domingo, 19 de junio de 2011

TEMA 4: LA REVOLUCIÓN GENÉTICA

TEMA 4: LA REVOLUCION GENÉTICA

LOS CROMOSOMAS
Los cromosomas se descubrieron en el año 1879 “como unos bastones”, que se encontraban en el núcleo de las células. Los cromosomas se descubrieron cuando los microscopios se permitieron. A principios del siglo XX se relaciona los cromosomas con la herencia, cada especies tienen un numero característicos de cromosomas. Los seres humanos tenemos 46 cromosomas, las patatas tienen 48, los perros 78 y los helechos 600, esto no tiene nada que ver con las especies no evolución.  

Cuando hablamos de los cromosomas vemos 2 tipos de organismos:

  • Los mas primitivos llamados Haploide (n) = 7 = n  (una sola copia de cada cromosomas).
  • Diploides ( 2 . n ) ( 2 copias de cada cromosomas, esto nos permitiría tener una copia de seguridad de cada cromosoma). Tenemos cromosomas por parejas, cada una de estas parejas son lo que se llama cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos son los que tienen la misma forma, el mismo tamaño, el mismo aspecto, “hablan” (tienen información sobre los mismos caracteres). De lo mismo à uno tiene color de ojo negros, el otro tiene el color de ojos azules, los 2 tienen la misma estatura. Pero no necesariamente igual, no tienen porque decir exactamente lo mismo. Los organismos diploides que tienen reproducción sexual. Los gametos tiene 23 cromosomas. La formación de los gametos se reduce a la mitad del número de cromosomas.

Meiosis un tipo de división exclusiva solo para reducir los gametos, la meiosis que solo se da en los testículos y en el ovulo.


             Células madre de gametos 2 x 46  - 46 - 23
                                                                            - 23

                                                                                              à MEIOSIS

- 46 - 23
         -23      



ESTUDIOS DEL CROMOSOMA
Para estudiar los cromosomas lo que se hace es una fotografía con un microscopio ampliándolos y después se recortan, cuando se colocan por pareja reciben el nombre de CARIOTIPO. El cariotipo se utiliza para ver todos los cromosomas, sobre todos los sexuales que son los que determinan el sexo, los cromosomas sexuales son los únicos que no son homólogos, en las mujeres si, tienen dos cromosomas iguales XX y el hombre se representa X – Y.

XXà X
            àXX
XYà X
            à XY
          Y 
 
Cuando se hace un cariotipo es porque quieren ver si hay anormalidades, los cromosomas mas frecuentes son el síndrome de down. Las personas de síndrome de down tienen 47 cromosomas y esto se da por la trisomía par 21. Este tipo de anormalidades cromosomas son congénitas esto quiere decir que la tienen desde que nacen y esto se hereda.


GENES
Los genes son fragmentos de los cromosomas, el gen tiene información para construir una proteína completa, mejor dicho el gen tiene los planos para fabricar una proteína completa y esta proteína es la que determina los caracteres biológicos. Cualquier ser vivo se puede dividir en muchos caracteres biológicos como por ejemplo: color de ojos, el pelo puede ser rizado, liso, la estatura, el peso, la piel… La inmensa mayoría que hace algo en nuestro organismo lo hace la proteína. El conjunto de los genes de un individuo es el genotipo, mientras que el fenotipo es la manifestación de los genes de las proteínas, aspecto externo.
Gen puede tener 2 formas, alelos asin se llama cada una de las formas del gen. Los gen tiene al menos 2 formas.
Gen A = A/a (Alelos).
A = verde
A = amarillo

Méndez descubrió las leyes de la herencia antes de descubrirse los cromosomas, los factores hereditarios para Méndez son los genes.




Se forman todas las combinaciones posibles al azar. Fenotipo es determinado por el genotipo (según la relación entre los alelos).
Fenotipo = Genotipo + Ambiente  (influencia).
Todas las células de un organismo tienen el total de los cromosomas de su especie, total de genes (23 x 10000 humanos), podrían formar todas las proteínas (humanos).
Se diferencian en la diferencia de proteínas. Este proceso se llama diferenciación celular. Las células madres embrionarias son las únicas que pueden modificar (un ejemplo si pone una célula madre embrionaria en los músculos fabrican músculos), las células madres son totipotentes.

ACIDO NUCLEICO (ADN)
Los cromosomas, los genes están formados de ADN (+ proteínas), pero un ADN empaquetado, condensado. Precisamente son visibles, los cromosomas empaquetados están listos para repartir equitativamente entre las células hijas en la división. 0´5 % ciclo celular son las que están empaquetadas y se están dividiendo. 99´5 % están desempaquetadas, igual extendida, igual activa e igual funcionando. El ADN es una sustancia blanquecina extraordinariamente compleja y grande.

POLIMEDO
Es una molécula muy grande formado por otras más pequeñas, monómeros. El ADN es un polímedo formado de nucleótidos una cadena de ADN tiene en 120 y 150 millones de nucleótidos. Un nucleótidos esta formado de una pectosa que puede ser ribosa (ARN) o desosiribosa (forma parte del ADN), además de esa pectosa lleva unido a ella un acido ortofosforico y unida a esa pectosa también hay una base nitrogenada que son adenina, tinina, guanina y citosina estos en el ADN y en el ARN hay adonina, uracilo, guanina y citosina. Una molécula del ADN es 2 cadenas de nucleótidos en doble hélice, esto es como una escalera de caracol en lo que los pasamanos son formados por fósforo y pectosa y escalones de base nitrogenadas enfrentadas, unidas por enlace, son complementarias.
A = T
G = C


DUPLICACIÓN DEL ADN

La molécula del ADN es la única capaz de duplicarse, usándose a si misma como molde para formar una copia suya, ésta separa las cadenas y cada una de ellas sirve como molde para formar la complementaria, esta propiedad de la duplicación es esencial para la división celular.

CÓDIGO GENÉTICO

Es lo más esencial en el funcionamiento de los seres vivos, el ADN está dividido en fragmentos llamados gen y estos crean una proteína que da lugar a los caracteres biológicos (aspecto físico).
El ADN es un Polímero (moléculas grandes formadas de monómeros) siendo estas todas las moléculas.
Glucosa – Monocáridos.
Lípidos – ácidos grasos.
Ácidos nucleicos – Nucleótidos.
Proteínas – Aminoácidos

El ADN tiene un orden, siendo lo mismo que tener información (información genética).
La termodinámica dice que el orden es lo mismo que la información y el desorden que la falta de información.
La información que tiene el ADN es el código genético, siendo este igual que un idioma, por eso se dice que tiene los planos para formar la proteína que da lugar al carácter biológico. (43)
La información de la proteína determina su forma y ésta a su vez su función, la mayoría de las funciones de un ser vivo lo determina su proteína. La mutación es un cambio en una secuencia de nucleótidos, produciendo un cambio en la forma y su función. 
Una proteína mutada puede dar paso a la muerte, cáncer o una proteína mutada haciendo que aparezca un carácter biológico nuevo aumentando la supervivencia, EVOLUCIÓN.

Características del Código Genético.
Es universal pues todos los seres vivos tenemos en común el origen, el código genético es degenerado por lo que hay más de un triplete por aminoácido, no significando que es imperfecto, pues se diría que es imperfecto cuando el mismo triplete significara distinto aminoácido.
El código genético ni tiene puntos ni comas, es decir, estos tiene tripletes de iniciación y terminación.

TRASCRIPCIÓN

El ADN vive en el núcleo de cada célula y posee 10 millones de nucleótidos y miles de genes, los planos de las proteínas de las fabrican el ribosoma en el citoplasma.
La trascripción consiste en copiar un ADN siguiendo el principio de complementariedad de bases en forma de ARN mensajero.

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Lo hacen los ribosomas, este se coloca encima del ARN mensajero iniciando en el colon de iniciación ocupando 2 tripletes, éste está formado de ribosomas y proteínas.
El ribosoma permite que otros ARN preferentes se coloquen en su triplete correspondiente, el ribosoma lo que hace es leer el código genético y colocar los aminoácidos en orden permitiendo el acceso de los ARN preferentes complementarios que van con su aminoácidos, además de unir los aminoácidos.

INGENIERÍA GENÉTICA

Consiste en pasar genes de una especie a otra, esto es básicamente igual que copiar y pegar con el word.
Para hablar de esto hay que hablar de la bacteria, ésta son organismos extraordinarios y una de esas características es que fue el primer ser vivo, también son por ejemplo extraordinarias en cuanto a su metabolismo pues presentan un metabolismo que ningún ser vivo puede hacer como: alimentarse de cualquier cosa, vivir en altas temperaturas, son capaces de crear antibióticos contra otras bacterias u hongos y crear enzimas de protección. Las enzimas son proteínas que aceleran la reacción del metabolismo, las enzimas de restricción se encargan de romper el ADN vírico anulando así su toxicidad, éstas actúan reconociendo ciertas secuencias de nucleótidos uniéndose a ellas y cortándolas después. Se han encontrado 400 enzimas de restricción por la secuencia de nucleótidos que reconocen.
Para pegar las bacterias tienen un solo cromosoma que presenta una serie de fragmentos de ADN circular más pequeño llamado plásmidos.
Los pequeños fragmentos circulares permiten al plásmido fabricar sus propias proteínas,  auto duplicarse, además puede estar integrado o libre en el cromosoma, usándose para esto los plásmidos.
Se trata de cortar un gen con una enzima de restricción y unirlo a un gen plásmido e integrarlo en el cromosoma, a estos cromosomas con el gen que yo le he puesto se denomina ADN recombinante, el primer ADN recombinante se consiguió en 1972.
En 1973 se pasó un gen de una rana a una bacteria, formando así especies nuevas, como bacterias que degrada petróleo, plantas que producen insecticidas, gusanos de seda de colores, esto hacía que tuviera una mayor utilidad médica, pasando de genes humanos a bacterias fabricando insulina, pues antes de esto la insulina se obtenía de la extracción del páncreas u hormonas de crecimiento, pues esto se obtenía del cerebro de los cadáveres.
También se han pasado genes a las bacterias para fabricar factores de coagulación sanguínea, como por ejemplo: el interferón e interleuquinos para luchar contra el cáncer, la vacuna contra la hepatitis e incluso la vida artificial a través de fabricar un ADN completo en el laboratorio e introducirle una bacteria enucleada (sin núcleo) y meter uno  artificial.

TRANGENICOS

Son organismos a los que se han introducidos genes de otra especies, también se llaman organismos modificados genéticamente (O.M.G). Los primeros trangenicos fueron en plantas, cuando descubrieron en el genero Agnobalteium que infecta a la planta y sus plácidos tienen capacidad de integrarse en el cromosoma de la planta (Tabaco, algodón, petunias), el problema surgía cuando la planta no se infectan por agobolteium, se le dispara perdigones microscopio de oro, cargado con los genes a transferir ( los cereales)… Así se ha conseguido tomate que no se podían, o plantas de algodón y patatas resistentes a un escarabajo…

Los animales transgénicos son iguales que las plantas, pues cogen una célula embrionaria de 3 días teniendo así mayor capacidad de integrar genes como vacas, pollos, ovejas, cerdos... que fabrican sustancias con interés económico o médico.


En los seres humanos se usan virus como vehículo para transferir genes.
Los alimentos transgénicos son componentes que tienen una sustancia producida por un OMG, España es el único país de la Unión Europea que tiene cultivos transgénicos a gran escala, además el 90% de la soja que se consume es transgénica.


Animales trangenicos
Con los animales se hace con células embrionarias de tres días tienen mucha capacidad de integrar genes… Se pueden obtener vacas, ovejas, pollos, cerdos que fabriquen sustancias con interés económico o médico.
En los seres humanos se usan virus, cada virus hace de vehiculo , recto para transferir genes.

Alimentos trangenicos
Son alimentos que tienen algún componente a sido producido para un O.M.G, debe aparecer en la etiqueta.
1-2 son inocuos para la salud y el medio ambiente de los alimentos trangenicos.
Consumosegundal.com
Greenpace à España à Campañas à Transgenicos

TERAPIA GENÉTICA

Localizar una mutación que produce enfermedades genéticas, extraen células al enfermo.
Combatir el cáncer será la siguiente barrera con terapia genética, esto va a ser más difícil porque esta compuesta por varias mutaciones al mismo tiempo.
Esto de la terapia genética no produce ninguna polémica siempre que se trate para curar enfermedades incurables. Sin embargo si se produce un debate cuando introducimos genes en los gametos… si yo meto estos genes esto se hace heredable, esto no esta bien visto ni es legal.

PROYECTO GENOMA HUMANO

Es uno de los principales logros científicos de toda la historia, esto era un proyecto internaciones cuyo objetivo era secuenciar el ADN humano (conocer el orden de los nucleótidos, para conocer la secuencia de los genes). 1990-2000 se presentaba ya el genoma humano. Para conocer el genoma humano se utilizaron células sanguíneas + células espermáticas, se utilizaron estas células porque eran células semillas. Son células que tienen el ADN más accesible. La primero que se hacia es extraer los cromosomas de las células, luego estos cromosomas se partían en fragmento, luego los fragmentos se secuenciaban con mucha precisión, se vuelven a unir en cromosomas y así conocer la secuencia de sus genes, de los cromosomas de todo el genoma. Esto se consiguió gracias a los potentes ordenadores. El descubrimiento del genoma humano fue una carrera entre dos oponentes, carrera consorcio público internacional y para esto se utilizaron 1100 investigadores de todos los países que se quisieron sumar y por otro lado una empresa privada Americana que lo hacia por puro negocio, que finalmente llegaron a un acuerdo al mismo tiempo, pero esto acelero mucho el proceso se hizo en 10 años pero sino hubiese habido competencia podría ver tardado 15 o 20 años. Lo comparan con una enciclopedia, arrancaban la página, trocear, unir, reconstruir. Durante este proceso se secuenciaron 300.106 pares de nucleótidos que es la longitud de nuestro ADN, se secuenciaron unos solos 30.000 genes que tenemos los seres humanos, porque se pensaban que habían mas de 100.103 genes porque había más 100.103 proteínas distintas, solo tenemos unos pocos de genes más que las moscas o los ratones. Con el genoma se descubrió que el 99´5% de nuestro ADN es “chatarra genética”. Es decir ADN sin información genética, no sirve para formar proteínas ¿Por qué?  Tienen una función estructural para mantener el cromosoma pero sobre todo es para proteger las mutaciones (cambios bruscos en la secuencia de nucleótidos). El 0´5% restante son verdaderos genes, el 99´9% de este 0´5% eran genes idénticos para todos los seres humanos, el 0´01% diferencias entre individuos, este 0´01% es lo que interesan alas compañías farmacéuticas, esto lo que permite es la medicina personalizada. De este 0´01% no hay base científica para las razas, es la diferencias de partes minúsculas del 0´01%. Una vez que se conoce el genoma sus conclusiones se están desarrollando ahora mismo.


HUELLA GENÉTICA

¿Se puede identificar las diferencias genéticas entre individuos? Huella genética es igual que la dactilar. La huella genética es una huella personal de cada individuo, la diferencias es difícil de encontrar entre ese 0´01%. En 1985 Alec Jeffrey descubre que hay pequeños fragmentos de ADN llamados mini satélites que forman parte de “chatarra genética”. Descubrió que esos mini satélites se repetían en un numero de veces distintos en cada individuos eso seria su huella genética. También invento una técnica para hacerlo, con la técnica que invento lo que obtuvo un código de barras individual, esto sirve para determinar las pruebas de paternidad y también para las investigaciones criminales, identificación de cadáveres.     




CÉLULAS Y CLONACIÓN

En la reproducción sexual al introducirse el espermatozoide en el óvulo se produce la fecundación formando un cigoto que empieza a dividirse y de lugar a un blastocito formado por unas 150 células y tarda en formarse entre 4-5 días, después de la fecundación dentro de estas 150 células unas pocas se colocan en la superficie de blastocito formando la placenta mientras que el interior está formada por un líquido de células madre embrionarias formando el feto.
Las células madres tienen como características que son:


-         Son células indiferenciadas: sin forma ni función definida.
-         Tienen una alta capacidad para la división y conservarla.
-         Son capaces de sufrir la diferenciación celular.

Existen 3 tipos de células madre embrionarias:
-Totipotentes: capaces de generar un individuo completo, estas células existen hasta 2 días después de la fecundación.
-Pluripotentes: Capaces de generar cualquier tejido, estas están hasta los 4/5 días después de la fecundación.
-Las células multipotentes sirven para crear 1 tejido, estas están hasta el 5º día.

Sin embargo las 2 primeras son las verdaderas células madre, en la diferenciación celular para convertir una célula indiferenciada en una diferenciada depende de los genes de ciertas sustancias y el contacto con las células vecinas.
Esto sirve para el tratamiento de muchas enfermedades pero sobre todo para transplantes para que no haya rechazo. Las células madre son fundamentales para el crecimiento y la reparación de los tejidos, estas células la tienen tanto los animales como las plantas y al igual que los seres humanos se encuentran en el cordón umbilical, en los adultos se encuentran en la médula ósea y en el hígado.


 
En un proceso natural que se pueden dar en los unicelulares, plantas y algunos animales, además es una forma de reproducción asexual que se da por la división celular por mitosis.(se multiplica y luego se divide).
Cuando nos referimos a la clonación nos referimos a la artificial hecha por los humanos, consistiendo en:
A un óvulo se le quita el núcleo y se mete el de una célula adulta pasándole la información genética, genes, cromosomas.... dando lugar a un cigoto formando un embrión clónico.
Si esto se implanta en un útero esto se desarrolla normal hasta formar un individuo clónico llamando a este proceso clonación reproductiva.

Esto es muy útil pues se podrían recuperar especies extinguidas o en peligro de extinción, esto se realizó por primera vez en 1997 (La oveja Dolly) donde se usó 277 óvulos quedando clonados solo 29 y de estos solo 1 se desarrolló. El primer clon humano fue en el 2001 donde se usó 41 y solo 1 se desarrolló, a este lo mataron cuando desarrolló 6 células.
La Clonación Terapéutica: es el mismo proceso hasta el embrión pero aquí se deja en el laboratorio para sacar las células madres y curarse así uno mismo con transplantes o graves lesiones como: cardio, fracturas, diabetes, parkinson, alzheimer, leucemia.
Todas estas iniciaciones están en mantilla pues tienen muchas pegas pues:
-         se necesitan muchos óvulos
-         son pocos los que se desarrollan
-         cuando se desarrollan muchos de ellos tienen anormalidades
Además una característica que tienen las células madre es que pueden ser cancerígenas, además de existir problemas éticos pues hay que abrir embriones para sacar células madres.
 
 


Reproducción asistidad, selección y conservación de embriones
En 1978 nació la primera niña probeta como resultado de la inseminación artificial ´´in vitro``(Reproducción sexual dentro de un tubo de ensaño) formándose una fecundación in vitro formando a su vez un cigoto in vitro e implantándose después en el útero materno asegurándose el desarrollo de alguno pudiendo tener una consecuencia indeseada como trillizos o gemelos.
Con este sistema han nacido actualmente 2 millones de niños probeta siendo esto cada vez más común por el retraso de la mujer al mundo laboral llevando estos problemas de fertilidad, esterilidad, disminución de cantidad y calidad de espermatozoides. Ahora también se pueden seleccionar los embriones que estén libres de enfermedades hereditarias, además actualmente también se pueden conservar los embriones congelados siendo todavía viable implantándose en el útero o para extraer las células madre embrionarias.
 
 
 
 
Clonación

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