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3º Secundaria CyT
Curso: 3º Secundaria CyT > Unidad 9
Lección 6: Variaciones en la genética mendeliana- Fuentes de variación genética
- Comprende: fuentes de variación genética
- Aplica: fuentes de variación genética
- Genes, rasgos y medio ambiente
- Comprende: genes, rasgos y el medio ambiente
- Aplica: genes, rasgos y el medio ambiente
- Variaciones en las leyes de Mendel (resumen)
- Múltiples alelos, dominancia incompleta y codominancia
- Pleiotropía y alelos letales
- Herencia poligénica y efectos ambientales
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Fuentes de variación genética
En la reproducción sexual, los cromosomas a veces pueden intercambiar secciones durante el proceso de meiosis (división celular), y de esa manera crear combinaciones genéticas nuevas. Aunque la replicación del ADN está extremadamente regulada y es notablemente precisa, se producen errores que dan lugar a mutaciones, que además son una fuente de variación genética. Los factores ambientales también pueden dar lugar a mutaciones en los genes, y las mutaciones viables son hereditarias. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
En este vídeo, vamos a hablar de
las fuentes de variación genética, que son clave para que se produzca
la evolución y la selección natural. Sólo como repaso, en la selección natural podemos
tener muchos organismos distintos con diferente genética, diferentes genotipos, y por supuesto
pueden expresarse con diferentes fenotipos. Y para representar esto dibujaremos círculos
de diferentes colores por aquí. Así que tenemos todos estos distintos fenotipos, y sólo estoy
expresando distintos fenotipos de un solo rasgo. Y luego, dependiendo de lo que
está pasando en el medio ambiente, algunos de estos fenotipos pueden ser
más favorables para la supervivencia y la reproducción y por lo tanto la transmisión
de esos genes a la siguiente generación. Y si esto ocurre durante muchas,
muchas, muchas, muchas generaciones, se puede tener un cambio en la reserva
genética porque predominarán los genes que proporcionan las variantes de
fenotipos que son más exitosos. Entonces, una pregunta interesante
es, ¿de dónde viene esta variación? Y bueno, hay varias fuentes que la
generan. Así que una de las claves y probablemente la versión más primitiva
de la variación genética es la mutación. Las células son increíblemente
precisas cuando están copiando el ADN, pero en ocasiones ocurren algunos errores. Ahora bien, a menudo, la mayoría de estos
errores pueden atrofiar el organismo de alguna manera o pueden no importar
en absoluto, pero de vez en cuando, algunos de estos errores, ya sea por algún
cambio en un par de bases individual o de forma acumulativa, puede producir un fenotipo
diferente con una ventaja potencial. Y siempre ha sido así. Ahora bien, otra fuente importante de variación
genética es la reproducción sexual. Y para recordar la reproducción sexual, les
mostraré este diagrama de la meiosis. La reproducción sexual es el proceso
por el cual se forman gametos. En el caso de un organismo masculino
se producen los espermatozoides, y en el caso de un organismo
femenino se producen los óvulos. Este diagrama de meiosis es para un
organismo que tiene dos pares de cromosomas, mientras que ya sabemos que, en realidad,
los seres humanos tenemos 23 pares. Pero trabajar con un diagrama con 23
pares se complicaría muy rápidamente, así que estos dos pares nos ayudarán a entender lo que está pasando y nos ayudarán a entender
de dónde proviene esta variación genética. Así que ya he preetiquetado
los cromosomas homólogos aquí. Y sólo como un recordatorio, los cromosomas
homólogos son los que tienen los mismos genes. Pueden tener diferentes versiones de esos genes,
pero básicamente codifican para los mismos genes. Puedes ver los cromosomas como tramos muy largos
de ADN que se enrollan y se agrupan, algo así. Un cromosoma humano puede tener alrededor
de 100 millones de pares de bases. Ahora bien, si enderezamos esa cadena
de ADN, si pudiéramos desenrrollarla, podríamos ver el código de diferentes
secciones para diferentes genes. Así que este de aquí podría ser un
gen, este otro podría ser otro gen. Podríamos tener un gen muy largo por ahí, etc. En promedio, los genes tienen alrededor
de 27.000 pares de bases de longitud, pero algunos de ellos podrían estar
conformados por millones de pares de bases. Así uno de estos cromosomas puede tener
miles de genes que están siendo codificados. Y bueno, si elegimos este cromosoma y este
cromosoma de aquí, dado que son homólogos, codificarían para los mismos
genes. Pero una vez más, podrían contener diferentes alelos,
diferentes versiones de esos genes. Y del mismo modo, este cromosoma y este cromosoma también son homólogos. También están
codificando para los mismos genes. Ahora bien, cuando entramos en
la meiosis, en el primer paso, los cromosomas van a copiarse a sí
mismos en dos cromátidas hermanas. Así que, por ejemplo, este de aquí se ha copiado
a sí mismo y tiene esta peculiar forma de X. Este lado de este cromosoma, que llamaremos cromátida,
y esta otra cromátida hermana deben ser idénticas. Ahora bien, tal vez se produzcan
errores a través de alguna mutación. Pero si suponemos que no hay mutación
alguna, entonces serían idénticas. Del mismo modo, este lado y este lado, asumiendo
que no hay mutaciones, serían idénticos. Ahora lo interesante de esto es lo
que sucede en la siguiente fase. En la siguiente fase, tendremos una segregación
independiente de cromosomas homólogos. Y como hemos dicho, este y este codifican para los
mismos genes pero tienen diferentes versiones. Pero al entrar en esta fase, conocida como
meiosis I, este cromosoma azul podría ir por allí, mientras que el cromosoma
rojo homólogo podría ir por acá. El cromosoma morado va por aquí y
el cromosoma azul claro va por acá. Y esto es realmente interesante porque existen
muchas formas distintas en las que esto podría suceder. En esta ocasión, tenemos dos pares,
y cada uno de estos pasos intermedios de la meiosis podría tener, al azar, uno de
cada par. Así que sólo en este ejemplo, tenemos dos elevado al número de combinaciones
de pares que tenemos en esta etapa, justo aquí. Y esto es sólo cuando tenemos dos pares.
Si estuviéramos hablando de un ser humano, estaríamos hablando de dos elevado a la
23, es decir, el número de combinaciones diferentes que se obtienen a partir de
cualquiera de los cromosomas homólogos. Así que hay una gran variación aquí. Además de todo esto, puede que alguno
de ustedes haya notado algo interesante. Si sigues los colores por aquí, parece
que una pequeña parte de este cromosoma se intercambió con una pequeña parte
de este cromosoma. Se puede ver aquí. Esta parte roja está ahora en la gran X
azul y esta parte azul está ahora en la gran X roja. Esta es otra fuente de
variación genética y se conoce como entrecruzamiento cromosómico, el cual
mezcla el ADN entre los cromosomas. Una vez más, estos son cromosomas homólogos,
están codificando los mismos genes, pero ahora los alelos que estaban en
el cromosoma azul podrían estar con el resto del rojo y los alelos que estaban con el
rojo ahora pueden estar con el resto del azul. Y el entrecruzamiento es en realidad
razonablemente común durante la meiosis. Así que una vez más, se trata
de mezclar las cosas muchos más que solo dos elevado a las 23 combinaciones. Como pueden ver, una gran cantidad de variaciones
se producen a través de la reproducción sexual. Y luego, cuando entramos en esta última fase,
en la meiosis II, dónde estamos produciendo los gametos, es decir, si esta es la meiosis
que ocurre en las gónadas de un hombre, entonces esta es la composición cromosómica
de los espermatozoides. Y si esto sucede dentro de la mujer, entonces esta es
la composición del ADN de los óvulos. Y sólo para dejar claro lo que sucede por
aquí es que ahora las cromátidas hermanas se han separado; observa, ya no son idénticas,
especialmente si se produjo el entrecruzamiento. Así que, por ejemplo, esta se fue por
aquí y esta también se fue por aquí. Y luego tenemos otro escenario donde tienes esta y esta otra que terminaron en este
gameto, y podemos seguir y seguir. Así que en realidad puedes tener más de dos
elevado a las 23 combinaciones posibles, especialmente si consideras el entrecruzamiento, Ahora dos a la potencia 23 es aproximadamente
un poco más de ocho millones de combinaciones. Y si quieres un pequeño truco matemático
para estimar potencias de dos, solo recuerda que dos a la décima
potencia es un poco más de 1.000. Así que esto va a ser dos a la
20, que es alrededor de un millón, y luego dos a la tercera, que es ocho,
así que un poco más de 8 millones. Y una vez más, eso es antes de considerar
el entrecruzamiento y la mutación, lo que haría las combinaciones aún más numerosas. Y también es importante señalar que estas
son las combinaciones para los gametos, y los gametos son haploides. Tienen la mitad del ADN de un organismo completo. Y por lo tanto, cuando los gametos se combinan, en realidad tendremos dos a la 23 por dos a la
23 combinaciones, sólo de la reproducción sexual, y tendrás aún más si consideramos
la mutación y el entrecruzamiento. Así, todo esto nos va a dar más de 70 billones
de combinaciones sólo de estos dos padres.