Genetica, ADN-Muy Buena

8/14/2019 Genetica, ADN-Muy Buena

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I.E.S. Suel Fuengirola Departamento de Ciencias Naturales www.iessuel.org/ccnn

Gentica y herencia

Gregorio Mendel

Cromosoma A.D.N.

El padre de la Gentica

Este insecto hasido muyutilizado eninvestigacionesgenticas.

Representacinde la PrimeraLey de Mendel.

El material gentico sereparte a las clulas hijasdurante la divisin celular.

Drosophila melanogaster

El asesoramientomdico puedeprevenir la aparicinde algunasenfermedadesgenticas en losbebs de una pareja.
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1 La herencia. Los caractereshereditarios

Es posible que t tengas los ojos marrones y tu hermana azules, o quizs seasms bajo o ms alto que ella; puede que una vaca determinada produzcams leche que su hermana

a) Crees que la transmisin de algunas caractersticas de los progenitores asu descendencia es una propiedad de todos los seres vivos?

b) Y, si es as, cmo se transmiten los caracteres hereditarios?.

Reflexiona


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Cmo explicasque no pueda

nacer un beb

de un tomate? Por qu los hermanos gemelosson fsicamente idnticos?

Por qu unaloba no puedeparir gatitos?

Cmo explicas losparecidos dentro deuna familia?

Reflexiona


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Sabes qu hay que hacer para que nazcanperros y gatos de razas tan diversas?

Reflexiona


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El ADN de King coincida conel encontrado en una colillarecogida en el escenario delcrimen contra Roco.

El jurado declara a Tony King culpable del asesinato

de Roco Wanninkhof

Sabes ques el A.D.N.?


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Sabes ques el A.D.N.?


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Qu crees que puede ser elcdigo del genoma humano?

Has odo hablar de laIngeniera Gentica?

(la foto del gallo es falsa, se trata de un montaje)

Pero has pensado alguna vez por qu un animal no crece ms de un cierto tamao?

Crean unavaca enanapara quepodamosconsumirleche recinordeada.

Recomiendanno guardar enla nevera alpobre animal.

Prestigiososbilogos

sospechan que elcampen mundial

de peleas de gallosse obtuvo haciendo

trampa, por

IngenieraGentica.


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Noooooo, no te descargamos de Internet, tnaciste...


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Gregorio Mendel


Todos los seres vivos tienen caractersticasque se pueden transmitir de padres a hijos. Lagentica es la ciencia que estudia loscomponentes hereditarios que producenvariabilidad entre los seres vivos, esto es, la

herencia.Como sabes, tanto las plantas como losanimales estn formados por clulas. En elncleo de todas las clulas se encuentran loscromosomas, que son los encargados detransmitir los caracteres.

Aunque no conoca elmicroscopio ni loscromosomas, realiz losprimeros descubrimientosgenticos, fundando lasbases de la Gentica.

Clula en reposo (sin dividirse) Clula en divisin

Los cromosomas seven al microscopio

cuando la clulaest dividindose

Ncleo

Cromatina

Nucleolo


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Agua y

sustanciasdisueltas. En lse encuentran losORGNULOS

Membrana celular

Citoplasma

Ncleo

Dirige la actividad celularporque contiene lasinstrucciones: el ADN omaterial gentico

Regula elintercambio desustancias

Un repaso a la estructuracelularLa clula constituye la unidad estructural y funcional bsica de los seres

vivos, ya que es capaz de realizar por s misma las tres funciones vitales:Nutricin, Relacin y Reproduccin.

Clula eucariota


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Un repaso a la estructuracelularLas clulas eucariotas estn constituidas por tresestructuras bsicas: la membrana plasmtica, elcitoplasma y el ncleo.Membrana plasmtica. Es la capa exterior que asla yprotege a la clula del medio que la rodea, regulando elintercambio de sustancias con l.Citoplasma. Es una sustancia viscosa en la que seencuentran los orgnulos celulares responsables de lasdiferentes funciones de la clula, como la respiracincelular, el almacenamiento y el transporte deprotenas, etctera.Ncleo celular. Es el orgnulo responsable de controlar las funcionescelulares. En su interior se encuentra el material gentico o ADN (*), quecontiene toda la informacin relacionada con la organizacin y

funcionamiento celulares. El ADN que est unido a protenas recibe elnombre de cromatina y se encuentra repartido de forma difusa por todo elncleo, constituyendo una masa de aspecto filamentoso. Al iniciarse ladivisin celular, la cromatina adquiere una estructura definida y da lugar alos cromosomas.

MembranaCitoplasma

Ncleo

(*) ADN: cido desoxirribonucleico, molcula orgnica portadora de la informacin ge


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Es una fina capa que constituye

el lmite de la clula,separndola del medio externo.Su funcin es

proteger la

clula regulandoel intercambio desustancias que

entran y salen atravs de ella.

Entrada y salida de sustancias

Algunas sustancias tienen permiso paraentrar. Otras para salir. Algunas noentran ni salen, o lo harn dependiendo delas circunstancias del momento.

La membrana


13/90Clula eucariota animal

Membrana

Citoplasma

Ncleo

Retculo

Endoplasmtico

Aparato de Golgi

Ribosomas

Mitocondrias

Vacuola

Lisosoma

Citocentro

Ya vimos en 3 de E.S.O. que el citoplasma contiene varios tipos de orgnulos,cada uno de ellos con una estructura y funcin determinada.


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El ncleo celularNcleo

Ampliacindel ncleo

El ncleo dirige toda laactividad de la clula porque

contiene las instrucciones oel programa de sta.

Esta informacin con las instrucciones se almacena en unamolcula llamada ADN (cido desoxirribonucleico), que est unidaa protenas formando una masa filamentosa llamadaCROMATINA.

Clula eucariota (*)

(*) Como vimos en 3 de E.S.O., las clulas eucariotas son ms evolucionadas, ms complejas, con variostipos de orgnulos, con el material gentico envuelto por una membrana nuclear: tienen un verdaderoncleo. Son eucariotas las clulas de todos los seres vivos menos las bacterias.


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T comenzaste siendo una clula, luego dos, luego cuatro

Cuntas clulas crees que tienes ahora?

2 clulas 4 clulas 8 clulas


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Clulas

Clulas

Clulas

Clulas

Clulas

Clulas de

la sangre

Glbulosblancos

Glbulosrojos

Msculo

Capa grasa

del abdomen

Esfago

Cartlago

Hueso

50.000 mil millones!Es el nmero de clulas que tiene tu organismo!


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2 Los cromosomas y los genesLos cromosomas son cadenas de ADN superenrolladas, compuestas por

molculas unidas como las cuentas de un collar. Cada cierto nmero decuentas constituye un gen, es decir, un determinado trozo de ADN.Los genes portan la informacin quepermitir crear un nuevo organismo y latransmiten mediante un cdigo qumico.Existen genes para el tamao, el color,la forma, etc. Cada cromosomacontiene numerosos genes.


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2 Los cromosomas y los genesUn gen es un fragmento de ADN que lleva la informacinpara un carcter hereditario. El conjunto de genes quedetermina todos los caracteres hereditarios de unaespecie recibe el nombre de genoma.

Clic aqu para ver unvdeo sobre el ADN

y la Gentica
http://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=6sAyYYAoyhg&feature=channel_page


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En el ADN estn impresas lasinstrucciones que necesita un ser vivopara nacer y reproducirse.


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Los cromosomas pueden compararse con un lpiz de memoria, un CD ocualquier otro soporte fsico de almacenamiento de datos informticos.

Los datos o archivos (la informacin), podran compararse con los genes.

Al igual que en un CD o lpiz dememoria caben muchos datos, en loscromosomas hay muchsimainformacin (se calcula que hay unos100.000 genes en la especie humana).

No puede haber datos si no hay un soporte fsico. No puede haber genes si no hay ADN.

El ADN de los cromosomas esel soporte fsico de los genes.

Shakira.mp3 Gen responsable del color de ojosBisbal.mp3 Gen responsable del color del peloFoto001.jpg ... Gen responsable de la forma de la oreja

Cromosoma

A.D.N.

Archivos Genes

Comparacin:


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En nuestra lengua, podemos escribir innumerablespalabras, frases, libros Para ello necesitamos las 28letras del abecedario:

A B C D E F G H H O L AEn el lenguaje gentico, con cuatro letras seconstruyen innumerables genes

ATTCCGGATCCTAGGCTATA.. Gen color ojos

En el lenguaje informtico, un archivo es una sucesinde ceros y unos

001010100010101011101000 Shakira.mp3

Ordenando letras

construimos palabras

Las cuatro letras del abecedario gentico


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Si tuvisemos la informacin contenida en el ADN de los dinosaurios, podramosal menos en teora- hacer resucitar a estas especies de reptiles extinguidos.


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Pero dejmonos ahora de dinosauriosy volvamos a los cromosomas.

Clula en reposo (sin dividirse) Clula en divisin

Los cromosomas seven al microscopio

cuando la clulaentra en divisin

Ncleo

Cromatina

Nucleolo

Esta fotografamuestra, almicroscopio, clulasde la epidermis decebolla en divisin.Los cuerpososcuros son loscromosomas.


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Cuando la clula va acomenzar la divisin, lacromatina seindividualiza y adquiereuna forma condensadaparecida a un bastn.

Ncleo

Cromatina

Nucleolo

La cromatina escomo un largo

hilo de lana

Cromosoma

Condensacin e

individualizacinde la cromatina

Un cromosoma escomo un ovillo

Este punto es el

centrmero

Puede transportarse mucho mejor un ovillode lana que la misma cantidad de lana

suelta. Del mismo modo, es mucho mejorpara la clula repartir el material gentico

a las clulas hijas si la cromatina se hacondensado en cromosomas.


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DuplicacinCada unade lascopias esunacromtida

Cromtida 1 Cromtida 2

centrmero

Cuando la clula va acomenzar la divisin, el

material gentico

produce una copiaexacta de s mismo, porlo que en vez de un

filamento, contiene dos,llamados cromtidas,

que estn unidos por el

centrmero.

En la divisin celular, elmaterial gentico (ADN) sereparte por igual entre las

clulas hijas. Para ello esnecesario que, previamente,

se halla producido laduplicacin de este ADN.Divisin celular. Las clulas hijas

necesitan heredar la informacin

gentica de la clula madre.

Animacinrealizada confotos reales


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Veamos ms cosas importantes que debes saber sobre los cromosomas:

En casi todas las clulas, loscromosomas se observansiempre en parejas.

Los dos cromosomas de unapareja reciben el hombrede homlogos.

Pareja de homlogos 1 Pareja de homlogos 2

El nmero de parejas de homlogos es siempre el mismo

en todas las clulas de una especie. Por ejemplo:-Los seres humanos tenemos 23 parejas (en total: 46cromosomas)-La mosca del vinagre tiene slo 4 parejas (en total: 8cromosomas)


(mosca del vinagre)


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Veamos ms cosas importantes que debes saber sobre los cromosomas:

En casi todas las clulas, loscromosomas se observansiempre en parejas.

Los dos cromosomas de unapareja reciben el hombrede homlogos.

Pareja de homlogos 1 Pareja de homlogos 2

Metacntrico Submetacntrico Acrocntrico

Es posible ordenar los cromosomas por parejas, ya que los homlogos tienenexactamente la misma forma y el mismo tamao. Aqu puedes ver los nombresde los tipos de cromosomas segn la posicin que ocupa el centrmero.

Tipos de cromosomas


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23 parejas decromosomas

El conjunto de caractersticas de los cromosomas de la clula de unaespecie constituyen el CARIOTIPO. Cuando se ordenan por parejas enun grfico, este recibe el nombre de CARIOGRAMA

Cariotipo humano. En total hay 23 parejas de homlogos.Suele expresarse como 2n = 46 ( n = 23 )

Cromosomassexuales


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Cmo se heredan los cromosomas?Normalmente (*), cada clula de nuestrocuerpo tiene un total de 46 cromosomas,o 23 pares. Heredamos la mitad de loscromosomas (un miembro de cada par)

de nuestra madre biolgica y la otramitad (el miembro homlogo de cadapar) de nuestro padre biolgico.Los cientficos han enumerado los paresde cromosomas de 1 a 22, habindoledado al par 23 el nombre de X o Y, segnla estructura. Los primeros 22 pares decromosomas se llaman "autosomas". Loscromosomas del par 23 se conocen comolos "cromosomas sexuales" porquedeterminan si el beb ser varn omujer. Las mujeres tienen doscromosomas "X" y los hombres tienen un

cromosoma "X" y un cromosoma "Y". Larepresentacin grfica de los 46cromosomas, ordenados en pares, recibeel nombre de cariotipo. El cariotiponormal de la mujer se escribe 46, XX,mientras que el cariotipo normal delhombre se escribe 46, XY.

(*) La excepcin son los gametos (espermatozoidesy vulos), que tienen la mitad (n) de cromosomas (uncromosoma de cada pareja de homlogos)

vulo

espermatozoid

es

n n

2n

Clulahuevo ocigoto

2n


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LA HERENCIA DEL SEXO

Como ya sabemos el

sexo en la especiehumana estdeterminado por loscromosomas sexualesX e Y. Las mujeresson homogamticas

(XX) y los hombresheterogamticos(XY). Si en elmomento de laconcepcin se unenun vulo X con un

espermatozoide X, elzigoto dar una mujer.Si se unen un vulo Xcon unespermatozoide Y,dar una hombre.

Hombre Mujer

XX XY

X X Y

XX XY

(i+5)


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n n

2n

Clulahuevo ocigoto

2n

Las clulas con 2n cromosomas se dice que son DIPLOIDESLas clulas con n cromosomas se dice que son HAPLOIDES

(del griego diplo= doble ; haplos= simple)

2n 2n

Cada una de tusclulas es diploide(2n) desde quefuiste un cigoto.

Fjate que debe existir unmecanismo por el cual se reduzca ala mitad el nmero de cromosomaspara formar vulos o

espermatozoides. Despus veremosque este mecanismo se llamaMEIOSIS (del griego meios = mitad)


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3 Reproduccin celular

En las clulas procariotas (*) se

produce la divisin simple porbiparticin: el ADN de la bacteria seduplica y forma dos copias idnticas.Cada copia se va a un punto de la clula

y ms tarde la clula se divide en dosmitades. As se forman dos clulas

hijas iguales, ms pequeas que laprogenitora.

Mediante el proceso de reproduccin, las clulas dan lugar a nuevas

clulas. En los organismos unicelulares, la reproduccin coincide conla creacin de un nuevo ser; en los pluricelulares, las nuevas clulasforman parte de los diferentes tejidos para sustituir a las quemueren o para crecer.

(*) Como vimos en 3 de E.S.O., hay dos tipos de clulas: procariotas y eucariotas. Lasprocariotas son ms primitivas, ms sencillas, con muy pocos orgnulos, con el materialgentico disperso en el citoplasma, no envuelto por una membrana nuclear: no tienen un

verdadero ncleo. Son las bacterias.

Clulas hijasformndose

Material gentico

Divisin bacteriana.


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3 Reproduccin celularEn las clulas eucariotas (*), se diferencian dos procesos en lareproduccin celular: la divisin del ncleo y la divisin del citoplasma.

(*) Como vimos en 3 de E.S.O., las clulas eucariotas son ms evolucionadas, mscomplejas, con varios tipos de orgnulos, con el material gentico envuelto por unamembrana nuclear: tienen un verdadero ncleo. Son eucariotas las clulas de todos losseres vivos menos las bacterias.


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3 Reproduccin celularEn las clulas eucariotas hay dos tipos de divisin celular: mitosis y meiosis.

Clula madre Clulas hijas

MITOSIS

MEIOSIS

2n

2n

2n

2n

n

n

n

n

Cuando unaclula se dividepor mitosis, las

clulas hijas sonidnticas a laclula madre.

Cuando ladivisin es por

meiosis, se

reduce a la mitadel nmero decromosomas.

diploides

haploides

Por meiosis se dividen las clulas germinales (madres) de los espermatozoides(situadas en los testculos) y las clulas germinales (madres) de los vulos (en losovarios). Las clulas hijas, los gametos, son haploides (n).

(*) Clulas somticas: clulas que constituyen el organismo, excepto las sexuales.

El cuerpo crece porque las clulas somticas (*) sedividen por mitosis. En un adulto la mitosis haceposible la regeneracin de las clulas muertas.



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3 Reproduccin celularCuando los organismoscrecen o reparan tejidosdaados, forman nuevasclulas mediante el procesode divisin celular llamadomitosis.

3.1.-La mitosis

Para que pueda darse ladivisin nuclear esnecesario que se depreviamente otro proceso,que es la replicacin oautoduplicacin del ADN.

Observa el dibujodurante un buen

rato. Se trata deuna animacin que,

tras acabar (clulashijas), vuelve aempezar (clula

madre), formandoun ciclo. Del mismo

modo, la vida deuna clula real es

un ciclo.

Fjate que las doscromtidas de uncromosomaterminanseparndose y

repartindose alas clulas hijas

La autoduplicacin del ADN ocurre al final etapa del ciclocelular llamada interfase.

3 1 - La mitosis


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3.1. La mitosis

La mitosis no es una reproduccin en s misma, sino que es un proceso de divisin nuclear quesirve para repartir las cadenas de ADN de forma que todas las clulas hijas que se originan

tengan la MISMA INFORMACIN GENTICA que su madre y entre ellas. La mitosis escontinua, sin interrupciones, relativamente rpida, que para ser estudiada se suele dividir envarias fases, que son la PROFASE, la METAFASE, la ANAFASE y la TELOFASE.

DIVISIN NUCLEAR (CARIOCINESIS)

Animacin de la mitosis

3 1 - La mitosis


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Comienza con la conversin de la CROMATINA en CROMOSOMAS (1) por un proceso deespiralizacin de las cadenas (igual que si tenemos un alambre largo y lo convertimos en un muelle),seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que son completamenteidnticas (ya que una se ha formado por replicacin de la otra) se espiralizan juntas originando lascromtidas del cromosoma.

Se duplican los centrolos (2).La membrana nuclear desaparece (3).Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centrolos migran hacia los polos (extremos) dela clula (4), apareciendo entre los dos pares de centrolos una serie de fibras de protenadispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO ACROMTICO (5).Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrmero (un slocromosoma por fibra) (6), de manera que las cromtidas miran hacia los polos de la clula.Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el centro de la clula.

En la clula vegetal no existen centrolos y a veces no se ve el huso acromtico.

3.1. La mitosisPROFASE

3 1 - La mitosis


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3.1. La mitosis

Es una fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados en el ecuador (partemedia) de la clula, formando una figura muy caracterstica llamada PLACA ECUATORIAL (1). Trascolocarse aqu comienza la siguiente fase.

METAFASE

3 1 - La mitosis


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3.1. La mitosis

Las cromtidas se separan y se desplazan hacia los centrolos, al tiempo que van desapareciendo lasfibras del huso. En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) deforma idntica en dos partes.

ANAFASE

3.1.- La mitosis


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3.1. La mitosis

Es como una profase al revs, los cromosomas se desespiralizan y se transforman encromatina (2); aparece la membrana nuclear (1), quedando una clula con dos ncleos. Aquconcluye la mitosis propiamente dicha.

TELOFASE

3.1.- La mitosis


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3.1. La mitosis

No es una fase de la mitosis. Es la divisin del citoplasma en dos partes, con la reparticinaproximada de los orgnulos celulares. En las clulas animales se hace por estrangulacin,desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celulardesde dentro hacia afuera. El resultado final es que la clula madre se ha transformado en dosclulas hijas idnticas genticamente.

DIVISIN CITOPLASMTICA (CITOCINESIS)

3.2.- La meiosis


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3.2. La meiosis

MEIOSIS

2n

n

n

n

nhaploides

Por meiosis se dividen lasclulas germinales (madres)de los espermatozoides(situadas en los testculos) ylas clulas germinales(madres) de los vulos (en los

ovarios). Las clulas hijas, losgametos, son haploides (n).


Cuando ladivisin es por

meiosis, sereduce a la mitadel nmero decromosomas.

Recuerda que ya hemos visto que:

Debe existir unmecanismo por el cual se

reduzca a la mitad elnmero de cromosomas

para formar vulos o

espermatozoides. Estemecanismo es laMEIOSIS (del griego

meios = mitad)

2n2n

2n 2n

nn

3.2.- La meiosis


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3.2. La meiosis

Tampoco es una reproduccin en s misma, sino que es un proceso de divisinnuclear que utiliza los mismos mecanismos que la mitosis, por lo que esbastante parecida, aunque su significado biolgico es diferente ya que esreducir a la mitad el nmero de cromosomas para que no se duplique elnmero de la especie tras la fecundacin (= fusin de gametos). La meiosises en realidad una doble divisin (de las cuales la segunda es como una mitosisnormal) que se da exclusivamente en clulas diploides. El proceso comienzaigual que la mitosis, es decir, con una replicacin previa de todas las cadenasde ADN al final de la interfase, de manera que al comenzar la divisintenemos doble nmero de cadenas; tras la duplicacin comienza la meiosis.

Animacin de la meiosis

Primera divisinSegunda divisin

2n

n

n

n

n

Como hay dos divisiones, se forman cuatroclulas hijas, que son haploides (n)

Clula madre

3.2.- La meiosis


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3.2. La meiosis

DIVISIN IPROFASE I

Es similar a la de mitosis en cuanto a que es una fase depreparacin:

- desaparece la membrana nuclear (3)- se espiralizan las cadenas de ADN, apareciendo loscromosomas (1)- se duplican los centrolos (2) y migran a los polos (4)- se forma el huso acromtico (6)- cada par de cromosomas se une a una fibra del huso (5)

3.2.-La meiosis


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DIVISIN IPROFASE I

Hasta aqu sucede como en una profase mittica normal. Las diferencias con la profase normal

se dan en el comportamiento de los cromosomas, ya que stos antes de unirse a las fibras delhuso se van moviendo y se agrupan por parejas de manera que los cromosomas que son iguales(CROMOSOMAS HOMLOGOS) quedan formando pares unidos cromtida contra cromtida;esta unin va a permitir que se lleve a cabo el proceso ms importante de la reproduccinsexual ya que es el que permite que las generaciones filiales sean diferentes a las parentales,es la RECOMBINACIN GENTICA, que consiste en que las cromtidas de los cromosomashomlogos que quedan juntas se intercambian trozos de sus cadenas de ADN, apareciendocromtidas nuevas que antes no existan, las cromtidas recombinadas, que darn lugar a laaparicin de individuos adultos nuevos que tampoco existan anteriormente.

Animacin de la recombinacin gentica

Una vez realizada la recombinacin en todos los cromosomas cada par de homlogos se une auna fibra del huso (5), es decir, se colocan dos cromosomas por cada fibra del husoacromtico, en lugar de un cromosoma por fibra como suceda en la mitosis; luego los pares sedesplazan para colocarse en el centro de la clula.

3.2.-La meiosis


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DIVISIN IMETAFASE I

Los pares de cromosomashomlogos se sitan en la partemedia de la clula formando laplaca ecuatorial (1).

ANAFASE I

Se produce la separacin y migracin de los cromosomas homlogos, por lo que a diferencia de lo quesuceda en la mitosis, los que se desplazan son cromosomas enteros en lugar de cromtidas. Al finalde la anafase I tenemos dos juegos de cromosomas separados en los polos opuestos de la clula, unode cada par, por lo que es en esta fase cuando se reduce a la mitad el nmero de cromosomas.

3.2.-La meiosis


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DIVISIN ITELOFASE I

Como en la telofase normal, sepuede regenerar nuevamente elncleo (1), inicindoseinmediatamente la Divisin II

CITOCINESIS I

La clula binucleada divide su citoplasmaen dos, quedando dos clulas hijas quevan a entrar en la segunda divisinmeitica.

Animacin de la divisin I

3.2.-La meiosis


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DIVISIN II

Es como una mitosis normal que se da simultneamente en las dos clulas hijas; enprofase II se unen cromosomas individuales a las fibras del huso y en anafase II se

separan cromtidas; al final de la citocinesis II tendremos cuatro clulas hijas quetendrn cada una la mitad de las cadenas de ADN que tenan en la interfase; sernpor tanto clulas haploides cuya funcin ser la de intervenir en la fecundacin, esdecir, sern gametos. En las clulas vegetales la meiosis es similar pero con lasmismas diferencias que en la mitosis normal

Animacin de la meiosis

Primera divisinSegunda divisin

2n

n

n

n

n

Como hay dos divisiones, se forman cuatroclulas hijas, que son haploides (n)

Clula madre

Recuerda:

LA MEIOSIS


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LA MEIOSIS

Las clulas reproductoras se producenmediante un proceso llamado meiosisque reduce a la mitad el nmero decromosomas. En este proceso slo va a

cada clula reproductora uno de loscromosomas de cada par de homlogos.

Esta es la razn por la que los gametosson haploides en lugar de diploides.

La meiosis

La mitosis y la meiosis


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y

Compara con estas animaciones las semejanzas y diferenciasentre mitosis y meiosis:

Partimos de una clula con 3 parejas de cromosomas

1 y 2 representan los miembros de una pareja de cromosomashomlogos. Cada pareja est representada con el mismo color.

C h l


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4 Cromosomas homlogosy genes alelos

Heredamos de nuestros progenitores dos juegos de cromosomas, uno procedentedel padre, y otro, de la madre. Todas las clulas somticas del ser humano tienen 23pares de cromosomas. Cada par contiene uno de los caracteres, una pareja de genesen posiciones anlogas (*), aunque no necesariamente con las misma informacin.Esos dos genes portadores de la informacin para el mismo carcter se denominanalelos, y la pareja de cromosomas se conoce como par de cromosomas homlogos.

Cromosomaprocedentedel padre

Cromosomaprocedentede la madre

Par de cromosomas homlogos

Los ALELOS son formasalternativas del mismo gen queocupan una posicin idntica en loscromosomas homlogos y controlanlos mismos caracteres (pero nonecesariamente llevan la mismainformacin)

(*) Anloga: semejante; se aplica agenes que ocupan una mismaposicin en el cromosoma.

C h l


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4 Cromosomas homlogosy genes alelos

Los genes trabajan por parejas, ya que para un mismo carcter(por ejemplo color de ojos) hay dos alelos que se encargan de ello.

Alelo A

procedentedel padre

Alelo a

procedentede la madre

Cromosomaprocedentedel padre

Cromosomaprocedentede la madre

Par de cromosomas homlogosGen responsable del carctercolor de los ojos

Si lo piensas, slo podr haber tres tipos de personas: AA, Aa y aaAAaa

Aa

Los individuos con el mismo tipo de alelo se denominan HOMOCIGOTOS para ese carcter

Los individuos con los dos alelos diferentes se denominas HETEROCIGOTOS para ese carcter

4.1.-Qu genes se manifiestan?


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g

El conjunto de genes de un individuo es su genotipo.

Aunque haya al menos dos genes (dos alelos) para cada carcter, no siempre se

manifiestan los dos, ya que unos genes son dominantes y otros son recesivos (*).Cuando hay genes dominantes, los recesivos no se manifiestan. As, una persona quetenga genes para el color de pelo negro, procedentes del padre, y para el color rubio,procedentes de la madre, ser morena, ya que el gen dominante es el del color de pelonegro.

(*) recesivo: aleloque no semanifiesta cuandohay otrodominante. Para

que se manifiesteun carcterrecesivo, el genpara ese carctertiene que estarpresente en losdos cromosomas.



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El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo.

A A A a a a

Homocigoto AA Heterocigoto Aa Homocigoto aaGenotipos

Fenotipos

Ojos marrones Ojos azules

Como Adomina sobre a, slo tendrn fenotipo ojos azules los individuos con genotipo aa



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El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo.

Pero crees que el

aspecto o fenotipo deuna persona depende slode sus genes?



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El ambiente puede influir en la manifestacin de los genes, demanera que un mismo carcter gentico puede presentarse de

diversas formas. El ambiente de un gen lo constituyen los otrosgenes, el citoplasma celular y el medio externo donde se desarrollael individuo.

La altura es un factor gentico sobre el que ejerce una graninfluencia el ambiente externo al individuo, ya que, dependiendo de la

alimentacin, el sol, las vitaminas, etc., este ser ms o menos alto.

La obesidad deeste chico no

depende de susgenes.

Simplemente,ingiere demasiadascaloras y no

practica elsuficiente ejercicio

fsico.

Tu salud dependeslo de los genesque has heredado?



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Fenotipo pelo moreno; genotipo MM o Mn Fenotipo pelo rubio; genotipo mm

El alelo dominante se representa con letra mayscula. La mismaletra, pero en minscula, se emplea para el alelo recesivo

4.2.-Cmo se transmiten los genes?


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MEIOSIS MEIOSIS

Madre Padre

Si la madre es Aa, la mitadde los vulos que produzcasern A y la otra mitad a

Si el padre es Aa, la mitad de losespermatozoides que produzcasern A y la otra mitad a

As sonlos

gametos

As sonlasclulasmadrede losgametos

Durante la meiosis seseparan las parejas decromosomas homlogos



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MEIOSIS MEIOSIS

Madre Padre

As sonlosgametos

As sonlasclulasmadrede losgametos

Aa Aa

A a A a

AA Aa Aa aa

Durante la meiosis seseparan los alelos

As sonlos hijos

Este diagramahace todas lascombinacionesposibles entre los

vulos de lamadre y losespermatozoidesdel padre

Puede nacer un nio de ojos azules, de padres de ojos

marrones, si se encuentra un vulo a con un espermatozoide a



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Puede nacer un nio de ojos azules, de padres de ojos

marrones, si se combina un vulo a con un espermatozoide a

A

A a

A

AA Aa

Aa aa

Esta es otra forma de representar las combinaciones posiblesentre los gametos masculinos y los femeninos:

Cuadro de

Punnett



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A: alelo dominante; se pone en mayscula

a: alelo recesivo; se escribe en minscula

A > a

Cuando el alelo de un gen (por ejemplo A) domina sobre otroalelo del mismo gen (por ejemplo a) se expresa as:

Se pone el signo matemtico mayor que, que aqu significa domina sobre

En estos casos se habla de DOMINANCIA

4.3.-CodominanciaP d d l d l l d d i d


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RR rr Rr

Puede suceder que los dos alelos de un determinado carcter seanequipotentes, es decir, que ninguno domine sobre el otro. En estecaso, los individuos heterocigotos o hbridos, portadores de ambosalelos, tendrn caractersticas intermedias o manifestarn las dos.Se habla entonces de CODOMINANCIA.

Como ves, en este casoR no domina sobre r

En la especie M irabil is jalapa(dondiego de noche), hay

tres fenotipos posibles parael color de la flor:

-Flor roja. Genotipo RR-Flor blanca. Genotipo rr-Flor rosa. Genotipo Rr

Veamos un ejemplo:

Mendel y las leyes de la herencia


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5 Mendel y las leyes de la herenciaGregorio Mendel (1822 - 1884). En sujuventud Mendel tuvo una intensa

formacin prctica en el cultivo de lamayora de las especies vegetales deconsumo cotidiano. Como monje agustino

tuvo oportunidad de estudiar botnica,matemtica y qumica en la Universidadde Viena. A mediados del siglo XIXpropuso la primera explicacin cientficaen relacin al modo en que se transfierenlos caracteres hereditarios entre padrese hijos, la que hoy se conoce como lasLeyes de Mendel



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5 Mendel y las leyes de la herenciaEl xito cientfico de los experimentosrealizados por Mendel en la huerta del

monasterio de la que hoy es la ciudad deBrno en la Repblica Checa, radica en elmaterial biolgico elegido, es decir, la

capacidad de auto polinizarse de lasflores de la planta del guisante y lasencilla identificacin de sus caracteres;en la metodologa empleada en laplanificacin de sus experimentos, esdecir, en la aplicacin del mtodocientfico y en la aplicacin de las leyesde las probabilidades.


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[Esquema que muestra las etapas del Mtodo Cientfico como se le conoce hoy ycomo fuera aplicado por Mendel en la realizacin de sus ensayos experimentales]



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5 Mendel y las leyes de la herenciaEXPERIMENTOS DE MENDELMendel public sus experimentos con guisantes en 1865 y1866. Los principales motivos por los que Mendel eligi elguisante como material de trabajo fueron los siguientes:Material: Pisum sativum(guisante).

Los guisantes eran baratos y fciles de obtener en elmercado.

Ocupaban poco espacio y tenan un tiempo de generacinrelativamente corto.

Producan muchos descendientes.Existan variedades diferentes que mostraban distinto,

color, forma, tamao, etc. Por tanto, presentaba VariabilidadGentica.

Es una especie Autgama, se autopoliniza, de manera que elpolen de las anteras de una flor cae sobre el estigma de lamisma flor.

Era fcil realizar cruzamientos entre distintas variedades avoluntad. Es posible evitar o prevenir la autopolinizacincastrando las flores de una planta (eliminando las anteras).

Aqu puedes ver en detalle una flord l pl nt d l is nt t d n


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de la planta del guisante cortada enparte para ver su interior.

Estambres (parte masculina de laflor). En el extremo de cadaestambre est la antera, que produce

el polen. El conjunto de estambresrecibe el nombre de androceo.

Estilo

Ovario

El ovario, el estilo

y el estigmaconstituyen elgineceo o pistilo,parte femenina dela flor.

No te les con los nombres:


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El ovario contiene en su interior los vulos. Tras lapolinizacin, cada vulo dar lugar a una semilla: un guisante.

(El conjunto deestambres de una florconstituye el Androceo)

(Gineceo)Fruto(tipolegumbre)

Semillas

En el guisante era fcil realizar cruzamientos entre distintasvariedades a voluntad Es posible evitar o prevenir la


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variedades a voluntad. Es posible evitar o prevenir laautopolinizacin castrando las flores de una planta (eliminandolas anteras).

Se quitan las

anteras



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5 Mendel y las leyes de la herenciaLos principales aciertos de Mendel fueron los siguientes:

Utilizar en sus experimentos una especia autgama, ya quede esta manera se aseguraba de que las variedades quemanejaba eran Lneas puras, constituidas por individuosidnticos y homocigticos.

Elegir caracteres cualitativos fcilmente discernibles en

sus alternativas. Por ejemplo, flores color blanco o prpura.Iniciar los experimentos fijndose cada vez en un slocarcter. De est manera obtena proporciones numricasfciles de identificar.

Utilizar relaciones estadsticas en varias generacionessucesivas. Contar el nmero de individuos de cada tipo en lassucesivas generaciones y proponer proporciones sencillas.

Llevar a cabo experimentos control y cruzamientosadicionales (retrocruzamientos) para comprobar sushiptesis.

Analizar caracteres independientes para demostrar suprincipio de la combinacin independiente.



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5 Mendel y las leyes de la herenciaMendel estudi los siguientes siete caracteres en guisante:

Forma de la semilla: lisa o rugosaColor de la semilla: amarillo o verde.Color de la Flor: prpura o blanco.Forma de las legumbres: lisa o estrangulada.Color de las legumbres maduras: verde o amarillo.Posicin de las flores: axial o terminal.Talla de las plantas: normal o enana.

La primera ley de Mendel:.


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Ley de la uniformidad de

los hbridos de la primera

generacin: Cuando secruzan dos variedadesindividuos de raza puraambos (homocigotos ) paraun determinado carcter,todos los hbridos de la

primera generacin soniguales.

Mendel lleg a estaconclusin al cruzar

variedades puras deguisantes amarillas y verdespues siempre obtena de estecruzamiento variedades deguisante amarillas.

X

AA aa

A a

Aa

P

F1

P: Generacin Parental (padres)

F1: Primera Generacin Filial

El signo xsignifica cruzamiento con

Gametos

La segunda ley de Mendel:.


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La segunda ley de Mendel:.

Ley de laseparacin odisyuncin de los alelos.

Mendel tom plantasprocedentes de las semillas de laprimera generacin (F1) delexperimento anterior, amarillasAa, y las poliniz entre s. Del

cruce obtuvo semillas amarillas yverdes en la proporcin 3:1 (75%amarillas y 25% verdes). Aspues, aunque el alelo quedetermina la coloracin verde delas semillas pareca haber

desaparecido en la primerageneracin filial, vuelve amanifestarse en esta segundageneracin.

AaX

A a A a

AA

A

A

a

Aa

a

Aa aa

P

F1

F2

Gametos

Aa

La Tercera Ley de Mendel:.


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Ley de la independencia de los

caracteres no antagnicos.

Mendel se plante cmo seheredaran dos caracteres. Paraello cruz guisantes amarilloslisos con guisantes verdesrugosos.

En la primera generacin obtuvoguisantes amarillos lisos.

XAABB aabb

AB ab

AaBb

P

F1

Gametos

La Tercera Ley de Mendel: X


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La Tercera Ley de Mendel:.

Ley de la independencia de los

caracteres no antagnicos.

Al cruzar los guisantes amarilloslisos obtenidos dieron lasiguiente segregacin:

9 amarillos lisos

3 verdes lisos3 amarillos rugosos1 verde rugoso.

De esta manera demostr quelos caracteres color y texturaeran independientes.

AaBb

X

AB Ab aB ab

AB AABB AABb AaBB AaBb

Ab AABb AAbb AaBb Aabb

aB AaBB AaBb aaBB aaBb

ab AaBb Aabb aaBb aabb

AB Ab aB ab AB Ab aB ab

AaBb

Gametos

Teora cromosmica de la herencia


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6 Teora cromosmica de la herenciaCuando Mendel realiz sus experimentos, no se conoca laexistencia de la molcula de ADN ni, por tanto, que esta se

encontrara en los cromosomas.En 1902, W.S. Sutton y T. Boveri observaron que haba unparalelismo entre la herencia de los factores hereditarios y elcomportamiento de los cromosomas durante la meiosis y lafecundacin, por lo que dedujeron que los factoreshereditarios se encontraban en los cromosomas.

Walter Stanborough Sutton Theodor Boveri

Estos dos genetistas vivanen pases diferentes(Sutton en Estados Unidosy Boveri en Alemania) ytrabajaronindependientemente, pero

descubrieron lo mismo en elmismo ao.

Esta afirmacin sirvi de base para la formulacin de la teoracromosmica de la herencia unos aos ms tarde.



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6 Teora cromosmica de la herenciaEn 1909, W. Johannsendesign el factorhereditario de Mendelcon el trmino gen.

Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)



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6 Teora cromosmica de la herenciaEn los aos siguientes Morganrealiz importantesobservaciones en loscromosomas de la mosca delvinagre.

Lleg a la conclusin de que losgenes estaban en loscromosomas y de que aquellosque se encontraban en el mismocromosoma tendan aheredarse juntos, por lo quelos denomin genes ligados.

Se lleg a la TEORACROMOSMICA DE LAHERENCIA

Thomas Hunt Morgan (1866-1945),


El cdigo gentico


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7 El cdigo genticoEste es uno de los descubrimientos ms

importantes del siglo XX y de toda laHistoria de la Ciencia y de la Humanidad:

Veamos qu significa estoPero antes, sabesqu es un CDIGO?Un cdigo es el conjunto de rasgos que tiene el mensaje para que pueda serentendido por el emisor y el receptor. El cdigo que se ha usado en este texto,por ejemplo, es la lengua espaola o el castellano.El mensaje contenido en los genes es entendido por la clula, traducindose al

lenguaje de las protenas. Esto es estudiado por la GENTICA MOLECULAR.

El cdigo gentico


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7 El cdigo gentico

Esto significaque el ADN escapaz de sacarcopias idnticasde s mismo

Esto significa queel ADN es capaz desacar copias de suinformacin enforma de otramolcula: El ARN(cido ribonucleico)

Esto significa

que el mensajede los genes, enforma de ARN,sirve paraformar protenas

Veamos qu significa esto

Estos son los nombres de estos procesos. Veamos cmo son


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El ADN es capaz de

sacar copiasidnticas de smismo

Esto ocurre antesde que la clula sedivida. Esto eslgico, puesto quelas clulas hijasdeben llevar toda lainformacingentica.


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ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG

Como sabes, el ADN es una cadena doble con cuatro letras:

Fjate que siempre estn unidas,una frente a otra, la A con la T yla C con la G. Por ello se dice que las dos

cadenas son complementarias.

Las letras son las bases nitrogenadas:A= Adenina T= Timina C= Citosina G= Guanina


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Cuando va a copiarse el ADN ocurre esto:

ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCATTCGCGGCATTAATCCGTAAGCGCCGTAATTAGGCTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG

1 se abre la doble cadena:

2 se van aadiendo nuevas letras, de forma complementaria:ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCATTCGCGGCATTAATCCGTAAGCGCCGTAATTAGGC

TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG

C

T

AATACCTAGTGTACCTAG

La doble cadena seterminar abriendo del todo


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3 Contina el proceso de aadir letras hasta formarsedos doble cadenas hijas, idnticas a la original:ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG


En rojo se muestran las nuevas letras que se han ido uniendode la manera correcta o complementaria (A con T y C con G).

De este modo, cada una de las cadenas originales ha servido de MOLDE para cre

A veces se producen errores en este proceso, dando lugar agenes alterados, distintos al original. Son las MUTACIONES.

Estos son algunos de los dibujos de la replicacin o duplicacin del ADN que


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pueden encontrarse en Internet:


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Los genes del ADNson capaces desacar copias de suinformacin en

forma de otramolcula: El ARN(cido ribonucleico)

GGCGCCUAAAUUUGLas cadenas de ARN son ms cortasque las de ADN y estn formadas poruna cadena simple (no doble comoocurra con el ADN)

La letra U (Uracilo) sustituyea la T en el ARN


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1 se abre una parte de la doble cadena de ADN:

2 se copia la informacin del gen aadiendo letras, deforma complementaria, para formar ARN:


Cuando se transcribe el ADN a ARN ocurre esto:

ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA TACCTAGTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT ATGGATCTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG

La doble cadena de ADN NO seterminar abriendo del todo. Slose transcribe a ARN la informacinde algunos genes.

ADN

ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATCATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTAGGCGCCUAAAUUUGTACCTAGTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT ATGGATCTAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG

G ULa letra U (Uracilo) sustituyea la T en el ARN ARN

Gen trascrito a ARN

Gen que va a transcribirse

Clic aqu para ver un vdeo
http://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_page


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Finalmente, elARN sale

fuera delncleo.

Gracias a losribosomas, en elcitoplasma, lainformacin quelleva el ARN esleda por los

ribosomas paraformar protenasen el procesollamadoTRADUCCIN o

SNTESIS DEPROTENASARN

ribosomas

Este ARN tambin sellama ARN mensajero,porque lleva un mensajepara fabricarprotenas.

Ncleo celular

Citoplasma

q pde la Transcripcin
http://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=G_rkdevhop4&feature=channel_page


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GGCGCCUAAAUUUAUGGCACCAUGCCAUG

Ocurre en el citoplasma celular, fuera del ncleo.

La informacin del ARN mensajero es leda por los ribosomaspara fabricar protenas.Cada grupo de tres bases (o letras) del ARN mensajerodetermina la unin, a la cadena proteica, de uno de los 20aminocidos que existen.

Clic aqu para ver un vdeode la traduccin o sntesisde protenas
http://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_pagehttp://www.youtube.com/watch?v=FNqmh4PoMPQ&feature=channel_page


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Clic aqu para realizar actividades interactivas de Gentica

I.E.S. Suel Fuengirola Departamento de Ciencias Naturales www.iessuel.org/ccnn
http://www.iessuel.org/ccnn/interactiv/gene01.htmhttp://www.iessuel.org/ccnnhttp://www.iessuel.org/ccnnhttp://www.iessuel.org/ccnn/interactiv/gene01.htm

Genetica, ADN-Muy Buena

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