domingo, 14 de abril de 2013

INTRODUCCIÓN

La investigación genética ha experimentado importantes adelantos a partir del descubrimiento de las leyes de Mendel. El conocimiento genético, importante en el desarrollo de la ciencia y evolución de la sociedad, tiene cada vez mayor resonancia en muchos campos, teneos: la inmunología, la química de las proteínas, la fisiología celular, la biología del desarrollo, la medicina, la agricultura y la industria.
La función más importante de la genética se proyecta hoy sobre problemas agrícolas. Nuevos modos de elevar la productividad de la agricultura y mejorar la nutrición del hombre, pueden ser logradas con la aplicación de una agricultura desarrollada en un sistema socialista en el cual la genética puede jugar un papel importante.
Aspectos tales como son la herencia poligenética, las interacciones del genotipo ambiente, la mutación, la regulación genómica, la regulación de los sistemas de reproducción, la resistencia a plagas, enfermedades y otros, factores desfavorables, tienen especial importancia en la agricultura.
El conocimiento de los principios básicos de la genética, sus leyes fundamentales; y la aplicación actual de la bioestadística son conocimientos indispensables para poder profundizar y aplicar esta ciencia.

DEFINICIÓN

Según la Loma (1963), se llama genética a la ciencia que estudia los fenómenos relativos a la herencia y la variación en los seres vivos. Su finalidad es, pues, el descubrimiento de las leyes que rigen la transmisión de los caracteres que presentan los individuos a su descendencia y a la determinación de las causas a que obedecen las diferencias que se observan entre los seres que pertenecen a esa descendencia.

OBJETIVO

La definición anterior es general, ya que se refiere a la ciencia genética en su conjunto; no obstante si tenemos en cuenta que esta ciencia tiene diversos campos de aplicación y objetivos específicos en  cada uno de ellos, podemos expresar que ella abarca según el campo de que se trate aspectos diversos como son: la naturaleza bioquímica de la herencia de las relaciones genotipo ambiente y su expresión, los aspectos evolutivos así como el mejoramiento genético de las especies de plantas y animales cultivados y la herencia y variabilidad de caracteres simples y complejos de los mismos.


CAMPOS DE APLICACIÓN

El estudio de la genética puede considerarse desde los puntos de vista, el de la genética general y el de la genética aplicada. La primera considera los fenómenos de la herencia y la variación desde su efecto exclusivamente científico, sin considerar su aplicación; la segunda por su parte aprovecha todos los conocimientos proporcionados por la genética general para conseguir la mejora de las plantas cultivadas y de los animales domésticos o para descubrir en la especie humana la influencia que tiene en la manifestación de caracteres específicos.
La genética aplicada puede orientarse en tres direcciones: la genética vegetal, genética animal y genética humana.
La genética vegetal estudia los métodos que pueden emplearse para la obtención de nuevas variedades en las plantas cultivadas, y para la mejora de las ya existentes. Además investiga el modo de manifestarse y modificarse los caracteres de mayor interés agronómico o individual, en las plantas importantes, y el modo de conducir la mejora de estas en relación con cada uno de ellos, así como la conservación de las características de nuevas variedades.
Muchos autores denominan a la genética vegetal como mejoramiento genético de las especies, o fitomejoramiento; no obstante, esta denominación no cambia el contenido antes señalado. Existe también dentro de la genética vegetal, el mejoramiento genético específico de las especies; así encontramos el mejoramiento genético, de la caña, el arroz, el café, los cítricos, etc.










lunes, 8 de abril de 2013

BOSQUEJO HISTÓRICO

Aunque la herencia ha sido un fenómeno familiar desde épocas remotas en todo el mundo, fueron necesarios muchos estudios y tiempo para aclarar los enigmas y pensamientos oscurantistas que perduraron en la antigüedad. Es razonable, que una comprensión científica de la herencia solo podrá alcanzarse a partir del conocimiento de hechos básicos biológicos, particularmente los relacionados con la reproducción y los medios por los cuales se perpetua la substancia viva.
En los siglos pasados, los hombres de ciencia emitieron hipótesis para explicar el origen y formación de las especies, estas hipótesis jugaron su papel en un momento determinado y las mismas sirvieron para dar origen a otras más avanzadas.
La ciencia en la generación espontánea compartida por numerosos materialistas hasta el siglo XIX no llegó a extinguirse completamente hasta que Louis Parteur y otros, probaron que la herencia y la materia viva van íntimamente ligadas.
Bonnet y otros enunciaron la llamada teoría de la preformación y la epigenesis. Estas teorías presumían que el cuerpo del hombre estaba ya preformado en el espermatozoo o en el huevo.
En 1866 Darwin expone su teoría de la pangénesis; la cual considera que cada célula del cuerpo producía sus propias copias llamadas gémulas que yendo a través del torrente circulatorio llegaban a las células sexuales y las transmitían las características del organismo.
Weiman desafiando la ciencia de los caracteres adquiridos, desarrolló la teoría del plasma germinal, que representó un paso hacia adelante en la comprensión de la herencia. Consideró a los tejidos reproductores – las células germinales y las que de ellas proceden como plasma germinal, que supuso separado y distinto de los otros tejidos del cuerpo (somatoplasma); Weiman demostró que el plasma germinal se perpetúa a si mismo, e inicialmente, engendra la formación del resto del cuerpo, el soma. El lenguaje moderno (que no empleó Weiman) deberíamos decir que los genes se reproducen por si mismo y que el resto del cuerpo es un subproducto de su autoreproducción. Esto explica por que los cambios inducidos por el ambiente en el cuerpo, en el soma, no se transmiten al plasma germinal, como ocurriría si la pangénesis fuera cierta. Por tanto, los caracteres adquiridos no se pueden heredar.





LA GENÉTICA EN EL SIGLO XX MENDEL

Las primeras pruebas que todavía son las más concluyentes de la existencia de genes, proceden de fenómenos de segregación de caracteres observados en la descendencia de híbridos entre individuos o cepas que difieren en algún aspecto reconocible.
El principio de la segregación fue formulado por Gregorio Mendel, bajo tan peculiar circunstancia, que el mundo científico no la apreció o reconoció hasta después de transcurrido un lapso de 34 años.
Mendel suministró la primera prueba de una teoría que explica la herencia mediante la transmisión de unidades en las células reproductoras, con lo que se puso fin a las teorías anteriores.
Mendel trabajó durante 7 años con variedades de guisantes, presentó los resultados de sus experimentos, juntamente con las generalizaciones que actualmente se conocen como “Leyes de Mendel”.









ALGUNOS GENETISTAS DEL SIGLO XX


En 1900 la ley de la segregación fue descubierta de nuevo casi simultáneamente por tres investigadores deferentes, que obtuvieron resultados semejantes a los de Mendel. Estos tres científicos De Vries en Holanda, Correns en Alemania y Tscherma en Austria proclamaron la importancia de los trabajos de Thomas A. Morgan, a los inicios de este siglo, partiendo de los principios mendelianos y trabajando en drosophila, Melanogaster formuló la teoría cromosómica de la herencia.
Johnson en 1911 distinguió los conceptos de genotipo y fenotipo que aclaró muchas dudas en su época. En 1937 Muller probó que era posible provocar cambios genéticos utilizando rayos X en Drosophila.
Más recientemente en 1953, Watson y Crik proponen un modelo que explica la duplicación del material genético.









CONCEPTO DE GENOTIPO Y FENOTIPO

Dada la importancia que tienen estos conceptos y su uso de los primeros capítulos introducimos los mismos siguiendo la interpretación de Dubinim.
Fenotipo.- Complejo total de caracteres de los organismos, anatómicos, fisiológicos, bioquímicos, psíquicos, etc. Representa el producto del desarrollo que transcurrió a base de la interacción de los factores internos (del genotipo) y externos (condiciones ambientales).
Genotipo.- Complejo total de información genética propia del individuo dado (complejo de genes, constitución hereditaria).
Duvinin, Wrighit, Falconer, Lerner y muchos otros han hecho importantes aportes en los conocimientos genéticos de la mutación y la genética cuantitativa.






HERENCIA Y VARIABILIDAD ENTRE LOS SERES VIVOS


No existen dos individuos que sean exactamente igual. La razón primaria de esto es que el ambiente del organismo nunca es igual en distintos lugares y en tiempo diferente. Dos individuos con la misma constitución genética pueden adquirir fenotipos distintos si se hallan en condiciones distintas. De la misma manera individuos desarrollados en las mismas condiciones pueden tener genotipos diferentes, dando por tanto fenotipos distintos.








HERENCIA BIOLÓGICA Y CONCEPTO DE GEN

La herencia es esencialmente una autoreproducción del organismo a expensas del ambiente. La autoreproducción se manifiesta con toda claridad, cuando los individuos de una generación se convierten en padres de la próxima generación, y una ínfima porción del cuerpo de un individuo de origen a un nuevo cuerpo semejante al primero.
Las causas de las semejanzas entre individuos son determinadas por los genes. A medida que dos individuos posean más genes iguales serán más parecidos si viven en condiciones semejantes. Los únicos objetos que se heredan biológicamente de los padres son los genes contenidos en los cromosomas de las células, los cuales pasan a través de los gametos a los nuevos individuos.
Los genes, responsables de la herencia son unidades hereditarias presentes en los cromosomas encargados de transmitir los caracteres de los progenitores a su descendencia.








VARIACIÓN DE ORIGEN GENÉTICO


La variación genotípica o hereditaria, se origina por las variaciones en los elementos responsables de la herencia, los genes, que experimentan cambios llamados mutaciones de forma cambiada de un gen puede transmitirse y entrar en diversas combinaciones con otros genes cambiados, o no; produciéndose así la variabilidad genotípica. Por lo tanto las variaciones genéticas que exhiben los seres vivos, pueden ser debida a la recombinación de los factores hereditarios o a mutaciones.
La recombinación de factores mendelianos o genes puede dar ocasión a una variación de bastante intensidad en las descendencias. Todos los fenómenos hereditarios contribuyen a producir la variación en este caso: la segreción, la recombinación de genes, que tiene lugar durante la reducción cromática al formarse los gametos, el intercambio homólogo, simple o doble, y la fusión de gametos para formar el cigote determinan la variabilidad genética.

VARIACIONES CONTINUAS Y DISCONTINUAS

La variación de la descendencia de un mismo par de progenitores se puede presentar de dos maneras fundamentales distintas, constituyendo lo que se llaman variaciones continuas y variaciones discontinuas. Las primeras se manifiestan por pequeñas diferencias, de modalidad generalmente cuantitativa, que afectan a todos los órganos y caracteres de los individuos y que siendo variables en intensidad y sentido para cada órgano y para cada caracter, dan origen a la fisonomía peculiar de cada individuo.
En contraposición a las variaciones continuas existe otro tipo de variación que se denomina variación discontinua. Comprenden a este tipo todas aquellas variaciones morfológicas o funcionales que aparecen de un modo repentino o en uno o varios individuos aislados de una misma generación o descendencia, ambos tipos de variación tienen por lo menos en parte un origen genético que puede ser simple o complejo en dependencia del número de genes que intervengan.

VARIACIÓN AMBIENTAL

Señalamos anteriormente que iguales genotipos pueden manifestar distintos fenotipos si se hallan en condiciones distintas de alimento, temperatura, luz, humedad y otros factores externos. Estas diferencias entre organismos de herencia semejante se denominan variaciones ambientales o modificaciones; las mismas no heredables.
Medidas de la variación.
La descripción de la variación biológica es el punto de partida de todo estudio biológico. El genetista debe distinguir los componentes genéticos y los no genéticos de la variación cuando trata de discernir el modo de transmisión hereditaria de un rasgo genético. Con tal fin se emplea métodos estadísticos en la ciencia de la genética.

NORMA DE REACCIÓN DE UN GENOTIPO

-->
La principal conclusión que debe sacarse de los aspectos anteriormente tratados es que las características que constituyen el fenotipo de una planta o animal (aspecto, estructura, fisiología, comportamiento), están determinados por la interacción de su genotipo con el ambiente.
Un mismo genotipo reacciona ante diferentes ambientes de maneras diversas, por lo que adquieren fenotipo distinto.
Los diversos fenotipos que pueden originarse por la interacción entre un genotipo dado y varios ambientes en que pueda vivir este genotipo constituyen la norma o amplitud de reacción del mismo.
Este concepto tiene gran utilidad práctica, ya que tienen aplicación conocer como responderá un genotipo dado a cierto ambiente que realmente existen o que pueden crearse. Se pueden medir los efectos de factores como la cantidad y clase de un abono, o el comportamiento de varias variedades en una zona, etc. Estas determinaciones tienen gran importancia económica.


REPRODUCCIÓN.

-->
La reproducción consiste una de las características fundamentales que distingue a los seres vivos de los objetos o sustancias inanimadas.
Los seres vivos al reproducirse transmiten a su descendencia sus propias características y esto solo es posible mediante la transmisión de partículas materiales, portadoras de la herencia de generación en generación.
Es por tanto de vital importancia para la genética, conocer el proceso de reproducción de los seres vivos, que se presenta de diferentes formas en los distintos organismos, pero en todos posee una base celular semejante.
 







LA CÉLULA

-->
La célula es una unidad morfológica y fisiológica en la estructura de los seres vivos, pudiendo considerarse como un organismo en si misma, a menudo muy especializado y compuesto por muchos elementos, la suma de los cuales, no solo constituyen la unidad celular, si no que tiene un significado particular en el organismo (célula) considerando en su totalidad.
A continuación se ofrece una breve descripción de la estructura celular destacando solo los rasgos principales y necesarios para la comprensión de los fenómenos relativos a la transmisión de los caracteres hereditarios.
El cuerpo de la célula o protoplasto está constituido por dos elementos fundamentales: el núcleo y el citoplasma.
El núcleo o porción más densa de la célula se encuentra rodeada por el citoplasma y separada de este por la membrana nuclear .
El citoplasma, menos denso que el núcleo, está constituido por una masa viscosa y coloidal y se encuentra encerrado por la membrana celular, semipermeable a través de la cual se verifica el intercambio metabólico. En las células vegetales, existe además una membrana celular de celulosa o de sustancias afines.

NÚCLEO CELULAR.


Debido a su importancia como director principal de la actividad celular y la herencia, el núcleo constituye el centro de nuestra principal atención para la identificación del material genético. Bajo la observación al microscopio electrónico el núcleo a parece rodeado por una membrana de doble pared que parece estar en activo contacto a través del retículo endoplasmático, con muchas de las membranas citoplasmáticas.
Contenido en el jugo nuclear o cariolinfa se encuentra el retículo de cromatina que posee gran afinidad por los colorantes básicos y está constituido por nucleoproteínas. Durante el proceso de división celular la cromatina se organiza y divide en pequeños cuerpos llamados cromosomas. En adicción a los cromosomas usualmente existen uno o más cuerpos redondos los nucléolos, asociados a regiones cromosómicas específicas que reciben el nombre de organizador nucleolar.









CICLO CELULAR.

En el curso de su vida, toda célula posee dos periodos, uno de interfase o de no
división y otro de división por medio de la cual se producen dos células hijas. La frecuencia de este ciclo depende del tipo de célula, así por ejemplo, en la médula ósea se producen 10 millones de glóbulos rojos por segundo, en cambio, en las células nerviosas la interfase puede durar toda la vida del organismo, siendo excepciones las divisiones.
En el período de interfase encontramos una etapa de síntesis de proteína, en el cual, las células que han resultado de la división aumenta su volumen, una etapa de duplicación del material genético (DNA) y una tercera etapa de aparente calma o reposo, en el cual la célula se prepara para entrar en división.