CONCEPTOS BASICOS

BIOLOGIA: La biología es la ciencia que estudia a los seres vivos. Surge de manera formal en el siglo XIX. Busca comprender las funciones y las estructuras de los seres vivos; integra temas fundamentales en el estudio de los organismos, como son: el desarrollo, el comportamiento animal, el origen de las enfermedades, la herencia, la evolución, la interacción con el medio y con otros organismos. Es una ciencia experimental y sistemática que pretende describir los procesos que comparten los seres vivos, la forma en que se mantiene y multiplica la biodiversidad y las relaciones de los organismos con su medio ambiente.

VIDA: En la actualidad los biólogos más que responder a la pregunta de qué es la vida, se han enfocado al estudio de lo que significa ser vivo; Un ser vivo es un organismo de alta complejidad que nace, crece, alcanza la capacidad para reproducirse y muere.

VITALISMO: Desde el siglo XVI los estudiosos de la naturaleza pensaban que los sistemas vivos eran esencialmente distintos de los no vivos, debido a que contenían una “fuerza vital” que les proporcionaba la capacidad de realizar funciones que no podían llevarse a cabo fuera del organismo vivo. A esta corriente se le conoce como vitalismo y a sus seguidores vitalistas. Los vitalistas pensaban que las reacciones químicas que se llevaban a cabo en los organismos no podían realizarse experimentalmente en los laboratorios. Este enfoque fue perdiendo fuerza cuando, en el nivel molecular y celular, los procesos fisiológicos y del desarrollo se explicaron como procesos fisicoquímicos; los vitalistas tenían razón al afirmar que los organismos vivos no son como la materia inerte, sino que poseen muchas características propias que no se encuentran en la materia inanimada.

MECANICISMO: En el siglo XVII surge una corriente denominada mecanicismo que estaba en oposición con el vitalismo, ya que planteaba que la vida era algo muy especial pero no radicalmente distinto de los sistemas no vivos. René Descartes (1596-1650) fue un gran defensor de este enfoque. Sostenía que los sistemas vivos funcionaban del mismo modo que una máquina. A estas personas se les llamó mecanicistas y, más tarde, fisicistas. Pensaban que las complejas reacciones de los seres vivos podían reducirse a otras más simples y más fácilmente comprensibles. Los mecanicistas acertaron al señalar que no existen componentes metafísicos de la vida y que en el nivel molecular, la vida se puede explicar según los principios de la química y la física. Su principal logro fue aportar una explicación natural de los fenómenos físicos, eliminando enfoques metafísicos que eran aceptados por muchas

personas.

ORGANICISMO: Este nuevo enfoque, denominado organicismo, plantea que los procesos biológicos a nivel molecular se pueden explicar perfectamente por mecanismos fisicoquímicos, pero que dichos mecanismos tienen una influencia cada vez menor, o casi nula, en los niveles superiores de integración. El organicismo sostiene que las características exclusivas de los organismos se deben a su organización. Concibe a los seres vivos como sistemas organizados y da mucha importancia a la historia evolutiva de los programas genéticos que controlan sus funciones vitales. Este enfoque sostiene que la materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, que van desde las más pequeñas hasta las más grandes y de las más simples a las más complejas. Esta organización delimita niveles que permiten comprender el estudio de los seres vivos. Este concepto fue condensado en una máxima concisa “el todo es más que la suma de sus partes”.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN: Los NIVELES de ORGANIZACIÓN son las diferentes jerarquías o niveles que van desde la célula y sus componentes moleculares hasta los ecosistemas y el espacio exterior. Cada nivel de organización incluye los niveles inferiores y constituye, a su vez, la base de los niveles superiores. Cada nivel se caracteriza por poseer propiedades específicas y características que emergen en ese nivel y no existen en el anterior.

BIOMOLÉCULAS: A las moléculas orgánicas se les denominaBiomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Las biomoléculas están compuestas por seis elementos que constituyen del 95 al 99% de los tejidos vivos: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxigeno (O), el nitrógeno (N), el azufre (S), y el fósforo (P).

ÁTOMO: un átomo es la cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y que está considerada como indivisible. El átomo está formado por un núcleo con protones y neutrones y por varios electrones orbitales, cuyo número varía según el elemento químico. El átomo también es denominado como la partícula fundamental, gracias a su característica de no poder ser dividido mediante procesos químicos.

MOLÉCULAS: La molécula es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos. Los átomos que forman las

moléculas pueden ser o distintos. Las moléculas se encuentran en constante movimiento, y esto se conoce como vibraciones moleculares.

MACROMOLECULAS: Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.

COMPLEJOS SUPRAMOLECULARES: El nombre supramolecular hace evidente que sus componentes son más complejos que los del nivel macromolecular (supra = más allá de). Su tamaño es de unas tres a diez veces mayor que el de las macromoléculas. Los complejos supramoleculares surgen como resultado de la interacción establecida por diferentes macromoléculas. Algunos ejemplos de estos complejos son los ribosomas, las membranas biológicas, el nucléolo y los cromosomas.

CÉLULAS: La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.

CÉLULAS PROCARIOTAS: Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células pequeñas, entre 1 y 5 µm de diámetro, y de estructura sencilla; el material genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esta región del resto de la célula. Procariótico significa ‘antes del núcleo’.

CÉLULAS EUCARIOTAS: Las células eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 50 µm de longitud) y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego ‘núcleo verdadero’.

ORGANELOS: Los organelos son la base del funcionamiento de la célula. Uno de ellos, el núcleo, es responsable del almacenamiento de la información genética que se transmite a las células hijas con un notable grado de fidelidad.

MITOCONDRIA: Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias.

TEJIDOS: un tejido se forma a partir de los diferentes agregados de células de una misma clase pero diferenciadas de una cierta manera y ordenadas de forma regular. Las células de un tejido trabajan juntas, en bloque, para cumplir con un rol específico.

ÓRGANOS: un órgano es un conjunto asociado de tejidos que comparten una estructura y una misma función. La escala de complejidad biológica ubica a los órganos por encima de los tejidos y por debajo de los sistemas.

SISTEMA: Un Sistema biológico (o Sistema orgánico) es un conjunto de órganos y estructuras similares que trabajan en conjunto para cumplir alguna función fisiológica en un ser vivo. Los sistemas son un nivel de organización biológico, entre el nivel de órgano y el de aparato, que está constituido por la concurrencia funcional de varios sistemas. Los sistemas orgánicos comparten cierta coherencia morfo funcional, tanto en sus órganos y tejidos, como en sus estructuras y origen embriológico.

ORGANISMO: grupo que forman los órganos de un ser vivo, incluyendo sus interrelaciones y las leyes naturales que regulan su funcionamiento. Esta definición hace que, por extensión, también se conozca como organismo a los seres vivientes.

ESPECIES: las especies son los grupos en que se dividen los géneros. Los individuos de una misma especie comparten caracteres genéricos y otros factores que les permiten asemejarse entre sí y distinguirse del resto de las especies.

EVOLUCIÓN: Conjunto de procesos caracterizados por cambios biológicos y orgánicos de los organismos por los que los descendientes llegan a diferenciarse de sus antecesores.Por tanto, evolución significa algo que se desenvuelve o desarrolla, un cambio ordenado y gradual de un estadio a otro.

SELECCIÓN NATURAL: La selección natural es la base de todo el cambio evolutivo. Es el proceso a través del cuál, los organismos mejor adaptados desplazan a los menos adaptados mediante la acumulación lenta de cambios genéticos favorables en la población a lo largo de las generaciones. Cuando la selección natural funciona sobre un número extremadamente grande de generaciones, puede dar lugar a la formación de la nueva especie.

COMUNIDAD: Se refiere a un conjunto de diferentes especies que comparten un mismo hábitat y donde todas ellas son imprescindibles para el equilibrio del ecosistema.

POBLACIÓN: una población está formada por una agrupación de ejemplares de una cierta especie que comparten un hábitat.

ECOSISTEMA: Por ecosistema se entiende a la comunidad de seres vivos cuyos procesos vitales están relacionados entre sí. El desarrollo de estos organismos se produce en función de los factores físicos del ambiente que comparten.

COMPONENTES BIÓTICOS: Los factores bióticos que forman parte de un ecosistema son la fauna y la flora. Incluyen a todos los seres que disponen de vida, ya sean plantas, bacterias, animales, y a los productos de estos organismos.

COMPONENTES ABIÓTICOS: Los factores abióticos, por su parte, aparecen por la acción de los componentes químicos y físicos del entorno (el aire, el agua, el suelo, el sol).

CÓDIGO GENÉTICO: es el grupo de las normas que permite que los datos que se hallan codificados en el material genético sean traducidos a proteínas en las células.

ADN: El ADN es la sustancia química donde se almacenan las instrucciones que dirigen el desarrollo de un huevo hasta formar un organismo adulto, que mantienen su funcionamiento y que permite la herencia. Es una molécula de longitud gigantesca, que está formada por agregación de tres tipos de sustancias: azúcares, llamados desoxirribosas, el ácido fosfórico, y bases nitrogenadas de cuatro tipos, la adenina, la guanina, la timina y la citosina. 

GENES: Un gen es una secuencia ordenada de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN, en el caso de algunos virus) que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función

celular específica, habitualmente proteínas pero también ARNm, ARNr y ARNt.

CAMPO DE ACCIÓN DE LA BIOLOGIA

ANATOMÍA – Estructura y localización de órganos y sistemas de los seres vivos.

BACTERIOLOGÍA – Bacterias.

BIOFÍSICA – Procesos físicos de los seres vivos (comunicación molecular).

BIOQUÍMICA –Compuestos y reacciones químicas de los seres vivos.

BOTÁNICA – Plantas.

CITOLOGÍA – Estructura y procesos celulares.

ECOLOGÍA – Relaciones de los seres vivos entre sí y con su medio ambiente.

EMBRIOLOGÍA – Procesos del desarrollo, a partir de la fecundacion.

ENTOMOLOGÍA – Insectos.

ETOLOGíA -

Comportamiento animal.

EVOLUCIÓN – Historia de la vida y las teorias sobre el proceso que dio lugar a la biodiversidad actual.

FICOLOGÍA – Algas.

FISIOLOGíA – Funciones de los seres vivos

GENETICA – Pocesos hereditarios, desde el nivel molecular, el nivel celular, el de un individuo y el de la poblacion.

HERPETOLOGÍA – Anfibios y reptiles.

HISTOLOGíA – Tejidos de animales y plantas.

ICTIOLOGÍA – Peces.

MASTOZOOLOGÍA – Mamíferos.

MICOLOGÍA – Hongos.

MICROBIOLOGÍA – Organismos de tamaño microscopico, como virus, bacterias, protozoarios y hongos.

ORNITOLOGÍA – Aves.

PALEONTOLOGíA – Fosiles y evidencias de la evolucion.

PROTOZOOLOGÍA – Protozoarios.

SISTEMÁTICA - se ocupa del estudio de la clasificación de los seres vivos por: reinos, grupos, géneros.

TAXONOMÍA – Clasificacion de los seres vivos, de acuerdo con los criterios establecidos por los avances en anatomia, fisiologia, bioquimica y genetica.

VIROLOGÍA – Virus.

ZOOLOGÍA – Animales.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA

La material existe en el universo en diversos niveles de complejidad, segun como se encuentre organizada. Las primeras particulas subatomicas formadas muy pequeñas, y ahora son parte de los elementos químicos que conocemos: protones, electrones, neutrones y otras más. Aquéllas se fueron agrupando por accion de fuerzas fisicas de atracción y repulsion, y dieron lugar a los primeros átomos.Con el objetivo de hacer más sencillo el estudio de la naturaleza y los seres vivos, se han establecido diferentes niveles de organizacion, que van desde los átomos hasta los ecosistemas o la biomasa del planeta. En realidad todos los elementos se encuentran interconectadis y deoenden unos de otros para su funcionamiento.

NIVEL SUBATÓMICO:protones, electrones y neutrones

NIVEL ATÓMICO:La partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades

de ese elemento

NIVEL MOLECULAR:Está constituido por agrupación de átomos (bioelementos), los Virus (cuya estructura está formada por Moléculas Orgánicas no organizadas como en

una célula)

NIVEL MACROMOLECULAR:unión de monómeros, Polinucleótidos (ADN), Polipéptidos (Proteínas).

NIVEL SUPRAMOLECULAR / SUBCELULAR:Mitocondrias, Ribosomas, lisosomas

NIVEL CELULAR:donde nos encontramos  a la célula (primer nivel con vida)

NIVEL PROTOPLASMÁTICO / ACELULAR:Son los organismos unicelulares procariontes y eucariontes

NIVEL PLURICELULAR:Las células se agrupan y se reparten las funciones entre ellas

NIVEL TISULAR:Las células se agrupan con otras iguales a ellas y forman grupos llamados

Tejidos

NIVEL DE ÓRGANO:capas de tejidos que se reúnen para cumplir una función determinada

NIVEL DE APARATO / SISTEMA:los órganos se asocian cumpliendo funciones conjuntas y forman Aparatos

o Sistemas

NIVEL DEL ORGANISMO / INDIVIDUO:Ser vivo individual formado de muchas células

NIVEL DE ESPECIE:Organismos muy similares que en teoría pueden cruzarse.

NIVEL DE POBLACIÓN:

Conjunto de individuos de la misma especie

NIVEL DE COMUNIDAD / BIOCENOSIS:Conjunto de poblaciones de diferentes especies

NIVEL DE ECOSISTEMA: Conjunto de seres bióticos y abióticos que se relacionan entre sí y con el

medio que los rodea

NIVEL DE BIOMA: Grandes ecosistemas formados por comunidades de seres vivos que

ocupan un espacio físico con condiciones ambientales específicas (conjunto de ecosistemas característicos de una zona)

NIVEL DE BIÓSFERA: Es todo el conjunto de seres vivos y componentes inertes que

comprenden el planeta tierra

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE SERES VIVOS 

NIVELES COMPONENTES 

RAMAS BIOLOGÍA

Subatómico Partículas subatómicas -Atómico Átomos -

Molecular

Moléculas

Macromoléculas

Orgánulos celulares

Virus

Bioquímica

Biofísica

Citología

Virología

Celular

Célula

Seres unicelulares

Colonias

Microbiología

Citología

 

Pluricelular

Seres pluricelulares

Sistemas

Aparatos

Órganos

Tejidos

Taxonomía

Genética

Fisiología

Botánica

Organografía

Paleontología

Zoología

Embriología

Anatomía

Histología

De población Poblaciones

Genética de poblaciones

Zoogeografía

Evolución

Etología

De ecosistema

Biosfera

Biocenosis

Ecosistema

Ecología

Cuando los átomos se combinan pueden llegar a formar moléculas, dos elementos combinados constituyen una estructura con mayor nivel de

complejidad el cual assume una forma y función distintas a las que tenian sus elementos originales. Las moléculas pueden unirse y formar estructuras más complejas: los organelos celulares, que conforman una célula. Una célula no es solo la unión de un conjunto de moleculas que forman organelos, sino que estas se encuentran organizadas y cooperan entre si para cumplir ciertas funciones las cuales pueden ser sencillas.

Algunas células son en si un organismo, otras se asocian y forman colonias y otras son parte de un tejido, que es la union de células que cumplen una funcion determinada.Los tejidos forman parte de organos que conforman los sistemas de un organismo vivo. Un organismo puede tener varios sistemas funcionales coordinadamente, y esto es lo que lo mantiene con vida. La muerte seria, el proceso en el que se desorganiza la material viva.

Un organismo es un enorme conjunto de átomo perfectamente organizados que dan lugar al maravilloso proceso de la vida, los organismos de una misma especie forman parte de una poblacion y está, a su vez, de una comunidad en la que conviven distintas especies en un espacio comun. Estos elementos, al interactuar con los mismos pero no vivos del ambiente, conforman un ecosistema. Todos los ecosistemas de nuestro planeta forman parte de la biosfera, que es el nivel de organizacion más alto que conocemos. Para que esa biosfera funcione adecuadamente y sobreviva, es importante que cada organismo que la forma asuma el papel que le corresponde.

CARACTERISTICAS BÁSICAS DE LA CIENCIA

La ciencia se puede definir como una actividad humana que busca explicaciones a los fenómenos de manera objetiva, basada en los hechos observables, que obtiene conocimientos de manera organizada o sistematica y es modificable, es decir, que ningun conocimiento científico puede considerarse una verdad absoluta.

Existen ciertas caracteristicas que distingen el trabajo cientifico, veamos cada una de ellas:Sistemática: El trabajo cientifico se debe llevar un orden que trata de organizar claramente las ideas y observaciones que se realiza para lograr la comprension de los fenomeno que se estudian. Metódica: La ciencia se basa en un método para llegar a establecer sus teorias o explicaciones de los fenomenos que se observan. En general se basan en el metodo experimental si es possible que este sea aplicado , no en una mera secuencia de pasos, sino en una guia de investigacion pero

siempre sigue un orden que condusca a la obtencion de resultados que se pueden interpretar para establecer concluciones.Objetiva: La ciencia se basa en hechos observables. El investigador debe ser capaz de reportar exclusivamente lo que observa sin dejar que sus expectaciones modifiquen sus datos.Verificable: Quiere decir que cualquier persona puede repetir el repetir el experimento que se ha realizado y obtener resultados similares; de no ser así, su investigación no sería confiable ni válida. Es imprescindible llevar a cabo un registro detallado de todos los pasos de la investigación.Modificable: Una de las características fundamentales de la ciencia es estar en constante cambio. Es por ello muy importante atreverse a vencer el principio de autoridad, lo cual quiere decir que no porque exista una teoría ya comprobada, está no pueda ser refutada por nuevas evidencias que demuestren que no es tan cierta como se creía.

Podemos decir que la ciencia es una acumulación de saberes, que abarca el campo objetivo, lo observable y lo comprobable.

MÉTODO CIENTÍFICO

Las investigaciones científicas basadas en el método experimental pasan por ciertas etapas comunes:

OBSERVACIÓN:Observar es mirar con cuidado las cosas que nos rodean. Es importante que en la observación nos limitemos a mirar y anotar lo que vemos, tratando de no alterar el fenómeno que vemos. Se lleva a cabo durante todo el proceso.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:De la observación parte del cuestionamiento, es decir, la formulación de un problema. Hay que tener muy claro el propósito de la investigación y verificar que no haya sido resuelto antes por otros científicos.

INFORMACIÓN PREVIA:Es importante buscar la información que pudiera darnos un marco teórico sobre el cual dirigir una investigación; es decir, que provea de conceptos básicos que ayuden a precisar y delimitar el problema y a plantear la hipótesis que sean adecuadas.

HIPÓTESIS:Una hipótesis es una suposición que hacemos acerca de un fenómeno determinado. Las hipótesis suelen basarse en una variable experimental y

una predicción. En casod de que la hipótesis fuera rechazada, podría compreobar otra.

DISEÑO EXPERIMENTAL:Diseñar un experimento en el que su predicción se llevará a la práctica. Al diseñar un experimento hay que tomar en cuenta varios factores importantes:

* No es confiable utilizar un solo organismo para hacer las observaciones.* Es necesario tener un lote de control o testigo que servirá como punto de comparación.* Hay ciertas variables que deben tenerse contantes en ambos lotes para que los resultados sean confiables y no varíen entre un lote y otro.* Cuando se diseña un exprerimento hay una variable experimental, que es la que se está manipulando para poner a prueba la hipótesis, a la cual llamamos variable independiente, y al resultado que se observa le llamamos variable dependiente.

EXPERIMENTACIÓN:Una vez diseñado el experimento, se lleva a la práctica y se anotan con cuidado los resultados obtenidos, de manera que sea possible reproducirlos.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:Los resultados se interpretan para obtener conclusiones que deben registrarse de manera sistemática para que puedan ser analizadas con mayor facilidad. En el proceso de análisis de resultados entran el razonamiento inductivo (es el que a partir de observaciones en lo particular explica algún proceso o fenómeno en general), el razonamiento deductivo (nos permite pasar de lo general a lo particular) y el razonamiento analógico (establece analogies o comparaciones entre un fenómeno y otro similar).

CONCLUSIONES:Los resultados nos conducen de nuevi hacia la hipótesis; ahora es necesario saber si ésta puede ser aceptada o rechazada. Si las conclusiones no concuerdan con la primera hipótesis, se emprieza la formulación de una nueva hipótesis.

INFORME ESCRITO:Cuando se hace algún descubrimiento es muy útil que se comuniquen los resultados por medio de un infrme escrito.

TEORÍA:

Una teoría es un marco conceptual que abarca toda un area del conocimiento científico; algunas veces un experimento solo confirma una ya existente.

No siempre es possible recurrir al método experimental, ya que hay fenómenos en los que no podemos más que observar y comparar; en estos casos la observación sistemática y minuciosa permite obtener resultados confiables.

GENÉTICA

Planteamiento del problema

Información previa

Hipótesis

Diseño del experimento

Experimentación

Análisis de los resultados

Conclusiones

Aceptación o rechazo de la hipótesis

Elaboración del informe

Elaboración de la teoría

Otras evidencias

Historia de la genetica

Gregor Mendel se dedicaba al cuidado de las plantas y empezó a experimentar con ellas; fueron sus trabajos los que demostraron la forma en que los caracteres hereditarios pasan de una generación a otra. Descubrió que existían caracteres dominantes y recesivos, que se herdan de forma independiente y que las características de una generación se podían predecir si se conocían las características de los padres. La gran aportación de Mendel fué basarse en la experimentación para elaborar un modelo matemático de la herencia biológica. Se puede decir que 1900 es el año en que nació la genética y que Mendel es el padre de la genética.

(Primera ley de Mendel: Ley de la uniformidad de la primera generación filial, los productos conseguidos en la primera generación filial son todos iguales fenotípica y genotípimente.Segunda ley de Mendel: Ley de la disyunción de los genes antagónicos o de la pureza de los gametos, los genes opuestos o antagónicos qué permanecieron juntos en los zigotos de la F-1 , van a separarse en algunos de los F-2, apareciendo así de nuevo los genotipos puros de los abuelos.Tercera ley de Mendel: Ley de la independencia de los genes y de su libre combinación al azar en la tercera generación filial.)

Teoría cromosomática de Sutton & Morgan

William S. Sutton hacía experimentos con saltamontes, estudiaba el proceso de formación de espermatozoides (meiosis) dentro de las células germinales de estos insectos. Observó que los cromosomas se agrupaban en parejas y que luego la mitad de ellos se dirigía hacia un lado de la célula y el resto hacia el otro, de manera que cada célula hija recibía la mitad del número total de cromosomas. Sutton propuso en 1902, que los cromosomas son el espacio físico donde se encuentran los caracteres hereditarios y con esto nació la teoría cromosomática de la herencia.Thomas Hunt Morgan fué otro de los grandes pioneros de la genética; formó un grupo de investigadores que trabajaban precisamente con las pequeñas moscas de la fruta para investigar en ellas los efectos de las radiaciones. Morgan quería demostrar que las leyes de la genética no solo se aplicaban a las plantas, sino también a los animales.Los resultados de Morgan establecieron de manera formal la teoría cromosómica de la herencia y demostraron que los genes o elementos hereditarios de los que hablaba Mendel se encontraban localizados como puntos específicos a lo largo de los cromosomas y descubrieron la herencia ligada al sexo (recibió premio nobel en 1933). Observó que existen dos tipos de cromosomas:AUTOSOMAS – aquellos que determinan las diversas características somáticas (del organismo en general).CROMOSOMAS SEXUALES – aquellos que determinan el sexo del individuo.Éstas observaciones son aplicables para muchas especies. Los cromosomas sexuales en el sexo femenino son homólogos, por lo que constituyen un par bastante similar en forma, tamaño y genes; en el sexo masculino, el cromosoma sexual Y es muy pequeño y apenas tiene unos cuantos genes, son un par de heterocromosomas.

Genes

Frederick Griffith fue un microbiólogo inglés que en 1928 estaba tratando de obtener vacunas a partir de unas bacterias llamadas neumococos, productoras de la enfermedad conocida como neumonía. Observó que algunas de las bacterias dañinas o virulentas tenían una cápsula y las no virulentas carecían de ella, así que inyectó los distintos tipos de bacteria a ratones de laboratiorio.Los resultados de éste experimento indicaban a Griffith que algo había pasado de las bacterias virulentas muertas a las no virulentas vivas que las habís transformado en dañinas; él pudo observar que ahora estas ya tenían cápsula. Él decidió llamar sustancia transformante a eso que había dotado a las bacterias de la capacidad de crear una cápsula.

ADN

Oswald T. Avery junto con Colin M. McLeod y Maclyn J. McCarty pretendían demostrar la naturaleza química de la sustancia transformante que había descubierto Griffith. Sus experimentos consistieron en separar cuidadosamente todos los componentes químicos de las bacterias virulentas causantes de neumonía y probar uno por uno para ver cuál era el que causaba la transformación de las bacterias buenas en peligrosas. Sus resultados (1944) indicaron que de todos los components celulares la única sustancia que inducía un cambio en las células era el ácido desoxirribonucleico (ADN), descubierta por Federico Miescher, que era responsable de la herencia.

Modelo del ADN

Los investigadores Maurice Wilkins & Rosalind Franklin, con una nueva técnica llamada difracción de rayos X, tomaron fotografías de la molécula del ADN en 1953. James D. Watson al lado de Francis H.C. Crick se les ocurrió elaborar modelos tridimensionales en los que se mostraran diferentes disposiciones de los elementos que constituyen esta molécula. Encontraron uno en el que encajaban los datos de Chargaff, así como los de Franklin y Wilkins. ( En 1950, Erwin Chargaff descubrió una regla de equivalencia matemática al analizar las cantidades de bases nitrogenadas en el ADN procedente de diferentes organismos: Adenina = Timina; Guanina = Citosina.) De acuerdo con dicho modelo, el ADN, es una doble hélice enrollada sobre sí misma, formada por la unión de dos cadenas de nucleótidos. El descubrimiento de la estructura del ADN (en 1953) marcó el inicio de una nueva etapa en el desarrollo de la biología molecular, en la que se ha demostrado que los genes son segmentos de ADN que contienen la información para cada una de las características de un individuo.

Anomalías hereditarias

Al estar presentes un gen dominante y uno recesivo en un individuo, puede ocurrir que se observe una característica intermedia, en este caso existe dominancia incompleta, la cual se puede presentar tanto en plantas como en animales. Cualquier modificación en la información genética se conoce como mutación. Las mutaciones pueden ser muy pequeñas y afectar solo una base de la molécula de ADN, o bien tan grandes que abarquen todo el cromosoma o todo el conjunto de cromosomas del organismo. Por su magnitud, las mutaciones pueden ser: génicas, cromosómicas estructurales o cromosómicas numéricas (aneuploidías y poliploidías). Las mutaciones génicas son las que se producen cuando una base del ADN es sustituida por otra, y altera la conformación de la proteína codificada en dicho segmento de ADN. Puede suceder que se altere el orden de las bases nitrogenadas o se produzca la pérdida de una o varias bases.Las mutaciones cromosómicas estructurales se producen cuando el cromosoma se altera en su morfología. Las mas comunes son: INVERSIÓN – cuando un segmento de cromosoma se separa y luego se inserta en dirección opuesta (puede afectar la expresión de los genes).DUPLICACIÓN – el cromosoma presenta una sección repetida.DELECIÓN – es cuando un cromosoma pierde un fragmento (más grave).TRANSLOCACIÓN – cambios en los cuales un gen de un cromosoma se ubica en otro cromosoma que no le corresponde (alteraciones evidentes).Las mutaciones cromosómicas numéricas: aneuploidías en cromosomas sexuales y autosomas, son alteraciones que afectan el número total de cromosomas que recibe el cigoto; que se reciba un cromosoma de más se llama trisomía, que se reciba uno de menos se llama monosomía, las nulisomías es donde se han perdido ambos cromosomas de un par y en las tetrasomías existen cuatro copias de un mismo cromosoma. Éste tipo de alteración es letal (tetrasomía) si afecta a autosomas, pero si se presenta en los cromosomas sexuales puede ser compatible con la vida.Las mutaciones cromosómicas numéricas: poliploidías son alteraciones en las que el organismo recibe, en lugar de dos juegos de cromosomas, tres o más asi que en lugar de ser diploide puede ser triploide, tetraploide o más. Ésta condición no es viable, más en las plantas es frecuente observar éste fenómeno (poliploide: organismo que tiene más de dos juegos o conjuntos de cromosomas en sus células).

Las mutaciones pueden suceder de manera espontánea cuando se produce un error durante la replicación del ADN. Mientras más alta sea la tasa de reproducción de un individuo, más alta es tambien la probabilidad de que se produzcan mutaciones espontáneas, por efecto del azar.

Existen también algunos agentes mutágenos que aumentan considerablemente la probabilidad de las mutaciones en los organismos, es decir que provocan mutaciones inducidas. Los agentes mutágenos más conocidos son:AGENTES FÍSICOS – Radiaciones, rayos X, rayos gamma, radiaciones ultravioleta, altas temperatures.AGENTES QUÍMICOS – Moléculas parecidas a las bases nitrogenadas que puedan ocupar su lugar: formaldehído, peróxido del hidrógeno, ácido nitroso, alcaloides como la nicotina, gas mostaza o agua oxigenada.AGENTES BIOLÓGICOS – Generalmente actúan como agentes teratogénicos, dañan al individuo pero no sus células sexuales, como el virus de la rubeola y algunos medicamentos (agentes teratogénicos: pueden inducir o aumentar la incidencia de las malformaciones congenitas cuando se administran o actúan en un animal preñado durante su organogénesis).

Las mutaciones son una oportunidad para que los organismos tengan cambios que puedan llegar a darles una ventaja con respecto a los demás integrantes de una población, favoreciendo sus supervivencia y por lo tanto su reproducción. La mayoría de los cambios evolutivos se producen por la acumulación gradual de mutaciones en los genes, cuando estos permiten la adaptación a los cambios que se producen en el medio ambiente.