Transcripción y la formación de proteinas gracias a los arn y los ribosomas (orgánulo que lee la información del arn llamado arn mensajero y con esa información genética fabrican las protéínas) se llama




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fecha de publicación17.01.2016
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Tema 5: La genética
Introducción
La genética es la parte de la biología que se encarga del estudio de los genes y de la naturaleza y transmisión de los caracteres hereditarios. La información genética está en el ADN (ácido desoxirribonucleico) que está presente en el núcleo de células eucariotas y en el citoplasma de células procariotas.


El ADN está formado por la unión de un gran número de nucleótidos (los nucleótidos están formados por una pentosa que es la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN, una base nitrogenada como la adenina o guanina y un grupo fosfato), existen cuatro tipos de nucleótidos en el ADN que son: nucleótidos de adenina (A), nucleótidos de guanina (G), nucleótidos de citosima (C) y nucleótidos de timina (T). Estos nucleótidos se unen formando dos cadenas que giran alrededor de un eje imaginario formando una doble hélice. Las dos cadenas del ADN son antiparalelas y complementarias. Son antiparalelas porque van en sentido contrario, es decir, una cadena va de (5’3’) y la otra de (3’5’), y son complementarias porque siempre se unen los nucleótidos de Adenina de una cadena con los de Timina de la otra (AT) y los de Guanina siempre se unen con los de citosina de la otra cadena (GC).


Ejercicio: Dada la siguiente cadena de ADN, dibuja su complementaria:

5´…T T A G C A A G…3´

Base molecular de la herencia. El flujo de la información: de los ácidos nucleicos a las proteínas.



El ADN es la molécula portadora de la información transmitida en los genes. Un gen es un fragmento de ADN que lleva una información genética determinada, normalmente lleva la información para formar una proteína concreta. La información genética se hereda a los descendientes mediante la replicación del ADN, por eso decimos que el ADN es la base molecular de la herencia. Sin la replicación no se podría conservar la información genética a lo largo del tiempo, ya que las células e individuos tienen un tiempo limitado de vida y la forma de que se conserve la información genética es pasarla a los descendientes. Sabemos que la información genética que lleva el ADN se manifiesta principalmente con la formación de proteinas (muchas de ellas enzimas) que producirán los caracteres del individuo (color del pelo, altura, forma de la nariz,…). Pero las proteinas se forman en el citoplasma (concretamente en unos orgánulos citoplasmáticos llamados ribosomas) y el ADN no sale del núcleo, por ello hace falta un intermediario del ADN que lleve al citoplasma la información para fabricar las proteínas, este intermediario es el ARN, la síntesis de ARN a partir del ADN se llama transcripción y la formación de proteinas gracias a los ARN y los ribosomas (orgánulo que lee la información del ARN llamado ARN mensajero y con esa información genética fabrican las protéínas) se llama traducción.

En resumen, el flujo de la información genética va desde el ADN al ARN y desde el ARN a las proteinas, como se aprecia en el siguiente diagrama:

Replicación Transcripción Traducción

ADN ARNm Proteína

Transcripción Traducción Función

ADN ARN Proteínas CARACTERES (piel,pelo,ojos)
Replicación La información genética que lleva el ADN se manifiesta con la formación de Duplicación proteínas y las proteínas son las que al realizar sus funciones nos darán nuestros

caracteres como el color del pelo, color de la piel, forma del pelo (liso o rizado)...
Replicación o duplicación
Consiste en hacer una copia idéntica del ADN. Las células duplican el ADN cuando van a dividirse para que cada célula hija tenga la misma información genética.



Para duplicar el ADN se separan las dos cadenas de nucleótidos, una vez separadas; la ADN polimerasa es una enzima que va colocando en cada cadena los nucleótidos complementarios que faltan para formar la otra cadena. Una vez formadas las copias se vuelve a enrollar en doble hélice.

EJERCICIO- Dada la siguiente cadena de ADN, escribe su complementaria.

5´…T T A G C A A G…3´
Transcripción
Consiste en la formación de ARN a partir de ADN. El ARN, a diferencia del ADN, está formado por una sola cadena de nucleótidos que va en sentido de 5’ a 3’ (se escribe: 5’3’); y además no contiene nucleótidos de T sino que en su lugar tiene nucleótidos de uracilo (U).
Para comenzar la transcripción se debe desarrollar la doble hélice del ADN, al separarse las dos cadenas de ADN se utiliza una de ellas como molde para fabricar el ARN. Una enzima llamada ARN polimerasa forma el ARN al colocar nucleótidos complementarios a la cadena molde de ADN pero con la excepción de que la enzima ARN polimerasa pone U en vez de T.

Muy importante al realizar ejercicios: de las dos cadenas de ADN ¿Cuál cogemos para fabricar el ARN? Muy sencillo, como el ARN siempre va de 5’3’ tenemos que coger la cadena de ADN que lleva la dirección contraria (el ADN que va de 3’5’) puesto que la copia que sale es siempre de dirección contraria (recuerda que cuando copias un ADN te sale la cadena que lleva la dirección contraria, pues al hacer el ARN pasa lo mismo).
EJERCICIO- Fabrica el ARN del ejercicio anterior.

Traducción
Consiste en fabricar proteínas usando la información genética que hay en el ARN. El ARN mensajero se une a los ribosomas del citoplasma que son los orgánulos donde se fabrican las proteínas. Estas están formadas por la unión de muchos aminoácidos, el ribosoma va colocando los aminoácidos uno a uno hasta formar la proteína. El ribosoma va colocando los aminoácidos que le dice el ARN mensajero.
Cada tres nucleótidos en el ARN mensajero forman lo que se llama un codón, el ribosoma lee los codones y cada codón dice el aminoácido que hay que colocar (las proteínas se forman por la unión de aminoácidos). Por ejemplo, el codón UUU le dice al ribosoma que tiene que colocar el aminoácido Phe. Hay 3 codones que no indican ningún aminoácido, sino que indican el final de la traducción, ejemplo UAG.

EJERCICIO- Dado el siguiente fragmento de ADN que lleva información para fabricar una proteína, indica los aminoácidos que se colocarán para formar la proteína.

ADN 5´…A T G C A T G G C A T A G T A T A G…3´
CROMOSOMAS Y TRANSMISIÓN DE CARACTERES
Cuando la célula va a dividirse, el ADN se duplica (replicación o duplicación del ADN) y se empaqueta y compacta formando los cromosomas que al principio se ven formados por dos cromátidas iguales unidas por un punto llamado centrómero. Las dos cromátidas llevan la misma información genética ya que son copias idénticas producidas por la duplicación del ADN. En las últimas etapas de la división celular, las cromátidas se separan y va cada una a una célula hija, es decir, en condiciones normales (cuando no se están dividiendo) nuestros cromosomas están formados por una sola cromátida.


Los seres humanos tenemos 46 cromosomas formando 23 parejas o pares. Las parejas de cromosomas que son iguales (en forma y tamaño) se llaman cromosomas homólogos y llevan la información para los mismos caracteres (color de ojos, forma del pelo...), uno de ellos proviene de nuestro padre y el otro cromosoma homólogo nos viene de nuestra madre. La última pareja de cromosomas son los cromosomas sexuales, hay dos tipos: el X y el Y, con ellos se distingue el sexo del individuo ya que si es mujer tendrá dos cromosomas X y si es un hombre tendrá un cromosoma X y otro Y (el Y no es homólogo del X porque tiene distinta forma y tamaño). Fotos: cromosomas sacados de una célula de un hombre (izquierda) y cromosomas sacados de una célula de una mujer (derecha).


Los cromosomas homólogos, aunque llevan la información para los mismos caracteres (color de ojos, pelo…) no significa que sea la misma información, por ejemplo, uno puede llevar información genética para el color de ojos azules y el otro para el color de ojos marrones. Entonces si los cromosomas homólogos que te dieron tus padres llevan los mismo (los dos con la información de ojos azules o los dos con la información de los ojos marrones) tus ojos serán de ese color, pero ¿y si cada uno te dió un color diferente? ¿de qué color serán tus ojos cuando tus cromosomas homólogos llevan información diferente? Depende, hay varias posibilidades:
-Dominancia: es la más común, en este caso una de las variaciones del gen domina sobre la otra, por ejemplo el color de ojos marrones domina sobre el color de ojos azules, entonces el primero impide que se exprese el segundo y el individuo será de ojos marrones.
Ejercicio: en la especie humana el gen que controla el carácter “forma del pelo” presenta dos variaciones: pelo liso y pelo rizado. A) Dibuja todos los posibles cromosomas con este gen que pueden existir en los individuos de la población humana. B) Sabiendo que la variación de pelo liso es dominante sobre la de pelo rizado pon como será el pelo de cada uno de los posibles individuos que has dibujado.

-Herencia intermedia: en este caso ninguna de las variaciones del gen domina sobre la otra, dando un efecto intermedio (mezcla). Ejemplo la planta “Dondiego de noche” presenta herencia intermedia para el color de las flores ya que una variación del gen da flores de color rojo, la otra variación del gen da flores de color blanco y si están las dos variaciones a la vez en la planta (un cromosoma homólogo con la información para color de flores rojo y el otro cromosoma homólogo con la información para el color de flores blanco) las flores salen rosas (mezcla o efecto intermedio del rojo con el blanco).
Ejercicio: en un tipo de planta el gen que controla el carácter “color de la flor” presenta dos variaciones: flor roja y flor blanca. A) Dibuja todos los posibles cromosomas con este gen que pueden existir en los individuos de la población de este tipo de planta. B) Sabiendo que la variación del color de la flor en esta planta presenta herencia intermedia pon como serán las flores de cada uno de los posibles individuos que has dibujado.

-Codominancia: en este caso las dos variaciones del gen se expresan cuando van juntas (las dos son dominantes), en un ejemplo como el anterior con información genética para flores rojas y blancas, si están las dos variaciones a la vez en la planta (un cromosoma homólogo con la información para color de flores rojo y el otro cromosoma homólogo con la información para el color de flores blanco) saldría una planta que tiene flores de dos colores (hay flores enteras rojas y flores enteras blancas en la misma planta).
Ejercicio: en un tipo de planta el gen que controla el carácter “color de la flor” presenta dos variaciones: flor roja y flor blanca. A) Dibuja todos los posibles cromosomas con este gen que pueden existir en los individuos de la población de este tipo de planta. B) Sabiendo que la variación del color de la flor en esta planta presenta codominancia pon como serán las flores de cada uno de los posibles individuos que has dibujado.

-Herencia polialélica: es el tipo de herencia en el que hay más de 2 variaciones de un mismo gen. Un ejemplo sería el carácter grupo sanguíneo en humanos en el que el gen que lleva la información para el grupo sanguíneo presenta 3 variaciones: A, B y cero. Las variaciones A y B son dominantes respecto a cero y son codominantes entre ellas (A=B, A > cero y B > cero). Esto significa que si por ejemplo A y cero están en el mismo individuo (cada uno en un cromosoma homólogo) el individuo tendrá el grupo sanguíneo A y si por ejemplo A y B están en el mismo individuo (cada uno en un cromosoma homólogo) el individuo ambos grupos sanguíneos a la vez, por lo que no es A ni B, sino un nuevo grupo sanguíneo llamado grupo AB.
Ejercicio: en la especie humana el gen que controla el carácter “grupo sanguíneo” presenta tres variaciones: grupo sanguíneo A, grupo B y grupo cero. A) Dibuja todos los posibles cromosomas con este gen que pueden existir en los individuos de la población humana. B) Sabiendo que la variación de grupo A y B son dominantes respecto a la variación que lleva información para dar grupo cero y sabiendo que las variaciones de grupo sanguíneo A y B son codominantes entre ellas, pon como serán los grupos sanguíneos de cada uno de los posibles individuos que has dibujado.

TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES (CONTINUACIÓN)
No todas nuestras células tienen 46 cromosomas, ya que los gametos (espermatozoides y óvulos) tienen la mitad de cromosomas (23). De esta manera cuando se produce la fecundación (unión del espermatozoide con el óvulo) el individuo resultante saldrá con 46 cromosomas (23 del espermatozoide más 23 del óvulo) que es el número normal de cromosomas en humanos. Durante la formación de los gametos, a partir de una célula precursora de gametos que tiene 46 cromosomas, lo que sucede es que se reparte los cromosomas al azar entre las células hijas formándose los gametos y siempre se lleva cada gameto un sólo cromosoma de cada pareja de homólogos, de esta manera se quedan los gametos con la mitad de cromosomas. Entonces si tú tienes 23 parejas de cromosomas, de los cuales 23 te los dió tu padre y los otros 23 son los cromosomas homólogos de los 23 anteriores que te los dió tu madre. ¿Qué cromosomas se llevarán tus gametos? Como es al azar tienes todas las posibilidades: puedes tener gametos que al azar se hayan llevado los 23 cromosomas de tu padre y si tuvieras un hijo de ese gameto se parecería más al abuelo (tu padre) y nada a la abuela (no lleva ningún cromosoma de tu madre) o podría suceder al contrario ya que puedes tener gametos con los 23 cromosomas que te dió tu madre y ninguno de tu padre (el pobre abuelo no sabe que el nieto no lleva genes de él y es como si él no fuera el abuelo). Lo más probable es que al ser al azar tus gametos lleven mezcla de cromosomas de tu padre y de tu madre, por ejemplo de los 23 cromosomas que lleva el gameto 10 sean de tu padre y 13 de tu madre o 8 de tu madre y 15 de tu padre, 12 del padre y 11 de la madre...
Ejercicio: en la especie humana el gen que determina el carácter “grosor de los labios” tiene dos variaciones: labios gruesos y labios finos. A) Cuáles son los cromosomas que presenta un individuo de labios gruesos cuya madre tenía labios finos, sabiendo que la variación del gen que da labios gruesos domina sobre la de labios finos. B) Dibuja los posibles gametos que puede tener este individuo con respecto a la transmisión del grosor de los labios.


Ejercicio: un individuo de pelo rizado, labio finos y ojos oscuros cuya madre tenía ojos claros.
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