Cómo Funcionan Las Agrupaciones Genéticas

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El tú físico es el resultado de tu adn, y tu adn es parte del acervo genético humano. Averigüe qué es realmente el "grupo de genes" y qué sucede cuando se reduce.

Las personas lanzan el término "reserva genética" de manera seria y cómica.

En el extremo divertido del espectro, tienes cosas como los Premios Darwin, que "saludan la mejora del genoma humano al honrar a aquellos que se retiran accidentalmente de él" (te estamos mirando, chico del globo meteorológico de una silla de jardín).

En el lado serio, el término surge cuando se habla de animales que se acercan a la extinción, que pueden desarrollar problemas de salud debido a la disminución del acervo genético de la especie.

En este artículo, hablaremos sobre qué es un conjunto genético y cómo puede crecer y reducirse (y no exigiremos que nadie se elimine de dicho conjunto).

Para entender un grupo de genes, necesitas saber un poco sobre los genes, ¿verdad? Si ha leído Cómo funcionan las células, entonces está muy familiarizado con el funcionamiento interno de E. coli Las bacterias y puede saltarse esta sección. Si no, aquí hay un breve resumen:

  • Una bacteria es un organismo pequeño, unicelular. En el caso de E. coli, las bacterias son aproximadamente una centésima parte del tamaño de una célula humana típica.
  • La cadena de ADN en E. coli Contiene alrededor de 4 millones de pares de bases, y estos pares están organizados en unos pocos miles de genes. UNA gene es simplemente una plantilla para una proteína, y a menudo estas proteínas son enzimas.
  • Un enzima Es una proteína que acelera una reacción química particular. Por ejemplo, una de las enzimas en una E. coliEl ADN podría saber cómo romper una molécula de maltosa (un azúcar simple) en sus dos moléculas de glucosa. Eso es todo lo que puede hacer esa enzima en particular, pero esa acción es bastante importante cuando una E. coli La bacteria está comiendo maltosa.
  • Para hacer una enzima que necesita, los mecanismos químicos dentro de un E. coli bacteria hace un dupdo de un gen de la cadena de ADN y utilizar este modelo para formar la enzima. los E. coli podría tener miles de copias de algunas enzimas flotando en su interior, y solo unas pocas copias de otras. Todas esas diferentes enzimas que flotan en la célula hacen posible la química de la célula. Esta química, a su vez, hace que la célula "viva" - permite que la E. coli Para sentir la comida, moverse, comer y reproducirse. Entonces, en cualquier célula viva, el ADN ayuda a crear enzimas, y las enzimas crean las reacciones químicas que son "vida".

Las bacterias se reproducen asexualmente. Esto significa que, cuando una célula bacteriana se divide, ambas mitades de la división son idénticas: contienen exactamente el mismo ADN. La descendencia es un clon del padre. En la página siguiente, aprenda sobre la reproducción sexual y la selección aleatoria de genes.

Reproducción sexual

Los cromosomas humanos contienen el ADN del genoma humano. Cada padre aporta 23 cromosomas.

Los cromosomas humanos contienen el ADN del genoma humano. Cada padre aporta 23 cromosomas.

Como explicamos en Cómo funciona la reproducción humana, se reproducen organismos superiores como plantas, insectos y otros animales. sexualmenteY este proceso hace que las acciones de la evolución sean más interesantes. La reproducción sexual puede crear una enorme cantidad de variación dentro de una especie. Por ejemplo, si dos padres tienen varios hijos, todos sus hijos pueden ser notablemente diferentes. Dos hermanos pueden tener diferentes colores de cabello, alturas, tipos de sangre, etc. Aquí es por qué sucede eso:

  • En lugar de un largo bucle de ADN como nuestro fiel E. coli bacteria, células de plantas y animales tienen cromosomas que sostienen las hebras de ADN. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, para un total de 46 cromosomas. Las moscas de la fruta tienen cinco pares. Los perros tienen 39 parejas, y algunas plantas tienen hasta 100.
  • Los cromosomas vienen en pares. Cada cromosoma es una hebra de ADN bien empaquetada. Existen dos hebras de ADN se unieron en el centrómero para formar una estructura en forma de X. Una hebra viene de la madre y la otra del padre.
  • Porque hay dos cadenas de ADN, significa que los animales tienen dos copias de cada gen, en lugar de una copia como con E. coli. Cuando una hembra crea un óvulo o un macho crea un esperma, las dos cadenas de ADN deben combinarse en una sola hebra. El esperma y el óvulo de la madre y el padre contribuyen cada uno con una copia de cada cromosoma. Se reúnen para dar al nuevo niño dos copias de cada gen.
  • Para formar la única hebra en el esperma o el óvulo, una u otra copia de cada gen es elegido al azar. Uno u otro gen del par de genes en cada cromosoma se transmite al niño.

Cómo funcionan las agrupaciones genéticas: alelos

Debido a la naturaleza aleatoria de la selección de genes, cada niño obtiene una mezcla diferente de genes del ADN de la madre y el padre. Por eso los niños de los mismos padres pueden tener tantas diferencias.

Un gen no es más que una plantilla para crear una enzima. Esto significa que, en cualquier planta o animal, en realidad hay dos plantillas para cada enzima. En algunos casos, las dos plantillas son las mismas (homocigoto), pero en muchos casos las dos plantillas son diferentes (heterocigota).

Aquí es un ejemplo bien conocido de las plantas de guisante. Los guisantes pueden ser altos o cortos. La diferencia viene, según Carol Deppe en el libro "Cría tus propias variedades vegetales":

... en la síntesis de una hormona vegetal llamada giberelina. La versión "alta" del gen es normalmente la forma que se encuentra en la naturaleza. La versión "corta", en muchos casos, tiene una forma menos activa de una de las enzimas involucradas en la síntesis de la hormona, por lo que las plantas son más cortas. Nos referimos a dos genes como alelos entre sí cuando se heredan como alternativas entre sí. En términos moleculares, los alelos son diferentes formas del mismo gen.Puede haber más de dos alelos de un gen en una población de organismos. Pero cualquier organismo dado tiene solo dos alelos como máximo... Las mutaciones específicas o alelos no son buenos o malos en sí mismos, sino solo dentro de un cierto contexto. Un alelo que promueve un mejor crecimiento en climas cálidos puede promover un crecimiento inferior en climas fríos, por ejemplo.

Una cosa a tener en cuenta en la cita de Deppe es que una mutación en un solo gen puede no tener efecto en un organismo, su descendencia o la descendencia de su descendencia. Por ejemplo, imagine un animal que tiene dos copias idénticas de un gen en un alelo. Una mutación cambia uno de los dos genes de manera dañina. Supongamos que un niño recibe este gen mutante del padre. La madre contribuye con un gen normal, por lo que puede no tener ningún efecto en el niño (como en el caso del gen "corto" del guisante). El gen mutante podría persistir durante muchas generaciones y nunca se notará hasta que, en algún momento, ambos padres de un niño contribuyan con una copia del gen mutante. En ese momento, tomando el ejemplo de la cita de Deppe, podría obtener una planta de arveja corta porque la planta no forma la cantidad normal de giberelina.

Otra cosa a tener en cuenta es que muchas formas diferentes de un gen pueden estar flotando alrededor de una especie.

Entendiendo el fondo genético

Cómo funcionan las agrupaciones genéticas: cómo

La combinación de todas las versiones de todos los genes en una especie se llama reserva genética de la especie.

Debido a que el ADN de una mosca de la fruta se entiende muy bien, usemos la mosca de la fruta como ejemplo, específicamente la de Drosophilia melanogaster. Aquí hay algunos datos sobre el ADN de la mosca de la fruta:

  • El ADN de una mosca de la fruta está dispuesto en cinco cromosomas.
  • Hay alrededor de 250 millones de pares de bases en este ADN.
  • Hay 13.601 genes individuales (referencia).

Cada gen aparece en una determinada ubicación en un determinado cromosoma, y ​​hay dos copias del gen. La ubicación de un gen en particular se llama lugar del gen. Cada una de las dos copias del gen se llama alelo.

Digamos que observamos el locus 1 en el cromosoma 1 en el ADN de una mosca de la fruta en particular. Hay dos alelos en esa ubicación, y hay dos posibilidades para esos alelos:

  • Los dos alelos son iguales, o homocigoto.
  • Los dos alelos son diferentes, o heterocigota.

Si observamos una población de 1,000 moscas de la fruta que viven en un frasco, podríamos identificar un total de 20 alelos diferentes que ocupan el locus 1 en el cromosoma 1. Esos 20 alelos son los reserva genética para ese locus. El conjunto de todos los alelos en todos los loci es el conjunto genético completo de la especie.

Con el tiempo, el tamaño de un conjunto de genes cambia. El acervo genético aumenta cuando una mutación cambia un gen y la mutación sobrevive (consulte Cómo funciona la evolución para obtener más detalles). El acervo genético disminuye Cuando un alelo se apaga. Por ejemplo, digamos que tomamos las 1,000 moscas de la fruta descritas en el párrafo anterior y seleccionamos cinco de ellas. Estas cinco moscas de la fruta podrían poseer un total de solo tres alelos en el locus 1. Si luego dejamos que esas moscas se reproduzcan y se reproduzcan hasta el punto en que la población vuelva a ser 1,000, el acervo genético de estas 1,000 moscas es mucho más pequeño. En el locus 1, solo hay tres alelos entre las 1,000 moscas en lugar de los 20 alelos originales.

Esto es exactamente lo que sucede cuando una especie se enfrenta. extinción. La población total disminuye hasta el punto en que podría haber solo 100 o 1,000 miembros supervivientes de la especie. En el proceso, la cantidad de alelos en cada locus se reduce, y la reserva de genes de la especie se contrae significativamente. Si los esfuerzos de conservación son exitosos y la especie rebota, entonces lo hace con un grupo de genes mucho más pequeño para trabajar que el que tenía originalmente.

Un pequeño acervo genético es generalmente malo para una especie porque reduce la variación. Volvamos a nuestro ejemplo de la mosca de la fruta. Digamos que hay 20 alelos en el locus 1, y uno de esos alelos causa una enfermedad particular cuando una mosca tiene dos copias de ese alelo (homocigotos). Debido a que hay 20 alelos totales, la probabilidad de que una mosca obtenga dos copias de ese alelo dañino es relativamente pequeña. Si ese alelo dañino sobrevive cuando el acervo genético se reduce a un total de solo tres alelos, la probabilidad de que las moscas se contagien de ese alelo es mucho mayor. Un gran conjunto de genes proporciona un buen tampón contra Enfermedades genéticas. Algunos de los problemas genéticos comunes que se producen cuando el grupo de genes se reduce incluyen:

  • Baja fertilidad
  • Deformidades
  • Enfermedades genéticas

Los dos lugares más comunes para ver estos efectos es en animales próximos a la extinción y en razas de animales.

Se debe tener mucho cuidado al criar animales para evitar enfermedades genéticas. Cuando se reproduce, a veces es útil outcross. Al cruzar, un animal fuera de la raza puede aparearse con un animal dentro de la raza. La descendencia de ese apareamiento aumenta el tamaño del acervo genético, disminuyendo la probabilidad de transmisión de enfermedades genéticas.

Para más información, vea los enlaces en la página siguiente.


Suplemento De Vídeo: Un estudio revela la marcada estructuración genética del pueblo asturiano.




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