Genética y Biología Poblacional: Conceptos Clave

Población y sus Características

Población: organismos de la misma especie que viven en un mismo tiempo y espacio. Comparten características.

Características Poblacionales

  • Crecimiento poblacional: aumento del número de individuos en un tiempo determinado.
  • Tasa de natalidad/mortalidad: nacimientos y muertes en un tiempo determinado.
  • Densidad: número de población presente por unidad de área.

Distribución espacial

  • Al azar: espacio irregular.
  • Agrupado: individuos en un grupo.
  • Regular: ubicados uniformemente.

Factores que Afectan la Genética

  • Mutación: cambio estable y heredable en el material genético. Alteran la secuencia del ADN e introducen variantes. Aumenta la diversidad genética.
  • Deriva genética: modificación al azar de las frecuencias alélicas entre generaciones. Si un alelo no llega a transmitirse, se pierde.
  • Migración o flujo genético: intercambio de genes entre las poblaciones debido a la migración de individuos.
  • Selección natural: los organismos portadores de las mejores características para un determinado ambiente, sobreviven y dejan mayor descendencia. Así, los organismos se diferencian de su estructura inicial hasta convertirse en una nueva especie.

Variabilidad

  • Variabilidad genética: variabilidad en el material genético de una población/especie. Los individuos no son idénticos, pero se reconoce que son de la misma especie. Esta variación es heredable.
  • Variabilidad ambiental: dependiendo de los factores externos, las características del ambiente pueden cambiar. Esta variación es adquirida.

Ácidos Nucleicos

Son las biomoléculas portadoras de la información genética, formadas por cadenas de nucleótidos. Un nucleótido está formado por: base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y al menos un grupo fosfato.

Bases nitrogenadas

Moléculas orgánicas. La adenina y guanina son purinas (tienen dos anillos fusionados de carbono y nitrógeno). La citosina y timina son pirimidinas (tienen sólo un anillo de carbono y nitrógeno). Cada nucleótido en el ADN contiene una de estas cuatro posibles bases nitrogenadas. Los nucleótidos del ARN pueden tener bases de adenina, guanina y citosina, pero tienen otra base pirimidina llamada uracilo.

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

  • Ubicación: núcleo, mitocondrias y cloroplastos.
  • Función: contiene la información genética.
  • Tipos: 1 solo tipo con modalidades.
  • Bases: A, T, G, C.
  • Azúcar: pentosa, desoxirribosa.
  • Cadena: doble helicoidal.

ARN (Ácido Ribonucleico)

  • Ubicación: nucleolo y citoplasma.
  • Función: copia la información del ADN y la introduce a las proteínas.

Tipos de ARN

  • ARNm (mensajero).
  • ARNt (transferencia).
  • ARNr (ribosómico).
  • Bases: A, U, G, C.
  • Cadena: una sola lineal.

Reglas y Modelos del ADN

Regla de Chargaff: Las bases nitrogenadas no se encuentran en cantidades iguales. La cantidad de bases varía entre especies. La cantidad de cierta base es igual a la de su complementaria. (A=T y G=C).

Modelo de ADN de Watson y Crick: La estructura del ADN es una hélice dextrógira de doble cadena antiparalela y complementaria. Las bases de cada cadena se aparean de forma complementaria. Antiparalela porque una cadena está en posición 5’ – 3’ y la complementaria 3’ – 5’. Las dos cadenas de ADN giran una alrededor de la otra para formar una hélice dextrógira.

Las dos cadenas de la doble hélice del ADN se mantienen unidas por puentes de hidrógeno.

Orientación antiparalela: dos cadenas que corren junto a la otra pero en direcciones opuestas.

Replicación del ADN

A través de esto, el ADN se duplica, lo que permite repartir equitativamente el material genético a las células hijas durante la división celular.

  • Semiconservativa: ya que conserva la mitad de la molécula, formando cada cadena una copia de su complementaria original y se producen dos réplicas exactas de la molécula.
  • Bidireccional: ya que a partir de un punto se sintetizan las dos cadenas en ambos sentidos.
  • Semidiscontinua: ya que una de las hebras se replica de manera continua y la otra discontinua formándose fragmentos de Okazaki.

Enzimas y Proteínas en la Replicación

Para que se lleve a cabo sin incidentes utilizan una variedad de enzimas y proteínas:

  • Helicasas: es una enzima que rompe los puentes de hidrógeno que unen las bases complementarias. A medida que las cadenas se separan, las porciones contiguas corren el riesgo de superenrollarse.
  • Topoisomerasas: enzimas que rompen y reconectan las cadenas de la hélice, permitiendo que giren y se alivie la tensión.
  • Proteínas de unión a la cadena simple: se unen a las cadenas individuales una vez que se separan las dos cadenas de la doble hélice, manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan.
  • ADN polimerasas: enzima que permite el emparejamiento correcto entre las bases de ADN de la cadena molde y la nueva. Una enzima llamada ligasa une los fragmentos de Okazaki. La cadena que se sintetiza de manera continua se conoce como adelantada y la que se sintetiza en fragmentos, cadena atrasada.

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