Aplicación de técnicas genéticas en plantas y animales

En el caso de la genética vegetal, se han logrado incontables éxitos; uno de los más sobresalientes es la creación del enanismo. ¿Qué beneficios puede obtenerse con esto? Cuando se habla de enanismo, se refiere a que todas las partes de la planta que no son de importancia para el ser humano, se desarrollan muy poco, pero las partes que sí se consumen son las que más crecen (frutos, semillas, etc.).

Esta misma idea se ha aplicado a animales, en los que se ha desarrollado más la parte de consumimos, por ejemplo, una vaca lechera que casi no desarrolla músculos, o vacas productoras de carne en los que se desarrolla más la masa muscular. También se ha logrado resistencia a determinadas características del medio (frío, calor, insectos, etc.).

La manipulación genética ha hecho posible el cultivo in vitro de un millón de plantas a partir de un centímetro cúbico de tejido. Más asombroso aún, es lo que se ha llamado ADN recombinante. Esta  técnica consiste en introducir genes extraños en los microorganismos, a fin de alterar su genotipo y propiciar que produzcan o dejen de producir, ciertas sustancias.

Te presento algunos antecedentes de avances en genética y te invito a que investigues lo más reciente en este interesante campo.

En 1993, Kary Mullis, recibió el premio Nobel por inventar una técnica que permite copiar infinitas veces cualquier fragmento de ADN. Esta técnica se llama Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR).

  

1. http://goo.gl/TxvRXI

http://goo.gl/DbEb3u

http://goo.gl/iyIVb0

Fecundación in vitro

En la Genética, el desarrollo de técnicas ha resuelto problemas que aquejaban a muchas personas. Ya conoces el término  “fecundación”; consiste en la unión entre el gameto masculino y el femenino.

Esta parte del proceso reproductivo, es indispensable en la reproducción sexual y puede tener muchas modalidades; sin embargo, existen casos en que no se puede realizar de manera natural y es necesario que el ser humano intervenga para realizar la fecundación ene l laboratorio. Después, se inserta el ovulo fecundado y éste inicia su desarrollo normal hasta la formación de un nuevo ser. Esta forma de fecundación tiene  muchas aplicaciones tanto en la especie humana como en otras.

http://goo.gl/49XM9X

Independientemente de los efectos de la acción, es importante destacar que existe una serie de implicaciones éticas, legales y humanas que dificultan la investigación y el desarrollo de este tipo. Si bien es cierto que pueden beneficiar a una gran cantidad de personas, también lo es que muchas están en conflicto con los principios éticos y de bienestar común. La decisión es del mismo ser humano. 

Inseminación artificial

Recordarás que al inicio, el ser humano  seleccionaba de manera artificial las características que deseaba y realizaba entonces,  las cruzas de los animales que las presentaban.  Posteriormente escogía a los individuos con los que se fecundaban a las hembras, para obtener una descendencia con las características deseables, para esto, el semental debía cruzarse con todas y cada una de las hembras.

 

http://goo.gl/luK4V7

  

Posteriormente se desarrollaron técnicas  que permitían obtener el semen del semental y mantenerlo activo por un tiempo más o menos largo. Esto permite la fecundación simultánea de muchas hembras por medio un procedimiento manual muy sencillo que consiste en introducir hasta  el útero de la hembra, el semen obtenido. Los espermatozoides, fecundan al óvulo y se inicia el proceso de desarrollo embrionario.

Algunos de los beneficios que se obtienen son:

·         Un solo semental puede fecundar a varias hembras.

·         El tiempo  y logística para el proceso se reducen.

·         Se obtienen más descendencia con las características deseables.

Este  mismo proceso se utiliza en humanos, en los casos en que, por alguna razón, no existe la posibilidad de la fecundación mediante la relación sexual. 

Clonación

Normalmente los seres pluricelulares presentan reproducción sexual. De esta manera, el individuo originado presenta características de ambos progenitores.

Antes de terminar la primera mitad del siglo XX, se empezó a experimentar con vegetales un proceso por el cual una sola célula somática puede ser estimulada para su reproducción, el producto se llama “clon”.  Como posee toda la información genética para su desarrollo, al colocarse en los medios adecuados, creerá hasta dar origen a otra planta exactamente igual a aquella de la cual procede.

Esta posibilidad científica, han dado lugar a películas y novelas de ciencia-ficción, quizá recuerdes las películas el sexto día y Jurassic park.

http://goo.gl/z72bNG

La clonación se ha realizado en animales como sapos y ratones y en vegetales como las zanahorias, incluso seguramente habrás leído la noticia que en febrero de 1997, en el Instituto Roslin, en Escocia, el Doctor Wilmut realizó la clonación  de una oveja llamada Dolly.

http://goo.gl/GPYGB8

Después de más de 200 intentos, se logró obtener la clonación, misma que fue dada a conocer siete meses después de que nació Dolly.

En la siguiente imagen se explica el proceso que utilizaron para obtener el clon.

https://goo.gl/ZU753A

Video

Manipulación de la herencia

Como te has dado cuenta, gran parte de los conocimientos que se han obtenido en el campo de la Genética repercuten, de alguna manera, en beneficio de la especie humana.  El conocimiento de la estructura del ADN, los cromosomas y genes, así como los mecanismos de su dinámica, han permitido su aplicación.

Se puede sintetizar en tres campos, la aplicación de los conocimientos en Genética:

1. El mejoramiento de plantas (genotecnia vegetal).
2. El mejoramiento de animales (genotecnia animal).
3. Genética humana.

 Al inicio se pensaba que bastaba con realizar un movimiento de genes al aumentar, quitar o cambiar , para que se pudiera mejorar la producción de granos, carne, frutos, leche, huevos, según el tipo de organismo manipulado. Aun se busca la posibilidad de hacerlo, sin embargo, las cosas no son tan sencillas.

http://goo.gl/zx9oDY

https://goo.gl/wvnIVb

Interacción genes y ambiente

Geneticamente se determina el color de los ojos, cabello, piel, estatura, constitución física, todas las funciones del organismo; sin embargo, es necesario entender que los factores que determinan esta característica, no sólo son genéticos, sino que existen también algunas condiciones del medio que pueden limitar, inhibir o estimular el mensaje genético.

Alimentación, ejercicio, condición de salud, accidentes, condiciones sociales, medicamentos, radiaciones, son otros factores que determinan las condiciones finales del individuo.

Es posible determinar que una persona con mensaje genético de cierta estructura corporal, no podrá obtenerla si existe una deficiencia en las vitaminas u hormonas correspondientes.

Otro aspecto relacionado, que puede optimizar o limitar las posibilidades de desarrollo es la alimentación de la madre durante el embarazo, así como la variedad de alimentos, con los que se garantiza la adquisición de las vitaminas,  minerales y nutrientes adecuados. Por ejemplo, la ausencia de la vitamina D o la falta de exposición al sol, hacen que las personas adquieran el raquitismo aun cuando su constitución está genéticamente determinada de manera diferente.

http://goo.gl/lDBHPQ

Actualmente se han documentado las consecuencias del uso de medicamentos y sustancias químicas que si se administran en mujeres embarazadas, provocan malformaciones. A este tipo se sustancias se les denomina  teratógenos

Investiga  qué es y qué provocó el uso de Talidomida.

La exposición de un individuo a radiaciones ionizantes, puede provocar alteraciones en su mensaje genético y ocasionar mutaciones (cambios en la estructura del ADN), en su descendencia. Cuando una persona se toma una radiografía se expone a radiaciones ionizantes de cierta intensidad; por eso los médicos tienden a ordenar el menor número posible.

A continuación se muestran 3 tipos de agentes (infecciosos, físicos y químicos) que provocan malformaciones. 

http://goo.gl/qOkVSI

http://goo.gl/nE3qdN

http://goo.gl/hjpKBQ

Genética humana

La tendencia natural del ser humano es que todo lo que investiga en otros individuos, terminará aplicándose en su beneficio.  Es el caso de la Genética, que ha estudiado los mecanismos que determinan las características de los fenómenos genéticos y de las enfermedades que tienen su origen en los genes y cromosomas.

Actualmente se ha estudiado mucho al respecto y se han descubierto una gran cantidad de problemas que el ser humano empieza a entender y resolver.

Cualquier  cambio en el material genético se denomina mutación, ya sea en los genes o cromosomas.  Es importante señalar que no todas las enfermedades que manifiestan los niños al nacer, se denominan genéticas. Algunas son producidas por sustancias químicas y otras se contraen  durante la gestación, pueden producir deformaciones.

http://goo.gl/Lj7gAn

A los padecimientos originados por el efecto de medicamentos, radiaciones o enfermedades de la madre durante el tiempo de formación del embrión, se le denomina congénitos.

http://goo.gl/xUFrC0

Herencia ligada al sexo

La carga genética  de los humanos está formada por 46 cromosomas, 23 de los cuales aporta la madre y los 23 cromosomas restantes, el padre. De estos 23 pares, existe un par que se denomina par sexual.

La mujer siempre aporta un cromosoma X, mientras que el hombre puede aportar uno X o uno Y. Si aporta uno X, el descendiente será mujer, si aporta uno Y, será hombre.

Al inicio del siglo XX, Thomas Morgan, realizó algunos trabajos con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, los cuales lo llevaron a estructurar la Teoría de  cromosómica de la herencia.

http://goo.gl/CQ58QT

Este organismo, presenta dimorfismos sexual, es decir, se observa diferencia fenotípica entre machos y hembras como lo puedes notaren las bandas del  abdomen,  en  ambos sexos.

https://goo.gl/Fd2CUI

Al trabajar con la mosca de la fruta (que tiene  4 pares de cromosomas y son fáciles de observar), encontró que tanto hembras como machos tenían tres pares de cromosomas iguales, mientras que diferían en el cuarto, al que denominó par sexual.

Mientras que el par para la hembra era “XX”, para el macho era “XY”. Como el color rojo  en los ojos de las moscas se presenta tanto machos como hembras, Morgan supuso que estaba determinado por el cromosoma “X”, que ambos sexos poseen.

Cruzó moscas hembras de ojos rojos con moscas machos de ojos blancos. La descendencia que obtuvo fue: 100% hembras de ojos rojos (50% portadoras) y 50% machos de ojos rojos y 50% machos de ojos blancos. Con estos resultados,  tomó al color rojo, como alelo dominante.

http://goo.gl/DdijaG

Par comprobar que el gen recesivo, de ojos blancos aparecería en la siguiente  generación, cruzó hembras portadoras y machos de ojos blancos. Sus resultados fueron: 50% hembras de ojos blancos y 50% hembras ojos rojos.

Así infirió que el cromosoma “X” contenía genes que controlaban otros aspectos diferentes a los sexuales, y que se presentaban con mayor frecuencia en los machos.

Lo anterior da como resultado que, en el caso del hombre, basta con que el padre o la madre le transmitan la deficiencia para adquirirla, en la mujer se requiere que ambos progenitores se la trasmitan. Los casos más comunes de herencia ligada al sexo en humanos son la hemofilia y el daltonismo.

Investiga las características de cada una de estas enfermedades.

El caso de la hemofilia ha sido estudiado, debido a que en la nobleza europea se desarrolló a través de muchas generaciones.

Investiga el árbol genealógico de la Reina Victoria I y el Rey Alberto. 

Cromosomas y genes

Ya sabes que la gran mayoría del  material genético, está en el núcleo de las células eucariontas. Cuando una célula no está en reproducción, en ADN se en encuentra en forma de cromatina, estructura formada en un 65% de proteínas y un 35 % de ADN.

http://goo.gl/PuZXxV

Cuando la célula se va a reproducir, inicia la formación de estructuras filamentosas llamadas cromosomas y cuyo número es constante en cada especie.

En el interior d cada cromosoma, hay infinidad de factores hereditarios que reciben el nombre de genes y que constituyen la unidad genética básica.  Un gen es un segmento de ADN que se requiere para formar una determinada proteína y puede llegar a controlar uno o varios caracteres. También se pueden necesitar varios genes para el control de un carácter.

Cada gen es diferente. La ubicación de un gen en un cromosoma es importante, porque su ubicación o locus es característica en cada especie.

https://goo.gl/ghrw59

En el ser humano el material genético consta de 46 cromosomas en las células somáticas (las de todo el cuerpo excepto las células que darán origen a los gametos) y 23 en sus gametos.

Aunque puedan existir varias especies con el mismo número de cromosomas, tal es el caso de la mosca de la fruta y el arroz, es realmente imposible que la secuencia y distribución de los genes sean iguales.

Cada cromosoma está formado por dos cuerpos denominados cromátidas que están unidas al centro por una región denominada centrómero.

http://goo.gl/eYww02

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

ADN son las siglas del Ácido Desoxirribonucleico, molécula que contiene la información genética de cada organismo. A continuación conocerás  algunos  acontecimientos  que llevaron a descubrir la estructura  y funcionamiento del ADN.

En 1869, Fiedrich Miescher descubrió el ADN en el núcleo celular, esta substancia presentaba naturaleza ácida, razón por la cual se le denominó ácido nucleico.

http://goo.gl/kFH4LI

Tiempo después, Albert Kossel, descubrió que el ADN estaba formado por bases nitrogenadas, un azúcar y un grupo fosfato.

http://goo.gl/Dl2BxX

Existían propuestas en torno a que el ADN era el material genético, sin embargo, no se aceptaba por no existir pruebas.

El modelo de Watson y Crick

En 1953, dos ingleses Watson y Crick, propusieron un modelo para explicar la estructura del ADN, el cual demostraba sus características:

http://goo.gl/WNe9Mk

Se pudo determinar entonces, que la estructura del  ADN está formada por 3 elementos:

·         Posee 4 bases nitrogenadas: Timina unida siempre con adenina y guanina unida con citosina

·         Un azúcar, denominado desoxirribosa.

·         Una molécula de fosfato.

Un nucleótido está formado por el azúcar, un grupo fosfato y una de las 4 bases nitrogenadas, por lo que podemos decir, que el ADN es una secuencia de nucleótidos, los cuales en conjunto, forman una doble hélice.

http://goo.gl/wdV7nA

Dos aspectos importantes del ADN son, que guarda en la secuencia de nucleótidos, la información hereditaria y que, dada su estructura, puede duplicarse mediante un proceso llamado replicación del ADN.

Rúbrica para el mapa conceptual

Hola chicos, incluyo la rúbrica que deberán tomar en cuenta para la elaboración del mapa conceptual. Recuerden que pueden utilizar Inspiration o cmaptools y posteriormente, deberán  incluirlo en el documento creado en Google Drive. 

RUBRICA PARA LA ELABORACIÓN DEL MAPA CONCEPTUAL

Categoría	Muy bueno  (5 puntos)	Bueno (3 puntos)
Utilizó el software sugerido	Si	Otro, pero especializado
Incluye título	Si	No
Es clara la jerarquía en los conceptos	Si	No
Incluye conectores o palabras enlace  entre los conceptos	Sí	No
Se toma en cuenta la totalidad del artículo	Sí	No
La redacción es correcta y sin faltas ortográficas	Sí	No

TOTAL 30 PUNTOS MÁXIMA CALIFICACIÓN 

Rúbrica para cartel

Hola nuevamente, incluyo en esta entrada la rúbrica que deberán tomar en cuenta para la elaboración de su cartel.

Recuerden que su diseño es libre, pero deben considerar el tamaño de 90 x 60 cm. 

RUBRICA PARA LA ELABORACIÓN DEL CARTEL

Categoría	Muy bueno  (5 puntos)	Bueno (3 puntos)	Suficiente (2 puntos)
Se incluye título y es fácil ubicarlo	Se incluye título y se ubica fácilmente	Si presenta título pero no se identifica fácilmente	No incluye título
Balance entre imagen y texto	60 % texto 40% imagen	50% texto 50% imagen	40-30% texto 60-70% imagen
Buena redacción y sin faltas ortográficas	Es buena la redacción y sin faltas ortográficas	La redacción no es clara e incluye faltas ortográficas	Pésima redacción e incluye faltas ortográficas
Las imágenes utilizadas son de buena calidad	Son claras las imágenes	Las imágenes están “pixeleadas” o borrosas	No incluye imágenes
Existen subtemas bien establecidos	La información está organizada por subtemas para su fácil lectura.	No toda la información  incluye subtemas	No se incluyen subtemas
Se incluye la bibliografía utilizada	Está incluida la bibliografía consultada y la URL de las imágenes	Si existe bibliografía, pero no las URL de las imágenes	No incluye bibliografía

TOTAL 30 PUNTOS MÁXIMA CALIFICACIÓN