¿Has escuchado alguna vez la frase "eso está en tu gen"? La genética puede explicar todas las preguntas como qué te hace único o único en tu clase; por qué los miembros de la familia se parecen o por qué algunas enfermedades como la diabetes o el cáncer son hereditarias.
En esta lección, cubriremos
La genética se refiere a una rama de la biología que se ocupa del estudio de los genes, la variación genética y la herencia en los organismos.
Gregor Mendel fue el primer científico en estudiar genética. Estudió la herencia de rasgos o los patrones en los que los rasgos se transmiten de padres a hijos. Hizo la observación de que los organismos (usó plantas de guisantes) heredan rasgos a través de unidades de herencia discretas. Estas unidades son lo que actualmente se conoce como genes.
Moleculares mecanismos de herencia y sucesión característica de los genes son sólo los principios fundamentales de la genética en el siglo 21. La genética moderna no solo analiza la herencia, sino también la función y el comportamiento de los genes. La genética ha dado lugar a varios subcampos, como la genética de poblaciones y la epigenética.
La genética moderna comenzó con el estudio de la naturaleza de la herencia en plantas por Mendel. A pesar de que este patrón de herencia se observa solo para algunos rasgos, su trabajo sugiere que la herencia es particulada y no adquirida. También mostró que los patrones de herencia de muchos rasgos pueden explicarse mediante reglas y proporciones simples.
Más tarde, en 1905, William Bateson acuñó el término genética y, con el creciente interés en el campo de la genética, los científicos intentaron determinar qué moléculas de la célula eran responsables de la herencia.
Aunque se sabía que los genes existían en los cromosomas, los cromosomas están compuestos tanto de proteínas como de ADN. Este subcampo de la biología aborda cómo las diferencias en las estructuras o la expresión de las moléculas de ADN se manifiestan como variaciones entre organismos.
La siguiente ilustración muestra la estructura de doble hélice del ADN.
El ADN es la base molecular de la herencia biológica. Cada hebra de ADN es una cadena formada por nucleótidos que se combinan entre sí para formar lo que parece una escalera retorcida. En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN está empaquetada en estructuras en forma de hilo llamadas cromosomas. Cada cromosoma está formado por ADN fuertemente enrollado muchas veces alrededor de proteínas llamadas histonas que sostienen su estructura.
La siguiente ilustración muestra un cromosoma
Cada cromosoma tiene un punto de constricción llamado centrómero, que divide el cromosoma en dos secciones o "brazos". El brazo corto del cromosoma se denomina "brazo p". El brazo largo del cromosoma se denomina "brazo q". La ubicación del centrómero en cada cromosoma le da al cromosoma su forma característica y se puede usar para ayudar a describir la ubicación de genes específicos.
La estructura del ADN fue determinada en 1953 por James Watson y Francis Crick utilizando cristalografía de rayos X. Esto mostró que el ADN tiene una estructura helicoidal. Este modelo de doble hélice tiene dos hebras de ADN que tienen nucleótidos apuntando hacia adentro, todos coincidentes con un nucleótido complementario en la otra hebra. Esta estructura muestra que la información genética se almacena en una secuencia de nucleótidos en cada hebra de ADN. Esta estructura también sugiere un método simple de replicación: en caso de que las hebras se separen, se pueden construir nuevas hebras asociadas en función de la secuencia de la hebra antigua. Esta propiedad le da al ADN su naturaleza semi-conservadora.
A pesar de que la estructura del ADN muestra cómo funciona la herencia, aún no se conocía la forma en que el ADN influye en el comportamiento de las células. Luego, los científicos intentaron comprender cómo afecta el ADN al proceso de producción de proteínas. Se descubrió que una célula usa el ADN como plantilla para crear ARN mensajero coincidente (estas son moléculas que tienen nucleótidos que se parecen a los del ADN). La secuencia de nucleótidos de un ARN mensajero se usa luego para crear una secuencia de aminoácidos en una proteína. La traducción entre secuencias de nucleótidos y secuencias de aminoácidos se denomina código genético.
La herencia en los organismos tiene lugar mediante la transmisión de genes de padres a hijos. Los alelos son las diferentes versiones discretas del mismo gen.
El conjunto de alelos de un organismo determinado se conoce como su genotipo. Se dice que los rasgos observables de un organismo son su fenotipo. Cuando los organismos son heterocigotos en un gen, un alelo se denomina dominante porque sus cualidades dominan el fenotipo de un organismo. El otro alelo se conoce como recesivo porque no se observan sus cualidades. Algunos alelos no tienen dominancia completa pero expresan un fenotipo intermedio (dominancia incompleta) o expresan ambos alelos a la vez (codominancia).
Un cuadro de Punnett es una representación gráfica de los posibles genotipos de una descendencia que surgen de un cruce o reproducción en particular. La creación de un cuadro de Punnett requiere el conocimiento de la composición genética de los padres. En esencia, es un cuadro de probabilidad que muestra las probabilidades de que ocurra cada rasgo posible.
La siguiente ilustración muestra el cuadro de Punnett para determinar la cruz de un rasgo.
En especies diploides como el guisante, cada planta individual tiene dos copias de cada gen, una copia heredada de cada padre. Muchas especies tienen este patrón, incluidos los humanos. Los organismos diploides que tienen dos copias del mismo alelo de un gen determinado se conocen como homocigotos . Los organismos que tienen dos alelos diferentes de un gen se denominan heterocigotos. Por ejemplo, los organismos con YY e yy son homocigotos y los que tienen Yy son heterocigotos.
