1.2 Los seres vivos evolucionan: la diversidad, la adaptación a los diferentes ambientes, base de la evolución. Darwin propuso que es la continua competencia entre las especies por los recursos del medio la que selecciona sus características. La selección natural permite la supervivencia de los más aptos y determina su apariencia, igual que un ganadero selecciona el mejor ganado o un agricultor las mejores semillas mediante el proceso de selección artificial.
2. Mendel: la diferencia está en los genes. Darwin proponía la selección natural, pero no estaba muy convencido y satisfecho con su explicación. Herencia mezclada, suponía en seres vivos con reproducción sexual, caracteres se mezclaban en los hijos. Contradicción el mecanismo homogeizaría , las poblaciones acabando con la diversidad, sin esto podría existir la selección natural de Darwin. Herencia mezclada era errónea, el monje agustino, Gregor J. Mendel, las unidades de la herncia determinantes de los caracteres no se mezclaban, no pierden su individualidad. Hoy llamamos genes a las unidades de la herencia de Mendel.
2.1 Conclusión de Mendel: factores hereditarios genes. Si se manifiesta uno solo, decimos que este gen es dominante sobre el otro. Lo que determinaba los caracteres de las plantas fue denominado factor hereditario por Mendel. En 1909 ese factor hereditario fue rebautizado como gen por Wilhelm Johannsen. El gen es una unidad de información hereditaria, lo que controla el carácter.
3. ¿Dónde están los genes? En la membrana celular, que controla el intercambio de sustancias con el exterior, desechos etc. El núcleo, se encuentra en el ADN dirige la síntesis de proteínas y el mecanismo de la herencia. El citoplasma, diversos orgánulos, ribosomas, cloroplastos etc.
3.1 Cromatina y cromosomas. Walther Flemming descubrió que los núcleos de las células sustancia cromatina, división celular mitosis, la cromatina se condensa en filamentos a los que luego se dio el nombre de cromosomas. Tenemos 23 pares de cromosomas, par sexual XX en la mujer y XY en el hombre. 3.2 Fecundación y dotación genética.
En 1902 Walter Sutton, en las células sexuales del saltamontes los cromosomas aparecían en un solo juego. Las células del ser humano tienen todas 23 pares de cromosomas, menos las células sexuales óvulo en la mujer y espermatozoide en el hombre, que tienen 23 cromosomas. ¿De qué están hechos y cómo se copian los genes? Los genes son trozos de cromosomas, donde se almacena la información que se transmite de padres a hijos. Se pensaba que estaban formados por dos tipos de macromoléculas, proteínas y ADN. Los cromosomas y los genes podrían estar hechos de ; proteínas, ADN, Una de las dos. En 1928 Frederick Griffith demostró con sus experimentos en ratones infectados con neumococos que los genes se encuentran en el ADN y que se copian gracias a un proceso llamado replicación en la base previa a la división celular. Las proteínas se destruyen por el calor pero el ADN no. De manera que el principio transformante, que convertía el neumococo en rugoso, en neumococo liso era precisamente el ADN, donde se encontraba la información para sintetizar la capsula de proteína que envolvía a la cepa lisa y la hacía letal. ¿Qué es el ADN? La molécula de ADN está constituida por dos cadenas de un elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos. Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes; Unas base nitrogenada, hay cuatro bases, adinina, timina, guanina, y citosina. Un azúcar pentosa, Ácido fosfórico. 4.1 El ADN: doble hélice. James Watson y Francis Crick, recogiendo todas las evidencias posibles del caso y buscando una explicación en la que todas las piezas encajasen, no hicieron ni un solo experimento, datos obtenidos por otros científicos. Radiografías difracción de rayos X de fibras de ADN por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, sugerían que la molécula de ADN estaba formada por una hélice, y daban algunas dimensiones clave de la misma. Las leyes de Edwin Chargaff cualquier ADN contenido sus componentes seguía ciertas normas; el contenido de adeninas A y timinas T coincidía. El contenido en guaninas G y citosinas C también coincidía. Watson y Crick propusieron un modelo de doble hélice que daba cuenta de todas las evidencias experimentales.
4.2 Duplicación del ADN; se logra gracias al apareamiento selectivo de las bases A-T y C-G que funcionan como molde para replicar el material genético, esta es la clave de copia del gen, de esta forma se transmite el mensaje genético de padres a hijos.
El código genético es el conjunto de instrucciones que sirven para fabricar las proteínas a partir del orden o secuencia de los nucleótidos que constituyen el ADN. Este código determina que cada grupo de tres nucleótidos codifica un aminoácido.
El ADN del núcleo transcribe el mensaje codificado al ARN mensajero ARNm.
6.1 Secuenciación de ADN: no todo el ADN codifica. El genoma de un organismo es el conjunto de toda la información genética del mismo. En 2003 se publicó la secuencia del genoma humano.
Conjuntos de nucleótidos que forman parte de los genes: Exón es la porción de ADN dentro de un gen que codifica proteínas. Intrón es la porción de ADN dentro de un gen que no se emplea en la síntesis proteica. ADN basura que no pertenece a ningún gen. La mayor parte del genoma es en realidad ADN basura. 6.2 Genoma y complejidad. La genómica es la parte de la biología que se encarga del estudio de los genomas. La proteómica se encarga de estudiar todas las proteínas codificadas por el genoma. 7. Genética del desarrollo; la genética del desarrollo ha hecho posible descifrar las reglas que rigen el desarrollo de los organismos, la transformación del óvulo fecundado en un organismo adulto. La poliferación precisa la división de las células y la replicación de su genoma. La diferenciación requiere la regulación de la expresión del genoma para que expresen unos genes, los de cada tejido, y no otros expresión diferencial. 8. La epigenética es la rama de la genética que estudia qué características de un individuo no están determinadas por la secuencia de nucleótidos del ADN. 9.1 herramientas de la biotecnología; las enzimas de restricción, son capaces de cortar el ADN en secuencias específicas, como unas tijeras moleculares. La ADN ligasa, sirve para unir fragmentos de ADN que han sido cortados por otras enzimas. Los plásmidos, son pequeñas moléculas circulares de ADN, con una capacidad de autorreplicarse, viven en el interior de las bacterias. Se usan como vehículos o vectores en ingeniería genética. 9.2 Biotecnología: fabricación de proteínas; el primer producto que se produjo y se comercializó fue la insulina humana, en el interior de bacterias permitió prescindir de las insulinas de cerdo o vaca que se venían inyectando los diabéticos y al no ser idénticas a las humanas podrían producir problemas.
Otras proteínas comercializadas por la industria farmacéutica: la hormona de crecimiento; para tratar el enanismo hipofisiario. El interferón humano; para el tratamiento de la esclerosis múltiple. Vacunas basadas en proteínas recombinantes; como la hepatitis B. En la industria alimentaria: la somatotropina bovina y la hormona de crecimiento bovina, para estimular la producción de leche en las vacas. En la industria de detergentes: la subtilisina, resistente a la lejía y las altas temperaturas. 9.3 La reacción en cadena de la polimerasa, PCR; es una técnica que ha desempeñado un papel esencial en el desarrollo de la genética. Fue inventada en 1986 por Kary B. Mullis, de obtener una cantidad apreciable de ADN a partir de una muestra muy pequeña, una sola secuencia. 9.4 Biotecnología: los transgénicos; se denominan organismos transgénicos los organismos modificados genéticamente OMGs que portan un gen extraño transgén. Se han obtenido: bacterias superdegradadoras de manchas de petróleo. Bacterias productoras de plásticos biodegradables. Plantas con resistencia a insectos productores de plagas, evita el uso de pesticidas. 9.5 Las células madre son células no diferenciadas susceptibles de convertirse en células de otros tipos de tejido, células cardiacas, de la piel.
Tipos de células madre: las células madre embrionaria, proveniente de embriones de fertilización in vitro. Las células madre procedentes de cordón umbilical o de adultos. Las células madre inducidas, se obtienes de células adultas de la piel.