Repaso de conceptos clave sobre Evolución y Genética

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Clase de repaso para el escrito Evolución: Las observaciones geológicas, geográficas y biológicas de Darwin le convencieron de que las especies existentes surgieron por descendencia y modificación de otras especies ancestrales. La selección natural, se basa en la observación de que las poblaciones tienden a estar compuestas por más descendientes de los que el entorno puede alimentar, lo que conduce a una lucha por la supervivencia entre esos descendientes. Aquellos organismos con características hereditarias que les permitan adaptarse a su entrono son más capaces de sobrevivir y de reproducirse que los que están dotados de caracteres menos adaptados.

A lo largo de un gran período de tiempo, una serie de pequeñas pero ventajosas variaciones se irán acumulando. Si una población que porte estas variaciones heredadas queda reproductivamente aislada, puede producirse el nacimiento de una nueva especie. Existe en la naturaleza dos tipos de reproducción: Asexual, dónde el nuevo ser comparte la información genética de su antecesor (del que proviene). Sexual, formación de nuevos seres a partir de los gametos (células reproductoras) que permite combinaciones genéticas diferentes. ¿Por qué la mayoría de los seres vivos presentan esta última forma de reproducción?

Una de las respuestas es que los hijos de cada pareja presentan una gran variación de genotipos que pueden permitir la supervivencia de algunos en nuevas situaciones. ¿Qué es un gen? Es un tramo de la molécula de ADN que contiene la información genética para la formación de un producto útil para la célula (generalmente proteínas). ¿Qué es el genotipo? Es el conjunto de genes que tiene un organismo para un carácter dado. ¿Qué es el fenotipo? Los rasgos observables determinados en el genoma de un organismo. ¿Dónde se encuentra esta información? En el ADN, que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas. Este se encuentra unido a proteínas constituyendo la cromatina.

Cuando la célula se está por dividir (mitosis) o x formar los gametos (meiosis) la cromatina se compacta más dando lugar a los cromosomas. Imagen coloreada de la dotación cromosómica de un varón de la especie humana. Dispuestos de esta manera la dotación se denomina cariotipo. En las células (salvo en los gametos) los cromosomas se presentan en parejas, denominadas cromosomas homólogos. Los miembros de cada pareja son aportados por cada uno de los progenitores y son idénticos en tamaño y forma. Cromosoma I de D. melanogaster mostrando la ubicación de diversos genes. Los cromosomas pueden contener centenares de genes.

¿Cómo y cuándo ocurre la variación de los genotipos de los hijos de una pareja? Ocurre durante la formación de los gametos del padre y de la madre (meiosis). Gracias a la meiosis, cada cigoto formado posee una combinación de genes diferente de la combinación genética de sus hermanos, aunque provengan de la misma pareja. En este momento la célula formada (gameto) debe pasar a tener la mitad del número cromosómico de la especie para que al juntarse con el otro gameto se pueda reestablecer dicho número cromosómico.

Imaginemos, como en el ejemplo, una especie con 4 cromosomas, o sea, con dos pares, donde uno de cada par fue aportado por la madre (por ejemplo, en color azul) y el otro por el padre (por ejemplo, en color rojo). En un momento de la meiosis los cromosomas homólogos se unen a lo largo e intercambian trozos de ADN en dos o tres regiones. Quedan así constituidos cromosomas con información genética diferente, recombinados: los de origen materno contienen grupos de genes de origen paterno y los paternos contienen genes maternos. Luego de esta división celular, la combinación de cromosomas maternos y paternos en el único juego obtenido del gameto se produce al azar.

En esta supuesta especie de 4 cromosomas, el número de combinaciones cromosómicas posibles en los gametos es de 4. Observa en el siguiente ejemplo como en una célula con tres pares de cromosomas existen 8 combinaciones diferentes de los gametos formados. En el caso de la especie humana las posibles combinaciones de los 23 cromosomas son 8.388.608.