MUTACIONES son cambios en la información genética de un organismo y pueden ser cambios en una secuencia de nucleótidos (por sustitución, adición o deleción), en el orden de los genes en un cromosoma o cambios en la dotación cromosómica (nº de cromosomas) por aneupolidías (sobre o falta algún cromosoma) o multiplicación de juegos cromosómicos (euploidías) en plantas.
Consecuencias de las mutaciones:
1. Las mutaciones son la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones (esto fue establecido con la Teoría Sintética de la Evolución o Neodarwinista) sobre las cuales actúa la selección natural, eliminándolas (la mayoría) por ser perjudiciales o manteniéndolas y aumentando su frecuencia en la población (la minoría) por ser beneficiosas en determinadas condiciones ambientales, de modo que sin las no habría evolución.
2. Mutaciones que afecten a la estructura de los genes en los cromosomas o al nº de cromosomas, pueden dificultar los cruzamientos con individuos que no las portan (inviabilidad o infertilidad de los híbridos), como cuando nuestros ancestros primates pasaron de tener 24 parejas de cromosomas a tener 23.
PRUEBAS QUE DEMUESTRAN EL PROCESO EVOLUTIVO
1. Clasificarlas.
2. Saber explicar dos ejemplos de cada tipo de prueba o evidencia.
Ej. La distribución actual de los camélidos es una prueba biogeográfica que nos muestra que dado que las especies de esta familia de mamíferos viven por un lado en los Andes (llamas, vicuñas y alpacas) y por otro lado, en África y Arabia (dromedarios) y Mongolia y Asia Central(camellos bactrianos), careciendo los primeros de joroba/s y teniendo los segundos una (dromedarios) o dos jorobas (camellos), deben proceder de antepasados comunes que después migraron de modo divergente hacia América del Sur y Asia y África, quedando aisladas (aislamiento geográfico, mecanismo de especiación alopátrica), de modo que cada grupo evolucionó a su manera, por deriva genética y por selección natural, de modo que los antecesores de los camélidos afroasiáticos desarrollaron jorobas y los de los camélidos andinos no.
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PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DEL DARWINISMO Y NEODARWINISMO. DIFERENCIAS
Según Darwin, las jirafas y los demás mamíferos tienen una ascendencia común (de hecho, todos los mamíferos proceden de unos pequeños mamíferos insectívoros cretácicos, anteriores a la extinción de los dinosaurios)
En las jirafas, como en los demás animales y seres vivos, existe una
capacidad reproductiva elevada, teniendo un enorme potencial de reproducción, que solo se ve limitado por la cantidad de hojas de los árboles para comer (recursos alimenticios). Esta idea fue tomada de Malthus.
La disponibilidad limitada de hojas produce una competencia intraespecífica o
lucha por la supervivencia Existe en las jirafas, como en los demás animales y plantas, una capacidad innata de variación, que diferencia a unos individuos de otros. Esta variabilidad intraespecífica no es explicada satisfactoriamente por Darwin pues desconocía los mecanismos de la herencia (mendelismo).
Como consecuencia de esta variabilidad y lucha por la vida, se produce la supervivencia de los más aptos, sobreviviendo y reproduciéndose más, aquellas jirafas que muestran unas características (un fenotipo diríamos hoy) más apto, es decir, mejor adaptado a las condiciones ambientales, que podía ser lo alto que estaban las hojas de los árboles. Por lo tanto, dichas características o aptitudes se transmiten a la descendencia.
De este modo, se produce la evolución por selección natural, eliminándose las variaciones menos favorables (jirafas con el cuello y las patas más cortos) y manteniéndose las más favorables. La acumulación de caracteres ventajosos, puede originar, gradualmente, nuevas especies.
Según el neodarwinismo, en la población de los ancestros de las jirafas surgieron Mutaciones (FUENTE PRIMARIA DE VARIABLIDAD GENÉTICA) que les hicieron tener a algunos individuos el cuello más largo (Variabilidad fenotípica). Los genotipos serán seleccionados o eliminados en función del fenotipo que produce. Por so decimos que la selección natural actúa sobre los fenotipos. Si un fenotipo se adapta mejor a las condiciones ambientales, dejará más descendencia (tendrá mayor eficacia biológica). De este modo, se producirá una evolución por selección natural, al irse modificando las frecuencias alélicas en la población de jirafas, haciendo que los alelos que producen cuello alto dominen totalmente en la población. La especiación o formación de nuevas especies se produciría finalmente mediante mecanismos de aislamiento reproductivo de otras poblaciones con un mismo origen.
En resumen,
1. El proceso evolutivo es explicado por el darwinismo mediante una capacidad innata de variación insatisfactoriamente explicada pues Darwin desconocía los estudios de Mendel. Por el contrario, es explicado por el neodarwinismo mediante la selección de los fenotipos generados por nuevos genotipos, consecuencia de la aparición de mutaciones en las poblaciones, que constituyen la fuente primaria de variabilidad, a las cuales se suma en las especies con reproducción sexual, como plantas y animales, la recombinación genética producida en la Profase I, la segregación cromosómica producida en Anafase I y la propia reproducción sexual al combinarse aleatoriamente los gametos (Factores
genéticos que hacen variar las frecuencias alélicas en las poblaciones).
2. Otros factores genéticos que hacen variar las frecuencias alélicas en las poblaciones en el neodarwinismo (el darwinismo clásico no explicaba nada de esto al desconocer la genética) son la deriva genética (fenómeno aleatorio debido a un cuello de botella genético), los flujos genéticos debido a migraciones y la selección natural a favor o en contra d determinadas variantes alélicas.
3.La unidad de evolución en el darwinismo era el individuo mediante que el neodarwinismo considera que es la población (conjunto de individuos de una especie que efectivamente se pueden reproducir entre sí), ya que se basa en la genética de poblaciones, yendo más allá de la ley de Hardy-Weinberg, pues si esta ley, aplicable a poblaciones ideales, se cumpliera en las poblaciones reales, no habría posibilidad de evolución, al mantenerse estables las frecuencias alélicas en el tiempo. De hecho, dicha ley requiere que no haya selección y que los apareamientos sean aleatorios.
4. La selección natural en el darwinismo se ve como un proceso que escoge las variaciones que confieren al individuo una ventaja adaptativa y que elimina las que confieren una desventaja. Por su parte, el neodarwinismo concibe la selección natural como un proceso que escoge las variantes alélicas originadas por mutación que confieren una ventaja al individuo que las porta.
5. Darwin admitía la herencia de los caracteres adquiridos, como Lamarck, ya que desconocía los trabajos de Mendel. Esto es algo que el neodarwinismo rechaza de plano.
La ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante se basa en unas enzimas llamadas ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIÓN o restrictasas, que actúan cortando una doble cadena de ADN en secuencias específicas y dejando extremos cohesivos, lo que permite empalmarlas después con dobles cadenas de otro origen (por ejemplo un ADN animal con ADN bacteriano) haciendo un ADN híbrido, de modo que se puede incorporar ADN humano, p.ej. el gen de la insulina, en un cromosoma bacteriano y hacer que la bacteria sintetice insulina.
Se llaman VECTORES DE CLONACIÓN aquellas moléculas de ADN que permiten portar un trozo de ADN de diferente origen e introducirlo en una célula, p.ej. un plásmido que permite introducir el gen de la insulina en una bacteria, o un virus que permite introducir un gen de patata en células de tomate, o un virus animal que permite introducir un gen de los tardígrados que los hace resistentes a la radiación en células madre humanas para crear super-soldados resistentes a la radiación de una guerra nuclear (parce que en China se están haciendo experimentos en este sentido).
Imagen de tardígrado (wikipedia).
PCR o REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA es una técnica que permite amplificar el nº de copias de ADN. Mediante un termociclador se produce la desnaturalización de una molécula de ADN. Se ponen unos pequeños cebadores de ADN y una ADN polimerasa que copia las cadenas separadas, obteniéndose 2 copias de la inicial. En cada ciclo se duplica el nº de cadenas de ADN, de este modo obtenemos en poco tiempo una cantidad enorme de copias y así es más fácil estudiar ese ADN. Se emplea en medicina forense, criminalística, pruebas de paternidad, estudios de genomas fósiles, como el ADN neandertal o ADN de mamut, e incluso en pruebas para la covid.
EJEMPLOS DE APLICACIONES DE INGENIERÍA GENÉTICA
- Creación de bacterias productoras de hormonas peptídicas, como la insulina o la GH (homona del crecimiento).
- Creación de variedades de plantas cultivadas con "superpoderes", p.ej. arroz dorado, un arroz amarillo que produce beta-caroteno.
- Creación de super-soldados (transhumanismo: creación de seres humanos con "super-poderes", como resistentes a la radiación).
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