Pon cuatro ejemplos de aportaciones del neodarwinismo (posteriores a
Darwin) que hayan contribuido a la idea actual de evolución.
- La recombinación genética durante la meiosis.
- Las mutaciones que originan cambios en los genes, los cuales se producen al azar y no siempre son favorables para la supervivencia.
• En las poblaciones hay variabilidad genética (aunque algunos alelos recesivos
quedan ocultos en los fenotipos por los alelos dominantes).
. La selección natural favorece a los genotipos más aptos para las condiciones ambientales existentes; pero un cambio en estas puede convertir en ventajosos genotipos minoritarios que, favorecidos ahora por la selección natural, empezaran a hacerse más frecuentes.
3. El aumento de la biodiversidad. Influencia de las mutaciones y de la recombinación
Con respecto a las mutaciones, Darwin no conocía la fuente de las variaciones y atribuyó la mayor parte de estas variaciones a la mutación. Las mutaciones aleatorias ocurren constantemente en el genoma de todos los organismos, creando nueva
variabilidad genética.
La recombinación génica (meiosis) es el proceso mediante el cual la información génica se redistribuye por transposición de fragmentos de ADN entre dos cromosomas
durante la mitosis
Los cambios se transmiten a la descendencia y contribuyen a incrementar la diversidad
dentro de cada especie.
En lo organismos asexuales, lo genes se heredan en conjunto, ya que no se mezclan con los de otros organismos. Los descendientes de los organismos que se reproducen sexualmente contienen una mezcla aleatoria de los cromosomas de sus progenitores.
La recombinación permite que aún los genes que se hallan juntos en el mismo cromosoma puedan heredarse independientemente.
Un tipo especial de selección natural es la selección sexual, que es la selección a favor de cualquier rasgo que aumente el éxito reproductivo haciendo aumentar el atractivo de un organismo ante parejas potenciales.
6. Evolución:
A) ¿Cuál es la unidad de evolución para el darwinismo? ¿Y para el neodarwinismo? Razone la respuesta
Para el darwinismo, la unidad de evolución es el individuo. En todas las poblaciones de seres vivos existen variaciones entre los individuos. Aquellos que presentan variaciones que les permiten sobrevivir mejor en un determinado ambiente, se ven favorecidos en comparación con los que están mal adaptados (la llamada selección natural). Estos individuos son los que, al reproducirse, dan origen a la siguiente generación, habiendo transmitido a los descendientes aquellas variaciones más favorables.
Para el neodarwinismo, la unidad de evolución es la población a la que pertenecen los individuos. Cada población tiene un fondo o acervo genético compuesto por todos los alelos de todos los individuos de esa población. Las poblaciones van cambiando a medida que varían sus frecuencias génicas.
B) Relacione los siguientes ejemplos con cada una de las pruebas de la evolución:
1) Diversificación de la familia de los camélidos en diferentes ambientes
Pruebas biogeográficas.
2) Carácterísticas comunes durante el desarrollo prenatal de los vertebrados
Pruebas embriológicas.
3) Similitudes entre el ala de un murciélago y de un insecto
Prueba de anatomía y morfología comparada.
4) El fósil de Archaeopteryx demuestra que es una especie intermedia entre aves y reptiles
Pruebas paleontológicas.
8. Responda:
a) Representa el cruzamiento entre una mujer que sea portadora de una enfermedad ligada al cromosoma X y un varón sano.
El cruce sería XHXh x XHY
B) ¿Qué porcentaje de descendientes sufrirán la enfermedad?
La enfermedad la sufrirán la mitad de los varones que reciba el cromosoma X, o sea, la cuarta parte de los descendientes. 25% de los descendientes sufrirá la enfermedad
(XhY).
C) ¿Qué porcentaje de descendientes no sufrirán la enfermedad, pero podrían
transmitirla a sus hijos varones?
La enfermedad la transmitirán sin sufrirla las portadoras, o sea, la mitad de las hijas que reciba el cromosoma X°, es decir, la cuarta parte de los descendientes. El 25% de descendientes no sufre la enfermedad pero puede transmitirla (XHXh)
d) ¿Alguna de las hijas del cruzamiento (A), casada con un varón que padeciera la enfermedad, podría tener algún hijo o hija con esta enfermedad?
Las hijas que sean sanas y no portadoras no podrían tener ningún hijo con esta enfermedad al no transmitir ningún cromosoma X alterado. Sin embargo, las hijas de
(A) portadoras XX» casadas con un enfermo podrían tener la mitad de sus hijos varones y 7 de sus hijas enfermas darán lugar a individuos enfermos porque como presentan el cromosoma X o Y de su padre pues contribuirán a la expresión del cromosoma de la madre. En conclusión, La hija portadora (XHXh) podría tener tanto hijos como hijas enfermos.
11. Mutaciones y agentes mutagénicos:
a Concepto de mutación
Las mutaciones son cualquier cambio o variación que se produce en el material genético de un ser vivo (ADN en las células y ADN o ARN en los virus)
B) Clasificación de los agentes mutagénicos. Ponga dos ejemplos de cada tipo
Los agentes mutagénicos son factores que ocasionan una mutación. Podemos clasificarlos en agentes mutágenos:
FÍSICOS -* Pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. Y pueden
ser:
Radiaciones ionizantes: de onda corta y muy energética que provocan la ionización de los átomos que atraviesan (rompen los enlaces fosfodiéster). Destacan: los Rayos X, Rayos gamma, cósmicos o las partículas alfa y beta.
Radiaciones no ionizantes: no producen ionización. Ej Radiación Ultravioleta.
• QUÍMICOS -› son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del
ADN de forma brusca, como por ejemplo: Agentes alquilantes (gas mostaza).
Agentes intercalantes (benzopireno), Agentes desaminantes.
. BIOLÓGICOS – son aquellos organismos «vivos que pueden alterar las secuencias del material genético de su hospedador, como por ejemplo: virus. Bacterias y hongos. Son ejemplo los transposones (fragmentos autónomos de
ADN).
14. Conteste las siguientes cuestiones sobre el código genético
A) Concepto
El código genético es el conjunto de reglas que define como se traduce una secuencia de nucleótidos en el ARNm a una secuencia de aminoácidos en una proteína.
B) Carácterísticas
- Universal (o casi universal, por ejemplo hay excepciones en mitocondrias humanas).
- Degenerado (existen codones sinónimos). Quiere decir que un aminoácido está codificado por más de un codón. Por ejemplo, aunque los codones GAA y GAG especifican el ácido glutámico (redundancia), ninguno especifica otro aminoácido (no existe ambigüedad).
- No solapado. Cada triplete de bases está implicado en la codificación de un solo
aa.
No presenta imperfección. No hay ambigüedad, ningún codón puede codificar más de un aminoácido, ya que si lo hiciera, sería un gran problema que un mismo gen codificase proteínas diferentes.
Presenta un codón de inicio (AUG), hay 61 codones con sentido (codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG, y que codifica el aminoácido metionina) y tres de STOP (UGA, UAG y UAA que son
codones de terminación).
- No solapado. Cada triplete de bases está implicado en la codificación de un solo
16. Transcripción del ARNm en eucariotas
La transcripción es el paso de una secuencia de ADN a una secuencia de
ARN complementaria.
En eucariotas la transcripción tiene diferentes etapas: Iniciación, Elongación, Terminación y Maduración.
Hay tres tipos de ARN polimerasas: ARN-p I que cataliza la síntesis del ARNr; la ARN p II que cataliza la síntesis de ARNm; y la ARN-p III que cataliza la síntesis del ARNt.
Transcurre en el núcleo de la célula (también en mitocondrias y cloroplastos pero solo con una ARN polasa):
– Para iniciar la síntesis de ARNm hay una regíón de ADN llamada regíón promotora (TATA casi al inicio y la CAAT más alejada), donde se fija la ARN-p II. • El proceso de alargamiento continúa en sentido 5° -› 3° y a los 30 nucleótidos transcritos se añade una caperuza al extremo 5′ (GpppMet).
– La finalización de la síntesis está relacionada con la adición de la secuencia poli-A o cola que son unos 200 nucleótidos de adenina que se añaden al extremo 3′ del ARNm por la poli A polimerasa. La secuencia de finalización es TTATTT.
A continuación, nos centraremos en la maduración (que se produce en todos los tipos de ARN) que consiste en lo siguiente:
Eliminación de los intrones (zonas no codificantes) y uníón de los exones (zonas codificantes). La ARN-ligasa empalma los exones. Este proceso se conoce como splicing.
Adición de una «capucha» (CAP) formada por metilguanosina al extremo
5′.
Adición de una «cola» de poli A al extremo 3°
18. Una vaca de pelo retinto (rojizo), cuyos padres son de pelo negro, se cruza con un toro de pelo negro, cuyos padres tienen pelo negro, uno de ellos y pelo retinto el otro:
A) ¿Cuál es el genotipo de los animales que se cruzan?
aa (vaca retinta) x Aa (toro negro)
B) ¿Cuál es el fenotipo de la descendencia?
50% de pelo negro y 50% de pelo rojo
19. A continuación se escribe la secuencia de nucleótidos de un fragmento de la cadena codificante del ADN:
an net
3′ … TACAATTCCCGGGCAACACAC…5′
A) Determinar la secuencia de nucleótidos del ARN-m correspondiente e
indicar su polaridad.
5’ AUGUUAAAGGGCCCGUUGUGUG 3’
Polaridad del extremo 5′ al 3′.
b) Utilizando el código genético, determinar la secuencia de aminoácidos que produce la traducción de este ARNm señalando con claridad cuál será el extremo amino y carboxilo del péptido producido. ¿Cuántos aminoácidos puede codificar este fragmento?
5’AUUCAUGGAUUGUGUCUAGAACG 3*
Respecto a los aminoácidos que puede codificar este fragmento, Hay una posibilidad
Habría un total de siete aminoácidos ya que empezamos a contar desde el codón de inicio hasta el de terminación.
5′ AUUC AUG GAU UGU GUC UAG AAC G 3*
c) ¿Qué tipo de variación/es debería suceder en este fragmento de ADN para que produjera un polipéptido de 5 aminoácidos? Razone la respuesta.
En el código genético tres bases nitrogenadas codifican un aminoácido en un código sin comas ni solapamientos.
d Diferencia entre mutación génica y genómica
Lo que las diferencia es que las génicas afectan a un solo gen mientras que las genómicas son variaciones en el número normal de cromosomas de una especie.
Citología
4. Defina e indique una función de las siguientes estructuras celulares:
A) Membrana Plasmática
La membrana plasmática es una doble capa lipídica (con comportamiento anfipático) con proteínas incrustadas o situadas en los dos lados de la membrana cuya función es delimitar a la célula, pues representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. También actúa como una barrera que separa dos medios acuosos. La membrana plasmática tiene como función la de regular el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el exterior de la célula (las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho). La membrana presenta una permeabilidad selectiva.
B) Mitocondria
La mitocondria es un orgánulo presente en todas las células eucariotas, tanto animales como vegetales, son numerosas y el conjunto de todas las mitocondrias de una célula se llama condrioma. Está constituido por una doble membrana (externa lisa e interna muy plegada formando las crestas mitocondriales).
La función de las mitocondrias es realizar la respiración celular, proceso que consiste en el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable por la célula (principalmente en forma de ATP).
En la matriz, además de realizar parte del catabolismo de los glúcidos se realiza también la oxidación de ácidos grasos (B-oxidación) y al haber ribosomas se realiza la síntesis de proteínas de la mitocondria.
C) Retículo Endoplasmático
El retículo endoplasmático es un orgánulo formado por una red de membranas que forman cisternas, sáculos y tubos aplanados. Delimita un espacio interno llamado lumen del retículo y se halla en continuidad estructural con la membrana externa de la
envoltura nuclear.
Se distinguen dos tipos: RER (retículo endoplasmático rugoso) que presenta ribosomas unidos a su membrana y, por tanto, una de sus funciones es realizar la síntesis de proteínas y REL (retículo endoplasmático liso) que no presenta ribosomas y cuya función principal es la síntesis de lípidos.
d Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es un orgánulo que está cerca del centrosoma (cerca del núcleo), aunque se origina a partir del retículo endoplasmático por medio de vesículas que se unen. Está formado por un conjunto de dictiosomas que son agrupaciones de 4 a 8 cisternas (sáculos membranosos aplanados) y rodeado por vesículas de transición, transporte o secreción, que se desprenden de estos. Presenta polaridad, y por tanto dos caras (cara cis, orientada hacia el núcleo y cara trans, orientada a la membrana).
Una de sus funciones es el transporte de proteínas procedentes del retículo hasta el lugar que la célula las necesite (otro orgánulo, membrana plasmática…). También produce la glicosilación tanto de lípidos como de proteínas.
5. Respecto a la membrana plasmática:
A) Indique cuatro componentes de la membrana plasmática de una célula animal
Cuatro componentes de una célula animal serían:
Fosfolípidos y Glucolípidos.- Colesterol.
- Las proteínas que se clasifican en internas (Integrales o intrínsecas) y externa:
(Periféricas o extrínsecas). - Glúcidos.
B) Diferencie entre transporte pasivo y transporte activo
El transporte pasivo, es el transporte de iones y moléculas a favor de su gradiente de concentración y el transporte activo es el que se encuentra en contra de su gradiente de concentración.
C) Explique el transporte pasivo
El transporte pasivo es el transporte de iones y moléculas de bajo peso molecular que atraviesan la membrana sin alterar su estructura y lo hacen a favor de su gradiente electroquímico (de cargas o de concentración). Hay dos tipos de transporte
pasivo
Difusión simple: en el que cualquier molécula pequeña, hidrofóbica y sin carga pasa a través de la bicapa lipídica, por ejemplo el CO2, urea, N2… O a través de canales proteicos (proteínas integrales con un canal interno), por los que pasan iones como Na*, Ca?* o CI.
La difusión facilitada por permeasas está hecha para moléculas más grandes como la glucosa o los aminoácidos que se unen a proteínas transmembranas transportadoras. Es un transporte selectivo. Las permeasas sufren una pequeña transformación en su estructura, colocando la molécula transportada al otro lado de la membrana y recuperan su estructura inicial cuando ésta se desprende.
6. B)
B) Función
La función del núcleo es dirigir las actividades de la célula y en él tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ARN, que servirán para la síntesis de proteínas. El núcleo cambia de aspecto durante el ciclo celular y llega a desaparecer como tal durante la división.
6. Núcleo interfásico (periodo de no división):
A) Estructura (puede ayudarse de un dibujo esquemático en el que señale sus componentes)
Estructura del núcleo interfásico:
Envoltura nuclear: formada por dos membranas (externa e interna)
perforadas por poros nucleares, estructuras anulares formadas por proteínas que forman el complejo del poro.
- El nucleoplasma, compuesto por ADN y ARN, proteínas, lípidos, glúcidos, enzimas de la síntesis de ADN y sales minerales. Es el medio en el que se realiza la síntesis de los ácidos nucleicos. Es una dispersión coloidal en estado de gel.
- El nucléolo, que es una estructura esférica carente de membrana. Aparece en número de 1 o 2 en cada núcleo. Está constituido por proteínas, cadenas de ARN y algún ADN. Su función es sintetizar y organizar los componentes del ribosoma tanto la subunidad mayor como la menor (ARNr). Tiene una zona fibrilar y otra granular.
La cromatina, constituida por ADN y proteínas, aparece durante la interfase (con distintos grados de condensación: eucromatina – filamentos de 100 a 300 A y heterocromatina – con empaquetamiento similar al del cromosoma y puede ser constitutiva o facultativa), pero cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas. Es el material genético y contiene la información genética.
8. Cloroplasto:
A) Estructura
Se trata de un orgánulo membranoso exclusivo de la célula vegetal.
Los cloroplastos están formados por una doble membrana: una membrana externa lisa y permeable gracias a unas proteínas llamadas porinas, y una membrana interna casi impermeable. La doble membrana carece de colesterol y clorofila.
Entre las dos membranas queda el espacio intermembranoso o intermembranal y el espacio interior es el llamado estroma. En el interior están los tilacoides o lamelas, sacos membranosos aplanados que se apilan en número variable.
Los tilacoides, que pueden ser de dos tipos, si atraviesan el estroma son llamados tilacoides del estroma y si son pequeños y se agrupan se llaman tilacoides del grana, siendo un grana un montoncito de tilacoides. En sus membranas se encuentran los pigmentos fotosintéticos. El espacio intratilacoidal es el lumen.
Aparte, en el estroma hay ADN plastidial (circular y bicatenario) y plastorribosomas 70S, inclusiones de granos de almidón, lipídicos y enzimas. Los cloroplastos contienen clorofila que les da el color verde y gracias a la cual pueden realizar la fotosíntesis.
B) Función
La función de los cloroplastos es realizar la fotosíntesis, que es el proceso por el cual la materia inorgánica se transforma en orgánica por medio de la luz solar.
Distinguimos dos fases:
FASE LUMINOSA. Depende de la luz solar, el cloroplasto obtiene energía en forma de ATP y poder reductor en forma de NADPH2. Esta fase se da en el tilacoide, en la membrana. Se capta la energía de la luz para romper la molécula de agua H20 -› H2 + 02
– FASE OSCURA. Es independiente de la luz solar, utiliza el ATP y el NADPH2 para fijar el CO2 (captado por los estomas) por medio del ciclo de Calvin. Esta fase se desarrolla en el estroma.
Los cloroplastos pueden autogenerarse por bipartición porque eran bacterias o pueden proceder por diferenciación a partir de los protoplastos, que son pequeños orgánulos con una doble membrana y un espacio interior que se transforman en adultos por la luz solar durante su periodo de desarrollo.
12. En relación con la imagen adjunta, en la que se observa el núcleo de una célula eucariota, responda a las siguientes cuestiones:
A) Identifique los elementos señalados con A, B, C, D y E
B) Indique una función de cada uno de ellos
• Cromatina: empaquetar el ADN, organizarlo de forma que quepa dentro del núcleo. Formada por ADN+ proteínas. Contiene la información genética. La eucromatina corresponde a los filamentos de 100 a 300 A°.
Nucléolo: síntesis y organización de los componentes de los ribosomas, transcribiendo el ARN ribosómico para formar sus componentes.
Poros Nucleares: transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. A través de los poros, pasan libremente moléculas hidrosolubles, y las macromoléculas como el ARN o las proteínas, que no son hidrosolubles,
intervienen en mecanismos de transporte activo.
Lámina nuclear: mantiene la forma de la envoltura nuclear y da soporte a la cromatina. Es una red de de filamentos proteicos entrelazados, tiene como función servir de punto de anclaje para la cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.
•Nucleoplasma: es el medio en el que se realiza la síntesis de los
ácidos nucleicos.
C) Defina los términos: cromatidas y cromosomas homólogos
Cromátidas: es cada una de las dos mitades idénticas de un cromosoma duplicado.
Formadas por una hebra de ADN cada una.
Cromosomas homólogos: Son un par de cromosomas compuesto por un
cromosoma paterno y uno materno que se emparejan dentro de una célula durante la meiosis, la cual ocurre en la reproducción sexual. Tienen la misma disposición de la secuencia de ADN de un extremo a otro, pero distintos alelos. Estas copias de cromosoma tienen los mismos genes en los mismos loci.