El concepto de Gen

Cada ser vivo presenta unos rasgos característicos (anatómicos, fisiológicos y de comportamiento) que diferencian un individuo de otro. Cada uno de esos rasgos distintivos se denomina carácter. Hay que tener en cuenta que no solo los genes determinan nuestros rasgos, el medio ambiente también participa:

• GENOTIPO: Muchos de los caracteres que van apareciendo a lo largo del desarrollo y crecimiento de un individuo son heredados de los progenitores.

• FENOTIPO: Algunos de ellos, además, tienen una clara influencia ambiental. Así, por ejemplo, la estatura, es un carácter heredado, ya que los padres altos suelen tener hijos altos, pero la alimentación influye de forma decisiva en este carácter.

CONCEPTO MENDELIANO DE GEN

Los genes o factores hereditarios que describió Mendel (1865)  son partículas discretas e de información sobre caracteres biológicos, que pueden medirse, son indivisibles pasan a la descendencia. Mendel aún no sabía que el ADN era la molécula de la herencia genética, ni siquiera se conocía su estructura ni su código.

CONCEPTO MOLECULAR DE GEN

Hoy en día sabemos que un gen no es tan discreto o indivisible. Existen intrones y exones y una proteína puede estar formada por subunidades formadas en distintos lugares. El gen sigue siendo la unidad de función, pero el gen ya no es la unidad de mutación y la unidad de recombinación, sino que la unidad de mutación y de recombinación es un par de nucleótidos.

Otra característica de la expresión genética es que una proteína puede ser codificada por el conjunto de diferentes genes.

TIPOS DE ARNm

Veamos ahora los distintos tipos de ARN que se pueden formar a partir del ADN:

• ARNm: Además el concepto de gen mendeliano se amplió cuando se comprendió que los genes podían determinar:
  • proteínas enzimáticas
  • proteínas no enzimáticas:
  • estructurales, transportadoras, de reserva o reguladoras como las hormonas.
  • cadenas polipeptídicas individuales (subunidades proteicas).
• ARN transferente.
• ARN ribosómico.
• ARN de interferencia
• ARN sn

Como puedes ver, no todo el ADN contenido en los cromosomas codifica para proteínas (ARN). Se denomina genoma al conjunto completo de genes de un organismo.

Definición de gen de la RAE: Un gen es una secuencia de ADN que constituye la unidad funcional para la transmisión de los caracteres hereditarios.

Para entender cómo se expresan los genes vamos a ver los siguientes apartados:

• TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
• TRADUCCIÓN
• REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA

ACTIVIDADES

• EJERCICIOS EBAU EXPRESIÓN GÉNICA

EXPRESIÓN GÉNICA

5. La figura adjunta esquematiza la síntesis de una importante macromolécula relacionada con la información genética.

6. Gracias a Watson y Crick que sentaron las bases del conocimiento actual de la Biología Molecular. La siguiente secuencia polinucleotídica corresponde a parte de una de las hebras de ADN de un gen bacteriano: 5´ATGCGAGATGGT 3`.

• Indique la secuencia de la hebra complementaria, señalando los extremos 5`y 3`.
• A partir de la secuencia enunciada en la pregunta, indique la secuencia de ARN que se generaría señalando sus extremos 5´y 3´.
• ¿Cuál sería el número máximo de aminoácidos que codificaría la secuencia obtenida?
• Indique donde puede ocurrir el paso de información de ADN a ARN en una célula humana.

7. Hace aproximadamente 60 años, la investigación realizada por M. Hoagland, P.Zamecnik y M. Stephenson reveló el papel de un tipo de ácido nucleico en un proceso con gran importancia en la función biológica. La figura adjunta esquematiza dicha macromolécula.

8. La técnica Edición Principal (creada en la Univ. Harvard, USA), permite editar el código genético de los seres humanos con mayor precisión que ninguna otra hasta ahora.
a.- ¿Qué es un codón?
b.- ¿Qué es un anticodón?
c.- ¿En qué macromolécula podemos encontrar los codones?
d.- ¿En qué macromolécula podemos encontrar los anticodones?

9. La mayoría de los genes nucleares presentan secuencias codificadoras interrumpidas. La imagen representa la maduración de una macromolécula y el resultado de su posterior lectura.

10. El esquema adjunto representa un proceso de gran importancia biológica.

11. Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado partículas inhalables que contienen ARN mensajero que podrían en el futuro ser utilizadas para el tratamiento de enfermedades pulmonares. (Fuente: revistageneticamedica.com).

12. El esquema adjunto representa un importante proceso celular.

13. La figura adjunta esquematiza la síntesis de una importante macromolécula relacionada con la información genética.

a. Identifica las macromoléculas señalas como A y B.
b. ¿Cómo se denomina el proceso de síntesis de la macromolécula B?
c. ¿En qué nivel de organización y tipos celulares se puede producir este proceso?
d. ¿En qué lugar de las células, citadas en el apartado c, se realiza dicho proceso?

14. Identifican un “gen del sueño”. Investigadores de la Univ. Estatal de Washington, han visto cómo un gen particular está involucrado en la calidad del sueño experimentado por tres animales diferentes, incluyendo a los humanos. Previamente, se examinó los genes que cambian su expresión durante el ciclo-vigilia (Fuente: Europa Press).

• Tras leer este apartado realiza el siguiente ejercicio