Genética - ciencias de la naturaleza.
Publié le 29/05/2013
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5 HERENCIA CUANTITATIVA
Los caracteres que se expresan como variaciones en cantidad o extensión, como el peso, la talla o el grado de pigmentación, suelen depender de muchos genes, así comode las influencias del medio.
Con frecuencia, los efectos de genes distintos parecen ser aditivos, es decir, parece que cada gen produce un pequeño incremento o descensoindependiente de los otros genes.
Por ejemplo, la altura de una planta puede estar determinada por una serie de cuatro genes: A, B, C y D.
Supongamos que cuando su genotipo es aabbccdd, la planta alcanza una altura media de 25 cm, y que cada sustitución por un par de alelos dominantes aumenta la altura media en unos 10 centímetros.
En el caso de una planta que es AABBccdd su altura será de 45 cm, y en aquella que es AABBCCDD será de 65 centímetros.
En realidad, los resultados no suelen ser tan regulares.
Genes diferentes pueden contribuir de forma distinta a la medida total, y ciertos genes pueden interactuar, de modo que la aportación de unodepende de la presencia de otro.
La herencia de características cuantitativas que dependen de varios genes se denomina herencia poligénica.
La combinación de influenciasgenéticas y del medio se conoce como herencia multifactorial.
6 LIGAMIENTO GENÉTICO Y MAPA GENÉTICO
El principio de Mendel según el cual los genes que controlan diferentes caracteres son heredados de forma independiente uno de otro es cierto sólo cuando los genes existenen cromosomas diferentes.
El genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan y sus colaboradores demostraron en una serie amplia de experimentos con moscas delvinagre (que se reproducen con gran velocidad), que los genes se disponen de forma lineal en los cromosomas y que cuando éstos se encuentran en el mismo cromosoma,se heredan como una unidad aislada mientras el propio cromosoma permanezca intacto.
Los genes que se heredan de esta forma se dice que están ligados.
Sin embargo, Morgan y su grupo observaron también que este ligamiento rara vez es completo.
Las combinaciones de características alelas de cada progenitor puedenreorganizarse entre algunos de sus descendientes.
Durante la meiosis, una pareja de cromosomas análogos puede intercambiar material durante lo que se llamarecombinación o sobrecruzamiento (el efecto del sobrecruzamiento puede observarse al microscopio como una forma de unión entre los dos cromosomas).
Elsobrecruzamiento se produce más o menos al azar a lo largo de los cromosomas, de modo que la frecuencia de recombinación entre dos genes depende de la distancia quelos separe en el cromosoma.
Si los genes están relativamente alejados, los gametos recombinados serán habituales; si están más o menos próximos, los gametosrecombinados serán poco frecuentes.
En el descendiente que procede de los gametos, el sobrecruzamiento se manifiesta en la forma de nuevas combinaciones decaracteres visibles.
Cuanto mayor sea el sobrecruzamiento, más elevado será el porcentaje de descendientes que muestran las combinaciones nuevas.
Consecuencia deello, los científicos pueden trazar o dibujar mediante experimentos de reproducción apropiados, las posiciones relativas de los genes a lo largo del cromosoma.
Para detectar recombinaciones, que se producen sólo rara vez, los genetistas han utilizado durante los últimos años organismos que producen gran número dedescendientes con gran rapidez, como bacterias, mohos y virus.
Por esta razón, son capaces de trazar mapas de genes que están muy próximos.
El método introducido enel laboratorio de Morgan ha adquirido hoy tal precisión que se pueden dibujar las diferencias que se originan en un gen particular.
Estos mapas han demostrado que no sólolos genes se disponen de forma lineal a lo largo de los cromosomas, sino que ellos mismos son estructuras lineales.
La detección de recombinaciones poco frecuentes puedeponer de manifiesto estructuras incluso menores que las que se observan con los microscopios más potentes.
Los estudios en hongos, y más tarde en moscas del vinagre, han demostrado que en ocasiones la recombinación de alelos puede tener lugar sin que se produzcanintercambios recíprocos entre los cromosomas.
En apariencia, cuando existen dos versiones distintas del mismo gen (en un individuo heterocigótico), una de ellas puede sercorregida para equipararse a la otra.
Tales correcciones pueden tener lugar en cualquier dirección (por ejemplo, el alelo A puede ser modificado a a o a la inversa).
Este proceso se ha denominado conversión genética.
En ocasiones, varios genes adyacentes experimentan una conversión conjunta; la probabilidad de que ésta se produzcaentre dos genes depende de la distancia entre ellos.
Esto proporciona otra forma de determinar las posiciones relativas de los genes en el cromosoma.
7 SEXO Y LIGAMIENTO SEXUAL
Morgan contribuyó también a los estudios genéticos cuando en 1910 observó diferencias sexuales en la herencia de caracteres, un patrón que se conoce como herencialigada al sexo.
El sexo está determinado por la acción de una pareja de cromosomas.
Las anomalías del sistema endocrino u otros trastornos pueden alterar la expresión de los caracteressexuales secundarios, aunque casi nunca invierten totalmente el sexo.
Por ejemplo, una mujer tiene 23 pares de cromosomas, y los componentes de cada par son muysimilares.
Sin embargo, un varón tiene 22 pares iguales de cromosomas y uno con dos cromosomas diferentes en tamaño y estructura.
Los 22 pares de cromosomassemejantes en mujeres y en hombres se llaman autosomas.
El resto de los cromosomas se denomina, en ambos sexos, cromosomas sexuales.
En las mujeres los doscromosomas sexuales idénticos se llaman cromosomas X.
En el hombre, uno de los cromosomas sexuales es también un cromosoma X, pero el otro, más pequeño, recibe elnombre de cromosoma Y.
Cuando se forman los gametos, cada óvulo producido por la mujer contiene un cromosoma X, pero el espermatozoide generado por el hombrepuede contener o un cromosoma X o uno Y.
La unión de un óvulo, que siempre contiene un cromosoma X, con un espermatozoide que también tiene un cromosoma X,origina un cigoto con dos X: un descendiente femenino.
La unión de un óvulo con un espermatozoide con un cromosoma Y da lugar a un descendiente masculino.
Estemecanismo sufre modificaciones en diversas plantas y animales.
La longitud aproximada del cromosoma Y es un tercio de la del X, y aparte de su papel en la determinación del sexo masculino, parece que es genéticamente inactivo.
Porello, la mayor parte de los genes en el X carecen de su pareja en el Y.
Se dice que estos genes están ligados al sexo, y tienen un patrón hereditario característico.
Porejemplo, la enfermedad denominada hemofilia, está producida por un gen recesivo ( h) ligado al sexo.
Una mujer con HH o Hh es normal; una mujer con hh tiene hemofilia. Un hombre nunca es heterocigótico para este gen porque hereda sólo el gen que existe en el cromosoma X.
Un varón con H es normal; con h padecerá hemofilia.
Cuando un hombre normal ( H) y una mujer heterocigótica ( Hh) tienen descendencia, las niñas son normales, aunque la mitad de ellas tendrán el gen h—es decir, ninguna de ellas es hh, pero la mitad tendrán el genotipo Hh—.
Los niños heredan sólo el H o el h; por lo tanto, la mitad de ellos serán hemofílicos.
Por esta razón, en condiciones normales, una mujer portadora transmitirá la enfermedad a la mitad de sus hijos, y el gen recesivo h a la mitad de sus hijas, quienes a su vez se convierten en portadoras de hemofilia.
Se han identificado otras muchas situaciones en los seres humanos, incluida la ceguera para los colores rojo y verde, la miopía hereditaria, la ceguera nocturna yla ictiosis (una enfermedad cutánea) como caracteres ligados al sexo.
8 FUNCIÓN DE LOS GENES: EL ADN Y EL CÓDIGO DE LA VIDA
Después de que la ciencia de la genética se estableciera y de que se clarificaran los patrones de la herencia a través de los genes, las preguntas más importantespermanecieron sin respuesta durante más de cincuenta años: ¿cómo se copian los cromosomas y sus genes de una célula a otra, y cómo determinan éstos la estructura yconducta de los seres vivos? A principios de la década de 1940, dos genetistas estadounidenses, George Wells Beadle y Edward Lawrie Tatum, proporcionaron las primeraspistas importantes.
Trabajaron con los hongos Neurospora y Penicillium, y descubrieron que los genes dirigen la formación de enzimas a través de las unidades que los constituyen.
Cada unidad (un polipéptido) está producida por un gen específico.
Este trabajo orientó los estudios hacia la naturaleza química de los genes y ayudó aestablecer el campo de la genética molecular.
Desde hace tiempo se sabe que los cromosomas están compuestos casi en su totalidad por dos tipos de sustancias químicas, proteínas y ácidos nucleicos.
Debido en parte ala estrecha relación establecida entre los genes y las enzimas, que son proteínas, al principio estas últimas parecían la sustancia fundamental que determinaba la herencia.Sin embargo, en 1944, el bacteriólogo canadiense Oswald Theodore Avery demostró que el ácido desoxirribonucleico (ADN) era el que desempeñaba esta función.
Extrajo elADN de una cepa de bacterias y lo introdujo en otra cepa.
La segunda no sólo adquirió las características de la primera, sino que también las transmitió a generacionesposteriores.
Por aquel entonces, se sabía que el ADN estaba formado por unas sustancias denominadas nucleótidos.
Cada nucleótido estaba compuesto a su vez por un.
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