bases de la genética

Primeramente hay que saber que un individuo está compuesto por células. Dentro de esas células hay un núcleo, que contiene el ADN: programa de fabricación y funcionamiento del organismo. Todo lo que compone el ser fisiológico está ahí dentro codificado: el sexo, los huesos, los pelos, los pigmentos, los tipos de enzimas, las enfermedades genéticas, etc.
En esta página vamos a ver, de una manera simple, como la información del ADN se transmite de un individuo a otro y como puede cambiar.

El ADN es como una cadena muy muy larga de informaciones sobre el individuo, que está entremezclada... un poco del estilo "he intentado desenredar una pelota de lana".
Existen procesos cuando se crean nuestras células, cuando se dividen, que organizan esa "pelota de lana". Así se crean cromosomas.

Los cromosomas están siempre en doble, que forman pares de cromosomas homólogos. La cantidad de los pares de cromosomas varían según las especies animales, y si salimos de las especies de animales, algunos no tienen solamente pares!
Cada individuo, en los animales, tiene un código de fabricación que es 2 x (una cantidad de "n" pares de cromosomas). Se anota: 2N. Así si una especie tiene 3 pares pues se anotará: 3N, eso es que tiene 6 cromosomas en total que codifican su información genética.

Uno de los pares homólogos no está siempre compuesto por dos cromosomas idénticos, se trata del par de cromosomas sexuales, que se designan XX para una hembra y XY para un macho. Es esta única diferencia la que hace que seamos hembras o machos!

Los cromosomas visibles, únicamente cuando se dividen las células, son una forma mas práctica que la "pelota de lana" para hablar de ADN, lo representamos siempre así:

- Con la forma de un simple palito (así los hilos largos están juntos) que representan nuestro ADN en tiempo normal y esto es la forma para retener.

- Con la forma de una X, forma que toman los cromosomas justo antes de la división célular (así cuando se dividen las dos "ramas" del X se separan en dos "palitos" idénticos, para que cada célula herede de uno de los dos "palitos"). Esta forma es solo útil para comprender como se pasan las divisiones célulares, y así para ver como se hace la repartición del ADN entre las dos células.

La transmisión.

Los dos padres son individuos con 2N cromosomas que codifican la información de cada uno. ¿Cómo hacen para transmitirla a un nuevo individuo? ¡Es la magia de la vida! ¡que hace que 1+1=1 y no 2! Para comprender la cosa vamos a hablar más detalladamente de lo que le pasa al ADN cuando se divide para las células. 

Divisiones celulares y células sexuales: las claves del nuevo individuo 

Todas las células de nuestro organismo tienen un ADN idéntico de forma 2N cromosomas... ¿todas? ¡No! hay una excepción: las células sexuales: ¡óvulos y espermatozoides! Su producción no ocurre de la misma forma que para las otras células, no tienen 2N cromosomas, ¡tienen sólo N cromosomas! No tienen un par completo, pero si cromosomas de cada par. 

Es importante que a este nivel se comprenda el proceso de la división celular. Existen dos tipos:

- Una que da dos alelos idénticos a ADN idénticos: la mitosis

- El otro que da dos células que no tienen el mismo ADN: la Meiosis

En los dos casos el ADN empieza a compactarse en cromosomas, y a multiplicarse por dos (la forma de X). Es al momento de repartirse entre las dos células que ocurre "la magia".

La mitosis: la división clásica 

La mitosis ocurre cuando un tejido de nuestro organismo tiene que crecer o renovarse. Una célula se divide para dar dos idénticas, que a su vez se dividen para dar cuatro idénticas, etc. Así mismo, si todas las células que nos componen no tienen el mismo uso (células de la piel, del hígado, de los músculos, etc.) dentro de cada una hay un núcleo que contiene un ADN idéntico al de todas las otras células, de tipo 2N. La información contenida dentro de los cromosomas es transmitida idénticamente.

La meiosis: la división celular que produce las células sexuales 

La meiosis es una división celular específica a las células sexuales, a saber las células que darán los espermatozoides y los óvulos, que llamamos "gametos".

Su objetivo no es dar células idénticas a 2N pero al contrario, dar células que tienen un medio-ADN. Esas células sólo tienen N cromosomas.

Y cuando dos células sexuales se encuentran...

Es ahora que toda la magia de la vida entra en juego, con la reproducción. Paso los preliminares ^_^ y vamos directamente al encuentro de un óvulo y un espermatozoide.
Cada uno es una célula a N cromosomas, y van a hacer una célula única que tendrá 2N cromosomas. Así el nuevo individuo formado hereda, por cada par de cromosomas de su ADN, de un cromosoma de papá y un cromosoma de mamá. ¿Qué lindo no?

Bueno... ¿y la diversidad de cada individuo? ya llegaremos a ello. Hay que volver al hecho de que el ADN codifica el ser fisiólogico todo entero.

La expresión del ADN 

¿Cómo puede este conjunto de moléculas decir si tendremos los ojos azules o un rabo peludo?

No es fácil simplificar este problema... El orden de las moléculas en el conjunto, es el codigo. Sólo hay 4 tipos de moléculas, que segun el orden define un carácter (por vias mas complejas que no detallaremos aquíi). Así si en el hilo de ADN hay "1-1-4-3-2-2" significa ojos azules, y si la secuencia es "1-1-4-3-3-2" significa ojos marrones. Estas secuencias son diferentes versiones del gen "color de ojos". Es una gran simplificación, porque un gen no se situa forzosamente todo junto, puede estar un cachito aquí y un cachito allá, con enlaces entre los diferentes cachitos de la secuencia. Pero representaremos los diferentes genes en cachitos juntos para que sea mas fácil de comprender.

Lo que hay que retener es que el ADN es un codigo y que se encuentran "trozos" en cada parte de los cromosomas que codifican cosas diferentes (color de ojos, aspecto del pelo, forma de las orejas, producción de las enzymas, etc.) Cada secuencia forma un gen, del cual pueden existir diferentes versiones. Estas versiones diferentes de un mismo gen son llamadas alelos.

Gen simple, gen complejo

Si sólo hay un gen que codifica para un carácter:

- Se tendrán los ojos azules o los ojos marrones, según la versión del gen "color de ojos" que cada individuo tendrá. Se dice que el gen es simple.

Si al contrario es necesario que haya mas genes para obtener un carácter:

- Se tendrán los ojos azules si a la vez se es rubio, una piel verde y los dos genes que autorizan los ojos azules. Se dice que el gen es complejo.

Aquí ya se habla de cosas mas problemáticas que superan el nivel del que vamos a hablar en esta página. Pero en el caso que nos interesa al final, hay que saber que la mayoría de los genes se comportan como "genes simples" (en una información "sí o no") cuando se hablan de colores, pelo u orejas. Pero cuando se habla de marcajes, la mayoría de las veces se tratan de "genes complejos"... y es por eso que muchas veces las informaciones no existen de manera precisa y facilmente utilizable.

Los genes que tocan a la salud son muchas veces genes complejos: los diversos genes de sensibilidad a un tumor, hormonas sexuales, megacolón genético, manx (ratas sin rabo), son muchos ejemplos de genes que implican varios factores genéticos diferentes. 

¿Cómo cohabita toda esta información? 

Todo está en doble... ¿que secuencia va a expresarse si los dos no son los mismos?

Hay dos casos:

- Uno de los genes es "más fuerte" y se expresa por encima del otro. Es llamado "dominante", el otro que está presente pero no se expresa es llamado "recesivo".

- Los dos genes se expresan al mismo tiempo. Se llaman "codominantes".

Como todo no se expresa, transportamos mucha más información genética que la que dejamos aparentar físicamente.

Llamamos esto "genotipo": el conjunto de las informaciones que transportamos y "fenotipo": el resultado de los genes que expresamos (lo que se ve físicamente). Dos individuos de idéntico aspecto tienen el mismo fenotipo, pero no obligatoriamente el mismo genotipo.

Ahora un dibujito para explicarlo mejor:

Vamos a ver lo que da para un dividuo. Para que sea más fácil de comprender, vamos a imaginar que es un individuo "pelota" con un solo par de cromosomas que codifica para su color.

Así, según los ejemplares del gen que tenemos, somos:

- Homocigoto: si tenemos dos ejemplares idénticos. En el ejemplo de las pelotas son los individuos B/B, R/R y b/b.

- Heterocigoto: si tenemos dos ejemplares diferentes para un mismo gen (aquí es útil conocer el tema de alelo, porque sería más justo decir que un individuo tiene dos alelos diferentes para un mismo gen). En el ejemplo de las pelotas son los individuos R/B, R/b, B/b.

Seguimos con nuestro ejemplo, se puede constatar que una pelota de color azul o roja puede ser heterocigota u homocigota, sin embargo una blanca solo puede ser homocigota.

A retener: el aspecto de un individuo que es por genes dominantes puede tener genotipos diferentes, si transporta genes recesivos, que no se expresan (puede ser homocigoto para ese gen o heterocigoto. Se dice que es "portador" del gen recesivo). El genotipo de un individuo que se expresa por genes recesivos, no tiene, por definición, genes dominantes (es obligatoriamente homocigoto para ese gen). 

Primera conclusión hacia los animales 

A partir de aquí ya teneis nociones para comprender la genética de los aspectos de los diferentes animales de los cuales hablamos.

Recapitulemos los conocimientos:

- Cada animal tiene un patrimonio genético compuesto por diferentes pares de cromosomas. En esos cromosomas están situados los diferentes genes de aspecto que nos interesan.

- Transporta cada información en doble, pero no siempre la misma versión. Si su aspecto viene de un gen dominante puede además portar genes recesivos, que no se ven. También para expresar un gen recesivo le hará falta obligatoriamente ser homocigoto de dicho gen. También pueden existir informaciones que se expresan al mismo tiempo.

- Cuando se fabricarán las celulas sexuales solo habrá un cromosoma de cada par en cada celula sexual, así puede transmitir al azar una versión de un gen o el otro a su descendencia.

Aparición de una nueva versión de un gen: las mutaciones 

Hay que saber que el proceso de duplicación de forma del ADN, cuando los cromosomas se dividen en dos (la famosa forma "X"), no es siempre muy exacto. Pueden surgir errores en el código formado por las moléculas si una de ellas es remplazada por otra. Estos errores son llamados "mutaciones". Generalmente no tienen consecuencias porque una gran parte del ADN codifica mucho, y cuando esto ocurre, a genes que "sirven para algo" pues gracias la doble información, el otro gen, compensa el defecto. Es una seguridad. Pero de vez en cuando estos pequeños errores tienen consecuencias y nuevos carácteres aparecen.

Si volvemos al ejemplo del color de los ojos: al principio todos teníamos ojos marrones, y gracias a divisiones celulares y errores, ¡terminó apareciendo el gen de los ojos azules en el ADN!

Así, durante una pequeña meiosis sin historia, el gen de los ojos marrones (1-1-4-3-3-2) ha cambiado un tres en un dos. Y así se volvió "1-1-4-3-2-2", ¡el gen de los ojos azules! un pequeñito error que al principio no se veía, porque es recesivo. Pero como se produjo varias veces, un día dos individuos que lo tenián, tanto el uno como el otro, en su ADN, lo transmitieron a sus hijos. ¡¡Imaginaos el trauma que les hizo en aquel momento!! También hubo los ojos verdes, los ojos miel, etc. y ahora pues los Hombres tienen los ojos de diferentes colores.

El principio de la evolución 

Lo que explicamos aquí, más allá de una simple diversidad de la población, ¡es la EVOLUCIÓN!

A base de pequeños errores, ¡el primer ser viviente unicelular se ha vuelto todo lo que conocemos hoy!

¿No veis la importancia en todo esto, porque lo único que interesa es hacerle tener una camada a su mascota?

Vais a ver ahora todo el interés de esta página (o eso espero :-D)

Pequeños errores que cambian un individuo, hay muchos, todo el tiempo. Algunos pasan desapercibidos y desaparecen poco a poco del ADN en circulación, porque el mecanismo de verificación elimina las mutaciones poco a poco, simplemente porque el carácter obtenido no es interesante para la supervivencia en el mundo.

Ejemplo: un caballo que nace con una sola pata... no va a vivir mucho seguramente... y no tendrá descendencia. Su gen se irá con el. Sin embargo un lagarto que nació con alas, pudo ir a ver en el cielo para comer y protegerse de los depredadores. Como no fue el único, después, en tener esa mutación, ¡ahora existen los pájaros!

Claro que se necesitaron millares de años para llegar hasta nuestra actual fauna... cada día pueden aparecer nuevas especies, y cada especie continua evolucionando de esta manera.

También es así que aparecen enfermedades genéticas que se esconden en los genes de cada uno y pueden resaltarse cuando los genes "defectuosos" están en doble en un individuo. El doble de nuestra información genética es una protección suplementaria contra estos últimos.

Crossing-over 

Ay ay ay... catastrofe... pensábais comprenderlo todo, y ahora alguien en un foro, o un amigo, os hace un cacao mental hablandoos de "crossing-over" y habla de la importancia del sitio del gen en el cromosoma...

¡No panic! ahora os damos un complemento de información sobre las bases de genética de más arriba y explicamos de lo que se trata ^_^

Los diferentes genes que codifican el aspecto del individuo están repartidos sobre varios locus y sobre diferentes pares de cromosomas. Algunos, mismo si no están vinculados a nivel de "efecto", están en el mismo par de cromosomas.

Lo ideal ahora es poner un ejemplo :-)

Reutilizamos nuestro locus del "color de ojos" que sirvió hasta ahora, llamando "m" el alelo que da el color de ojos marrones, "b" el que da el color de ojos azules, y metemos todo esto en el mismo cromosoma de un locus del "apecto del pelo" con un alelo "rizo" anotado "f" y un alelo "liso" anotado "l". A nivel de presentación el par de cromosomas homólogos obtenemos esto:

Cuando se producen las celulas sexuales, la meiosis debería pasarse así:

Ahora se puede pasar un "crossing-over", es decir, cuando las células de un mismo par están en forma de "X", listas para dividirse, se van a entremezclar e intercambiar un cacho (el cacho intercambiado es idéntico para uno y para el otro, sino se lleguan a grandes aberraciones genéticas)

Nuestros cromosomas remezclados van a pasar por el mismo proceso de meiosis y dar nuevas posibilidades de células sexuales

Hasta aquí no cambia nada a los calculos genéticos (para las camadas), ya que de todas formas se han considerado los diferentes genes, independientemente de sus posiciones en los cromosomas. Esta manera de ver, que simplifica el problema, es generalmente la buena, no se tiene que dar mucha importancia al crossing-over.

Pero... (sí sí, tiene que haber un pero) existen algunos casos en donde puede influenciar el resultado de los cálculos (son casos raros en las ratas).

Hay que imaginar ahora que la mutación que dió el gen del pelo rizo tuvo lugar en el cromosoma que tenía también la mutación de los ojos azules. Si los dos genes tienen una posición alejada el uno del otro, esto no importa mucho, porque algunos crossing-over más adelante se encontrarán cromosomas que tendrán a la vez el gen "ojos marrones" y el gen "pelo rizo".

Sin embargo, si los dos genes tienen una posición muy cercana, la posibilidad para que se separen es prácticamente nula. El pelo rizo quedará asociado a los ojos azules.

Así, pueden existir genes, que sin tener ninguna relación directa serán siempre asociados, habrá que considerarlos siempre juntos cuando se calculan las camadas, o combinaciones muy raras pueden aparecer ocasionalmente con un crossing-over improbable. Estas son probabilidades que hacen surgir historias de tasas de recombinación y otras torturas mentales, de las cuales sinceramente no hay que preocuparse a este nivel (si algun día le explican que un gen esta obligatoriamente asociado con otro, pues ya sabe por qué, no hace falta interpretar su tasa de recombinación) 

En el dibujo de arriba, los genes alejados pueden fácilmente ser separados del resto del cromosomas. Es lo que se llama la tasa de recombinación. Cuanto más grande sea la distancia, más aumenta la tasa de recombinación. Además, más alejados son los genes el uno del otro, más aumenta la tasa entre esos dos genes en particular. Es por eso que la "distancia genética" es la mayoría de las veces evaluada en probabilidades, en vez de distancia física, porque es un dato más importante para la selección.

Fuentes: http://www.darkshadowrattery.es/