UNIDAD 5: LA REPRODUCCIÓN CELULAR. GENÉTICA TRADICIONAL

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1 UNIDAD 5: LA REPRODUCCIÓN CELULAR. GENÉTICA TRADICIONAL Los seres vivos se reproducen, es decir, hacen copias de sí mismos. A partir de una sola célula similar en todas las especies, se pueden formar organismos muy diferentes. Tipos de reproducción Existen dos tipos de reproducción: a) Sexual: requiere de la intervención de dos individuos de sexos diferentes. El descendiente tendrá una combinación del material genético de los progenitores. b) Asexual: Un solo organismo es capaz de originar individuos nuevos que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. En la reproducción sexual los hijos se parecen a sus padres por lo que características de ambos progenitores. encontraremos Caracteres hereditarios y adquiridos Todos los individuos que pertenecen a la misma especie, tienen en común características específicas de la especie, pero entre sí, los individuos presentan variaciones individuales. Estas características específicas de la especie se transmiten de padres a hijos, incluso las variaciones. Los caracteres se clasifican en: Hereditarios: Se transmiten aunque pueden no manifestarse. Adquiridos: NO se transmiten, sino que aparecen durante la vida del individuo. Los caracteres hereditarios se transmiten por medio de la reproducción sexual, es decir, por la formación de un gameto masculino y otro femenino (espermatozoide + óvulo) para dar un cigoto o célula huevo. En esta célula huevo se encuentra la información hereditaria para que aparezca un nuevo individuo y ello por la unión del núcleo del espermatozoide con el óvulo. El núcleo y el Ciclo celular Es una estructura grande que se encuentra separado del resto del citoplasma por una doble membrana. Contiene la información que controla el funcionamiento de la célula. Su aspecto cambia según la fase del ciclo celular en la que se encuentre. Existen dos fases diferenciadas: 1

2 INTERFASE: La célula está en funcionamiento normal. El núcleo es esférico y está situado en el centro. La cromatina (material genético desenredado) se encuentra dentro del núcleo. DIVISIÓN: Cuando la célula se prepara para dividirse, la cromatina se condensa, une, dando lugar a estructuras que se denominan cromosomas. La envuelta celular desaparece. La información genética se encuentra en el núcleo de la célula huevo. Este núcleo se forma por la unión de los núcleos de los gametos masculino y femenino. Los cromosomas de todas las células del cuerpo son idénticos en forma, tamaño y número. Ej: una mosca tiene 8 cromosomas, el ser humano 46, el helecho 18. El cariotipo es el conjunto de cromosomas de un individuo. Brazo corto + brazo largo = cromátida 2 cromátidas = CROMOSOMA. Células diploides y haploides Las células diploides son aquellas que tienen dos copias de un cromosoma. Estas células son todas las del organismo, células somáticas, excepto las germinales. Una copia se recibe del padre y la otra de la madre. En los humanos hay 23 parejas (46 cromosomas). Se representan por 2n 22 parejas se denominan AUTOSOMAS 1 pareja se denomina SEXUALES que son XY en hombre y XX en la mujer. Las células haploides son las reproductoras (gametos) y sólo tienen la mitad de cromosomas. Se representan por n Los cromosomas son el soporte de la información genética. Llamamos GEN a una porción del cromosoma que lleva la información para un determinado carácter. Al conjunto de genes se le denomina GENOMA. 2

3 La mitosis La división celular es un proceso complejo que ocurre en todas las células. Primero se produce división del núcleo o MITOSIS y luego la división del citoplasma. En interfase se duplica la cantidad de ADN. 1. División del núcleo o MITOSIS: Se divide en 4 fases. Primero ocurre la división del material genético y luego a) Profase: Se condensa la cromatina formándose los cromosomas y desaparece la membrana nuclear. b) Metafase: se colocan los cromosomas en el plano central o placa ecuatorial c) Anafase: se separan las cromátidas a los extremos opuestos d) Telofase: se descondensan los cromosomas en los polos de la célula y se forma la membrana nuclear. 2. División del citoplasma o CITOCINESIS En animales la célula se estrangula por la zona ecuatorial mientras que en las células vegetales el aparato de Golgi fabrica una nueva pared en la zona media. La mitosis asegura que los núcleos de las células hijas reciban un conjunto de cromosomas idéntico al de la célula madre. Una célula diploide dará: dos células diploides 3

4 El ciclo de la reproducción sexual. La meiosis La reproducción sexual constituye un ciclo. Un individuo diploide da lugar a otro diploide, por lo que será necesario que los gametos sean haploides (n) necesariamente. Las células del organismo son diploides (2n) pero si queremos mantener el número de cromosomas, las células sexuales o gametos que se unan deberán ser haploides (n) La meiosis NO es lo mismo que la mitosis. La meiosis es la división celular especial, que origina células haploides. La meiosis consta de 2 divisiones consecutivas. Se parte de una célula 2n y se obtienen 4 células n. 4

5 Durante la interfase se duplica el DNA y luego suceden dos divisiones meióticas: 1. 1º División meiótica (I) a) Profase I: se originan los cromosomas. Se produce entrecruzamiento (se intercambia material) b) Metafase I: Las parejas de cromosomas homólogos se colocan en la placa ecuatorial c) Anafase I: L se arrastran a los polos las 2 miembros de cada pareja d) Telofase I: Se forman dos células 2n pero con cromosomas distintos a los de la célula madre. 2. 2º División meiótica (II) a) Profase II: aparecen los cromosomas b) Metafase II: se colocan en el ecuador c) Anafase II: se arrastran las cromátidas (1 sola) d) Telofase II: se descondensan los cromosomas Importancia de la meiosis La meiosis permite mantener el número de cromosomas en especies con reproducción sexual. En este proceso los cromosomas del hombre y de la mujer se recombinan y reparten al azar produciendo distintas combinaciones de material genético. Todo esto produce una gran variabilidad en los individuos 5

6 LAS LEYES DE LA HERENCIA. GENÉTICA TRADICIONAL La herencia biológica es el estudio de la transmisión de caracteres hereditarios de una generación a la siguiente. Conceptos fundamentales Alelo: Cada carácter (color de ojos, pelo, altura ) presenta dos factores hereditarios procedentes de cada uno de los progenitores Dominancia: El alelo que se manifiesta en el carácter, de los 2 alelos que posee cada gen, se llama dominante. Recesividad: El alelo que no se manifiesta se llama recesivo. Según esto, el alelo dominante se manifiesta siempre, mientras que el recesivo sólo se manifiesta en ausencia del dominante. Homocigótico: (Raza pura) Individuos con los dos alelos iguales para un mismo carácter Heterocigótico: (Híbridos) Individuos con dos alelos distintos para un mismo carácter Genotipo: Conjunto de genes (información) que un individuo recibe de sus progenitores Fenotipo: Conjunto de caracteres visibles de un organismo. Es la expresión externa o manifestación del genotipo. Experimentos de Mendel Mendel estudió la transmisión de caracteres con la planta del guisante. Primero consiguió variedades puras (homocigóticas) y realizó el siguiente experimento: Cruce de variedades puras 1º Cruzó guisantes puros amarillos con puros verdes (Progenitores, P) 2º Cruzó luego miembros de la primera generación o F1 y obtuvo los resultados de la segunda generación F2 Estableció con este experimento caracteres dominantes y recesivos y sus proporciones. La interpretación actual del primer experimento de Mendel permite enumerar las 3 leyes que rigen la herencia de los caracteres. 6

7 1ª Ley. Cruce de 2 homocigóticos Si se cruzan 2 variedades puras que difieren en un carácter, la descendencia es uniforme, presentando toda ella el carácter dominante. Ej: Guisantes lisos y rugosos. O tallo largo y corto (largo es el dominante) Se explica porque las semillas con raza pura son AA y tienen dos alelos iguales por lo que los gametos que se originen, al separarse, llevan todos el alelo A. Igual para la raza pura aa. La descendencia resultará Aa. 2ª Ley. Autofecundación de heterocigotos. Separación de los caracteres Los caracteres recesivos, que no se manifiestan en la F1, reaparecen en la F2 en la proporción 3 dominantes por cada recesivo (3:1) Se explica porque durante la meiosis de las semillas F1 para producir gametos da lugar a la mitad A y la otra mitad a. Al cruzarlos en F2 se obtienen los siguientes genotipos: 1/4, 2/4, 1/4. En cuanto al fenotipo (teniendo en cuenta el carácter dominante): ¾ y ¼ 3ª Ley. Combinación independiente de los caracteres. Determina que para heterocigotos de más de un carácter, cada carácter se transmite a la descendencia de forma independiente. Otro experimento de Mendel consistió en cruzar una raza Pura Dominante para dos caracteres con otra recesiva para los mismos. Amarilla Lisa x Verde rugosa En F1 obtuvo lo esperado por la 1ª Ley. Todas eran amarillas y lisas, pero supuso que deberían portar los factores de rugosas y verdes. Al cruzar un F1 x F1 y obtener la F2: 4 razas distintas. De cada 16 semillas, obtuvo: Amarilla Lisa: 9 Amarilla rugosa: 3 Verde Lisa: 3 Verde rugosa: 1 Es decir, en proporción: 9:3:3:1 7

8 La interpretación es mejor con una tabla o Cuadro de Punnet: La Ley: Los genes que determinan caracteres diferentes se transmiten independientemente de generación en generación El grupo sanguíneo ABO Existen cuatro grupos sanguíneos A, B, AB y O; y esto sucede según si los glóbulos rojos poseen en su membrana un antígeno (proteína) A o B, los dos o ninguno. Este carácter (poseer el antígeno) está controlado por un gen, pero que tiene 3 alelos diferentes: alelo A, alelo B y alelo O A domina sobre O y B domina sobre O, pero A y B son codominantes, es decir, se expresan con igual intensidad. En el plasma existen anticuerpos que reconocen y se emparejan a los antígenos que poseen los glóbulos rojos en sus membranas. Los antígenos son proteínas producidas por los alelos A; B o O. Si un glóbulo rojo con un determinado antígeno entra en contacto con un anticuerpo anti-x se coagula la sangre y produce la muerte del individuo. Genotipo AA AO AB BB BO OO Fenotipo (grupo) A A AB B B O El del grupo O no posee antígeno, por lo que es compatible con todos: donante universal. El del grupo AB puede recibir de cualquier grupo sangre por lo que es: receptor universal. 8

9 Herencia ligada al sexo En los seres humanos la determinación del sexo depende de la pareja de cromosomas sexuales que son X e Y. XX = femenina: sus gametos serán 100% X XY = masculino: sus gametos serán 50% X y 50% Y Existen caracteres ligados al sexo y están en el cromosoma X, a dichos genes se les denomina caracteres ligados al sexo. Ej: daltonismo, hemofilia Los varones manifiestan los genes que en X sean dominantes o recesivos porque sólo poseen un cromosoma X Las mujeres llevan dos alelos (XX) y como pueden ser homo o heterocigóticas (portadoras) pueden no manifestarlo, sólo portarlo. Los caracteres ligados al cromosoma X son más frecuentes en varones porque sólo es necesario que reciban un gen de la madre para que se manifieste. Ojo! Se cambia la notación cuando es ligado al sexo. Ejemplo: calvicie: (X c ) 9

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