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Desde muchos años era imposible explicar cómo es que se heredaban las características de padres a hijos, el ácido desoxirribonucleico (ADN); para que llegara a como ahora lo conocemos tuvo que llevar distintos procesos, y muchos científicos hicieron grandes aportaciones para obtener este (ADN), El primer científico en desarrollarlo fue Gregor Mendel que en 1865 demostró que las características heredables son aportadas mediante unidades discretas que se heredan por separado. Estas unidades discretas, que Mendel llamó ―elemente‖, se conocen hoy como genes. Mendel estableció que la herencia sigue ciertas leyes: La primera ley, también llamada "Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación", enuncia que ―cuando se cruzan dos individuos de idéntica especie correspondientes a dos líneas puras y que difieren en el aspecto que presenta un mismo carácter, los descendientes muestran una homogeneidad en la característica estudiada y todos heredan el carácter de uno de los progenitores (llamado ―factor dominante‖ La segunda ley, conocida como "Ley de la separación o disyunción de los alelos", nos dice que los factores hereditarios (más tarde llamados genes) constituyen unidades independientes, que se transfieren de una generación a otra sin sufrir modificación alguna La tercera ley, llamada "Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos", afirma que cada carácter es heredado con total independencia de los restantes caracteres. Mendel debió cruzó plantas que diferían en dos caracteres (di híbridos) y cuyo genotipo era, por ejemplo, AaBb para llegar a esta conclusión. Al formarse las células reproductoras, se originan cuatro tipos distintos (AB, Ab, aB y ab), que se combinarán de todas formas posibles con los mismos tipos del otro individuo. En total se obtienen 16 genotipos posibles. En 1869 Johan Friedrich Miesche
Fue quien aisló la molécula de la vida 75 años antes de que Watson y Crick revelaran su estructura. En 1869 Johann Friedrich Miesscher, utilizo primero alcohol caliente y luego una pepsina enzimática que separa la membrana celular y el citoplasma de la célula, el científico quería aislar el núcleo celular, concreta mente en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en la esperma del salmón, sometió a este material a una fuerza centrífuga para aislar a los núcleos del resto y luego sometió solo a los núcleos a un análisis químico. De esta manera Miescher identifico a un nuevo grupo de substancias celulares a las que denomino ¨nucleicos¨, debido a que se encontraba en el núcleo celular.
En 1902, Sutton, en EEUU, y Boveri, en Alemania, observaron que había un paralelismo entre la herencia de los factores hereditarios y el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y la fecundación, por lo que dedujeron que los factores hereditarios residían en los cromosomas. Esta afirmación sirvió de base para la formulación de la teoría cromosómica de la herencia unos años más tarde. Los
cromosomas
son
los
portadores
de
los
genes.
Los cromosomas homólogos de los padres hacen una sinapsis e intercambian su material genético, luego se colocan en los polos de las células y se vuelen haploides. Los cromosomas homólogos determinan el color de ojos, cabello, rasgos físicos etc. La recombinación de los cromosomas asegura que los gametos diferentes de una misma pareja serán diferentes. Estos por mencionar algunos, a continuación se muestran una tabla en donde se especifica mejor el descubrimiento y el científico
Año 1860
1869
INVESTIGADOR
Descubrimiento
GREGOR MENDEL Descubre las leyes de la herencia
JOHAN FRIEDRICH MIESCHE
1882 WALTHER FLEMMING 1901
Descubre en espermatozoides de peces material biológico hereditario (ADN)
Comprueba la división longitudinal cromosomas mediante la mitosis celular.
de
los
Da a conocer la mutación. DE VRIES
1928 FREDERCK GRIFFITH
CHARGAFF
Demuestra que las bacterias son capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.
Establece las proporciones de las bases nitrogenadas en el ADN.
1940 Publica que la herencia genética reside en el ADN 1944
OSWALD AVERY
2001
GENOMA
2003
ÉXITO
Primer mapa completo del genoma de una planta comestible: el arroz. Se completa con éxito el proyecto de genoma humano con el 99% del genoma secuenciado con una precisión de 99.99%.
1.- ¿Qué es el ADN? ADN significa ácido desoxirribonucleico. El ADN es la molécula que lleva la información genética utilizada por una célula para la creación de proteínas. 2.- ¿Quién descubrió las leyes de la herencia? El científico Gregor Mendel; sus experimentos sobre los fenómenos de la herencia en los guisantes constituyen el punto de partida de la genética moderna.
3.- ¿Qué es un cromosoma? Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN y son los portadores de los genes.
4.- ¿Qué científicos observaron que había un paralelismo entre la herencia de los factores hereditarios y el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y la fecundación?
En 1902, Sutton, en EEUU, y Boveri, en Alemania dedujeron que los factores hereditarios residían en los cromosomas.
5.- ¿Cuáles son las leyes de Mendel? La primera conocida como ―Ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación" La segunda como "Ley de la separación o disyunción de los alelos" Y la tercera como ―Ley de la independencia de los caracteres no antagónicos"
Estructura del ADN
Muchas macromoléculas biológicas no son cristalinas, sin embargo, un importante grupo de macromoléculas fibrosas tal como el ADN o varias de las que componen el cito esqueleto, forman fibras orientadas en el cual los ejes de las estructuras poliméricas largas son paralelas entre sí. Con frecuencia, como el caso de las fibras musculosas, esta orientación es intrínseca, para su determinación se usa un sistema simple, las fibras orientadas se colocan a un ángulo recto de un rayo X colimado y el modelo obtenido en una fotografía está a unos pocos centímetros de la fibra. En el caso cristalino, que en el ADN se llama forma A, las largas moléculas fibrosas, micro cristales finos comparten un eje común, denominado eje c, estos se distribuyen aleatoriamente alrededor del eje. Todas las reflexiones de Bragg, son registradas al mismo tiempo, estas reflexiones son agrupadas a lo largo de líneas o capas, repeticiones de esta estructura a lo largo de este eje c. En el caso de la forma no cristalina del ADN, forma B, las largas moléculas fibrosas se distribuyen paralelas unas de otras pero cada molécula toma una orientación aleatoria alrededor del eje c. El modelo de difracción resultante se basa en capas y líneas, las cuales reflejan la repetición periódica de las moléculas fibrosas. Cuando James Watson vio la imagen de difracción de rayos X tomada por Rosalind Franklin, comprendió inmediatamente la estructura de esta molécula
Franklin utilizó una técnica llamada difracción de rayos X para fotografiar a la molécula del ADN, esta técnica puede crear imágenes de pequeñas estructuras como moléculas, porque la longitud de onda de la radiación X es tan chica como la separación entre átomos, produciéndose reflexiones en los mismos. Los rayos X pasan a través del ADN se reflejan a su paso, se dispersan o se difractan en diferentes direcciones, cuando los rayos X salen del conjunto llevan un modelo del mismo que impresionan una película fotográfica.
Franklin dirigió los rayos a una fibra suspendida verticalmente de un espesor de un pelo, que contiene millones de filamentos de la forma B o mojada del ADN del timo (glándula endocrina de los vertebrados, que participa en la función inmunitaria a través de los linfocitos T) De un becerro, descubierta por Franklin, la forma B del ADN, es la que se encuentra en las células vivientes. Al ver estas imágenes Watson y Francis Crack pudieron determinar la estructura del ADN. Diversos fundamentos de las leyes de la difracción deben aplicarse para deducir la estructura molecular. La letra X. Las leyes de la difracción establecen que cuando los rayos X se mueven a través una forma helicoidal, se difractan en ángulos perpendiculares a la hélice, creando una forma en letras en el modelo fotografiado. Watson inmediatamente reconoció este detalle de la estructura helicoidal en el modelo, aunque no vio de inmediato la otra hélice.
Los diamantes. Arriba y debajo de la X central y a los costados de la misma, hay cuatro formas casi regulares que recuerdan a formas de diamantes. A los expertos en esta técnica les dice que la forma en letra X se repite arriba y abajo del cuerpo central de la X, indicando una continuación de la hélice. También se conoce que la estructura diamante proviene de una serie regular, a lo largo del eje molecular, de los grupos azúcar fosfato del que esta formado espina dorsal del ADN. Finalmente ellos pensaron que el color blanco claro de los diamantes superior e inferior, en oposición a los diamantes mas oscuros de cada lado, indican que la espina dorsal azúcar fosfato están afuera de la molécula y las bases adentro.
La repetición del modelo de las X, es una indicación de la miríada de fibras de ADN, fotografiadas al mismo tiempo.
Resultan de la dispersión de los rayos X por las secciones de la hélice, cuando los rayos X entran en contacto con las
secciones
de
la
hélice
la
dispersión
produce
franjas
horizontales.
1.- ¿Qué técnica fue utilizada por Franklin? Una técnica llamada difracción de rayos X para fotografiar a la molécula del ADN, esta técnica puede crear imágenes de pequeñas estructuras como moléculas. 2.- ¿Cuáles son las leyes de la difracción? Establecen que cuando los rayos X se mueven a través una forma helicoidal, se difractan en ángulos perpendiculares a la hélice, creando una forma en letras en el modelo fotografiado. 3.- Todas las reflexiones de Bragg son… Son registradas al mismo tiempo, estas reflexiones son agrupadas a lo largo de líneas o capas, repeticiones de esta estructura a lo largo de este eje c. 4.- ¿Qué sucede cuando los rayos X entran en contacto con las secciones de la hélice? La dispersión produce franjas horizontales 5.- ¿Qué es la repetición del modelo de las X? Es una indicación de la miríada de fibras de ADN, fotografiadas al mismo tiempo.
Tipos de enlaces químicos Los átomos se unen entre sí para formar moléculas mediante fuerzas de enlace. Enlace de tipo O- glucosídico El enlace llamado O-glucosídico, es el enlace mediante el cual se unen monosacáridos para formar disacáridos o polisacáridos. En este tipo de enlace, un grupo OH de un carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un grupo OH de otro monosacárido, desprendiéndose una molécula de agua. Se puede decir entonces que en este tipo de reacción ocurre condensación o deshidratación. Los monosacáridos quedan unidos por un átomo de oxígeno, de ahí el nombre del enlace (O-glucosídico).
Enlace tipo éter Se forma cuando el grupo carboxilo de un ácido graso se combina con el grupo hidroxilo del glicerol
Podemos encontrar dos tipos de éteres: Éteres simples: Son los que tienen ambos restos alcohólicos iguales. Ej: Éter etil etílico Éteres mixtos: Son los que tienen los dos restos de diferentes tamaños por ser de alcoholes distintos. Ej: Éter etil propílico o etano oxi propano.
CH3 — CH2 — O — CH2 — CH2 — CH3 — CH3 Etano – oxi – propano
CH3 — CH2 — O — CH2
éter etil etílico
Enlace tipo éster Las moléculas de éster contienen un grupo carbonilo unido a un grupo OR. Es conveniente considerar un éster en términos de un ácido y un alcohol precursores que podrían reaccionar para producir ese éster. La parte ácida de un éster incluye el grupo carbonilo y un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o un grupo arilo. La parte alcohólica de un éster incluye el grupo -OR.
Enlace iónico El enlace
iónico consiste
electrostática
entre
en
átomos
la con
atracción cargas
eléctricas de signo contrario. Este tipo de enlace se establece entre átomos de elementos poco electronegativos con los de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y como se ha dicho anteriormente este tipo de enlace se suele producir entre un no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo). Enlace covalente Lewis expuso la teoría de que todos los elementos tienen tendencia a conseguir configuración electrónica de gas noble (8 electrones en la última capa). Elementos situados a la derecha de la tabla periódica (no metales) consiguen dicha configuración por captura de electrones; elementos situados a la izquierda y en el centro de la tabla (metales), la consiguen por pérdida de electrones. De esta forma la combinación de un metal con un no metal se hace por enlace iónico; pero la combinación de no metales entre sí no puede tener lugar mediante este proceso de transferencia de electrones; por lo que Lewis supuso que debían compartirlos.
Enlace metálico Los elementos metálicos sin combinar forman redes cristalinas con elevado índice de coordinación. Hay tres tipos de red cristalina metálica: cúbica centrada en las caras, con coordinación doce; cúbica centrada en el cuerpo, con coordinación ocho, y hexagonal compacta, con coordinación doce. Sin embargo, el número de electrones de valencia de cualquier átomo metálico es pequeño, en todo caso inferior al número de átomos que rodean a un dado, por lo cual no es posible suponer el establecimiento de tantos enlaces covalentes. En el enlace metálico, los átomos se transforman en iones y electrones, en lugar de pasar a un átomo adyacente, se desplazan alrededor de muchos átomos. Intuitivamente, la red cristalina metálica puede considerarse formada por una serie de átomos alrededor de los cuales los electrones sueltos forman una nube que mantiene unido al conjunto.
1.- ¿Qué se forma mediante fuerzas de enlace?
Los átomos se unen entre sí para formar moléculas 2.- ¿Cuántos tipos de enlaces éter hay? Simples: Son los que tienen ambos restos alcohólicos iguales. Ej: Éter etil etílico Éteres mixtos: Son los que tienen los dos restos de diferentes tamaños por ser de alcoholes distintos. Ej: Éter etil propílico o etano oxi propano. 3.- ¿La parte alcohólica de un éster incluye…? El grupo -OR. 4.- ¿Los elementos metálicos cuando no se combinan qué forman? Forman redes cristalinas con elevado índice de coordinación. 5.- ¿Qué sucede con los átomos en los enlaces metálicos? Los átomos se transforman en iones y electrones, en lugar de pasar a un átomo adyacente, se desplazan alrededor de muchos átomos.
Bibliografía
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