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GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO LA HERENCIA BIOLÓGICA GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Reproducción y herencia biológica • Concepto de especie: especie es un grupo de organismos que pueden reproducirse entre ellos y cuyos descendientes son fértiles. • Caracteres: características que permiten distinguir a un individuo de otro. Ojos, pelo, altura….. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Variaciones continuas y discontínuas • Variación discontínua: si el carácter puede usarse para dividir a los miembros de una especie en dos o más grupos diferentes. Ej: grupos sanguíneos, huellas digitales. Son caracteres cualitativos • Variación contínua: si las diferencias que se aprecian entre unos individuos y otros son muy pequeñas y graduales. Ej: la altura. Son caracteres cuantitativos. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Variaciones continuas y discontínuas • Variación discontínua: si el carácter puede usarse para dividir a los miembros de una especie en dos o más grupos diferentes. Ej: grupos sanguíneos, huellas digitales. Son caracteres cualitativos • Variación contínua: si las diferencias que se aprecian entre unos individuos y otros son muy pequeñas y graduales. Ej: la altura. Son caracteres cuantitativos. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO CARACTERES HEREDITARIOS Y ADQUIRIDOS • C. Hereditarios: se transmiten de generación en generación, aunque no aparecen necesariamente en todas las generaciones. Ej: color del pelo, piel.. • C. adquiridos: no se transmiten a los descendientes. Aparecen durante la vida del individuo. Ej: desarrollo muscular, oscurecimiento de la piel…. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO ¿Qué heredamos de nuestros padres? GENÉTICA espermatozoides Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO LOS CROMOSOMAS • Todas las células tienen el material genético en forma de ADN.(Acido desoxirribonucleico) • El ADN es la molécula química donde se localiza la información de la célula. • Los cromosomas son fragmentos de ADN organizados en “ovillos”. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO LOS CROMOSOMAS • Solo se hacen visibles cuando la célula va a dividirse GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO EL ADN JUNTO A SUS PROTEÍNAS SE ORGANIZA EN CROMOSOMAS DURANTE LA DIVISIÓN CELULAR (POR ESPIRALIZACIÓN Y ACORTAMIENTO EN SU LONGITUD) CUARTO NIVEL: “Cromosoma”: 50.000 veces más cortos que toda la extensión de su DNA contenido) GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Estructura del cromosoma metafásico El cromosoma metafásico está constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero que divide al cromosoma en dos brazos. Centrómero BRAZO Cinetocoro Constricciones secundarias BRAZO Bandas Telómero GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Número de cromosomas • Es constante en todas las células que pertenecen a un mismo organismo, excepto en las células reproductoras o gametos, que contienen la mitad de cromosomas que una célula • normal. La mayoría de organismos tienen dos juegos de cromosomas (diploides). • No guarda relación con el nivel evolutivo alcanzado por la especie. CARIOTIPO HUMANO FEMENINO CARIOTIPO HUMANO MASCULINO Cromosoma s sexuales XX Cromosoma s sexuales XY GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO LOS CROMOSOMAS • El número de cromosomas de cada especie es fijo • En la especie humana hay 23 parejas de cromosomas. 22 parejas son AUTOSOMAS y la pareja 23 son los CROMOSOMAS SEXUALES. • Un cromosoma de cada pareja proviene de cada uno de los progenitores (CROMOSOMAS HOMÓLOGOS) GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Cromosomas X e Y GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO El ciclo celular Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de quiescencia. Fase G0 Síntesis de proteínas y aumento del tamaño celular. Fase G1 Replicación del ADN y síntesis de histonas. Citocinesis Fase S División del citoplasma Interfase Fase de mitosis División celular G1: 4 HORAS Transcripción y traducción de genes que codifican proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos Fase G2 S: 9 HORAS G2: 4 HORAS MITOSIS: 1 HORA GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO FASES CICLO CELULAR 18 HORAS: G1: 4 HORAS S: 9 HORAS G2: 4 HORAS MITOSIS: 1 HORA GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA CÉLULAS MITÓTICAS RAIZ CEBOLLA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO interfase GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Profase temprana GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Profase tardía GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO metafase GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Anafase temprana GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Anafase tardía GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO tefofase GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células hijas GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO MEIOSIS GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO NECESIDAD DE LA MEIOSIS Es necesaria para mantener constante el número de cromosomas en las especies de reproducción sexual. Cada persona es única. Como consecuencia de la formación de los gametos por meiosis y la posterior fecundación, cada individuo hereda al azar un conjunto de caracteres que lo hace único. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Meiosis polen uno GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Meiosis polen dos GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Meiosis polen tres GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Meiosis polen cuatro GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Clonación y Células Madre Reproducción Fecundación Embriogénesis Tipos de Clonación Aplicaciones de la Clonación Tipos de Células Madre Aplicación de las Células Madre GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Clonación Clonación Reproductiva y Clonación Terapéutica GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Definiciones ¿Qué es la clonación? En distintos contextos de la Biología: Si nos referimos al ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en un tubo de ensayo un determinado gen o, en general, un trozo de ADN. La primera acepción viene del griego brote para calificar cualquier organismo descendiente engendrado asexualmente (sin fecundación) y cuya información genética proviene de un solo progenitor, no de la combinación de los genes del padre y la madre. Es una copia exacta de su original biológico. Individuos genéticamente iguales. No constituye una manipulación genética ya que no existe alteración del ADN ni de los Reproducción Artificial Asexual genes. El genoma permanece intacto. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Fecundación Espermatozoides rumbo al ovocito Espermatozoides sobre la pelúcida del ovocito Degradación y penetración de la Zona Pelúcida. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Fecundación • Cigoto humano con dos pronúcleos antes de su Singamia (aún con la cubierta pelúcida). • A las 26 hs el cigoto se dividirá en 2 células GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Fase Temprana de la Embriogénesis • Embrión humano de 12 células (contiene 3 Blastómeros) • 8 células a las 46hs • 16 células a las 68hs GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Embriogénesis •Inducción neural de la Gástrula que genera la Placa Neural (primordio de la cuerda espinal y del cerebro). •1° Mes: Esbozo de médula espinal, sistema nervioso, corazón, pulmones, estómago e intestinos. La Organogénesis dura hasta el 3° mes. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Gemelos y mellizos Gemelos monocigóticos o univitelinos (idénticos): • Se originan por fisión de un embrión temprano. • Tasa de 0.3 - 0.4% de nacimientos. • Los llamados gemelos son de idéntico sexo. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Gemelos y mellizos Gemelos dicigóticos o bivitelinos (no idénticos): • Se originan por la fecundación de dos o más óvulos por distintos espermatozoides. • Tasa de 0.6 - 1% nacimientos. • Gran heredabilidad e incidencia de factores ambientales (nutrición, edad, etc.) • Los llamados mellizos son de igual o diferente sexo GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Clonación • Tipos de Clonación • Fines teóricos • Clonación Reproductiva • Clonación Terapéutica GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Tipos de clonación 1.Partición (fisión) de embriones tempranos: Analogía con la gemelación natural. Los individuos son muy semejantes entre sí, pero diferentes a sus padres. Es preferible emplear la expresión gemelación artificial, y no debe considerarse como clonación en sentido estricto. Ocurre naturalmente en plantas e invertebrados. Blastómero de 4 células totipotentes GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Tipos de clonación 2.Clonación verdadera: Transferencia de núcleos de células de individuos ya nacidos a óvulos o zigotos enucleados. Se originan individuos casi idénticos entre sí (salvo mutaciones somáticas) y muy parecidos al donante (del que se diferencian en mutaciones somáticas y en el genoma mitocondrial, que procede del óvulo receptor). GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Fines (teóricamente posibles) de los tipos de clonación De la Gemelación Artificial ó Partición: En animales: Investigación Básica Mejora de FIV Mejora de fertilidad En humanos: Mejora de FIV Gemelos separados en el tiempo De la Paraclonación: En animales: Individuos idénticos En humanos: para investigación Producción ganadera Tejidos humanizados para xenotransplantes ¿Investigación básica y aplicada? Terapias para enfermedades mitocondriales GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Clonación Reproductiva Dolly fue desarrollada por Wilmut y colaboradores (Nature 385:810-813, 1997) en el Instituto Roslin de Edinburgo, Escocia. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Clonación Terapéutica y Células Madre Fecundación in vitro Clonación por Transferenc ia Nuclear a Célula Somática Adulta Células Madre Embrionale s Células Indiferenciadas en Cultivo Tejidos Piel Hueso Nervioso Músculo GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células Madre También llamadas Troncales , Estaminales o Stem Cells Son Células capaces de: • Generar como descendencia Células hijas especializadas en algún tipo tisular • Autorrenovarse en el tiempo GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Tipos · Hay cuatro tipos: · Totipotente: puede crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios como los extraembrionarios. · Pluripotente: no puede formar un organismo completo, pero puede formar cualquier otro tipo de célula proveniente de los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo ) · Multipotentes: son aquellas que solo pueden generar células de su propia capa o linaje embrionario de origen. · Unipotentes: pueden formar únicamente un tipo de célula particular. GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células Madre Adultas HSC Precursores del linaje rojo Célula madre de la Médula ósea G.R. Hematopoyesis G.B. Precursores del linaje GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células Madre Embrionales (ES) Día 0 Fecundaci onón Día 3 Trompas Día 7 Previo a Implantación Embrión m.c.i. Trofoblasto Zigoto Mórula Blastocisto (óvulo fecundado) (varios Blastómeros) (masa celular interna) Única Célula Totipotente Masa Celular Totipotente Masa Celular Pluripotente Placenta Son Células Madre Embrional es in vitro GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células Madre Fuentes Proveedoras de Células Madre Adultas Mioblastos Condroblastos Osteoblastos Estroma de la Médula Ósea (MSC) Hematopoyét icas (HSC) Endotelio de Córnea Endotelio Vascular Sistema Nervioso Central (SNC) Cordón Umbilical GENÉTICA Biología y Geología 4º ESO Células Madre Aplicación de las Células Madre Adultas para Terapias Terapias Celulares Reparación de Tejidos dañados Tratamiento de enfermedades genéticas producidas por terapias oncológicas Leucemia Problemas inmunitarios o Linfomas
