Genética

Ingeniería genética. Caracteres hereditarios. ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Alelos

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------------GENETICA------------

HERENCIA Y GENETICA

La existencia de caracteres hereditarios transmitidos por los ascendientes a sus descendientes es un hecho perfectamente conocido de todos. Todos los hijos se parecen un poco a su madre y un poco a su padre.

La genética es la ciencia de la herencia. En el transcurso (todavía breve) de su historia, la genética se ha planteado tres grandes preguntas:

1. ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios?

La respuesta a la pregunta se remonta a los trabajos de un sacerdote austríaco que enseñó botánica en la Escuela moderna de Brünn: Gregorio Mendel (1822-1884). Su memoria, Versuche über Pflanzenhybriden (Ensayos sobre los híbridos vegetales, 1865), pasó inadvertida en la época, pero fue redescubierta a principios del siglo XX. Esta obra contiene el enunciado de las famosas leyes de Mendel, que todavía constituyen la base de la genética contemporánea.

2. ¿Cuáles son los elementos materiales presentes en los padres y responsables de la reaparición de los caracteres hereditarios en los descendientes?

La respuesta a la pregunta fue sugerida por A. Weismann (1885). Pero sólo fue establecida de una forma clara hacia 1910, por Thomas Hunt Morgan (1866-1945) y C. B. Bridges.

Estos dos autores revelaron que los determinantes de los caracteres hereditarios eran llevados por los cromosomas de los padres y se recombinaban en los cromosomas del cigoto (teoría cromosómica de la herencia).

Pero hasta 1944 la cuestión no quedó zanjada, de forma definitiva, gracias a los descubrimientos de tres científicos estadounidenses, que trabajaban en el Instituto Rockefeller de Nueva York: O. Avery, C. MacLeod y M. McCarty.

Estos biólogos evidenciaron el papel de los ácidos nucleicos, cuya existencia se conocía desde 1868 (F. Miescher) y cuya estructura molecular en forma de doble hélice fue establecida en 1953 por Francis Crick y James Watson.

3. ¿A través de qué proceso este material genético asegura la aparición de estos caracteres en el individuo que los posee?

La respuesta a la pregunta está en “trámite” y constituye el centro de las investigaciones actuales en materia de biología molecular.

GENETICA MOLECULAR

En lo que antecede hemos comprobado los efectos de las combinaciones genéticas, dando por supuesto que los cromosomas eran los portadores de los genes.

Pero no hemos establecido ninguna hipótesis sobre la naturaleza bioquímica de los genes, ni hemos llevado a cabo ningún experimento que nos permita comprender mejor su estructura y su duplicación.

El ADN

El material genético de una célula está, por tanto, constituido por la larga cadena de ADN contenida en el núcleo. En el momento de la mitosis, esta cadena se desdobla. La segunda cadena así creada es la réplica rigurosa de la primera y, por consiguiente, las dos células producidas por la mitosis tienen un material genético idéntico al de la célula madre.

Esta duplicación del ADN, que se funda esencialmente en el emparejamiento de las bases púricas y pirimídicas (la adenina emparejada siempre con la timina, y la guanina, con la citosina), constituye lo que se denomina función autocatalítica del genotipo.

Vamos a precisar algunos puntos relativos a la organización genética del ADN, para lo cual utilizaremos las abreviaturas clásicas:

A = adenina

G = guanina

T = timina

C = citosina

Existe paralelismo entre la secuencia de los pares de bases del ADN celular de un organismo y la estructura de su genotipo. Una de las actividades esenciales de una célula consiste en sintetizar proteínas, es decir, en construir cadenas de aminoácidos en un orden perfectamente determinado.

El orden en el que estos aminoácidos son introducidos en la cadena polipeptídica es controlado por la secuencia de las bases en el ADN.

Supongamos ahora que se produce un "accidente" en la autoduplicación del ADN, por ejemplo, que un par de bases sea reemplazado por otro.

En este caso, el aminoácido introducido en la proteína, conforme al nuevo codon, es "incorrecto" y puede suceder una de estas dos cosas:

  • O bien el producto de la síntesis es inutilizable por la célula (= no tiene actividad biológica)

  • 2) O bien posee una actividad biológica.

    En el primer caso, la célula está "enferma". En el segundo, funciona de manera diferente a una célula normal (salvaje), y el organismo es un mutante.

    Mensaje genético. Cada grupo de tres pares de nucleótidos es un codon. Los aminoácidos, representados por los circulos verdes, son introducidos en la cadena polipeptídica, según el orden de los codones.

    La cadena de ADN contiene un mensaje genético que es transmitido del núcleo (donde se encuentra el ADN) a un lugar de la célula donde se sitúa la síntesis proteica.

    Los Alelos

    Consideremos el caso, relativamente simple, de la forma de la semilla del guisante. Como hemos dicho, puede ser lisa o rugosa. Esto significa, pues, que existen dos formas del gen determinante: una, la aparición del carácter liso, y otra, la aparición del carácter rugoso.

    Estas dos formas distintas del gen se denominan alelomorfas (del griego allelos = «los unos, los otros»; morphé = «forma») y constituyen un par de alelos.

    En el caso del guisante, los dos alelos no tienen el mismo papel. El alelo que determina el carácter «de semillas lisas» predomina sobre el que determina el carácter «de semillas rugosas».

    Se dice que el primero es dominante con respecto al segundo, que se llama entonces recesivo. El número de alelos puede no estar limitado a dos: ciertos genes presentan varios alelos (véase, por ejemplo, el polialelismo del gen que controla el color de los ojos en la Drosofila).

    El cuadro presenta las posibles combinaciones, si los gametos de los padres poseen alelos diferentes.

    INGENIERIA GENETICA

    Hoy en día los procesos de ingeniería genética están muy presentes en diferentes ramas del conocimiento humano: agricultura, medicina, etc.

    En muchos aspectos, todo el mundo está de acuerdo en la utilidad de estas prácticas; por ejemplo, en la selección de plantas más productivas y resistentes. Sin embargo, en no pocas ocasiones la manipulación genética provoca multitud de opiniones en contra.

    Recientemente se han registrado opiniones contrarias a los alimentos denominados transgénicos. En este tipo de alimentos (tomate, maíz, soja) se han introducido genes de otras especies de seres vivos. Esto comporta una serie de ventajas (plantas más productivas, alimentos que resisten mejor al ser almacenados), pero diversos grupos de opinión se cuestionan los efectos de estas modificaciones genéticas sobre las personas que consuman estos alimentos.

    También levantan muchas opiniones contrarias los experimentos de clonación en mamíferos. La posible utilización de estas técnicas en seres humanos puede suponer graves peligros para la Humanidad.