Biología - Bioquímica "Bachillerato Internacional": mayo 2015

sábado, 23 de mayo de 2015

PRIMERA LEY DE MENDEL Y SUS SUBLEYES "UNIFORMIDAD"

LEYES DE MENDEL

Primera ley de Mendel: A esta ley se le llama también Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación (F₁), y dice que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura, ambos homocigotos, para un determinado carácter.

Se pueden reconocer varias subleyes aplicadas a las herencias:

HERENCIA DOMINANTE

HEREMCIA DOMINANTE RECESIVA.- Los individuos de esta primera generación filial (F₁) son heterocigóticos o híbridos, pues sus genes alelos llevan información de las dos razas puras u homocigóticas: la dominante, que se manifiesta, y la recesiva, que no lo hace.

HERENCIA EN MOSAICO

HERENCIA INTERMEDIA

La historia de Mendel.mpg VOCABULARIO GENÉTICO

VOCABULARIO GENÉTICO

Dra. Nancy Jácome Zapata

ADN: El ácido desoxirribonucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos.

ALELOMORFOS: Los caracteres se manifiestan por la unión de dos genes que forman un par, se llaman alelomorfos los que controlan un mismo carácter, por ejemplo el color, no importa que el uno sea blanco y el otro negro

CARÁCTER: Cualquier característica observable del fenotipo

CARACTERES INNATOS: Son aquellos con los cuales nace un individuo, color de ojos, forma de la nariz, etc

CARACTERES ADQUIRIDOS: Son los que se adquieren a lo largo de la vida, una cicatriz, la pérdida de un ojo,

GENÉTICA: La genética es la rama de la biología que estudia la herencia de los caracteres. Esta ciencia, que nació con las investigaciones de Mendel.

CARIOTIPO: Conjunto de cromosomas de una célula, especie o individuo ordenado por tamaño y morfología.

CENTRÓMERO: Región en la cual se asocian las fibras del huso de los cromosomas.

CODOMINANCIA: Cuando los dos alelos se expresan.

CROMATINA: DNA que no se prepara para división. Metafase->Cromosoma

EUCROMATINA: Forma de la cromatina ligeramente compactada.

FENOTIPO.- La expresión externa, lo que se puede observar del genotipo.

GEN: Segmento de DNA que tiene la información para expresarse en una función.

GENERACIÓN PARENTAL: “Los padres”

GENERACIÓN FILIAL: “Los hijos”

GENES ALELOS: Cada gen presenta diferentes versiones, o alternativas, llamadas alelos. Así, el gen que lleva información para el color de las semillas puede determina que sean amarillas o verdes.

GEN DOMINANTE: Es aquel que al coexistir con su alelo no le permite que se manifieste fenotípicamente por ejemplo al cruzar cobayos negros (N) con blancos (b), los hijos de la primera generación serán todos negros.

GEN RECESIVO: es el que se queda oculto por el dominante

GENOTIPO: Es un conjunto de genes que posee un individuo

HERENCIA INMEDIATA: Es la que se manifiesta directamente en los hijos.

HERENCIA FUSIONADA: En los hijos se advierten caracteres intermedios de ambos progenitores por ejemplo al cruzar cobayos negros (N) con blancos (b), los hijos de la primera generación serán todos grises.

HERENCIA EN MOSAICO: En los hijos se encuentran caracteres de ambos progenitores, por ejemplo al cruzar cobayos negros (N) con blancos (b), los hijos de la primera generación serán negros con pintas blancas o blancos con pintas negras

a prolongada. Todos del mismo genotipo y homocigotos para todos los pares.
HERENCIA PREPONDERANTE: So en un hijo prevalece los caracteres de uno de los progenitores, es decir se parece más al padre o a la madre.

HERENCIA ATÁVICA: Si un descendiente presenta uno o más caracteres que los hace parecerse más a sus antepasados remotos que a sus padres.

HERENCIA FIJADA: Si un carácter ha venido presentándose continuamente en varias generaciones ejemplo un lunar que aparece en el mismo lugar y tamaño de generación en generación.

HERENCIA HOMÓCRONA: Los hijos presentan algunos caracteres hereditarios a la misma edad en la que aparecieron en sus padres, ejemplo canicie, calvicie, etc.

HETEROCROMATINA: Cromatina que se tiñe y contiene la mayor parte de los genes.
HETEROCIGOTO: Es en genética un individuo diploide que para un gen dado, tiene en cada uno de los cromosomas homólogos un alelo en el mismo locus (se expresa, por ej.: Aa), que posee dos formas diferentes de un gen en particular; cada una heredada de cada uno de los progenitores.

HÍBRIDO: Individuos que proceden de la unión de diferentes especies por ejemplo el mulo que procede de la unión del asno y la yegua.

HOMOCIGOTO: Un organismo es homocigótico respecto a un gen cuando los dos alelos codifican la misma información para un carácter, por ejemplo color de la flor en la arvejilla. Para nombrarlos se utilizan letras mayúsculas y minúsculas; así se dice que AA es Homocigota Dominante

LEY DE LA REGRESIÓN DE GALTON: Define el hecho de que, cuando un carácter hereditario se ha separado mucho del término medio de los de su especie, en las futuras generaciones tiende a retornar hacia él, por ejemplo si en un determinado sector el término medio de la estatura es 1.70m en algún momento se presenta una persona enana de 1.20m o una gigante de 2m., caracteres muy separados del término medio, mientras los hijos de los enanos serán más altos, los hijos de los gigantes serán más pequeños, la característica de su talla tiende a regresar al término medio.

LEY DE LA HERENCIA ANCESTRAL DE GALTON: Según Galton los hijos los hijos se encuentran representando los caracteres no solo de los padres, sino también de abuelos, bisabuelos y demás generaciones remotas, basados en esta ley se ha procedido a la calificación de la pureza o pedigree de un animal en relación a un determinado carácter

LOCUS: Lugar que ocupa un gen a largo de un cromosoma.

MAPA GENÉTICO: Distancia a la que están los genes

MUTACIÓN: Cambio en la información genética. - Enfermedad o variante normal benigna.
-Mutaciones cromosómicas:

DE NÚMERO

Aneuploidía: Número de cromosomas alterado. Monosomía - trisomía
DE ESTRUCTURA

Duplicaciones (x2)
Deleciones (Pérdida de un fragmento)
Inversión (Cambio de orden de un segmento del cromosoma)
Translocación (Cambio de posición segmento de cromosoma a otro no homólogo)

NUCLEOSOMA: Octámero de proteínas con 4 de 5 histonas El DNA da dos vueltas (140 pares de bases) para dar una estructura estable.

PROGENITOR.- Del latín progenitor, es un término que se usa para nombrar al padre de un individuo.

PROGENIE.- Es la descendencia, como consecuencia de un proceso de reproducción

RECON: Es la subunidad genética más pequeña intercambiable en los mecanismos de recombinación genética

RAZA PURA: Los descendientes que resultan de un único individuo homocigoto o de endocruza prolongada. Todos del mismo genotipo y homocigotos para todos los pares.

BIOTECNOLOGÍA - BIOINFORMÁTICA

LA BIOTECNOLOGÍA

La biotecnología es un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.

La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos (Convention on Biological Diversity, Article 2. Use of Terms, United Nations. 1992).

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen clasificar como:

* Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la terapia génica.

* Biotecnología blanca: conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos deshechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

* Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt. Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el medio ambiente o no, es un tema de debate.

* Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Ventajas

Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:

* Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales. * Reducción de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud. * Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos. * Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.

Riesgos

A la fecha no se ha demostrado ningún riesgo proveniente de un OGM que esté a escala comercial. Esto ha sido posible, gracias a que se realizan estudios exhaustivos sobre el nuevo OGM. El área encargada de realizar estos análisis se denomina bioseguridad.

Los análisis que se realizan tienen dos objetivos principales, determinar que no hay riesgo para la salud humana ni sobre el ambiente. Por ello, es necesario que se evalué el OGM en las diferentes etapas de generación, paso a paso. Si asumimos que hemos generado una petunia que tendrá flores de color amarrillo fosforescente, fenotípicamente deberá ser idéntica a la petunia no transformada, salvo por el color de la flor. A continuación se debe evaluar a pequeña escala, ya no en invernadero, para determinar si tiene algún impacto sobre el ambiente. En esta etapa se hacen estudios muy detallados, analizando desde la dispersión del polen a la misma especie u otra cercana hasta estudios de la rizósfera (suelo y bacterias que viven en el), con el fin de determinar si hubiesen cambios.

Si este producto fuese para consumo humano, entonces aún se deben presentar más análisis, que implican verificar que no se va a generar una nueva toxina, proteína que genere una respuesta alergénica en la población o cambios en la composición química de la planta en general.

LA BIOINFORMÁTICA

La bioinformática es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando herramientas computacionales y hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede ser denominado biología computacional, y puede definirse como, "la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala." La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales como la genómica funcional, la genómica estructural y la proteómica, y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica.

INGENIERÍA GENÉTICA Y BIO-REMEDIACIÓN

INGENIERÍA GENÉTICA

La ingeniería genética es la tecnología que permite tener ADNr. La ingeniería genética puede definirse como "La manipulación deliberada de la información genética, con miras al análisis genético o al mejoramiento de una especie". La generación del ADNr puede tener diferentes fines, el más común es determinar la función o rol que tendría un gen. Por ejemplo, si asumimos que tenemos un fragmento de ADN y creemos que es responsable de la producción del color azul en flores, podemos insertar ese fragmento en una planta que produce flores blancas. Si al dejar crecer esta planta genera flores azules, entonces sabremos que ese gen es el culpable del color azul. Las aplicaciones más comunes de esta tecnología la encontramos en el área de la farmacología. Muchas proteínas, que son necesarias para el buen funcionamiento del hombre (por ejemplo insulina, en el caso de diabéticos) se pueden producir en microorganismos a gran escala y bajo costo. Una ventaja enorme es que por esta metodología tendremos la insulina humana, con una gran pureza. Hoy en día se sintetizan más de 200 fármacos por medio de ADNr.

Según French Anderson (60 años), pionero de la terapia genética, "ya existe toda la base científica necesaria, pero no tendremos hasta dentro de 10 o 5 años la eficiencia y seguridad para llevar a cabo transferencias genéticas en forma ética".

La ingeniería genética tiene un gran potencial en las diferentes áreas de la biotecnología. Un área de uso y que representa sólo el 10% de la tecnología del ADNr, es en el sector agrícola. Es posible obtener plantas que posean una característica de interés, por ejemplo plantas que producen una toxina para insectos (maíz Bt), arroz enriquecido con vitamina (arroz dorado), cultivos que en el futuro sean capaces de actuar como biorreactores y producir fármacos, etc. Desde 1996, se están comercializando plantas genéticamente modificadas en el mundo, especialmente en Estados Unidos, Argentina, Brasil y Canadá.

En el área pecuaria, ya hay algunos ejemplos de animales genéticamente modificados y lo mismo en el caso de los peces, donde hay mucha investigación, pero todavía no se comercializan.

ALIMENTOS TRANSGÉNICOS

Los alimentos transgénicos son aquellos que derivan de organismos genéticamente modificados. Hoy en día son 4 los principales cultivos GM, maíz, algodón, soya y canola, ya sea para resistencia a insectos o tolerancia a herbicidas o en algunos casos poseen ambas características. Sin embargo, hay 22 cultivos GM diferentes que se comercializan en el mundo. Un ejemplo serían galletas que son fabricadas con harina de soya GM. A la fecha no se ha demostrado ningún daño a la salud por el consumo de este tipo de alimentos.

En muchos procesos para producir alimentos, como en el caso del queso, se emplean enzimas que son producto de la tecnología del ADNr, pero estos productos no son denominados transgénicos.

LA BIORREMEDIACIÓN

Es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos.

Los entornos marinos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del medio.

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