.
REPRODUCCIÓN ASISTIDA
CLONACIÓN
Consiste en la obtención de copias genéticas iguales.
Se clonan moléculas de ADN por mitosis, bacterias y otros
organismos por reproducción asexual y transferencia nuclear y
células mediante cultivo.
Se puede producir la clonación por transferencia de núcleos de
células de individuos ya nacidos a cigotos enucleados (clonación de la
oveja Dolly en 1996).
La clonación terapéutica consiste en implantar en un óvulo el
material genético de un individuo para la obtención de células madre
embrionarias que, mediante cultivo y diferenciación celular, darían
lugar a los diferentes tipos de tejidos y órganos.
CLONACIÓN
Las células madre son aquellas que tienen la capacidad de
multiplicarse y la posibilidad de desarrollarse y diferenciarse dando
lugar a células especializadas. Estas células pueden ser embrionarias o
troncales y adultas o somáticas (como las células hematopoyéticas).
A finales de 2007 se obtuvieron células de pluripotencialidad
inducida (transformación de células de la piel humana en células madre
que se comportan como embrionarias), lo que abrió un nuevo e
interesante campo de investigación.
CLONACIÓN
