TEORIAS EVOLUTIVAS

-* Hoy se acepta la teoría de Darwin sobre el origen de las especies, sin embargo hubo muchas otras antes. Desde Aristóteles se pensaba que se podían

clasificar todos los seres vivos según un orden jerárquico ( scala naturae). Hasta el siglo pasado todos los biólogos creían que los seres vivos habían sido creados en la forma actual por Dios y habían permanecido inmutables. También estaba presente la concepción cartesiana de que la diferencia hombre/animal estaba en que el hombre tenía alma.

Charles Darwin (Siglo XVIII y XIX) citó en el primer capítulo de su libro El origen de las especies.  Sin embargo, fue el propio Darwin, en 1859,   quien sintetizó un cuerpo coherente de observaciones que solidificaron el concepto de la evolución biológica en una verdadera teoría científica.

Darwin definió a la evolución biológica como ‘la descendencia con modificación’.

La Teoría de la Evolución por selección natural, que se sustenta en cuatro premisas: variabilidad, sobreproducción, competencia, y supervivencia y reproducción diferencial de los organismos. Con esta formulación teórica, Darwin buscó explicar la diversidad morfológica, fisiológica y conductual de los organismos, la adaptación al entorno ecológico, así como la diversidad global del mundo viviente.

En efecto, la Teoría de la Evolución permite explicar las transformaciones evolutivas, pasadas y presentes. “La Teoría tiene grandeza y claridad y consecuencias demostrables” afirmó Darwin en el ocaso de su vida.

*- Uno de los más conocidos en el mundo científico es la evolución de los pinzones de Galápagos, estudiado por más de 30 años por Peter y Rosemary Grant, quienes han demostrado que, en determinadas condiciones, la evolución puede ocurrir en pocos años y puede ser observada en la naturaleza.

-* El biólogo Ernest Mayr, que fuera conocido como el “Darwin del siglo XX” por ser uno de los científicos que más profundizó en el sistema conceptual de la Teoría de Darwin, llegó a la siguiente conclusión: “Un análisis de las diversas teorías darwinianas me llevó a la conclusión de que el paradigma de Darwin consiste en varias subteorías principales e independientes. El darwinismo no puede constituir una teoría única, pues la evolución orgánica consiste en dos procesos independientes: la transformación en el tiempo y la diversificación en el espacio geográfico y ecológico. La Teoría de Darwin contiene cinco subteorías: la evolución en el tiempo, la ascendencia común, el gradualismo, la multiplicación de las especies y la selección natural”.

-* La teoría evolutiva actual tiene su mejor expresión en el neodarwinismo de la segunda mitad del siglo pasado, y en el pensamiento de reconocidos evolucionistas como Ernest Mayr que definió a la evolución como “la transformación en el tiempo y diversificación en el espacio geográfico y ecológico”, y Theodosius Dobzhansky quien afirmó: “La evolución orgánica constituye una serie de transformaciones parciales o completas e irreversibles de la composición genética de las poblaciones, basadas en las interacciones con el ambiente. Consiste en radiaciones adaptativas a nuevos ambientes, ajustes a cambios ambientales en hábitat determinados y el origen de nuevas formas de explotar hábitat ya existentes. Estos cambios dan lugar a una mayor complejidad en el patrón de desarrollo, en las relaciones fisiológicas y de interacciones entre las poblaciones y el ambiente”.

-* La Teoría de la Evolución es el eje unificador de la biología y tiene un alto valor heurístico, ya que permitió el nivel estrictamente descriptivo y de catalogación de las entidades y hechos biológicos y logró integrar los conocimientos de los seres vivientes, que se desenvuelven en un medio natural cambiante en lo espacial y temporal por la dinámica de la propia naturaleza y por la acción antropogénica, como está ocurriendo en el presente.

- En 1838 conoció los escritos del economista Malthus sobre las poblaciones humanas (parece ser que la teoría de la evolución se le ocurrió leyéndolo). Malthus había realizado un estudio sobre la sociedad con las siguientes conclusiones:

La humanidad estaba sometida a un grado de crecimiento que no se correspondía con el de los recursos. La población crece en progresión geométrica, los alimentos en progresión aritmética. Llegará un momento en que habrá desabastecimiento.

- Según Darwin, lo que Malthus sostenía para el humano, era válido también para los animales. Éstos estarían sometidos a un proceso de crecimiento que les llevaría a la extinción, a no ser que hubiese un mecanismo que regulara que una especie no creciera espectacularmente la Selección Natural .

- Las formulaciones que Darwin hace de sus teorías fueron influidas en un alto grado por un lenguaje aprendido de sociólogos o publicistas (politólogos) como Malthus y Spencer, Como el propio Wallace reconoció, la lectura de Malthus fue decisiva para la formulación de la teoría de la selección natural. Las ideas malthusianas se conocían y discutían en los ambientes intelectuales de la época.

Conceptos como competencia, lucha por la vida y sobrepoblación, que aparecen en Ensayo sobre el principio de la población de Malthus, sirvieron tanto a Wallace como a Darwin para dar forma a sus teorías.

Selección natural

La selección natural es un mecanismo esencial de evolución propuesto por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace y generalmente aceptado por la comunidad científica como el principal mecanismo de la formación de especies (especiación), su adaptación al medio y su transformación.

La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general (tomada de la conclusión de El origen de las especies):

1. Si existen organismos que se reproducen, y
2. Si la cría hereda características de sus progenitores, y
3. Si existen variaciones de características y
4. Si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento
5. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (determinadas por el medio ambiente) morirán y
6. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán.

- La teoría de la selección natural aportó por primera vez una explicación científica satisfactoria para múltiples enigmas científicos del mundo biológico, especialmente el de la "apariencia de diseño" que existe en los seres vivos. Permitió, por tanto, que la Biología pudiera prescindir de los elementos divinos y sobrenaturales y se convirtiera así en una auténtica ciencia.

Hoy en día, la evolución por selección natural se estudia en diversos tipos de organismos, mediante experimentos de laboratorio y de campo, y se desarrollan métodos para averiguar qué genes han estado recientemente sometidos a la acción de la selección natural y con qué intensidad.

Darwin:(Establece)

• El mundo no es estático, sino que está en continuo cambio (evolución). Las especies cambian continuamente, apareciendo nuevas y extinguiéndose otras con el tiempo. Cuanto más antiguas son las formas, más diferentes son de las actuales
• El proceso de cambio es gradual y continuo, no se produce a saltos discontinuos o saltos súbitos
• Los organismos que se presentan como semejantes estan emparentados y descienden de un antepasado común, pudiendo remontarse de esta manera hasta un origen único de la vida.
• El cambio evolutivo es el resultado del proceso de la selección natural. Este proceso consta de dos fases : la primera es la producción de variabilidad en cada generación; siendo la segunda la selección a través de la supervivencia, por medio de la lucha por la existencia.

Wallace

Wallace mantuvo con Darwin una relación epistolar. En esas cartas le expuso a Darwin sus teorías sobre la evolución, sin embargo, Darwin a él no. Parece ser que a él también se le había ocurrido el mecanismo de la selección natural de las especies.

En definitiva, tanto Darwin como Wallace establecieron una serie de premisas básicas para entender la evolución que son válidas hoy día. 1859, año de publicación de El origen de las especies, es la fecha de cambio de paradigma: empieza la época de la "nueva biología". Se generaliza la creencia de que unas especies podrían provenir de otras. La de Darwin es una teoría unificadora que se marcó 2 objetivos:

-* Demostrar que la evolución es un hecho real.

-*  Argumentar que el mecanismo primario y básico es la selección natural.

 =* ARGUMENTOS:

- Registro Fosil

- Semejanzas Anatomicas

- La Domesticación

 Mayr resume en 1977 la postura de Darwin en 3 observaciones y 2 conclusiones:

- Sin presiones ambientales todas las especies tienden a reproducirse en progresión geométrica. Todas las especies son capaces de sobreproducción.

- En condiciones naturales, aunque a veces existen fluctuaciones temporales, el tamaño de las poblaciones permanece relativamente estable.

- No todos los individuos que existen en una especie son iguales (unicidad del individuo)

Conclusión 1ª: No todos los cigotos llegarán a ser individuos adultos que sobrevivan y se reproduzcan. Aunque también señala la competición interespecífica, hace su énfasis en la intraespecífica, entre animales que precisan los mismos recursos (se trata de una competición muy sutil, sin luchas abiertas. Los animales más agresivos no necesariamente son los que más descendencia dejan).

Conclusión 2ª: Aquellos individuos cuyas variaciones son más favorables con relación a las condiciones del medio en el que viven tendrán más probabilidad de sobrevivir (y en consecuencia de dejar descendientes).

El ambiente va eliminando las variaciones desfavorables y conservando las favorables. Los cambios van a producirse bajo la acción selectiva del ambiente.

 LAMARCK

 En 1809 Lamarck publica Filosofía zoológica. En esta obra plantea una serie de ideas sobre la evolución que le produjeron la enemistad de toda la comunidad científica. Según Lamarck, para adaptarse mejor a un medio, las especies desarrollan los órganos que le son más útiles y se les atrofian los que menos utilizan; los caracteres originales van siendo sustituidos por caracteres adquiridos o adaptativos. Niega la creación específica. La evolución es producto de los efectos del uso y desuso. Estos efectos heredados eran fruto del esfuerzo del animal por adaptarse y establecer nuevas relaciones con el medio.

Observó que las rocas más antiguas contenían fósiles de seres más simples y que, a medida que las rocas eran más modernas, los seres se iban haciendo más complejos. Propuso 2 principios en su teoría:

- Uso y desuso de las partes

- Herencia de los caracteres adquiridos.

Las características adquiridas por el uso eran heredables para Lamarck. Los efectos de la interacción con el medio se transmitían a la generación siguiente. La función crea el órgano. Explica cómo a lo largo de millones de años la adaptación había creado las distintas especies, muchas de las cuales podrían provenir de un antepasado único.

El lamarckismo fue una teoría propuesta en el siglo XIX por el biólogo francés Jean-Baptiste Lamarck para explicar la evolución de las especies.

- También conocida como herencia de caracteres adquiridos, su formulación más simple postulaba que los individuos podían adquirir o mejorar caracteres físicos durante su vida y que estos eran transmitidos a su descendencia. De esta forma, las especies evolucionarían acumulando los caracteres útiles que habían adquirido en vida sus antepasados.

Deriva genética

La deriva genética o deriva génica, es una fuerza evolutiva que actúa junto con la selección natural cambiando las características de las especies en el tiempo. Es un efecto estocástico que emerge del rol del muestreo aleatorio en la reproducción. Como la selección, actúa sobre las poblaciones, alterando la frecuencia de los alelos (frecuencia alélica) y la predominancia de los caracteres sobre los miembros de una población, y cambiando la diversidad del grupo. Los efectos de la deriva se acentúan en poblaciones de tamaño pequeño (como puede ocurrir en el efecto de cuello de botella), y resultan en cambios que no son necesariamente adaptativos.

Se trata de un cambio aleatorio en la frecuencia de alelos de una generación a otra. Normalmente se da una pérdida de los alelos menos frecuentes, resultando una disminución en la diversidad genotípica de la población.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

Las pruebas acumuladas a favor de la evolución por todas las disciplinas biológicas han aumentado con el avance científico, llegando a ser aplastantes. En particular, la biología molecular, la más recientes y expansiva de las disciplinas biológicas, ha confirmado de manera contundente la evolución y muchos detalles de su historia. Pasamos a ver algunos ejemplos de las evidencias que demuestran la evolución.

- El registro fósil. El registro fósil nos muestra que muchos tipos de organismos extintos fueron muy diferentes de los actuales, así como la sucesión de organismos en el tiempo, y además permite mostrar los estadios de transición de unas formas a otras.

-  La evolución del Caballo

- La mandibula de los reptiles

- Organos Homologos

- Eras Geologicas ( Precambrico, Paleozoico, Mesozoico,  cenozoico: terciario (Paleoceno, eoceno,oligoceno, mioceno, plioceno) , cuaternario...)

PRIMER PARCIAL DE BIOLOGIA II, SEPTIEMBRE-2012

COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE GUERRERO

PLANTEL POR COOP. PASO DE ARENA

PRIMER PARCIAL DE BIOLOGIA II-SEPT. DEL 2010

CATEDRATICA MC. MANUELA MEDRANO VALLE

INSTRUCCIONES: CONTESTE CORRECTAMENTE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS QUE A CONTINUACIÓN SE ENLISTAN:

1.- Si en la especie humana 2n = 46,  relaciona las siguientes células con sus correspondientes números  de cromosomas y cromátidas:

a) Espermatozoide                                   1) 46 cromosomas y 92 cromátidas

b) Profase I de la meiosis                        2) 23 cromosomas y 23 cromátidas

c) Fase G2 de una célula hepática         3) 46 cromosomas y 46 cromátidas

d) Metafase II de la meiosis                    4) 23 cromosomas y 46 cromátidas

2.- Con referencia al ciclo celular y los procesos de división:

a) Define los siguientes términos: Periodo G1; cromosoma homólogo; sobrecruzamiento y  haploide.

b) Haz un esquema gráfico (dibujo) de una anafase II meiótica  y de una anafase mitótica en un vegetal con una dotación cromosómica 2n=4.

c) Explique el significado biológico de la  mitosis.

d) Diferencias de la mitosis en células vegetales y en animales.

3.- Cientifico que descubrio los acidos nucleicos

 4.- Indique la composición química  y las funciones de los fosfolípidos

5.- Indique qué es la mitosis y cuál es su significado biológico. Explique las diferentes  fases de la mitosis.

6. Defina los siguientes conceptos: replicación,  transcripción  y traducción. ¿En qué parte de la célula procariota y eucariota tienen lugar estas funciones celulares?

7.- Explique las funciones de los distintos tipos de RNA que participan en la síntesis de proteínas.

8.- Explique como El ARN se diferencia químicamente del ADN 

9.- Cuales osn las aplicaciones del ADN  en la medicina?

10.- En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar 

11.- Que es una Proterina

12.- Como esta constituida la molécula de ADN.

13.- Relaciona los términos de la columna A con los términos de la columna B, utilizando números.

N°	A	N°	B
1	Activación del óvulo sin espermio		Repro. Sexual
2	Presencia de meiosis e intercambio genético		Testosterona
3	Estimulación de la célula de Leyding		Fragmentación
4	Reproducción sin intercambio genético		FSH
5	Hormona masculinizante		Sertoli
6	Maduración espermática y crecimiento folicular		Cromosoma Y
7	Protección de la gametogénesis		Partenogénesis
8	Gónoda masculina		LH

14.- En el siguiente cuadro indica y menciona tres diferencias entre un gameto femenino y un gameto masculino.

Espermatozoide	Óvulo

15,.- Preguntas de desarrollo

A  ¿Cuál es la importancia de las células para los seres vivos?

B  ¿Menciona y explica 2 modalidades de reproducción sexual

C  ¿Qué diferencia existe entre fecundación interna y externa?

JOVENES POR FAVOR ENVIAR EL EXAMEN A MI CORREO ELECTRONICO. MUCHA SUERTE Y HASTA PRONTO. MC. MANUELA MEDRANO VALLE

 

REPRODUCCION SEXUAL Y ASEXUAL

Reproducción asexual.

Este tipo de reproducción, similar a la división directa (también llamada fisión binaria) de las células puede tener lugar en los organismos uni- y pluricelulares de todos los reinos. Es frecuente entre los procariotas, los protistas y los hongos; entre los vegetales y animales, sólo en las escalas taxonómicas inferiores. Las formas de reproducción asexual, excluyendo las mutaciones producen clones de células genéticamente idénticas a las maternas y entre sí. Los modos o formas de reproducción asexual pueden ser: 

       por gemación o a partir de esporas: la célula duplica su acervo cromosomático encapsulando uno de ellos, alrededor del cual se forma una cubierta de espora que protege el contenido de la nueva célula que permanece latente hasta que las condiciones propicias produzcan su germinación por absorción de agua y pérdida de la cubierta. Entre los procariotas este modo es usado cuando el organismo ha agotado la fuente de nutrición. Existen hongos, plantas y animales (v.gr., la hydra) que se reproducen a través de esta forma;

  por fragmentación de filamentos, es el caso de algunos hongos: las esporas asexuales se forman en cadenas en el ápice de una hinfa especializada; se caracterizan por ser muy finas y son llamados conidios; también puede ocurrir en el reino animal en las escalas inferiores (v.gr., las esponjas) y entre los musgos cuyos fragmentos reproductores son conocidos como propágulos. 

  por estolones o por rizomas, es un modo asexual de reproducción de las plantas: los vástagos se originan de las yemas axilares. Los estolones son tallos largos y delgados que crecen sobre la superficie. Los rizomas también son tallos, horizontales que crecen por encima o por debajo de la superficie del suelo. Ambos producen raíces adventicias y dan origen a nuevas plantas

Reproducción sexual. 

La mayoría de los organismos eucarióticos se reproducen sexualmente lo cual requiere de dos padres e implica dos fenómenos: la meiosis y la fecundación. Los organismos sexuados no se reproducen más que a partir de organismos de la misma especie, una barrera genética los separa de los organismos de otras especies (salvo en los raros casos de hibridación natural). Para pasar a la generación sexual siguiente, se deberá en un momento dado del ciclo biológico, realizar una reducción a la mitad del número de cromosomas de los gametos durante una división nuclear especial: la meiosis.

La meiosis da por resultado de la división celular, células hijas con carga cromosomática reducida; se realiza solamente en las células germinales cuando éstas producen gametos -las células sexuales-, cuya dotación será así, haploide. El proceso o gametogénesis puede tener lugar en distintas fases del ciclo biológico, según los organismos, de allí que los tipos de meiosis sean: cigótica (que se lleva a cabo después de la unión de las células que se aparean), espórica (durante la formación de la espora) y somática (en los órganos sexuales productores de los gametos). En la meiosis ocurren dos divisiones celulares sucesivas, Meiosis I (Reducción) y Meiosis II (División). La Meiosis produce 4 células haploides. La Mitosis produce 2 células diploides. A la meiosis también se la conoce como división reduccional.

Gametogénesis

Espermatogénesis y oogénesis. Fases.

En el momento de la fecundación o fusión de dos células reproductoras (los gametos) para formar una célula única (el cigoto) la unión nuclear -llamada cariogamía o anfimixia- dobla el número de cromosomas por el aporte de ambas células reproductoras, de suerte que el cigoto es diploide (pose 2N cromosomas; los gametos, que poseen N cromosomas son haploides)

El encuentro de los gametos o fecundación puede ocurrir dentro del organismo femenino  (fecundación interna) o en el ambiente circundante (fecundación externa), este último tipo sólo suele darse en ambientes acuáticos, que facilitan y posibilitan la movilidad del gameto masculino. Después de la penetración, el núcleo haploide del espermatozoide se acerca al núcleo haploide del óvulo de manera que se forma un huso mitótico normal; los dos pronúcleos se fusionan y se destacan los cromosomas, que se disponen sobre una placa ecuatorial del mismo tipo que es visible en la metafase de una mitosis normal. Con la primera división se producen dos células hijas con dotación cromosomática diploide, mitad de origen paterno y mitad de origen materno.  

    

MOLECULAS DE ADN Y ARN, CODIFICACIÓN GENETICA

Ácidos nucleicos

De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. Se conoce con considerable detalle la estructura y función de los dos tipos de ácidos.

Estructura. El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del código genético, la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas.

A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido o ácido nucleico.

Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar; ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN.

Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido.

En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina) . En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

 

Estructura de las Bases Nitrogenadas. 

Las bases se unen al carbono 1' del azúcar y el fosfato en el carbón 5' para formar el nucleótido.

Estructura de un Nucleótido.

Los nucleótidos se unen para formar el polinucleótido por uniones fosfodiester entre el carbono 5' de un nucleótido y el carbono 3' del siguiente.

Figura 1.1.1.F.-Unión Fosfodiester en los Ácidos Nucleicos.

 

Un dinucleótido en el que se unieron un nucleótido con la base A con un nucleótido con la base G y el enlace fosfodiester se formó entre el carbono 3'del nucleótido con base A y el 5'del nucleótido con base G, se representa simplemente como AG. Si a este dinucleótido se le agrega otro nucleótido en el carbono 3' y este nucleótido tiene una base T, el trinucleótido resultante se representará por AGT. Ésta es la forma simplificada en que se acostumbra representar los polinucleótidos.

El ADN está formado por dos cadenas muy largas de polinucleótidos unidas entre sí por puentes de hidrógeno específicos entre las bases de las dos cadenas. La base de una cadena que se une por los puentes de hidrógeno con la base de la otra cadena se dice que forman un par de bases. A se parea con T y G con C 

 

Las dos cadenas se encuentran arregladas en una estructura helicoidal alrededor de un eje común por lo que recibe el nombre de doble hélice. Las bases se encuentran acomodadas hacia el eje de la doble hélice, mientras que el azúcar y los fosfatos se encuentran orientados hacia el exterior de la molécula.

Estructura de los Pares de Bases.

 

El dimensiones de la hélice, independientemente de la especie, son las siguientes: diámetro 20 Angstrom y la longitud del paso 34 Angstrom el cual está constituido por 10 residuos de nucleótidos. El tamaño de la molécula de ADN de doble hélice se expresa en miles de bases o kb. La longitud de 1kb es entonces 0.34 micras.

Una molécula de ADN de un milímetro de longitud estará formado de 3 mil kb o sea tres millones de bases.

Así pues la molécula de ADN es un largo filamento de 20 Angstrom de diámetro cuya longitud depende del número de kb, el cual a su vez depende de la especie. El rango de tamaño va desde 2 micras (5 kb) en el virus SV40, hasta casi un metro (3 x 10⁶ kb) en cromosomas humanos. El genoma de E. coli, no tiene extremos, o sea forma un círculo, y el perímetro tiene una longitud de 1.4 mm (4000kb). El genoma de los animales superiores no forma círculos, es una estructura lineal abierta.

En los cromosomas estas moléculas se arreglan en estructuras más compactas en las que la doble hélice se enrolla sobre sí misma. En el caso de las bacterias, la molécula de ADN de más de un milímetro de longitud se arregla dentro de la bacteria que sólo tiene una longitud de una micra (o sea es una longitud mil veces menor).

El ARN es un filamento de una sola cadena, no forma doble hélice. La presencia de un oxígeno en la posición 2' de la ribosa impide que se forme la doble cadena de la manera en que se forma en el ADN. El filamento de ARN se puede enrollar sobre sí mismo mediante la formación de pares de bases en algunas secciones de la molécula.

Existen varios tipos de ARN cada uno con función distinta. Los que forman parte de las subunidades de los ribosomas se les denomina ARN ribosomal (rARN), los ARN que tienen la función de transportar los aminoácidos activados, desde el citosol hasta el lugar de síntesis de proteínas en los ribosomas; se les conoce por ARN de transferencia (tARN) y los ARN que son portadores de la información genética y la transportan del genoma (molécula de ADN en el cromosoma) a los ribosomas son llamados ARN mensajero (mARN). El tamaño de las moléculas de ARN es mucho menor que las del ADN. En el caso de E. coli va de menos de 100 nucleótidos en los tARN hasta casi 4000 (4kb) en rARN.

Información genética. La estructura de la doble hélice para el ADN fue originalmente propuesta por Watson y Crick (WyC) en 1953, postulando que la secuencia en la cual se encuentran las bases a lo largo de la molécula de ADN es lo que contiene la información genética. No existe ningún impedimento estérico que limite la secuencia de bases, cualquier base puede seguir a cualquier otra.

Transmisión.- Con estas bases, WyC propusieron el mecanismo de duplicación del ADN por medio del cual, las dos células hijas provenientes de una división celular contienen copias idénticas del ADN presente en la célula que se dividió. A la duplicación del ADN se le conoce con el nombre de replicación.

Durante la replicación, las dos cadenas se van separando y cada una de ellas sirve de patrón para la síntesis de su cadena complementaria. Las bases se van agregando una a una y la selección de cuál base entra en un sitio específico de la cadena en formación, queda determinada por la base en la cadena patrón con la que se va a aparear.

Donde hay una A en la cadena patrón, se inserta una T en la cadena en proceso de formación y, donde hay una T se inserta una A, y lo mismo sucede con el apareamiento de G y C. La nueva cadena tiene una secuencia de bases complementaria a la cadena original.

El modelo de duplicación del ADN se dice que es semi-conservado, porque la mitad del ADN de un cromosoma, una cadena completa, proviene de la célula paterna y la otra mitad, la otra cadena, se sintetiza durante el proceso de replicación.

Este es el mecanismo propuesto por Watson y Crick para explicar la transmisión de la información genética de una generación a otra.

La formación de las uniones fosfodiester está catalizada por la ADN polimerasa. La ADN polimerasa no formará la unión fosfodiester, a menos que la base que está entrando a la molécula, sea complementaria a la base existente en la cadena patrón. La frecuencia con la que se inserta una base equivocada es menor a 1 en 100 millones.

Flujo. El apareamiento de bases es también el mecanismo para enviar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas y dirigir la síntesis de proteínas. En este caso una porción de una de las cadenas del ADN sirve de patrón para la síntesis de ARN y la secuencia de bases en el ARN es complementaria a la que se presenta en la porción de la cadena que se está copiando.

Al ARN que se sintetiza en esta forma se le denomina ARN mensajero o mARN. La síntesis del ARN es catalizada por la ARN polimerasa, que al igual que la ADN polimerasa es una enzima patrón-dependiente.

El mARN se une, en el citoplasma, a las dos subunidades ribosomales, constituyendo el ribosoma activo, que es la estructura celular responsable de la síntesis de proteínas. Es en este organelo donde el mARN especifica la secuencia en que deben de insertarse los aminoácidos en la síntesis de polipéptidos. Ésta es la forma en que la información contenida en los cromosomas se traduce en la especificación de la estructura primaria de las proteínas. Como ya se mencionó, la estructura primaria determina la estructura tridimensional de la proteína, la que a su vez determina su funcionalidad.

Al proceso de copiado de la información genética contenida en el ADN cromosomal durante la síntesis del mARN se le llama transcripción. Al proceso de lectura, en el ribosoma, de la información transportada por mARN, durante la síntesis de proteína, se le conoce como traducción.

Figura 1.1.1.I.- Mecanismo de replicación, transcripción y traducción

La porción de ADN que contiene la información para codificar una proteína determinada se le da el nombre de gene y normalmente recibe el mismo nombre de la proteína que codifica, usando casi siempre, una abreviación de tres letras. A la porción de ADN que codifica un conjunto de proteínas que entran en un paso del metabolismo se le llama operón. Por ejemplo; al conjunto de genes que intervienen en la codificación de las proteínas que intervienen en la utilización de lactosa se les llama lac operón.

El lenguaje utilizado para describir el proceso de dirección de la síntesis de proteínas por los genes del cromosoma refleja la interpretación de que se trata de un flujo de información.

Tabla 1.1.1. A.- El Código Genético

	U	C	A	G
U	Phe Phe Leu Leu	Ser Ser Ser Ser	Tyr Tyr Alto Alto	Cys Cys Alto Trp	U C A G
C	Leu Leu Leu Leu	Pro Pro Pro Pro	His His Gln Gln	Arg Arg Arg Arg	U C A G
A	Ile Ile Ile Met (Inicio)	Thr Thr Thr Thr	Asn Asn Lys Lys	Ser Ser Arg Arg	U C A G
G	Val Val Val Val	Ala Ala Ala Ala	Asp Asp Glu Glu	Gly Gly Gly Gly	U C A G
Primera Posición (5'-)	Segunda Posición				Tercera Posición (3'-)

El mensaje que está contenido en el genoma se encuentra escrito en un lenguaje de 4 letras (las cuatro bases), el cual se transcribe usando el mismo lenguaje, al sintetizar el mARN. La síntesis de proteínas se le denomina traducción porque ahora se pasa del lenguaje de 4 letras a otro con 20 letras (los 20 aminoácidos). Para pasar de un lenguaje a otro se necesita un código para hacer la traducción y se le denomina código genético.

Las equivalencias entre los dos lenguajes se presentaron en la tabla anterior. Tres bases contiguas (un triplete) codifican un aminoácido, así como también para la puntuación del mensaje. Se determinó qué tripletes codifican cada aminoácido y qué tripletes indican el inicio y la terminación del mensaje. Al triplete se le dio el nombre de codón. Se encontró que algunos aminoácidos podían ser codificados por más de un codón, o sea hay codones que son sinónimos. Por esta razón se dijo que el código genético es degenerado.

Modificaciones. Al estudio de las bases moleculares de la herencia se le conoce como genética molecular o biología molecular y a las modificaciones artificiales del ADN con el fin de cambiar el mensaje genético que contiene se le conoce como ingeniería genética.

Se pueden agregar porciones de ADN que contienen genes que no están presentes en el cromosoma incrementando el número de genes de la célula, o bien se pueden inducir cambios que eliminen genes activos presentes en la célula haciendo en este caso que la célula pierda cierta capacidad genética.

Cuando se modifica la molécula de ADN de un organismo agregándole porciones de ADN provenientes de otro organismo se dice que se hizo una recombinación del ADN y al resultado se le llama ADN recombinante. Esta técnica se usa para producir organismos capaces de hacer funciones que el organismo original no tenía. Por ejemplo se puede introducir en una bacteria el gene de la insulina humana y la bacteria adquirirá la capacidad de sintetizar ese polipéptido.