TEMA 4LA REVOLUCIÓN

GENÉTICA:Desvelando los secretos de

la vida

•Situación previa: (exposición de lo estudiado hasta el momento)

1. Teoría de la Evolución:- Enunciada por Darwin en 1859- Se resume en los 4 puntos siguientes: 1. El mundo no es estático, sino que está en continua evolución. Las especies cambian continuamente. Con el tiempo unas desaparecen y aparecen otras nuevas.2. El cambio evolutivo es un proceso gradual, lento y continuo; no se produce por cambios bruscos.3. Los organismos que presentan semejanzas están emparentados y descienden de un antepasado común.4. La evolución es el resultado del proceso de selección natural.

2. La Teoría de la Generación espontánea es falsa: - Demostrado de manera definitiva por Louis Pasteur en 1863.

- Todo ser vivo procede de otro anterior.

Pero…

1. La afirmación de Pasteur: “Todo ser vivo procede de otro ser vivo” llevó a plantearse la siguiente pregunta:

¿Cómo surgió el primer organismo? La respuesta la dieron años más tarde Oparín y Haldane (tema anterior)

2. La teoría de la evolución, aunque aceptada por la sociedad científica, presentó diversos problemas que se fueron resolviendo a lo largo del s. XIX y s. XX

- Carecía de base científica para explicar el mecanismo de la selección natural

- No sabía la razón, el mecanismo, que explicase el por qué los hijos se parecía a sus padres.

¿Cómo se podían resolver estos problemas?

•Gregor Mendel (1822- 1884)

Monje agustino católico y naturalista, que vivió en la actual República Checa.

Fue contemporáneo de Charles Darwin pero no coincidieron y ninguno tuvo conocimiento de los trabajos del otro

Se le considera el padre de la Genética.

Describió las llamadas Leyes de Mendel que rigen la herencia genética, por medio de los trabajos que llevó a cabo con diferentes variedades de la planta del guisante Pisum sativum.

¿Por qué la planta del guisante?¿Cuáles fueron las conclusiones de sus experimentos?

¿Por qué la planta del guisante?

Las razones que llevaron a Mendel a escoger esta planta son varias:- Es una planta de rápido crecimiento (en una estación ya son adultas)

- Es autopolinizante, es decir, no tiene necesidad de interactuar con otras plantas, tiene todo lo necesario para su autorreproducción.- Los caracteres se diferencian con claridad.

Mendel estudió los siguientes caracteres y observó que para cada uno había dos posibilidades y obtuvo razas puras para cada uno de esos caracteres:

¿Cuáles fueron las conclusiones de sus experimentos?

• La herencia se transmite por factores hereditarios almacenados en los gametos. Dichos factores son de procedencia materna y paterna que se unen en el nuevo individuo sin mezclarse, y volviéndose a separar al formar las células reproductoras.

• La herencia sigue normas estadísticas sencillas.

Los factores hereditarios son los que posteriormente se llamarán genes (unidades de la herencia, la unidad de información hereditaria, es decir, lo que controla un determinado carácter)

Experimentos de Mendel:

• 1ª Ley o ley de la 1ª Ley o ley de la uniformidad de uniformidad de los híbridos de la los híbridos de la primera primera generación.generación.

Dice que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura ambos (homocigotos) para un determinado carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales.

• 2ª Ley o Principio 2ª Ley o Principio de la segregaciónde la segregación

“Ciertos individuos son capaces de transmitir un carácter aunque en ellos no se manifieste”.

El cruce de dos individuos de la F1 (Aa) dará origen a una segunda generación filial en la cual reaparece el fenotipo "a", a pesar de que todos los individuos de la F1 eran de fenotipo "A“

Esto hace presumir a Mendel que el carácter "a" no había desaparecido, sino que sólo había sido "opacado" por el carácter "A", pero que al reproducirse un individuo, cada carácter segrega por separado

• 3ª Ley o Principio 3ª Ley o Principio de la Transmisión de la Transmisión independiente.independiente.

Esta ley hace referencia al cruce polihíbrido (monohíbrido: cuando se considera un carácter; polihibrido: cuando se consideran dos o más caracteres).

Mendel trabajó este cruce en guisantes, en los cuales las características que él observaba (color de la semilla y rugosidad de su superficie) se encontraban en cromosomas separados. De esta manera, observó que los caracteres se transmitían independientemente unos de otros.

Mendel estuvo trabajando durante ocho años

Presentó sus resultados a la Sociedad Natural de Brünn pero sin ninguna otra repercusión, ya que todos estaban pendientes del origen de las especies de Darwin.

Se experimentos se publicaron en la revista de la Sociedad

Mantuvo correspondencia con el botánico Karl Naegeli, cuyo discípulo redescubrió las leyes en el año 1900.

• Al mismo tiempo, durante este mismo siglo XIX:Las células empezaron a ocupar el centro de

la Biología.Schleiden y Schwann, enuncian en 1839 la

Teoría Celular:- La célula es la unidad básica, estructural y fisiológica de la vida.- Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas.- Existen organismos formados por una sola célula (unicelulares) o por muchas (pluricelulares)- Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio desarrollo y funcionamiento, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

Actualmente, se conocen diferentes tipos de células:

CÉLULA PROCARIOTA: bacterias

CÉLULA EUCARIOTA

vegetales animales

Los VIRUS se consideran en la línea entre lo vivo y lo inerte

•Siguen los descubrimientos…

- En 1869, el suizo Johann Friedrich Miescher, (1844-1895) descubre el ácido nucleico en el interior del núcleo.

- En 1882 Walther Flemming descubrió en el interior del núcleo una sustancia de color que llamó cromatina.

Esta cromatina desempeñaba un papel importante en la división celular

Se agrupaba en filamentos que posteriormente se denominaron CROMOSOMAS.

Cada especie tiene un número fijo de cromosomas

- En 1900 se redescubrieron las leyes de Mendel- En 1902, Walter Sutton (1877-1916) sugirió que los

cromosomas eran los encargados de llevar los factores hereditarios. Es decir, el gen tiene que ser un trozo de cromosoma.

- En 1906, W. Johannsen (1857-1927) renombró los factores hereditarios, pasaron a denominarse GENES.

- En 1908, Thomas Morgan enuncia la Teoría Cromosómica de la Herencia:

Experimenta con la mosca del vinagre Drosophila melanogaster

Confirma que los genes se encuentran en los cromosomas.

Pero, sigue habiendo preguntas sin responder:

¿De qué están formados los cromosomas?

¿Cuál es la molécula que forma los genes?

Hasta este momento, décadas 10 y 20 del siglo XX, se pensaba que los cromosomas estaban formados mayoritariamente por dos tipos: proteínas y ADN. Por tanto, los genes tenían que estar formados por una de ellas, pero ¿cuál?

- Años más tarde, en 1944, Oswald Avery (1877-1955), Colin MacLeod y Maclyn McCarty, demuestran que el ADN no se destruye con el calor y que es la molécula que almacena toda la información.

(el experimento que realizaron fue muy similar, no usaron ratones, todo lo hicieron en tubos de ensayo)

- En 1928, Frederick Griffith (1879-1941) demuestra que la molécula portadora de los caracteres es el ADN.

LOS GENES SON ADN

•Nuevas preguntas ante los nuevos descubrimientos:

1. ¿Qué es el ADN?¿De qué tipo de moléculas está formado?

2. ¿Cómo es la estructura del ADN?

Durante la década de los 40 y 50 se fue dando respuesta a estas preguntas culminando en el mayor descubrimiento de la historia de la biología molecular:

LA ESTRUCTURA DE DOBLE HÉLICE DEL ADN

y al ENUNCIADO del DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Edwin Chargaff (1905-2002)

Maurice Wilkins (1916-2004)

Rosalind Franklin (1920-1958)

James Watson (1929) y Francis Crick (1916-2004)

1. ¿Qué es el ADN?

El ADN es una molécula que está formada por un elevado número de compuestos químicos denominados nucleótidos.

Cada nucleótido está formado por: (se cumple lo indicado por Miescher en 1869, cuando descubrió la nucleina.)

-un azúcar, ribosa

-Un ácido fosfórico

-Una base nitrogenada: A, G, C, T

2. ¿Cómo es la estructura del ADN?

- E. Chargaff descubrió que la concentración de las bases nitrogenadas seguían ciertas normas. Enunció sus leyes:

- La Adenina siempre se une con la Timina, y presentan la misma cantidad

- La Guanina se une con la Citosina presentando igual número- Existe un apareamiento en la molécula de ADN, y las bases

nitrogenadas son complementarias.

- Rosalind Franklin y Maurice Wilkins obtuvieron las primeras radiografías, con rayos X, de fibras de ADN que daban a entender que la estructura tenía que ser una hélice.

- Watson y Crick, en 1953, sin hacer ningún experimento y basándose en todas las evidencias y datos obtenidos por otros científicos propusieron

el modelo de doble hélice

- Indicaron que la molécula de ADN estaba formada por dos cadenas complementarias

•Presente y futuro de la Genética

- El conocimiento de la estructura del ADN, ha permitido al hombre avanzar hacia campos insospechados.- Se inicia la Biología Molecular, que implica:

- enunciado del dogma central de la biología molecular

- el Proyecto Genoma Humano- La ingeniería genética y biotecnología: transgénicos, clonación, terapia génica, etc.

•Con estos descubrimientos…

La evolución toma un nuevo rumbo: TEORÍA SINTÉTICA O NEODARWINISTA

La nueva síntesis se caracterizó por integrar bajo el marco de la teoría darwinista, las leyes de Mendel, la teoría cromosómica de la herencia y la genética de poblaciones.

Sus principios fundamentales son:- Rechazo total de la herencia de los caracteres adquiridos.- La unidad sobre la cual actúa la evolución no es el

individuo, sino la población. Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que viven en el mismo espacio y tiempo, y que pueden reproducirse apareándose entre si y originar descendencia fértil.

Una población queda definida y unificada por la suma total de todos los genes presentes en los individuos que la componen.