Biología genética

Citología hereditaria. Meiosis. Reproducción sexual. Herencia. Genes. Mutaciones

  • Enviado por: Geminchi
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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BIOLOGIA.

GENÉTICA

  • BASES CITOLÓGICAS DE LA HERENCIA.

  • Se denomina herencia, desde el punto de vista biológico, al fenómeno x el cual los serse vivos transmiten sus caracteres a los descendientes.

    Al hablar de bases citológicas de la herencia nos referimos a akellos procesos q intervienen en ella y q están mediados x células.

  • La meiosis.

  • Es una forma de división celular x la q se originan, a partir de células diploides (2n), células haploides (n), o sea, células con la mitad de los cromosomas q son los gametos q participan en la reproducción sexual para q al unirse dos gametos no se duplique el nº de cromosomas de la especie.

    La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas denominadas 1º división meiótica, q es una división reduccional, ya q las células hijas tienen la mitad de cromosomas, aunque duplicados, q la célula madre; y la 2º división meiótica es una división ecuacional, pues las células hijas tienen el mismo nº de cromosomas q la célula madre; es parecida a una división mitótica. En esquema podríamos representarlo así:

    1 cél. (2n) ----------- 2 cél. (n) -------------- 4 cels. (n)

    Los procesos q tienen lugar en las dos divisiones meióticas son los siguientes:

    1º división meiótica: comprende cuatro fases:

    • Profase: es la mas larga y compleja, dividiéndose para su mejor comprensión en cinco subfases, denominadas leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.

    En conjunto, en la profase, se constituye los cromosomas al enrollarse y condensarse las moléculas de ADN, A diferencia de la mitosis, los dos cromosomas homólogos se juntan, formando un par denominado bivalente o tb una tetrada pues cada cromosoma tiene dos cromátidas y x tanto forma un grupo de cuatro cormátidas, produciéndose entre las cromátidas paralelas intercambios de fragmentos de ADN. Otra diferencia es q esta profase puede durar hasta mese o años según la especie.

    Leptoteno: Aparición de los cromosomas x condensación de los filamentos de ADN. Los cromosomas presentan dos cromátidas o cromátidas.

    Zigoteno: Cada cromosoma reconoce a su homólogo y se junta, emparejándose íntimamente, con él, siendo este emparejamiento incluso gen a gen. Este proceso se denomina sinapsis y es posible gracias a la aparición de unos filamentos proteicos q forman unos ejes q mantienen unidas a las cromátidas.

    Paquiteno: Empieza al terminar la sinapsis, cndo se forman las tetradas o bivalentes y termina cndo empieza la separación de los cromosomas o desinapsis.

    Diploteno: los dos cromosomas homólogos tienden a separarse, pudiéndose ver los puntos de soldadura cruzada o quiamas.

    Dacinesis: Aumenta la condensación de los cromosomas, observándose bien las cromátidas hermanas y continua la separación de los cromosomas homólogos, quedando al final sólo uno o dos puntos terminales de contacto.

    • Metafase: Los bivalentes o tetradas se disponen en el plano en el plano ecuatorial de la célula tras desaparecer la membrana nuclear y el nucleolo. Todas las fibras cinetocóricas q salen de un cromosoma constituido x dos cromátidas se orientan hacia un polo de las células y las del otro cromosoma de la tetrada hacia el otro lo q determinarán después q en vez de separarse cromátidas lo q determinara después q en vez de separarse cromátidas lo q se separarán serán cromosomas duplicados q irán a los polos y después a las células hijas, a diferencia de lo q pasa en la mitosis.

    • Anafase: Los dos cromosomas homólogos q forman los bivalentes separan y migran, cada uno constituido x dos cromátidas, hacia polos opuestos.

    • Telofase: en unas especies los cromosomas se desespirilizan algo y se forma una envoltura nuclear, q dura muy poco. En otras no sucede ninguna de las dos cosas y los cromosomas inician directamente la meiosis II.

    2º división meiótica: Está precedida de una breve interfase, denominada intercinesis en la q nunca hoy duplicación de ADN. Es parecida a una división mitótica, salvo en q solo hay un cromosoma homólogo de cada tipo en vez d dos. Se distinguen las siguientes fases:

    • Profase II: se rompe la envoltura nuclear y se duplican los diplosomas.

    • Metafase II: los cromosomas se disponen en le ecuador de la célula.

    • Anafase II: las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y los nuevos cromosomas hijos migran hacia los polos.

    • Telofase II: los cromosomas se desespirilizan, aparecen los dos núcleos hijos y x la citocinesis se divide el citoplasma, resultando 4 células hijas de las 2 q había al iniciarse esta 2º división.

  • Reproducción sexual.

  • Es una forma de generación de nuevos individuos en la q los descendientes pueden ser genéticamente muy diferentes de sus progenitores, lo q se debe a q se han formado a partir de unas células especiales haploides, las denominadas células reproductoras sexuales o gametos q se originan x meiosis.

  • Células gaméticas y fecundación: las células gaméticas o gametos son células del resto del organismo q las produce, q surgen x procesos meióticos. Si son =, los producidos x los dos sexos, se denominan isogametos y el proceso de formación del os mismos isogamia. Si son diferentes, se llaman anisogametos o heterogametos y su proceso de formación anisogamia o heterogamia.

  • La variedad más típica de anisogamia es la oogamia q se produce en metazoos (animales) y metafitas (plantas) y en la q el macrogameto femenino es el óvulo en los metazoos y la oosfera en las metafitas mientras q el microgameto masculino es el espermatozoide en los metazoos y anterozoide en las metafitas.

    En la especie humana:

    El espermatozoide. Consta de tres partes: cabeza, pieza o segmento intermedio y cola.

    Las mitocondrias aportan E para el movimiento.

    El acrosoma, con enzimas para deshacer las paredes del óvulo.

    Se origina x un proceso de diferenciación q se produce en las espermátidas, q son las células q resultan de la 2º división miótica y q son células haploides pero mas o menos esféricos y carentes de cola.

    El óvulo. Tiene forma esférica y posee membrana, citoplasma y núcleo. Ade+ de la membrana plasmática, tb llamada membrana vitelina o envoltura primaria, posee una envoltura secundaria constituida x células foliculares, constituyendo el conjunto unas estructuras q se encuentran en el ovario y q se denominan folículos q al madurar liberan los óvulos.

    En el citoplasma se encuentra una cierta cantidad de vitelo constituido x sustancias de reserva para el futuro embrión.

    El núcleo tiene la mitad de los cromosomas normales de la especie pues el óvulo se forma igualmente x meiosis, teniendo, cm en el caso del espermatozoide, una fase de diferenciación, aunq menos marcada, en la q se acumulan las sustancias de reserva.

    Fecundación. Es la unión de dos gametos de distinto sexo para originar la célula huevo o cigoto q ya es diploide (2n) y q x sucesivas mitosis originará un nuevo individuo.

    Desde el punto de vista de donde se produce puede ser externa o interna según se realice fuera o dentro del cuerpo materno.

    Consta de dos etapas:

    1. La fertilización: consiste en la aproximación de los gametos y la penetración del espermatozoide en el óvulo.

    En el lugar en q el acrosoma del espermatozoide se pone en contacto con la membrana del óvulo se produce una elevación o prominencia denominada con de fertilización q engloba a la cabeza y la pieza intermedia, kedando fuera la cola.

    La enzima del acrosoma q perfora la membrana del óvulo se denomina hialuronidasa.

    Una vez q han penetrado la cabeza y la pieza intermedia en el óvulo, éste forma en su superficie una gruesa cubierta denominada membrana de fecundación, q tiene cm misión enviar la polispermia, o sea, la penetración de varios espermatozoides en un mismo óvulo, lo q impediría la correcta formación de un cigoto.

    2. Anfimixis: en esta etapa los núcleos del espermatozoide y del óvulo se aproximan entre si realizándose la cariogamia o fusión de los mismos para lo q se reabsoben las membranas de ambos y se forma un solo núcleo en el q se reúnen los cromosomas aportados x las dos células q eran haploides con lo q se regenera una célula diploide normal en el organismo de la especie.

    Una vez formado el nuevo núcleo el centriolo del espermatozoide se duplica, iniciándose la 1º división del cigoto.

  • Aspectos evolutivos: la evolución es el proceso x el q se han

  • transformado unas especie en otras a lo largo del tiempo. Según se acepta en la actualidad, el mecanismo x el q se produce, es el de la selección natural q actúa sobre los seres vivos q presentan una gran variabilidad genética seleccionándose y superviviendo los q están mejor adaptados a la características del medio.

    Así pues, es fundamental la existencia de una gran variabilidad genética en los seres vivos para q se dé la evolución.

    El motivo x el cual la meiosis y la reproducción sexual son fuente de variabilidad genética es el siguiente: las células somáticas (del cuerpo) de un individuo y entre ellas las q dan lugar a los gametos, son células diploides (2n), procediendo n cromosomas del padre y n de la madre; la recombinación genética; dando así oportunidad a la selección natural para escoger los mejores dotados en cada momento para sobrevivir en unas determinadas circunstancias.

  • BASE QUÍMICA DE LA HERENCIA.

  • Vamos a ver cm es posible esta transformación y la expresión de esa información genética de un individuo a otro.

  • El ADN cm portador de la información genética.

  • El ADN, es la molécula capaz de almacenar, hacer q se exprese e incluso transmitir la información genética de unas células y de unos individuos a otros.

    2.1.2. ADN y cromosomas.

    El ADN está constituido x cadenas de nucleótidos estructuradas formando una doble hélice.

    Los cromosomas son estructuras en las q la forma más típica es la forma de bastoncillo, formándose x condensación de la cromatina. Aparecen tantos cromosomas cm filamentos independientes tenga el ADN.

    Los cromosomas representan la forma práctica q ha encontrado la célula de repartir el material genético, x ello los cromosomas tienen un papel fundamental en la herencia.

    X el contrario, para q se produzca la expresión de la información genética así cm su duplicación es necesario q cndo están formados los cromosomas son pocos los genes q se expresan, mientras q los periodos de interfase son periodos muy activos de síntesis, tanto de ácidos nucleicos cm de proteínas.

    2.1.3. Concepto de gen: es la unidad del material genético. Es un

    fragmento de un ácido nucleico, generalmente del ADN, q lleva la información para un carácter.

    Beadle y Tatum, comprobaron q la alteración de un gen suponía una variación fenotípica q consistía q el fallo en el funcionamiento de un enzima. Propusieron entonces la hipótesis “un gen------ una enzima”. Se demostró la relación entre la secuencia de AA de una proteína y la secuencia de nucleótidos del AND, aceptándose q la mínima unidad donde puede producirse mutación y recombinación es el par de nucleótidos de la cadena de ADN.

    Tb se sabe q muchos genes no se expresan y algunos de ellos tienen una función reguladora de la expresión.

    2.1.4. Conservación de la información: la replicación del ADN.

    La base de la reproducción celular reside en la posibilidad de q el ADN se reproduzca, o sea, se replique.

    La replicación es la formación de una copia idéntica del ADN para q cada célula hija posea la misma información genética.

    Existían tres hipótesis de copia o modelos de replicación:

    a) Conservativa: según esta hipótesis dos cadenas de la doble hélice hija son nuevas y se sintetizan a partir del molde de la parental, q permanece.

    b) Dispersiva: según esta hipótesis, amabas dobles hélices tendrían fragmentos nuevos o recién sintetizados.

    c) Semiconservativa: de esta forma, las dobles hélices resultantes contienen una hebra antigua y una nueva, recién sintetizada.

    FALTAN PUNTOSSS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

  • Alteraciones de la información genética.

  • Aunke las células y los organismos tienen los mecanismos para copiar y transmitir fielmente la información genética, a veces se producen errores en esta transmisión y por tanto alteraciones en la información genética de las células o los individuos descendientes.

  • Concepto de mutación: son alteraciones al azar del material genético (ADN en las células y ADN y RNA en los virus). Suponen deficiencias y pueden llegar a ser letales. X lo general son excesivas y permanecen ocultas. Aunke son normalmente negativas para el individuo, comportan un aspecto positivo para la especie, ya q aporta variabilidad genética a la población, para la selección natural. Las mutaciones permiten pues, la evolución de las especies. Las mutaciones pueden darse en células somáticas y en células reproductoras. Las 1º, salvo q sean mutaciones cancerosas, no suelen tener trascendencia para el individuo. Las 2º si son trascendentales, ya q todas las células del nuevo organismo tendrán la misma información q la célula cigoto.

  • Las mutaciones pueden aparecer espontáneamente o pueden ser provocadas artificialmente mediante radiaciones y ciertas sustancias químicas, los denominados agentes mutágenos.

    Se distinguen tres tipos de mutaciones:

    • Mutaciones génicas: alteraciones de la secuencia de nucleótidos de un gen.

    • Mutaciones cromosómicas: alteraciones de la secuencia de genes de un cromosoma.

    • Mutaciones genómicas: alteraciones en le nº de cromosomas.

    • Causas de las mutaciones: las causas de las mutaciones pueden ser muy variadas dependiendo del tipo de mutación y aunque pueden ser errores q se produen en procesos tan complejos cm los de transmisión genética, existen una serie de agentes q aumentan sensiblemente la frecuencia normal de mutación, son los denominados agentes mutágenos.

    • Éstos pueden ser agentes físicos, cm las radiaciones, o químicos, cm algunas sustancias químicas.

      - Las radiaciones mutágenas: se pueden distinguir dos tipos, según sus efectos:

    • Radiaciones no ionizantes, son concretamente las radicaciones ultravioleta. Actúan sobre el ADN activando algunos de los e- de sus componentes y esto da lugar a mutaciones génicas.

    • Radiaciones ionizantes, entre ellas tenemos los rayos X, los rayos o emisiones de partículas cm las radiaciones .

    • Pueden llegar a romper sus anillos o incluso romper los enlaces fosfodiester, y c tanto de los cromosomas.

      - Sustancias químicas mutágenas: hoy en día se sabe q existen multitud de sustancias con efectos mutagénicos, sustancias cancerígenas, alimentos, los pesticidas,...

      Todas estas sustancias actúan reaccionando con el ADN y provocando básicamente tres tipos de alteraciones:

    • Modificaciones de las bases nitrogenadas, introducen diversos radicales en las bases q cambian sus características conduciendo a la mutación.

    • Sustitución de una base x otra análoga.

    • Intercalación de moléculas, consiste en q algunas moléculas similares a un par de bases enlazadas, se introducen entre las bases del ADN y al duplicarse se altera el orden de los nucleótidos y x tanto cambia la información.