Introducción a la Genética
Conceptos Básicos
Genética clásica: Estudia la herencia de los caracteres a través de los genes. Un gen es un factor hereditario que controla un carácter específico. En la genética molecular, un gen se define como un fragmento de ADN que contiene la información para un carácter.
Genotipo: Conjunto de genes de un individuo o genes que controlan un carácter específico.
Fenotipo: Manifestación externa de los genes, es decir, lo que observamos. Es el resultado de la interacción entre el genotipo y el ambiente.
Carácter: Desde un punto de vista genético, es cada característica biológica que se transmite de una generación a la siguiente.
Organismo diploide: Presenta dos copias para cada gen, una en cada cromosoma homólogo, una procedente del padre y otra de la madre.
Homocigótico (raza pura): Un carácter es homocigótico cuando sus dos alelos son iguales.
Heterocigótico: Un carácter es heterocigótico cuando sus dos alelos son diferentes.
Relaciones de Dominancia entre los Alelos
- Dominancia completa: Un alelo domina sobre otro.
- Herencia intermedia: El híbrido presenta un fenotipo intermedio que no se corresponde con ninguno de los dos alelos.
- Codominancia: Ambos alelos se expresan en el individuo.
Leyes de Mendel
Gregor Mendel realizó sus famosos experimentos utilizando plantas de guisantes. Sus conclusiones son válidas para organismos diploides y se basan en el uso de razas puras (individuos homocigóticos) para el carácter analizado. Mendel estudió un carácter a la vez y realizó un análisis estadístico de los resultados, lo que le permitió plantear hipótesis sencillas.
Primera Ley: Ley de la Uniformidad de los Híbridos de la Primera Generación Filial (F1)
Mendel cruzó dos variedades diferentes de individuos homocigóticos para un carácter, en este caso, el color de las semillas (verde y amarillo). Todos los descendientes de la F1 presentaron el fenotipo dominante (amarillo), lo que demostró que el carácter amarillo dominaba sobre el verde.
Segunda Ley: Ley de la Segregación de los Caracteres Independientes
Mendel cruzó entre sí individuos heterocigóticos de la F1 y observó que los miembros de la F2 presentaban diferentes fenotipos en una proporción 3:1 (3 amarillos por cada 1 verde). Esto se interpretó como la separación y transmisión independiente de los caracteres a la descendencia.
El ADN y el Código Genético
¿Qué es el ADN?
El ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos. Cada nucleótido está formado por:
- Una base nitrogenada (adenina, timina, guanina o citosina)
- Un azúcar
- Ácido fosfórico
Leyes de Chargaff
- El número de moléculas de adenina es igual al número de moléculas de timina.
- El número de moléculas de guanina es igual al número de moléculas de citosina.
Estas leyes sugieren que existe un apareamiento específico entre estos pares de nucleótidos (A-T y G-C).
Duplicación del ADN
Los genes se copian duplicando la molécula de ADN. La replicación del ADN es semiconservativa, lo que significa que cada hebra de ADN de la molécula original sirve de molde para una nueva hebra, resultando en dos moléculas de ADN formadas por una hebra original y una nueva.
Genes y Código Genético
Un gen sirve para fabricar una proteína. El código genético es el conjunto de instrucciones que determina la secuencia de aminoácidos en una proteína a partir de la secuencia de nucleótidos en el ADN. Cada grupo de tres nucleótidos (codón) codifica un aminoácido específico.
Características del Código Genético
- Degenerado: Puede haber más de un codón para un mismo aminoácido.
- Universal: Es utilizado por todos los seres vivos.
Ribosomas
Son orgánulos celulares formados por dos subunidades (mayor y menor) que se encargan de la síntesis de proteínas.
Dogma Central de la Biología Molecular
La síntesis de proteínas ocurre en los siguientes pasos:
- El ADN del núcleo transcribe el mensaje codificado al ARN mensajero (ARNm).
- En las células eucariotas, el ARNm sale del núcleo y llega al citoplasma, donde se une a un ribosoma.
- El ARN de transferencia (ARNt) selecciona un aminoácido específico para cada codón del ARNm. Los aminoácidos se van uniendo para formar una cadena polipeptídica.
En las células eucariotas, la síntesis de proteínas comienza en el núcleo (transcripción) y termina en el citoplasma (traducción), mientras que en las células procariotas, ambos procesos pueden ocurrir simultáneamente en el mismo espacio.