Fallas en El Control de Crecimiento y Division Celular

FALLAS EN EL CONTROL DE CRECIMIENTO Y DIVISION CELULAR

Un error en las células puede hacer que se desarrolle un cáncer. Los factores que lo propician son hereditarios y externos, por ejemplo, la exposición al sol, las sustancias químicas y el proceso de envejecimiento. El cáncer se origina debido a la acumulación paulatina de daños en las células que ya no pueden revertirse, y por mutaciones genéticas que raras veces son hereditarias. La mayoría de ellas se generan durante el transcurso de la vida. Cada célula de los 100 billones que forman nuestro organismo puede mutar alguna vez, es decir, pasar de ser una célula que funciona normalmente a ser una célula cancerosa. ¿Qué factores producen cáncer? Entre las causas que pueden producir mutación celular se cuentan los rayos ultravioleta, los rayos X y las sustancias químicas, entre ellas, en benzopireno, un hidrocarburo policíclico aromático que se origina por combustión y que es inhalado, sobre todo, por los fumadores. Tomar conciencia ayuda a evitar el cáncer El benzopireno se transforma en el organismo en una sustancia que se adhiere al ácido desoxirribonucleico (ADN), modificando su estructura. Eso afecta la división celular y, por ende, propicia las mutaciones. Cuanto más tiempo se fume, más sustancias cancerígenas se absorben, y, por lo tanto, mayor es el riesgo de que alguna vez se produzcan daños permanentes en las células. La probabilidad de que se originen mutaciones celulares aumenta con la edad, simplemente porque, al envejecer, el cuerpo deja de funcionar de manera óptima, y así se pueden producir errores en la división celular. Un pequeño error de consecuencias graves Ya un ínfimo daño en una célula puede hacer que el cuerpo deje de producir una enzima importante. Tal vez la produzca con una ligera modificación, pero ya no trabaja como debería. Especialmente graves son las mutaciones que afectan a los genes y, con ellos, a las enzimas, que determinan el crecimiento de las células, dado que a causa de ello el ciclo celular se modifica, y con él, la célula misma. Tumores benignos y malignos Las células cuyos genes se modificaron pueden transformarse en células tumorosas que crecen y se dividen sin control. Si las células dañadas se multiplican y permanecen en el mismo lugar en el que crecieron, se forma un tumor benigno, que puede ser erradicado a través de una operación.

Si por el contrario, algunas células se desplazan fuera del tumor y se ubican en otros lugares del organismo para continuar multiplicándose, se forma un tumor maligno. Las formaciones del tumor producen nuevos vasos sanguíneos a través de los cuales éste se alimenta y puede crecer en lugares distantes del cuerpo, alejados de donde se originó. Protección natural contra el cáncer La naturaleza cuenta con un sistema de protección contra mutaciones celulares. Se trata de un mecanismo de reparación formado, por ejemplo, por enzimas que controlan constantemente el ADN y lo mejoran. Otras enzimas destruyen células dañadas que podrían transformarse en células cancerosas. Pero también ese mecanismo puede fallar, por ejemplo, porque las enzimas que controlan los daños celulares tengan, a su vez, una falla en su ADN, o porque no estén ya en condiciones de cumplir con su tarea. También puede suceder que las enzimas tengan demasiado trabajo y no lleguen a cubrir toda la demanda celular. Entonces es posible que no detecten un daño celular, y que este se convierta en un cáncer. El modo en que funciona este mecanismo varía de acuerdo con el individuo.

LA HERENCIA

La herencia genética es la transmisión a través del material genético existente en el núcleo celular , de las características anatómicas, fisiológicas o de otro tipo, de un ser vivo a sus descendientes. La herencia consiste en la transmisión a su descendencia los caracteres de los ascendentes. El conjunto de todos los caracteres transmisibles, que vienen fijados en los genes, recibe el nombre de genotipo y su manifestación exterior en el aspecto del individuo el de fenotipo. Se llama idiotipo al conjunto de posibilidades de manifestar un carácter que presenta un individuo. [cita requerida] Para que los genes se transmitan a los descendientes es necesaria una reproducción idéntica que dé lugar a una réplica de cada uno de ellos; este fenómeno tiene lugar en la meiosis. Las variaciones que se producen en el genotipo de un individuo de una determinada especie se denominan variaciones genotípicas. Estas variaciones genotípicas surgen por cambios o mutaciones (espontáneas o inducidas por agentes muta génicos) que pueden ocurrir en el ADN. Las mutaciones que se producen en los genes de las células sexuales pueden transmitirse de una generación a otra. Las variaciones genotípicas entre los individuos de una misma especie tienen como consecuencia la existencia de fenotipos diferentes. Algunas mutaciones producen enfermedades, tales como la fenilcetonuria, galactosemia, anemia de células falciformes, síndrome de Down, síndrome de Turner , entre otras. Hasta el momento no se ha podido curar una enfermedad genética, pero para algunas patologías se está investigando esta posibilidad mediante la terapia génica. Lo esencial de la herencia queda establecido en la denominada teoría cromosómica de la herencia, también conocida como teoría cromosómica de Sutton y Boveri : 1. Los genes están situados en los cromosomas. 2. Los genes están dispuestos linealmente en los cromosomas. 3. La recombinación de los genes se corresponde con el intercambio de segmentos cromosómicos (Crossing over ). La transferencia genética horizontal es factor de confusión potencial cuando se infiere un árbol filogenético basado en la secuencia de un gen. Por ejemplo, dadas dos bacterias lejanamente relacionadas que han intercambiado un gen, un árbol filogenético que incluya a ambas especies mostraría que están estrechamente relacionadas puesto que el gen es el mismo, incluso si muchos de otros genes tuvieran una divergencia substancial. Por este motivo, a veces es ideal usar otras informaciones para inferir filogenias más grandes, como la presencia o falta de genes o su ordenación, o, más frecuentemente, añadir el abanico de genes más amplio posible.

HERENCIA. TRANSMISIÓN DE LOS CARACTERES.

Todas las personas presentamos unas características comunes que nos definen como seres humanos. Sin embargo, no hay dos seres humanos exactamente iguales. Las diferencias que se observan entre las distintas personas, por ejemplo en los rasgos de la cara u otros caracteres como el grupo sanguíneo, el color de la piel o el tipo de cabello, son consecuencia directa de la herencia. Otros caracteres, a pesar de ser hereditarios, pueden estar influidos por el ambiente. Así, la altura de un individuo está determinada por la herencia, pero puede variar dependiendo de la alimentación recibida durante su infancia.  Algunos caracteres que exhibimos, como las cicatrices, los adquirimos a lo largo de nuestra vida. No obstante, gran parte de los caracteres que observamos en los individuos son hereditarios, es decir, se transmiten de generación en generación mediante la reproducción. Estos caracteres van apareciendo durante el desarrollo y el crecimiento de un individuo y se manifiestan a lo largo de su vida. Los caracteres que son el resultado exclusivamente de la acción del ambiente no se transmiten a los hijos y se denominan caracteres adquiridos.  A veces, es difícil determinar si la variación de un carácter es hereditaria o tiene un origen ambiental. Por ejemplo, la estatura de las personas es un carácter hereditario; los hijos de padres altos suelen ser también altos; sin embargo, una correcta alimentación también influye en la estatura alcanzada. Muchos de los caracteres heredados se manifiestan de una manera diferente según las condiciones ambientales en las que vive o se ha desarrollado un individuo. Sin embargo, las variaciones en los caracteres provocadas por el ambiente se caracterizan por no ser heredables, es decir, por no transmitirse a la descendencia. Para que la variación de un carácter sea heredable ha de afectar al material hereditario, es decir, a la información que los padres transmiten a los hijos.

LA GENETICA

La Genética es la rama de la biología que se encarga de estudiar el mecanismo de la trasmisión de los caracteres físicos, bioquímicos o de comportamiento de generación a generación. En otras palabras estudia la manera en que los rasgos de individuos de una misma especie son transmitidos o heredados. La genética nació a partir de los primeros experimentos de cruzamiento de plantas realizados por el monje Gregor Mendel. Mediante sus análisis concluyó que los caracteres hereditarios están siempre determinados por la presencia de una pareja de factores hereditarios distintos (después se llamarían genes), cada uno procedente independientemente de uno de los progenitores. Los trabajos de Mendel permitieron inferir la existencia de factores que portaban la información genética, y gracias a sus aportes la genética maneja hoy conceptos relativos a la herencia. Debido a que posteriormente se demostró que estos factores de la herencia o genes se localizan en los cromosomas, y más adelante, que el ADN es la macromolécula de la herencia, en donde los genes se encuentran en ella como segmentos. La biología molecular junto a la genética han tenido un desarrollo vertiginoso, al punto que ya es común para nosotros oír sobre especies vegetales que son más resistentes a las plagas, que pueden crecer en menor tiempo o dar mayor rendimiento por espacio cultivado. El mejoramiento de las especies vegetales e inclusive especies animales, se ha logrado gracias a los conocimientos bioquímicos de

los

genes

y

de

la

estructura

del

ADN,

avances

realizados

por

la ingeniería genética. La ingeniería genética ha desarrollado una variedad de técnicas, pero ha sido la duplicación genética o clonación la que ha despertado mayor polémica, como es el caso de la clonació n de la oveja “Dolly” en 1997.  Además, gracias a la genética se han podido modificar distintas anomalías que presenta el ser vivo por la herencia de sus antecesores, estudiar y lograr la secuenciación del genoma humano, e inventar y descubrir métodos para controlar las enfermedades que antes eran mortales.

Hoy en día, la genética presenta aéreas de investigación como el estudio de los cromosomas (citogenética), el estudio de la estructura y función de las genes (genética molecular y bioquímica), el estudio del genoma, su organización y sus funciones (genómica), el estudio de la variación genética en poblaciones humanas y los factores que determinan las frecuencias alélicas (genética de las poblaciones), y el estudio del control genético del desarrollo (genética del desarrollo).

EXPERIMENTOS DE MENDEL

Mendel publicó sus experimentos con guisantes en 1865 y 1866. Los principales motivos por los que Mendel eligió el guisante como material de trabajo fueron los siguientes:   

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Material: Pisum sativum (guisante). Los guisantes eran baratos y fáciles de obtener en el mercado. Ocupaban poco espacio y tenían un tiempo de generación relativamente corto. Producían muchos descendientes. Existían variedades diferentes que mostraban distinto, color, forma, tamaño, etc. Por tanto, presentaba Variabilidad Genética. Es una especie  Autógama, se autopoliniza, de manera que el polen de las anteras de una flor cae sobre el estigma de la misma flor. Era fácil realizar cruzamientos entre distintas variedades a voluntad. Es posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las flores de una planta (eliminando las anteras).

Esquema de flor de guisante

Eliminación de anteras (castrar)

Según Mendel las características que deben reunir las plantas experimentales son:  

Poseer caracteres diferenciales constantes. Los híbridos entre variedades deben protegerse de la influencia de polen extraño durante la floración (embolsando las flores).



Experimento control: las 34 variedades que empleó las sometió a prueba durante dos años (dos generaciones sucesivas por autofecundación) para comprobar que todas producían descendencia constante. Es decir, si las características de una variedad eran que todas las plantas producían semillas redondas y amarillas, comprobaba durante dos generaciones sucesivas de autofecundación que todas las semillas de la variedad eran redondas y lisas. Solamente una variedad de las 34 no produjo descendencia constante, por lo que no la empleó en sus estudios. Las variedades utilizadas por Mendel eran Líneas Puras constituidas por individuos idénticos para los caracteres analizados.

Mendel realizaba siempre el mismo esquema de cruzamientos: cruzaba dos variedades o líneas puras que diferían en uno o varios caracteres, obtenía la 1ª generación filial (F 1), seguidamente autofecundaba ( ) los híbridos de la 1ª generación filial (F 1) y obtenía la 2ª generación filial (F 2) y, por último, autofecundaba ( ) las plantas de la 2ª generación filial (F 2) y conseguía la 3ª generación filial (F 3). El cruzamiento inicial lo llevaba a cabo en las dos direcciones posibles, es decir, en un caso utilizaba como donador de polen al ♂P 2 y en otro al ♂P1, realizó cruzamientos recíprocos: ♀P1 x ♂P2 y ♀P2 x ♂P1.

TEORIA CROMOSOMICA DE LA HERENCIA

Cada cromosoma contiene varios genes, los cuales se encuentran dispuestos linealmente a lo largo del cromosoma, ocupando cada uno un sitio denominado locus. En 1866, Mendel publicó un artículo sobre sus estudios acerca de la  herencia. Sin embargo, los científicos no se interesaron en su  trabajo. No fue hasta el 1900 que tres científicos europeos, trabajando independientemente, redescubri eron el artículo de Mendel. Esto fue 16 años después de  la muerte de Mendel. Cada uno de estos científicos le dio crédito completo a Mendel por su brillante trabajo. Se  marcó así el principio de la genéticamoderna. A principios del siglo, Walter S. Sutton, estudiante graduado de la Universidad de Columbia en los Estados Unidos, leyó el trabajo de Mendel. Sutton estaba estudiando el  proceso de meiosis en los espermatozoides del Saltamontes. El observó unas semejanzas entre el  comportamiento de los cromosomas y los "factores" de Mendel. Comparación entre los cromosomas y los "factores" de Mendel. Características de los cromosomas Características de los factores de Mendel Los cromosomas están en pares. Los factores de Mendel están en pares. Los cromosomas se segregan durante la meiosis. Los factores de Mendel se segregan durante la formación de gametos. Las parejas de cromosomas se reparten independientemente de otras parejas de cromosomas. Los factores de Mendel se reparten independientemente. En aquella época, se desconocía la  función de los cromosomas. Sutton estudió las semejanzas entre los factores de Mendel y el  movimiento de los cromosomas durante la meiosis. Entonces formuló la  hipótesis de que los cromosomas eran los portadores de los factores, o genes, descritos por Mendel. Sutton no pudo probar que los genes estaban realmente en los cromosomas. Otros científicos lo demostraron pocos años después. Sin embargo, el trabajo de Sutton llevó, a principios del siglo pasado, a la formulación de la  teoría cromosómica de la herencia La Teoría cromosómica de la herencia, afirma que los cromosomas son los portadores de los genes. Recombinación cromosómica. En la Profase I de la Meiosis, los cromosomas homólogos hacen sinapsis y se aparean intercambiando

material genético esto es a lo que se le llama recombinación cromosómica. Una vez que los cromosomas homólogos ya se aparearon, cada uno se dirige a un polo de  la célula en división y de esta manera queda haploide. Los cromosomas homólogos son los que tienen los genes para un mismo aspecto como  color de ojos, cantidad de melanina, etc. P