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Guía de Biología para el examen de ingreso a la UNAM (página 2)



Partes: 1, 2, 3

Ø  Monosacáridos o azucares simples:

Son moléculas que no pueden ser hidrolizadas en
moléculas más simples. Se clasifican de acuerdo con la
longitud de las cadenas de carbono, las cuales tienen
desde tres carbonos (triosas), tales como el gliceraldehido;
azucares con cuatro carbonos (tetrosas), azucares con cinco
carbonos (pentosas), azucares con seis carbonos (hexosas), etc.
Entre los monosacáridos más conocidos están la
glucosa
(C6H12O6), la fructuosa y la
galactosa. Los monosacáridos pueden contener en su estructura grupos funcionales como
aldehídos CHO (aldosas) o cetosas.

Ø  Disacáridos u
oligosacáridos:

Están formados por dos monosacáridos unidos por
un enlace glucosídico. Al unirse dos moléculas de
azúcar, se pierde una
molécula de agua. La
sacarosa
(azúcar común) está ampliamente distribuida en la
naturaleza y se usa en la
alimentación. Otro
disacárido familiar es la lactosa que se encuentra presente
en la leche de los mamíferos (incluyendo al
hombre). La maltosa es el
disacárido que está formado por la unión  de
dos moléculas de glucosa y aparece en nuestro tubo digestivo
cuando iniciamos la digestión de los alimentos.

 

SACAROSA

 

MALTOSA

 

LACTOSA

Ø  Polisacáridos:

Polímeros formados por la unión de muchos
monosacáridos. Funcionan como reservas energéticas
tanto en plantas como en animales, mientras que otros
actúan como funciones estructurales, es
decir, dan forma y firmeza a ciertos organismos. Entre los
polisacáridos representativos se encuentran:

-         
Almidón: Polisacárido de reserva de las plantas,
formado por la unión de cientos de unidades de glucosa.
Cuando las células de las hojas
producen azúcares mediante la fotosíntesis, almacenan
una parte de ellos como almidón y otra la envían a las
raíces y las semillas.

-         
Glucógeno: Se almacena como fuente de energía en el
hígado y los músculos de animales,
entre ellos los seres humanos.

-         
Celulosa: Funciona como elemento estructural en la célula vegetal al formar
parte de la pared celular, brindándole sostén y
protección. También es importante como materia prima para la
fabricación de papel.

-         
Quitina: Es resistente y ligeramente flexible, proporciona
soporte a los cuerpos, por lo demás blandos, de los
artrópodos (insectos, arañas, etc.) y los hongos.

*       Lípidos
(ácidos grasos):

Compuestos solubles en solventes orgánicos como el
cloroformo, la gasolina etc., por su importancia biológica
tienen funciones como moléculas estructurales de las
células, sirven como medio de reserva energética, son
aislantes térmicos al formar una capa ubicada debajo de la
piel de muchos animales. Se
clasifican en tres grupos:

-         
Triglicéridos: Se almacenan como gotas en el citoplasma
celular y sirven como fuente de energía; conformados por
tres ácidos grasos y glicerol u otro alcohol. En la célula existen tres tipos
de triglicéridos tales como los aceites, ceras y grasas. Los primeros son
lípidos insaturados,
líquidos a temperatura ambiente; las ceras, en lugar
de glicerol contienen alcoholes de cadena larga y a
temperatura ambiente son sólidas. Las grasas son
lípidos saturados y a temperatura ambiente son
sólidos.

-         
Fosfolípidos: Son similares a los triglicéridos;
constituyen el componente principal de las membranas
celulares.

-         
Esteroides: Constan de cuatro anillos de carbono unidos a
diferentes grupos funcionales. Forman estructuras de soporte y
actúan como hormonas, por ejemplo el
colesterol.

*       
Aminoácidos y proteínas

Los aminoácidos son biomoléculas conformadas por
C, H, O, N y ocasionalmente S. Todos los aminoácidos tienen
dos grupos funcionales unidos al mismo átomo de carbono: un
grupo ácido (-COOH) y un
grupo amina (-NH2). Forman cadenas muy largas dando
origen a las proteínas, las cuales son
biomoléculas de las que dependen la estructura y muchas
funciones celulares. Por ejemplo, forman la membrana celular,
junto con los fosfolípidos, y son los catalizadores de las
reacciones químicas
celulares llamados enzimas. Existen 20
aminoácidos que forman parte de los seres vivos entre
estos:

Aminoácido

Símbolo

Aminoácido

Símbolo

Alanina

A

Metionina

M

Cisteína

C

Asparadina

N

Ácido aspártico

D

Prolina

P

Ácido glutámico

E

Glutamina

Q

Fenilalanina

F

Arginina

R

Glicina

G

Serina

S

Histidina

H

Treonina

T

Isoleucina

I

Valina

V

Licina

K

Triptofano

W

Leucina

L

Tirosina

Y

Aminoácido

Fuente: W. Hill, J. Química, 1998.

Funciones de las proteínas

Proteínas

Función

Colágeno en la piel; queratina
en pelo, uñas y cuernos

Estructural

Actina y miosina en los
músculos

Movimiento ó
contráctil

Anticuerpos

Defensa

Albúmina en el huevo; Zeatina
en granos de maíz

Almacenamiento

Hormona del crecimiento; insulina,
que regula el azúcar en la sangre

Hormonas

Enzimas, cientos diferentes en cada
organismo

Catalizadora

Hemoglobina y mioglobina que
transportan oxigeno

Transportadora

*  Ácidos
nucleicos

Hay dos tipos de ácidos nucleicos (AN): el ácido
desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico
(ARN), y están presentes en todas las células. Su
función biológica no
quedó plenamente demostrada hasta que Avery y sus
colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula
portadora de la información genética. Los ácidos
nucleicos son polímeros lineales de un monómero llamado
nucleótido (Figura de la derecha), cada nucleótido
está formado, mediante un enlace éster, por un
ácido fosfórico y un nucleósido (zona sombreada de
la figura), este último se constituye por la unión
de  una pentosa (la D-ribosa o la 2-desoxi-D-ribosa), y una
base nitrogenada (purina o pirimidina). Las bases nitrogenadas
pueden ser purinas: ADENINA y GUANINA, las bases
pirimidínicas son: CITOCINA, TIMINA y URACILO. La
timina solo puede formar ADN y el uracilo solo está presente
en el ARN.

La figura que sigue muestra las bases en los
nucleótidos: BASE+AZÚCAR+FOSFATO

Nota: la adenina y guanina son
purinas y que la timina y citosina son
pirimidinas.

Estructura del
DNA

La estructura primaria del ADN está determinada por esta
secuencia de bases ordenadas sobre la "columna" formada por los
nucleótidos: azúcar + fosfato. Este orden es en
realidad lo que se transmite de generación en
generación (herencia)

Estructura secundaria: es el modelo postulado por Watson y
Crick: la doble hélice, las dos hebras de ADN
se mantienen unidas por los puentes hidrógenos entre las
bases. Los pares de bases están formados siempre por una
purina y una pirimidina, de forma que ambas cadenas están
siempre equidistantes, a unos 11 Å… una de la otra.
Los pares de bases adoptan una disposición helicoidal en el
núcleo central de la molécula, ya que presentan una
rotación de 36º con respecto al par adyacente, de forma
que hay 10 pares de bases  por cada vuelta de la
hélice. La adenina (A) se empareja siempre con la timina (T)
mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que
la citosina (C) se empareja siempre con la guanina (G) por medio
de 3 puentes de hidrógeno.

En cada extremo de una doble hélice lineal de ADN, el
extremo 3'-OH de una de las hebras es adyacente al extremo 5'-P
(fosfato) de la otra. En otras palabras, las dos hebras son
antiparalelas (Figura superior), es decir, tienen una
orientación diferente. Por convención, la secuencia de
bases de una hebra sencilla se escribe con el extremo 5'-P a la
izquierda.

Resumen de datos básicos del ADN

  1. Unidades químicas básicas
    1. un azúcar de 5 carbonos – desoxirribosa
    2. fosfato – uniones entre los azúcares
    3. bases: purinas = adenina y guanina   
      pirimidinas = timina y citosina
    4. base + azúcar = nucleótido
    5. base + azúcar + fosfato = nucleótido

RNA.- Una célula típica contiene
10 veces más ARN que ADN. El azúcar presente en el ARN
es la ribosa. Esto indica que en la posición 2' del anillo
del azúcar hay un grupo hidroxilo (OH) libre. Por este
motivo, el ARN es químicamente inestable, de forma que en
una disolución acuosa se hidroliza fácilmente. En el
ARN la base que se aparea con la A es el uracilo (U), a
diferencia del ADN, en el cual la A se aparea con T. 

Se distinguen tres tipos de RNA en función de sus pesos
moleculares:

-          RNA
Mensajero (RNAm): Se sintetiza sobre un molde de ADN
por el proceso de transcripción
por el cual se copia el ARN a partir del molde del ADN, pasa al
citoplasma y sirve de pauta para la síntesis de proteínas
(traducción)

-          RNA
Ribosómico (RNAr): Esta presente en los
ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la
síntesis de proteínas. Su función es leer los
RNAm y formar la proteína
correspondiente.

-          RNA de
transferencia (RNAt): Son cadenas cortas de una
estructura básica, que pueden unirse específicamente a
determinados aminoácidos, y que contienen una secuencia
específica.

Organización
Submolecular

Membrana celular

Durante mucho tiempo se consideró a la
membrana celular como una estructura inerte, si acaso con poros
más o menos específicos para la entrada y la salida por
mecanismos poco claros de los diferentes materiales que la célula
debe captar o expulsar al medio en que se encuentra. En la
actualidad, este concepto ha cambiado y el modelo
es el de una estructura fundamental, constituida por
fosfolípidos, en la cual se encuentran embebidas otras
numerosas moléculas, principalmente proteínas, que
tienen diferentes actividades. Es relativamente sencillo explicar
el hecho de que la membrana de la célula impida la salida o
la entrada de las moléculas de gran tamaño, como las
proteínas, los ácidos nucleicos o los
polisacáridos; y también se puede explicar que las
moléculas polares o cargadas deban mantenerse de un lado o
del otro de la membrana. Esta situación requiere mecanismos
especiales que muevan sustancias de un lado al otro de la
membrana, pero que al mismo tiempo puedan distinguir entre unas y
otras; por otra parte, no es raro encontrar moléculas o
iones que se transportan en las membranas, del lado en donde se
encuentran en menor concentración, hacia aquel en que
ésta es mayor. Son estos movimientos a través de las
membranas lo que se conoce con el nombre de transporte.

Transporte y energía.

Fuente: omega.ilce.edu.mx

Puesto que la membrana plasmática separa al fluido del
citoplasma celular del fluido del ambiente extracelular, se dice
que: El movimiento de sustancias a
través de las membranas se efectúa mediante transporte
pasivo como activo:

En el transporte pasivo, entran o salen sustancias de la
célula bajando por gradientes de concentración. Este
movimiento por sí solo no requiere un gasto  de
energía, pues los gradientes de concentración
proporcionan la energía potencial que impulsa el movimiento
y controla la dirección del movimiento,
hacia adentro o hacia fuera de la célula.

En el transporte activo una sustancia en general,
metabolizable por las células, como la glucosa, necesita de
una fuente de energía. Esto apunta hacia un hecho: en
algunos casos, el transporte depende del funcionamiento del
metabolismo. Pero éste
sirve, entre otras cosas, para producir energía, y el
transporte celular requiere de ésta para funcionar. 
Esto indica que la relación entre el metabolismo celular y
el transporte puede ser la energía producida en uno y
necesaria para mover al otro de los procesos.

Tráfico Intracelular

Retículo endoplásmico Esta formación se
encuentra en todas las células. Consiste en un conjunto de
túbulos dispuestos en forma de red, conectados unos con otros, que se
distribuyen por toda la célula. Es posible distinguir dos
tipos en esta estructura, el retículo endoplásmico
liso
y el rugoso, que se diferencian por su aspecto.
Ambos presentan en la microscopía electrónica la misma
imagen tubular, pero en el
liso los contornos son suaves y continuos, mientras que en la
variedad rugosa, como su nombre lo indica, existen
partículas más o menos abundantes a todo lo largo del
contorno, que no son otra cosa que ribosomas, estructuras
supramacromoleculares que ya se describieron.

Debido a que en esta estructura se encuentran los ribosomas, y
a que la variedad rugosa es más abundante en los tejidos en los que hay una
actividad importante de síntesis de proteínas "sumados
a muchos otros datos experimentales, uno de los cuales ha sido el
aislamiento de los ribosomas y su estudio" se le ha asignado como
su actividad primordial la síntesis de las
proteínas.

En el músculo, el retículo endoplásmico tiene
una función especial, pues requiere de una disposición
regular en relación con las miofibrillas; esto, aunado al
hecho de que posee una gran capacidad para transportar calcio,
así como una gran cantidad de evidencias experimentales de
otro tipo, permite asegurar que participa en la regulación
de la contracción muscular. La regulación del proceso
se hace mediante el secuestro o la liberación
del ion calcio al citosol, en donde se encuentran las
miofibrillas, que lo requieren para contraerse. Es necesario
señalar, que las características funcionales de esta
estructura varían según el tipo celular que se utilice.
El RE rugoso sintetiza proteínas exógenas y el RE liso
proteínas endógenas, así como la regulación
del transporte de Ca++

Aparato de Golgi

Es un conjunto especializado de membranas derivadas del retículo
endoplásmico que semeja una pila de bolsas aplastadas. A
partir de las vesículas grandes cercanas al núcleo,
forma con los productos de su
secreción, vesículas más pequeñas que viajan
luego hasta la superficie de la célula, se funden con la
membrana externa y vacían su contenido al exterior. Esta
estructura tiene también que ver con la producción de enzimas
digestivas, y se observa con mucha claridad por ejemplo en el
páncreas, en las células de la pared intestinal y en
otras glándulas. El aparato de Golgi también se encarga
de producir y distribuir las proteínas que sintetiza a todos
los organelos celulares. Una vez sintetizadas, las procesa e
incluye en vesículas que se dirigen a los distintos
organelos de las células, a los que se incorporan para
realizar funciones especiales. (omega.ilce.edu.mx).

Lisosomas

Los lisosomas son estructuras membranosas cerradas,
constituidas por una sola membrana, y son más pequeños
que las mitocondrias. Los lisosomas se pueden obtener en estado de pureza por métodos especiales de
centrifugación que permiten separarlos de las mitocondrias,
Se considera que estos organelos representan los elementos
necesarios para degradar compuestos intracelulares en caso
necesario, al poner en libertad las enzimas que
contienen, que podríamos considerar destructivas.
(omega.ilce.edu.mx)

Vesículas de secreción

Son pequeñas bolsas conformadores del aparato de golgi
con los lisosomas, con la finalidad de eliminar deshechos, que
por ser de gran tamaño no pueden atravesar la membrana
celular. Su función es la de contener dichos desechos por
medio de cápsulas que posteriormente serán
desalojadas.

Vacuolas

Las células vegetales cuentan con una vesícula en su
interior, la vacuola, que en algunos casos puede llegar a ocupar
gran parte del espacio interno. Este organelo está encargado
de almacenar distintos tipos de moléculas pequeñas,
principalmente sales (iones), aminoácidos, y otros iones de
distintos tipos. Las vacuolas se encargan de tomar materiales
que, o bien la célula requiere almacenar o le son
tóxicas; también se encarga de guardar en su interior
muchas sustancias que, por la concentración que alcanzan y
la presión osmótica que
generan le pueden hacer daño a la
célula.

Algunos animales unicelulares, como los protozoarios, tienen
también vacuolas que pueden ser contráctiles. Las
células guardan en ellas materiales que les son dañinos
o inútiles y cuando se ha acumulado una importante cantidad
de ellos, la vacuola se contrae y por algún punto de
contacto con la membrana externa elimina su contenido
sacándolo al exterior. Además, las vacuolas cumplen
funciones digestivas de diversas sustancias que son tomadas del
exterior por fagocitosis, como sucede en muchos protozoarios, o
del mismo interior de las células, pero que le son ya
inútiles o dañinas.

Arquitectura
celular

Citoesqueleto: confiere forma y organización a la
célula eucariótica y consta de tres tipos de fibras
proteicas: Microtúbulos, filamentos intermedios y
microfilamentos. Esta red de fibras proteicas permite que los
organelos celulares no estén a la deriva en el citoplasma.
Además el citoesqueleto desempeña otras actividades
importantes, tales como proporcionar forma a la célula, el
movimiento celular, el movimiento de organelos y la división
celular.

Microtúbulos y microfilamentos: Formaciones de
apariencia tubular o filamentosa que se encuentran en el interior
de prácticamente todas las células; se encuentran en el
citoplasma, ya sea aislados o asociados con centriolos, cilios y
flagelos. Están compuestos por proteínas llamadas
tubulinas y tienen la capacidad de contraerse. Participan en los
movimientos del citoplasma celular, en el movimiento de
sustancias o hasta de vesículas dentro de las células;
muchos de estos movimientos están dirigidos por los
microtúbulos. Los microfilamentos son estructuras semejantes
a los microtúbulos, formados por distintos tipos de
proteínas, de las cuales las más conocidas son la
actina y la miosina, que se encuentran en el músculo. Estas
estructuras son las responsables de la contracción muscular.
Las fibras de actina y de miosina se deslizan unas sobre otras,
al tiempo que rompen al ATP, y con su energía producen el
acortamiento de las fibras y de las células que las
contienen (omega.ilce.edu.mx).

Teoría
celular

Tipos de células

Tal como lo expresa la teoría celular: todas
las células se forman a partir de células
preexistentes
. El crecimiento y desarrollo de los organismos
vivos depende del crecimiento y multiplicación de sus
células, cuando una célula se divide  la
información genética contenida en su ADN debe
duplicarse de manera precisa y luego las copias se transmiten a
cada célula hija. Existen dos tipos de célula:

-         
Células procariontes. Células que
carecen  de un verdadero núcleo y organelos, su ADN se
encuentra en forma circular en el citoplasma, se reproducen
asexualmente y sólo existen en organismos unicelulares. Su
nutrición es
intracelular.

-         
Células eucariontes. Células con un
núcleo verdadero y organelos, su ADN se encuentra en
cromosomas contenidos en el
núcleo, se reproducen asexual y sexualmente, existen en
forma unicelular y pluricelular. Su nutrición es
intracelular y extracelular.

Teoría celular

Para llegar al concepto biológico de
célula y desarrollar una teoría, las primeras
observaciones microscópicas se hicieron en el siglo XVII,
gracias a la labor de R. Hoocke, Malphigi, Leewenhoek y Grew. El
resultado de estos trabajos se confirmaron en multitud de casos y
que en conjunto forman la teoría celular.

Robert Hooke introdujo en 1665 el término
célula para describir la estructura del corcho, semejante al
panal de las abejas y de otros tejidos vegetales. El
holandés Antón Van Leewenhoek
en1670 al construir el microscopio observo
"animaluculos" como él llamo a los protistas que viven en
el agua, causando gran
asombro, ya que sus descubrimientos fueron un duro golpe para la
creencia común en la generación espontánea.

En 1838  el botánico Mathias Jacob
Scheleiden  consideró la célula como la unidad
estructural de todas las plantas, teoría que Theodor Schwann
(1839) como zoólogo, aplicó a los animales.
Posteriormente, Rudolf Virchow (1858), enunció que las
nuevas células se originaron por división de las ya
existentes, conclusión que sugiere un lineamiento continuo
de generaciones celulares que se remontan a los principios de la vida.

Tanto la obra de Scheleiden como la de Schwann permitieron
establecer la teoría celular, la cual establece:

Ø Todos los organismos están formados por una o
más células.

Ø La célula es la unidad estructural y funcional de
los organismos.

Ø La célula se originan de células ya
existentes.

Ø La célula es la mínima unidad de
vida.

Conservación de los sistemas
vivos

Metabolismo.– Son reacciones químicas y cambios
energéticos que se efectúan en las células vivas.
El metabolismo puede dividirse en:

-         
Catabolismo: Se refiere a la degradación de moléculas
complejas en moléculas sencillas. Ejemplo: la respiración.

-         
Anabolismo: Síntesis y elaboración de nuevas
moléculas complejas a partir  de otras sencillas.
Ejemplo: la fotosíntesis.

Tipos de respiración

-         
Respiración Aerobia: Se lleva acabo con la
intervención del oxigeno, la realizan plantas y
animales.

-         
Respiración Anaerobia: Se lleva acabo sin la
intervención del oxigeno, la realizan bacterias y levaduras.

-         
Glucólisis: Proceso de respiración celular que
se realiza en el citoplasma, con el fin de degradar la glucosa
(C6H12 O6) en carbohidratos más simples
con los cuales continúan con el proceso por medio del ciclo
de Krebs, además se obtiene gran cantidad de energía la
cual se utiliza para sintetizar moléculas de ATP. (Nueva
Guía Propuesta XXI).

Glucólisis

La glucólisis o glicolisis es la ruta principal, casi
universal, del metabolismo de la glucosa. Esta molécula se
degrada, en una serie de reacciones catalizadas
enzimáticamente, para dar dos moléculas de piruvato,
que es el producto final de la
glicolisis en condiciones aeróbicas. En condiciones
anaeróbicas el piruvato se reduce a lactato para regenerar
el NAD+.

CICLO DE KREBS

Ciclo de krebs se realiza cuando el ácido
pirúvico se emplea para
metabolizar el proceso aeróbico, sucede en las mitocondrias
a través de una serie de deshidrogenación y
descarboxilación; libera energía obteniéndose al
final del proceso de la respiración 38 moléculas de
ATP.

Fotosíntesis

a)     Con la energía que proviene de
la luz, una molécula de agua se
rompe para liberar oxígeno, dos protones
(átomos de hidrógeno sin su electrón), y un par de
electrones, que proviene de los hidrógenos del agua. Este
par de electrones es energizado por el sistema molecular llamado
fotosistema II, semejante en su funcionamiento a la cadena
respiratoria mitocondrial, pero con diferentes componentes. Como
en la mitocondria, los electrones previamente energizados viajan
hacia un nivel más bajo, y energizan también el bombeo
de protones en las membranas de los tilacoides, generando una
diferencia de concentración de éstos. Acoplada al
sistema está también un ATP sintetasa, que aprovechando
la diferencia de concentración de los protones a ambos lados
de la membrana y su regreso, cataliza la unión del ADP con
el fosfato para sintetizar el ATP.

b)    En una segunda fase, los electrones que
han descendido de nivel para sintetizar el ATP son energizados de
nuevo por la luz, ahora en el llamado fotosistema 1, e inician un
camino más corto que los lleva finalmente a producir la
molécula llamada NADPH, cuya principal característica
es tener dos átomos de hidrógeno disponibles para
participar en la síntesis de los azúcares.

c)     Una vez que en el proceso, la
energía solar es
convertida en la energía de los enlaces del ATP, por una
parte, y por la otra, en subir de nivel energético a los
hidrógenos de la molécula de agua, ahora en el NADP
(como NADPH), ocurre lo que se señala en la parte inferior
de la figura, en la cual se muestra otro mecanismo cíclico
que tiene lugar en el espacio intermembranal de los cloroplastos,
y que se conoce con el nombre de ciclo de Calvin . A
partir de una molécula de azúcar, la
ribulosa-5-fosfato, y con la utilización de tres
moléculas de ATP, y dos de NADPH por cada una de
CO2, es posible llegar, en una serie de pasos, a una
molécula de seis átomos de carbono, la
fructosa-6-fosfato, que luego puede convertirse en glucosa y en
almidón. Es claro que este proceso debe repetirse varias
veces (seis) para tener la ganancia neta de una molécula de
azúcar, según la ecuación:

También es claro que si la incorporación de una
molécula de CO2 requiere de tres de ATP y dos de
NADPH, la síntesis de una molécula de glucosa, de seis
átomos de carbono, requiere 18 de ATP y 12 de NADPH.
Recordemos ahora la distribución de los tres
componentes mencionados: los fotosistemas II y I, que se encargan
de la síntesis del ATP y del NADH, respectivamente,
están en la membrana del tilacoide; en el espacio
intermembranal, que constituye la matriz del cloroplasto, es
donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin. Otra de
las reacciones que se señala es la formación de glucosa
y almidón; en especial el segundo requiere de un sistema muy
complicado de reacciones que no tienen lugar en el cloroplasto,
ni siquiera en la hoja de las plantas, sino en otros
órganos, como semillas, tubérculos, etcétera.

En resumen, el cloroplasto es el que se encarga de capturar la
energía del Sol y atraparla, convertirla o almacenarla en
los enlaces químicos de los
azúcares. Posteriormente, o bien los azúcares son
utilizados por otros organismos o dentro de la misma planta, y a
partir de ellos se obtienen las proteínas, las grasas y
otros compuestos que los organismos necesitan. Por último,
aunque hemos presentado aquí el esquema general de la
fotosíntesis en un
cloroplasto, también en el caso de las bacterias
fotosintéticas la fotosíntesis se realiza en la
membrana externa del microorganismo y la matriz
interna (al igual que sucede con la fosforilación
oxidativa).

LA FOTOSÍNTESIS

 

 

 

 

Cadena
Respiratoria

Es el proceso que se lleva acabo en el citoplasma y
mitocondrias, glucólisis y ciclo de Krebs, inicia al
oxidarse la molécula de glucosa la cual al ir perdiendo sus
pares de hidrógeno se ionizaran formando dos protones (2H+)
y dos electrones (2e-). éstos últimos pasaran por una
cadena de transformación de electrones hasta llegar al
oxígeno, que es el último aceptor de la cadena. El
oxígeno una vez  que recibe los electrones se combina
con los protones de hidrógeno para formar una molécula
de agua, que junto con el bióxido de carbono es el productor
final de la respiración aeróbica.

Fosforilación oxidativa 

Este proceso es paralelo a la cadena respiratoria, puesto
conforme se transfiere los electrones de un transportador a otro,
van liberando suficiente energía para sintetizar 3 ATP por
cada par de hidrógeno ionizado que entra en la cadena. A
esto se le denomina fosforilación oxidativa (Nueva Guía
propuesta XXI).

Fermentación alcohólica y láctica

Muchos microorganismos utilizan otro proceso para regenerar
NAD +  en condiciones anaeróbicas: la
fermentación
alcohólica. Estas reacciones producen etanol y
CO2  (en vez de lactato) a partir de piruvato,
usando iones hidrógeno y electrones del NADH. Los vinos
espumosos, como el champaña, son embotellados mientras las
levaduras están aún vivas y fermentando, atrapando
tanto el alcohol como el CO2. Cuando se retira el
corcho de la botella, se desprende el CO2  con
sobre presión a veces de forma explosiva. La levadura que
los panaderos ponen en la masa de pan produce
CO2  que hace que el pan se esponje; el alcohol
generado por la levadura se evapora durante el horneado del
pan.

Continuidad de la
vida

División celular: Núcleo, organización de
genomas y cromosomas

La reproducción celular es
el mecanismo por el cual todos los seres vivos se conservan. Los
organismos unicelulares, como las bacterias y las levaduras, se
dividen y producen dos organismos idénticos; en cambio, en los organismos
pluricelulares la reproducción juega un papel diferente. Ya
que para que se forme un nuevo organismo a partir de un gameto,
se requiere de muchas reproducciones celulares.  La
mayoría de Las células de un organismo pluricelular se
reproduce por una división mitótica,  pero la
producción de las
células especializadas  en la reproducción del
individuo  (gametos), se
lleva acabo por división meiótica.

En todo proceso de reproducción celular, se forman los
cromosomas, que son unidades que transmiten los rasgos
hereditarios de reproducción de la célula madre y que
están constituidas por miles de genes. Al conjunto formado
por todos estos en la reproducción celular se le conoce como
genoma. Por último, los cromosomas son compuestos formados
por DNA y proteínas, además controlan las síntesis
de proteínas con el RNA en el proceso de
reproducción      (Nueva Guía
propuesta XXI).

Célula somática y germinal: Mitosis y meiosis

Mitosis. Proceso de la división celular por
medio del cual se duplican los cromosomas para formar dos
células hijas con igual material genético y un
número cromosómico diploide.

Interfase. Duplicación de la información
genética.

a)     Profase. Los cromosomas se
condensan en filamentos. Los centriolos comienzan a emigrar
formando dos polos. Aparece el huso mitótico. La membrana
nuclear o núcleo desaparecen.

b)    Metafase. Los filamentos del huso
mitótico empujan a las cromátidas a la región
media de la célula, formando una línea ecuatorial.
Aquí las cromátidas se separan unas de otras.

c)     Anafase. La cromátidas
se han separado, los filamentos del huso jalan hacia los
polos.

d)    Telofase. Aparece un surco o canal
en la membrana plasmática.

MITOSIS

 

1. INTERFASE

 

2.    
PRINCIPIO DE LA PROFASE

 

 

3. FINAL DE LA PROFASE

 

4. PRINCIPIO DE LA METAFASE

 

5. FINAL DE LA METAFASE

 

6. ANAFASE

 

7. PRINCIPIO DE LA TELOFASE

 

8. FINAL DE LA TELOFASE

Meiosis. Proceso mediante el cual la célula
mantiene constante el número de cromosomas. Forma los
gametos, dando como resultado la producción de cuatro
células haploides, a partir de una célula diploide. La
conforman distintas fases:

a)     Profase I. Se condensan los
cromosomas, se duplican y emigran hacia el ecuador, cada homólogo
del  par se alinean uno al lado de otro.

b)    Metafase I. El entrecruzamiento de
las porciones de los pares homólogos de cromosomas se
completa.

c)     Anafase I. Los pares
homólogos se separan y emigran a un polo.

d)    Telofase. Se reconstruyen los
núcleos.

Los núcleos o semi-células resultantes de la primera
división meiótica pronto se vuelven a dividir, en la
segunda división los cromosomas no se duplican.

e)     Profase II. La membrana
nuclear desaparece.

f)     Metafase II. Los cromosomas
emigran hacia el ecuador. De nuevo las fibras del huso causan la
separación de los cromosomas, y estos se mueven hacia los
polos.

g)    Anafase II. Los filamentos del
huso causan la separación de los cromosomas, y éstos se
mueven hacia los polos.

h)     Telofase II. La
división se completa. Continúa la formación de las
cuatro células: Gametogénesis (Audesirk,
T.2004).

Formas de reproducción de los seres
vivos

Existen dos tipos de reproducción: asexual y sexual, en
el primero de ellos, los descendientes provienen de un solo
progenitor y casi nunca existe intercambio de material
genético; en el segundo, la descendencia es el resultado del
intercambio genético de gametos del mismo o de dos
diferentes progenitores.

Reproducción asexual

Se lleva acabo sin necesidad de la unión de gametos, y
únicamente participa un solo progenitor, provocando con ello
que no exista un intercambio genético. Se presenta
generalmente en organismos unicelulares. Existen diferentes tipos
de reproducción asexual:

-          La
fisión binaria consiste en dividirse en dos o más
fragmentos, cada uno de los cuales regenera un cuerpo completo.
Este proceso se observa por ejemplo en varias especies de
anélidos y platelmintos, estrellas de mar, etc.

-          La
gemación consiste en la producción de un nuevo
organismo a partir de una yema del cuerpo del progenitor. Existen
organismos, tanto unicelulares como pluricelulares como las
levaduras e hifas que se reproducen por gemación

-          La
esporulación es la reproducción por medio de esporas,
que son células haploides sin fertilizar, de las que se
desarrolla un individuo completo; es el caso de los hongos,
musgos y helechos

-          La
propagación o reproducción vegetativa, se lleva a cabo
en vegetales y consiste en el desarrollo de un nuevo organismo a
partir de un fragmento, como un tallo aéreo, un tallo
subterráneo o un tubérculo, hojas (enredaderas),
bulbos, etc.

Reproducción sexual

Consiste en la fusión de un par de
células sexuales, reproductoras o gametos provenientes de
progenitores diferentes o de un solo organismo hermafrodita, es
decir, un organismo que posee ambos sexos. Estas células se
originan en lugares específicos de cada individuo y tienen
en su núcleo la mitad del número de cromosomas
característico de la especie (23), por lo que reciben el
nombre de células haploides (n). En el ser humano, el
número diploide (2n) es de 46 cromosomas.

En la reproducción sexual, cuando dos células
haploides se fusionan, se realiza la combinación de los
genomas  (paquetes de material hereditario) y se forma el
cigoto diploide, a partir del cual se desarrolla un organismo
completo. Cuando el nuevo individuo llega a la etapa adulta,
produce nuevamente gametos haploides por meiosis. Durante este proceso,
los dos conjuntos de cromosomas
intercambian DNA, por recombinación genética, antes de
separarse en conjuntos sencillos en los gametos. De esta forma,
cada nueva célula haploide recibe una diferente
combinación de genes (segmentos de DNA localizados en el
cromosoma), unos provenientes del gameto femenino y otros del
masculino (Audesirk, T.2004).

Herencia

La genética es la rama de la Biología responsable de estudiar los
mecanismos de la herencia y la variabilidad, estudiando las
leyes que rigen las semejanzas
y diferencias entre individuos con descendientes comunes. Para
poder entender la
genética, se requiere de los siguientes conceptos:

-         
Herencia: son las características que se transmiten de
padres a hijos. Las características se transmiten por medio
de genes.

-          Gen o
gene: se define como la unidad de la herencia; físicamente
es un fragmento de DNA que contiene el material genético de
un individuo. A los genes que transmiten una misma
característica se les llama alelos. Los genes pueden ser
dominantes o recesivos; y se localizan en los cromosomas.

-          Los
cromosomas son estructuras contenidas en el núcleo de cada
célula y su función es transmitir la herencia,
están formados de DNA. 

-          El
genotipo son las características que no se ven pero se tiene
la información genética para ellos.

-          El
fenotipo son las características que pueden verse a simple
vista  en el individuo.

-         
Homocigoto dominante: individuo que en su genotipo presenta un
par de alelos dominantes.

-         
Homocigoto recesivo es el individuo que en su genotipo presenta
un par de alelos recesivos.

-         
Heterocigoto es el individuo que en su genotipo presenta un par
de alelos diferentes, uno dominante y uno recesivo.

-         
Híbrido es el organismo formado de la cruza de dos
progenitores cuyos alelos son diferentes.

-          Locus
es la posición de un gen dentro de un cromosoma.

INVESTIGACIONES GENéTICAS DE MENDEL

En sus experimentos Mendel utilizó algunas
variedades de plantas del chícharo o guisante para sus
experimentos,  debido a que este tipo de planta presenta
varias ventajas, como son:

§  Presentan una serie de características
fáciles de distinguir.

§  Son vegetales con descendientes abundantes.

§  Su cultivo es sencillo.

§  Sus flores se pueden autopolinizar, es decir,
transferir el polen de la antera al pistilo de la misma flor.

§  Permiten la polinización cruzada, es decir,
admiten polen de otra flor.

Las plantas de chícharo con las que realizo su investigación, presentaban
siete diferentes caracteres, cada uno con dos variaciones:

  • Forma de la semilla: lisa o arrugada.
  • Color de la semilla: amarilla o verde.
  • Color de la cubierta de la semilla: gris o blanca.
  • Forma de la vaina: lisa o arrugada.
  • Color de la vaina: verde o amarilla.
  • Longitud del tallo: largo (20 m) o corto (40 cm.).
  • Posición de la flor: axilar (flores a lo largo del
    tallo) o terminal (flores sólo en las plantas del
    tallo)

En primer lugar, se determinó las líneas
puras de descendencia, que son los grupos de seres vivos que
producen descendientes con algún carácter idéntico,
generación tras generación.

Posteriormente realizó cruzas monohídridas,
en las que se realiza una cruza entre individuos que difieren en
características. Por ejemplo, la cruza de plantas de
chícharos lisos con plantas de chícharos arrugados en
la cual se considera sólo la característica de
textura.

Las primeras plantas usadas en las cruzas se consideran como
la generación progenitora o generación P, y a
los descendientes de ésta se les da el nombre de primera
generación filial (filo: hijo) o F1
. Al
cruzar, en la generación P, plantas de semilla lisas con
plantas arrugadas obtuvo en la F1 solamente plantas
con chícharos lisos y ninguna con chícharos arrugados.
Por lo que Mendel decidió llamar caracteres
dominantes
a los que aparecieron en la F1 (en este
caso semilla lisa) y caracteres recesivos a los que no se
presentaron en la F1 (semilla arrugada).

Así, cuando se cruzaron dos variedades puras con
características opuestas, se obtuvieron, en la primera
generación (F1), 100% de plantas con el
carácter dominante. Pero al fecundar individuos de la
F1 con individuos de la F2 se obtuvo una
proporción de 75% de plantas con el carácter dominante
y 25 % con el carácter recesivo.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE MENDEL

Mendel utilizó letras como símbolos para representar
los pares de genes. Empleó letras mayúsculas para
representar los genes dominantes y minúsculas para los genes
recesivos. A los organismos de línea pura se les
denomina homocigotos (homo: igual), porque poseen dos
factores iguales para una característica, en cambio, a los
organismos que presentan factores distintos para un carácter
dado, se les llama híbridos o heterocigoto (hetero:
diferente).

La forma de representar a los distintos tipos de organismos es
la siguiente:

AA: homocigoto dominante

Aa: heterocigoto o híbrido

aa: homocigoto recesivo

Gen dominante es el que se manifiesta cuando está
presente en condición homocigoto (AA) o heterocigota (Aa),
mientras que el gen recesivo sólo se manifiesta en
condición homocigota (aa).

COMPROBANDO LA HIPÓTESIS

Genotipo es la constitución genética
total de un individuo, se manifiesta o no, representada por
letras AA, Aa, aa; el fenotipo corresponde a las
características físicas visibles de un individuo como
resultado de la acción de los genes que
sí se manifiestan (planta con semilla rugosa). Cada uno de
los dos factores relacionados (A y a) que controlan un
carácter, se llaman alelos. Cada uno de los
progenitores aporta uno a cada par de alelos.

Estos trabajos arrojaron leyes genéticas o de Mendel.

1. La Primera Ley de Mendel o de
Segregación, establece que los dos genes que controlan
una característica se separan al formarse los gametos, por
lo que cada uno sólo lleva un gen o factor hereditario de
cada par. Es decir, cuando se cruzan 2 progenitores de raza pura
con la característica que se sigue contrastando,  toda
la 1ª filial  muestra el carácter dominante.

2.  

Mendel propuso realizar una cruza dihíbrida, en
la que se lleva a cabo una cruza entre individuos que
difieren en dos características, es decir, en dos
pares de genes a la vez.

 

 

Amarillas y lisas

Verdes y arrugadas

P

A A R R

a a r r

Gametos

A R

a r

 

F1       
A a R r

3. La Segunda Ley de Mendel o de la Segregación
Independiente, postula que cuando se consideran dos
características en una cruza, los genes que controlan uno de
los caracteres se separan y se distribuyen en los gametos de
manera independiente de los genes que controlan la otra
característica. Los factores hereditarios no se fusionan
sino que se separan durante la formación de los gametos y
vuelven a unirse en la fecundación

 

 

R: Gene dominante para característica de
semilla lisa.

r: Gene recesivo para característica de
semilla arrugada.

A: Gene dominante para característica de
semilla amarilla.

a: Gene recesivo para característica de
semilla verde.

 

 

 

R r A a

Gameto Masculino

R r A a Gameto Femenino

 

R A

R a

r A

r a

R A

RRAA

RRAa

RrAA

RrAa

R a

RRAa

RRaa

RrAa

Rraa

r A

RrAA

RrAa

rrAA

rrAa

r a

RrAa

RrAa

rrAa

rraa

Si la hipótesis es correcta, la
razón de fenotipos de la generación F2
sería 9:3:3:1. Esto es: 9 lisas amarillas, 3 arrugadas
amarillas, 3 lisas verdes y 1 arrugada verde.

  1. La Tercera Ley de Mendel o Ley de la Distribución
    independiente, postula que cuando en un híbrido se
    combinan varios genes o caracteres, estos se transmiten
    independientemente.

OTROS MODELOS GENéTICOS

Los patrones dominantes y recesivos, fueron establecidos por
Mendel, pero no son los únicos. Estos modelos llamados
patrones de herencia no mendeliana son:

1.   Codominancia o dominancia incompleta.-
Que es un patrón de herencia en el que ninguno de los dos
genes para una característica es del todo dominante o
recesivo, sino que ambos se expresan, en cierto grado, en los
organismos heterocigotos. Para simbolizar los genes codominantes,
se utilizan letras mayúsculas que se pueden distinguir con
superíndices. Así, la simbología para el color de las flores maravilla
es:

CR CR = color rojo

CB CB = color blanco

CR CB = color rosa

 

 

 

CR

CR

CB

CR CB

CR CB

CB

CR CB

CR CB

Resultados en la F1:

Genotipo: 100% CR CB

Fenotipo: 100% flores rosas

 

 

 

CR

CB

CR

CR CR

CR CB

CB

CR CB

CB CB

 

Resultados en la F2:

Genotipo: 25% CR CR

 50% CR CB

 25% CB CB

Fenotipo: 25% flores rojas

 50% flores rosas

 25% flores blancas

2.    Alelos múltiples.- Recordemos
que Mendel propuso que cada carácter está controlado
por dos posibles formas de un gen (verde o amarillo, tallo largo
o corto, etc.), las distintas formas de un gen que controla una
característica se denomina alelos. En las células
diploides de los organismos, existen dos juegos de cromosomas (uno
materno y otro paterno), llamados homólogos. Los alelos son
genes localizados en el mismo sitio, en un par de cromosomas
homólogos. Hay casos en los cuales existen más de dos
posibles alelos para una característica particular en una
población. La herencia
por alelos múltiples ocurre cuando hay más de dos
alelos para una característica particular.

Teoría
cromosómica

La llamada teoría cromosómica de la herencia se
basó en los trabajos de Mendel, Sutton y Boveri. En
está teoría, se postula que los genes (unidades que
determinan las características de un organismo), están
localizados en los cromosomas. En 1883 Bovery, comprobó que
los cromosomas están presentes en el núcleo de las
células y contienen a las unidades hereditarias. En 1903
Sutton descubrió semejanzas entre el comportamiento de los
cromosomas y el de los factores hereditarios de Mendel, de esta
forma postula la teoría cromosómica de la herencia, la
cual establece que "cada cromosoma puede contener muchos
genes".

Thomas Morgan, al experimentar con la mosca Drosophila,
descubrió que existen cromosomas diferentes en el macho y en
la hembra llamados cromosomas sexuales (XX o XY) los
demás cromosomas que determinan caracteres no sexuales son
los autosomas. La determinación del sexo depende del tipo de
espermatozoide que fecunde al óvulo, ya sea que porte un
cromosoma X o uno Y.

Los genes localizados en el cromosoma X determinan las
llamadas características ligadas al sexo. Entre ellas
están el color de ojos de la Drosophila, el daltonismo y la
hemofilia en el humano. En este tipo de herencia la hembra
portadora transmite el carácter que se manifiesta en los
descendientes del sexo masculino.

La conclusión de esta teoría fue la
determinación de tres principios fundamentales en la
genética:

1.   Los genes son las unidades de la herencia que
determinan las características específicas de un
organismo.

2.   Los cromosomas localizados en el núcleo
celular, son los portadores de los genes.

3.   Las dos leyes de Mendel, de la segregación
y de la segregación independiente se explican con base en el
comportamiento de los cromosomas durante la
meiosis

Herencia ligada al sexo

Uno de los primeros estudios se debe a Thomas H. Morgan,
quién la identifico mientras trabajaba con mutantes de ojos
blancos de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. En los
mamíferos y en muchos insectos, los machos tienen igual
número de cromosomas que las hembras, pero un "par", el de
los cromosomas sexuales, es muy diferente, en términos de
aspecto y composición genética. Las hembras tienen dos
cromosomas sexuales idénticos, llamados cromosomas X, en
tanto que los machos tienen un cromosoma X y un cromosoma Y
 (Audesirk, T.2004).

Aunque el cromosoma Y normalmente tiene un número mucho
menor de genes que el cromosoma X, una parte pequeña de
ambos cromosomas sexuales es homóloga. En consecuencia, los
cromosomas X e Y se aparean durante la profase de la meiosis I y
se separan durante la anafase I. Todos los demás cromosomas,
que se presentan en pares de idéntica apariencia tanto en
los machos como en las hembras, reciben el nombre de autosomas.
El número de cromosomas varía enormemente entre las
distintas especies, pero siempre hay un solo par de cromosomas
sexuales. Por ejemplo, la mosca de la fruta Drosophila
melanogaster tiene cuatro pares de cromosomas (tres pares de
autosomas y un par de cromosomas sexuales), los seres humanos
tienen 23 pares (22 pares de autosomas y un par de cromosomas
sexuales) y los perros tienen 39 pares (38 pares
de autosomas y un par de cromosomas sexuales).

En los organismos en que los machos son XY y las hembras son
XX, el cromosoma sexual del espermatozoide determina el sexo de
los descendientes (Audesirk, T.2004). Durante la
formación  de los espermatozoides, los cromosomas
sexuales se segregan y cada espermatozoide recibe ya sea el
cromosoma X o el Y (más un miembro de cada par de
autosomas). Los cromosomas sexuales también se segregan
durante la formación de óvulos; pero, ya que la hembra
tiene dos cromosomas X, todos los óvulos reciben un
cromosoma X (junto con un miembro de cada par de autosomas). Se
engendra un descendiente macho cuando el óvulo es fecundado
por un  espermatozoide con el cromosoma Y, y un descendiente
hembra si el óvulo es fecundado por un espermatozoide con el
cromosoma X.

Mutaciones

Una mutación es un cambio en la secuencia de bases del
DNA que puede ocasionar alteraciones visibles en el organismo.
Una posibilidad de que ocurra una mutación es por un error
en el apareamiento de bases durante la replicación, cuando
la célula se prepara con vistas a dividirse. También
puede ocurrir cambios de bases de manera espontánea; o por
ciertas sustancias químicas (sustancias mutagénicas)
como las aflatoxinas, el benceno o el formaldehído. Otro
factor causante de mutaciones son ciertos tipos de radiación, como los rayos X y los rayos ultravioleta
de la luz solar. Aunque la mayor parte de las mutaciones son
neutras o potencialmente perjudiciales, son indispensables para
la evolución porque estos
cambios aleatorios de la secuencia del DNA son la fuente
última de toda variación genética.

Es poco probable que de los cambios aleatorios en la secuencia
del DNA resulten códigos de mejoras en el funcionamiento de
los productos del gen. Sin embargo, ciertas mutaciones, no tienen
efectos o (en casos muy raros) son incluso benéficas; por lo
que si las mutaciones de los gametos no son letales, pueden ser
transmitidas a las generaciones futuras (Audesirk, T.2004).
Existen dos clases de mutaciones:

v  A nivel de gen: cuando cambia la naturaleza
química del gen y son el resultado de la omisión,
repetición, sustitución o unión defectuosa de
nucleótidos. Por ejemplo, el albinismo.

v  A nivel de cromosoma: los cambios pueden ser en la
estructura del mismo cromosoma o en alteraciones en el
número cromosómico. Por ejemplo, S. de Down, S. de
Klinefelter, etc.

Alteraciones genéticas (Mutaciones)

-         
Albinismo: Se manifiesta en los seres humanos y en otros
mamíferos en forma de piel y pelo blancos y ojos rosados
(porque los vasos sanguíneos de la retina son visibles en
ausencia del pigmento melanina que lo enmascara).

-         
Anemia falciforme: Es una
enfermedad recesiva en la que se produce hemoglobina defectuosa,
es el resultado de una mutación específica del gen de
la hemoglobina. Por lo que las células falciformes son
más frágiles que los eritrocitos normales y se rompen
con facilidad; además, tienden a aglutinarse y a obstruir
los capilares. Los tejidos que están "corriente abajo" de la
obstrucción no reciben suficiente oxígeno ni pueden
eliminar sus desechos. Esta falta de flujo sanguíneo provoca
dolor, especialmente en las articulaciones. Se producen
ataques cerebro-vasculares paralizantes
cuando las obstrucciones ocurren en vasos sanguíneos
cerebrales. 

-         
Hemofilia: es un alelo recesivo del cromosoma X que provoca una
deficiencia de una de las proteínas necesarias para la
coagulación de la sangre. Las personas que la
padecen sangran excesivamente, a causa de una herida o de
daños leves en estructuras internas y sufren moretones con
facilidad, así mismo, padecen de anemia por la pérdida
sanguínea. Un ejemplo famoso de la transmisión de la
hemofilia se observa en el árbol genealógico de la
reina Victoria de Inglaterra.

-         
Daltonismo: rasgo recesivo ligado al sexo, que provoca
deficiencia en la distinción de colores. De acuerdo a la tabla de
Ishihara las personas con visión deficiente del rojo ven un
seis y las que padecen visión deficiente del color verde ven
un nueve. Las personas con visión normal  del color ven
el número 96

-         
Síndrome de Turner (XO): Los individuos (mujeres) con esta
alteración genética carecen del cromosoma sexual Y. Su
cariotipo se resume a 45,  X. La manifestación de este
síndrome consiste en ovarios pequeños, órganos
genitales y conductos internos femeninos. Las afectadas son de
baja estatura, con cuello corto y ancho.

-         
Síndrome de Klinefelter (XXY): Los individuos que presentan
este síndrome tienen un cromosoma X extra, por lo que su
cariotipo se resume como 47, XXY. La manifestación de esta
alteración son testículos pequeños
incapaces de producir espermatozoides; los afectados son altos,
lampiños y frecuentemente tienen busto desarrollado

-         
Síndrome de Down o
trisomía 21: consiste en una copia adicional del cromosoma
21. El fenotipo de los individuos que padecen esta
alteración genética consiste en un pliegue prominente
en la esquina del ojo que les da aspecto de ojos rasgados, son de
baja estatura. La cabeza es redonda y pequeña; la lengua grande y gruesa, lo que
hace que la boca se mantengan  parcialmente abierta; las
manos son pequeñas y gruesas y los dedos tienen huellas
características; su desarrollo físico, psicomotor y
mental es lento. Su coeficiente intelectual es bajo (Audesirk,
T.2004).

Ingeniería genética

Describe los métodos de alteración estructural de
una molécula del DNA, por medio de otra de la misma especie.
Su aplicación se observa en la agricultura, ganadería y otras áreas
como la medicina. Uno de los
métodos más utilizados de manipulación
genética es la clonación de
organismos, el cual consiste en obtener "duplicados"
genéticos de un organismo al margen de cualquier tipo de
sexualidad.

Otro método es la
inseminación artificial, frecuentemente utilizado por
parejas que no pueden tener descendencia por la esterilidad del
macho o por infertilidad de la hembra. En el primer caso, se
realiza con esperma de un donante, en el segundo, si produce
óvulos fértiles puede fecundarse "in vitro" con semen
de la pareja o donante. La fecundación "in vitro",
es la fecundación de un óvulo por un espermatozoide
fuera del cuerpo de una mujer. Se lleva acabo por medio
de la extracción del óvulo de la mujer mediante  el
proceso de la paroscopia, fecundándose con el semen elegido
y se coloca en el útero materno seleccionado para su
posterior desarrollo (Audesirk, T.2004).

Origen de la vida, evolución
y diversidad

Teorías sobre el origen de la vida

En la antigüedad se pensó que la vida se había
originado por un "ser supremo" (creacionismo). Los pensadores
griegos Anaximandro y Demócrito,
fueron más allá de esta idea e indicaron que la vida
provenía del lodo o de la combinación de los elementos
agua, aire, tierra y fuego.

Durante la edad media se creyó en
las ideas de que la vida surgía de la materia inanimada, de
forma espontánea y sin proceso alguno (generación
espontánea). Fue hasta 1668 que el medico Francisco Redi,
con su teoría de la biogénesis, refutó la
teoría de la generación espontánea, argumentando
que "…la vida sólo proviene de la vida".

En el siglo XVIII el científico inglés Juan T. Neeedham
determinó que una "fuerza vital" misteriosa y
desconocida generaba vida de materia no viva (vitalismo). Pero el
naturalista italiano Lázaro Spallanzani, demostró lo
contrario: "sólo si están en contacto con el aire las
sustancias pueden surgir o existir microorganismos".

En el siglo XIX Luis Pasteur, refutó la generación
espontánea, por medio de su matraz de Pasteur o cuello de
cisne. En el cual colocó material orgánico y
observó que no se generaba vida y que los microorganismos se
encontraban en el aire.

A principios del siglo XX, Svante Arrhenius, propuso la
"teoría de la Pasperma" , que determinaba el origen de la vida a partir de
esporas o bacterias del espacio exterior (cosmozoarios), los
cuales se reprodujeron y evolucionaron, creando a todos los seres
vivos, a diferencia de la Teoría del Creacionismo basada en
la creación de la vida por un Ser supremo.

En este mismo siglo, Alejandro I. Oparin y J.B.S. Haldane,
propusieron la teoría fisicoquímica del origen de la vida. Oparin y
Haldane suponen que en la atmósfera Terrestre hace 3,500 millones
de años existía en forma de elementos C,H,O,N,S y P,
que al unirse debido a las condiciones que se encontraba la
tierra, formaron moléculas sencillas como amoníaco,
metano, sulfuro de
hidrógeno, etc. Estos, a su vez, se recombinaron para formar
moléculas orgánicas llamadas aminoácidos, que son
las unidades básicas de la proteínas.

Esta síntesis bioquímica, tuvo que
efectuarse dentro del mar, ya que tuvo que existir una
energía muy grande (ya sea solar, eléctrica (rayos) o
volcánica) para lograr estas reacciones, El último paso
dentro de esta transformación, fue en el momento en que los
aminoácidos forman las proteínas, las cuales se
aglomeraron hasta formar "coacervados" (formaciones
proteínicas que dieron origen a las protocélulas,
primeras manifestaciones de vida) (Nueva Guía propuesta
XXI).

Teorías evolutivas ó evolución
biológica

La idea de evolución es muy antigua. Aparece por primera
vez en Grecia de manera vaga en el
año 600 a.c., aunque no fue totalmente aceptada. Los griegos
y los romanos consideraban que la naturaleza y el tiempo eran
ciclos, y que los cambios constituían el reflejo de la
guía de una inteligencia cósmica.
Según la tradición grecorromana, cada vez que el mundo
iba a desaparecer, era salvado de la destrucción por los
dioses casi al final de cada siglo. Siendo este tipo de
ideologías lo que dio origen a las primeras teorías de la
evolución  en los seres vivos (Velásquez O.
2004).

Primeras ideas sobre la evolución

La ciencia antes de Darwin, fuertemente influida por
la teología, sostenía que todos los organismos fueron
creados por dios, y que cada forma distinta permanecía fija,
inmutable y sin cambio desde su creación (fijismo). Esta
explicación del origen de la diversidad de la vida fue
expresada por los griegos, especialmente por Platón y Aristóteles. Platón propuso que todo
objeto presente en la tierra era simplemente un
reflejo temporal de su "forma ideal" inspirada por la
divinidad.

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