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El núcleo celular
3 funciones principales:
- Almacenar la información genética en el ADN
- Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN
- Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través de las proteinas (el producto de la expresión de los genes)
En el nucleo están los procesos a través de los cuales se llevan a cabo las funciones antes nombradas:
- Duplicación de ADN y su ensamblado con proteinas (histonas) para formar la cromatina
- La transcripción de los genes de ARN y el procesamiento de estas a sus formas maduras. (muchas de estas son transportadas al citoplasma para su traducción)
- La regulación de la expresión genética.

Estructura del núcleo
Esta rodeado por una envoltura nuclear, una doble membrana interrumpida por muchos poros nucleares. Estos poros son puertas selectivas, por aca entran ciertas proteinas desde el citoplasma, y también salen distintos ARN y sus proteinas asociadas.
El nucleo tiene un nucleoplasma, donde están disueltos sus solutos y un esqueleto filamentoso: la matriz nuclear, que da soporte a los cromosomas y a los grandes complejos proteicos que intervienen en la replicación y transcripción del ADN).
La envoltura nuclear
Esta formada por dos membranas concéntricas interrumpidas por
- complejos de poros nucleares: estructuras discoidales, cada CPN es una estructura macromolecular constituida por proteinas de disposición octamerica. Formado por: columnas proteicas, un anillo externo, uno interno, proteinas de anclaje, radiales y fibrilares, y un poro central. Los CPN presentan canales acuosos por donde las moléculas solubles en agua pequeñas pasan. Y las mas grandes son transportadas por moléculas transportadoras de forma activa y con gasto de energía. Al nucleo entran: las proteinas sintetizadas en el citoplasma necesarias para ensamblar los ribosomas, los factores de transcripción para la activación o inactivación de los genes y los factores de empalme necesarios para el proceso de maduración de los ribosomas. Del nucleo se van al citoplasma: las subunidades ribosomales, ARNm, ARNt y factores de transcripción que son devueltas al citoplasma para ser reutilizados. Los CPN hacen de la envoltura nuclear una barrera selectiva entre el nucleo y el citoplasma. Las proteinas pequeñas y otras moléculas viajan a traves de canales periféricos, y las proteinas grandes tienen una etiqueta para ingresar por el canal central (contienen la señal de localización nuclear NSL). Los ARN salen del nucleo a travez del CPN con una proteína especial que tiene la señal de exportación (NES).
Transporte de proteínas: las importinas se unen a la NSL de la proteína nuclear originando una im-portina funcional, que lleva unida a la proteína nuclear a ser transportada.
Exportación del ARN: los ARN maduros se asocian a proteinas transportinas que actúan como transbordadores permitiendo su pasaje al citoplasma.

- Lamina nuclear: capa fibrosa en la que se apoya la membrana interna, formada por proteinas del tipo de los filamentos intermedios, polímeros de lamina o laminina nuclear, ellas se unen a las proteinas integrales de membrana. Esta da estabilidad mecánica a la envoltura nuclear. Interactua con la cromatina, por lo que participa en la determinación de la organización tridimensional del nucleo interfasico. La formación de la lamina no se requiere en los pasos iniciales, pero la organización de la envoltura es indispensable para el crecimiento y mantenimiento de su integridad. Estas se incorporan luego que la cisterna perinuclear rodea al ADN y se inicia el transporte entre el nucleo y el citoplasma.
Las membranas delimitan un espacio o cisterna perinuclear. La membrana externa, que esta en contacto con el citoplasma tiene ribosomas adheridos que sintetizan las proteínas que se vuelcan al espacio perinuclear (este se continua con el REG). La membrana interna posee proteinas integrales que le son propias, que se unen a la lamina nuclear y a los cromosomas.
La envoltura nuclear es un derivado del sistema de endomembranas. En el inicio de la división celular esta se desorganiza y pasa a formar parte del sistema de cisternas y vesículas del retículo endoplasmatico.
En el nucleo se encuentran:
Cromosomas y Cromatina: el nucleo contiene los cromosomas de la celula, cada cromosoma es una molecula única de ADN con una cantidad equivalente de proteinas. El ADN con sus proteinas asociadas se llama cromatina. La mayor parte de las proteinas de la cromatina son histonas, también tiene pequeñas cantidades de proteinas no histonicas y RNP que sirven como factores de transcripción asociándose al ADN de manera pasajera.
Niveles de organizacion de la cromatina, hay dos tipos:
- Eucromatina (o cromatina laxa) de localización central. Se encuentra en dos estados: la eucromatina accesible, donde se encuentran los genes que se están transcribiendo y la eucromatina poco accesible, mas condensada, donde están los genes que la célula no está transcribiendo.
- Heterocromatina (o cromatina densa) en la periferia del núcleo. Es considerada transcripcionalmente inactiva.
Nucleosomas: unidades de enrollamiento de la cromatina, formado por un centro de histonas, a su alrededor 146 pares de bases del ADN se enrollan en dos vueltas.
Cuando la célula entra en división, se producen una serie de cambios en la cromatina. En forma relativamente rápida, la cromatina sufre una condensación progresiva hasta alcanzar el máximo grado de compactación posible: el cromosoma. (Empaquetamiento)
El empaquetamiento de la cromatina permite confinar al ADN dentro del núcleo y lo protege del ataque de las nucleosas.
El cromosoma eucariota: consiste en una molecula simple de ADN alrededor de 150 millones de pares de nucleótidos. Esta molecula de ADN tiene un conjunto lineal de genes que codifican para ARN y proteinas, interrumpido por muchas secuencias de ADN no codificante. (el cual incluye secuencias de nucleótidos de ADN satélite, secuencias repetitivas en los extremos del cromosoma llamadas telomeros y secuencias señalizadoras denominadas origen de replicación –ORI- que sirven para la rápida duplicación de ADN)
El centrometro es una constricción primaria localizada centralmente o hacia los extremos de cada cromosoma. El ADN centromerico es repetitivo y se encuentra siempre condensado siendo parte de la heterocromatina.
Los telomeros son necesarios para la duplicación completa del cromosoma, los protegen de las nucleasas, evitan que los extremos del cromosoma se unan y facilitan la interaccion del cromosoma con la envoltura nuclear.
La telomerasa sintetiza ADN a partir de un molde de ARN. Las células con telomerasa activa pueden compensar el acortamiento de los telomeros durante la duplicación del ADN. Y se encuentra en: las células de la línea germinal, eucariotas unicelulares y células cancerosas.
Los cromosomas se diferencian por la ubicación del centrometro, su posición determina el largo de los brazos del cromosoma y en base a esto pueden clasificarse en:
- Metacéntricos: un centrometro en posición central determina brazos de igual longitud.
- Submetacentricos: el centrometro se encuentra alejado del centro y un par de brazos es mas largo que el otro.
- Acrocentricos: el centrometro se encuentra cerca a uno de los extremos, y uno de los brazos es casi inexistente. Estos poseen una masa de cromatina llamada satélite en el extremo del brazo corto. El satélite esta aislado del resto del cromosoma, y la zona aleñada a este contribuye a formar el nucléolo.
Cariotipo: es una representación grafica o fotografía de los cromosomas presentes en el nucleo de una sola célula somática de un individuo. El análisis del cariotipo involucra la comparación de cromosomas por su longitud, ubicación de los centrometros y la ubicación y tamaños de las bandas G.
Nucleolo: acá se forman las subunidades ribosómicas, la síntesis y procesamiento de ARNr y tiene un papel importante en la regulación del ciclo celular. Es un aglomerado de fibras de cromatina de distintos cromosomas. Es una estructura simple carente de componente membranoso en la que se diferencian dos regiones: una zona fibrilar central formada por ADNribosomatico y ARNr naciente; y una zona granular periférica donde los granulos están formados por las subunidades ribosómicas en proceso de ensamblado.

Naturaleza molecular del gen y del genoma
El concepto del gen
Genoma: conjunto de genes de una especie
Gen: Unidad informativa discreta, responsable de una característica transmisible (color de ojos, textura de la semilla, longitud del tallo, etc). Son segmentos de ADN situados en los cromosomas, que se comportan como unidades de transcripción. Los genes especifican la estructura de las proteinas individuales. Un gen es entonces: una secuencia de ADN con la información necesaria para la síntesis de una proteína en particular. Una segunda definición, seria que un gen es una secuenca de ADN transcripta que genera un producto con función celular especifica.
El ADN es una molecula inerte, su información se expresa indirectamente a través de otras moléculas. Osea, el ADN dirige la síntesis de proteinas y luego estas proteinas determinan las características físicas y químicas de la celula.
Las instrucciones genéticas contenidas en el ADN se expresan en dos pasos:
- Transcripcion: síntesis de ARN a partir del ADN (contiene la información de la secuencia de bases del ADN de la que ha sido copiado)
- Traducción: el ARN ejecuta las instrucciones recibidas y hace una proteína especifica.
Existen varios tipos de ARN (la maquina traduccional):
- ARNm (mensajero) Son moléculas lineales de cadena simple donde se encuentran las instrucciones para la elaboración de un producto proteico. Tienen una secuencia continua de codones que se extienden desde el principio al fin del mensaje genético dictando con exactitud la secuencia lineal de aminoácidos de una cadena polipeptidica en particular. En el inicio tiene un codón iniciador (AUG) y al final uno de terminación (UGA, UAA, UAG).
Diferencia entre eucariota y procariota: eucariotas tienen la secuencia del mensaje interrumpida por Exones (sectores que codifican para la proteína) e Intrones (no tienen información) los procariotas no tienen intrones. | eucariotas sufren modificaciones post-transcripcion antes de salid al citoplasma como ARN maduro, los procariotas no. | en procariotas muchos son polisacáridos, osea que una sola molecula tiene información para varias proteinas
- ARNr (ribosómico) Estos y las proteinas son los componentes de los ribosomas. Los ARNt y los ribosomas intervienen en la traducción de la información codificada en el ARNm por lo cual los ribosomas son considerados fabricas de proteinas. Cada ribosoma tiene una subunidad mayor (contiene una depresión en una de sus superficies, donde se ajusta la subunidad menor) y una menor. Y el ARNm se inserta en el surco formado entre las subunidades. Dentro del ribosoma hay dos huecos llamados sitios A (aminoacidico) y P (peptidilico) para el ingreso de los arnt unidos a sus correspondientes aminoácidos. Estas subunidades trabajan juntas para la síntesis proteica, la menor aloja al ARNm sobre el cual se acomodan los ARNt para que puedan unirse los aminoácidos que transportan, y la mayor cataliza la unión peptidica de los aminoácidos.
- ARNt (de transferencia) Son moléculas adaptadoras, interactúan por un lado con el ARNm y por el otro con los aminoácidos que formaran parte de la cadena polipeptidica, asi alinean a los aminoácidos siguiendo el orden de los codones del ARNm. Tiene dos extremos: en el extremo aceptor se encuentra el trinucleotido CAA que representa el sitio d eunion donde se liga el aminoácido. En el otro extremo tiene un triplete de nucleótidos que se llama anticodón, cada uno de estos es complementario a un codón del ARNm
- Y los ARN pequeños, forman complejos con proteinas especificas dando lugar a la formación de partículas RNP. Las localizadas en el nucleo (RNPpn) participan en el procesamiento del ARNm, las que están en el citoplasma (RNPpc) participan en el reconocimiento de secuencias especificas de las proteinas de secreción, membranares y lisosomales, deteniendo su traducción hasta que el ribosoma en donde se están sintetizando se contacte con la membrana del retículo endoplasmatico granular, en donde finalizan su traducción.

La organización del genoma
El genoma utiliza el ADN como depositario de la información genética. (excepto algunos virus que usan ARN)
Diferencias en la organización del genoma en procariontes y eucariontes:
- En las procariotas el ADN es una sola molecula circular, y en el eucariota es líneal, además de que en el nucleo hay mas de una molecula de ADN, cada molecula corresponde a un cromosoma, cuyo numero es constante para todas las células de una misma especie.
- El ADN eucarionte esta asociado a diferentes proteinas, las mas importantes son las histonas, para el empaquetamiento de ADN. En cambio en el procarionte, no hay asociación a histonas y se lo denomina ADN desnudo.
- En las células eucariotas los cromosomas están confinados en el compartimiento nuclear, donde sucede la transcripción. Mientras que la traducción sucede en el citoplasma. Es decir que estos procesos se encuentran separados en espacio y tiempo. En las procariotas no están separados ya que no hay nucleo.
- Los genomas de los eucariotas son mas grandes que los de los procariotas.
- En procariotas cada cromosoma tiene una sola copia de cualquier gen particular y no expresa todo el ADN (excepto secuencias reguladoras y señaladoras). En cambio en eucariotas hay exceso de ADN.

El código genético
El primer paso en la expresión genética es la transcripción:
ADN - transcripción -> ARNm – traducción -> PROTEINA
El ARNm lleva la información para contruir una proteína, esta información es una secuencia de bases y esta escrita en código genético. Este código es universal, da prueba de que todos los organismos comparten un mismo origen
Transcripción: consiste en la síntesis de ARN a partir de un molde de ADN.
El primer paso es la unión del ARN polimerasa a la región del gen llamado PROMOTOR (secuencia de bases con alta afinidad por la enzima, y le proporciona su sitio de unión al ADN y también indica cual cadena va a transcribirse.
Solo se transcribe una de las dos cadenas que forman cada gen, que vendría a ser la cadena molde, y la otra seria la antimolde. La doble hélice sufre un desenrollamiento y fusión y el ARNp se desplaza sobre la cadena molde, recorriéndola y transcribiéndola a partir del nucleótido que el promotor señala como punto de inicio.
Una enzima genera una burbuja de transcripción, un tramo de 12 nucleotidos en donde las cadenas permanecen separadas y mientras va abriéndose la hélice por delante y avanzando la transcripción, por atrás va recomponiéndose nuevamente.
Cuando el molde es separado y expone sus bases, son reconocidas por el ARNp y a medida que va leyendo la plantilla, va poniendo a su lado un ribonucleotido portador de la base complementaria. Si hay A pone U, si hay T pone A, si hay C pone G y si hay G pone C. al comenzar la enzima cataliza la formación del puente entre ambos e inicia la cadena de ARN.
La transcripción concluye cuando el ARNp alcanza una señal de terminación. El producto obtenido, es un ARN transcripto primario y es una copia complementaria y antiparalela de una región del gen comprendida entre el punto de inicio y la señal de terminación. Este repite la dirección y la secuencia de la hebra no copiada
Hay diferencias en la transcripción de eucariotas y procariotas: en procariotas hay una sola ARNp y en eucariotas tres. En procariotas no se requieren factores de transcripción, y en eucariotas se requiere la presencia de factores de transcripción basales y su actividad es regulada por facotres de transcripción específicos. Y las secuencias señalizadoras son diferentes.

El proceso de traducción o síntesis proteica
Consiste en la traducción de la información codificada en secuencia de nucleótidos del ARNm, en la secuencia correspondiente de aminoácidos.
Se lleva a cabo en los ribosomas, y tiene dos etapas:
1- Activación de los aminoácidos o aminoacilacion: antes de la traducción cada ARNt se engancha a su aminoácido especifico. Esta acción es catalizada por la encima aminoacil ARNt sintetasa. Este proceso a su vez ocurre en dos etapas (activa el aminoacido):
a- Se usa la energía de la hidrólisis de ATP para unir cada aminoácido a un AMP (aminoacil-AMP)
b- Sin abandonar la encima, se transfiere el aminoácido al ARNt (aminoacil-ARNt)
2- Traducción del ARNm: sucede en un mecanismo de tres etapas:
a- Iniciación: se reúnen los componentes que constituyen el complejo de iniciación, disparador de la síntesis proteica. Compuesto por una molecula de ARNm, una subunidad mayor, una menor, el ARNt iniciador y factores proteicos de iniciación (IF) orden: el aminoacil-arnt iniciador se une a la subunidad menor, luego el arnm se une también, dsp la subunidad menor se desliza sobre el arnm para encontrar el codón de iniciación y se le acopla su anticodon y se establece la pauta de lectura correcta. Por ultimo se acopla la subunidad mayor (ver en carpeta)
b- Elongación: proceso de elongación o crecimiento de la proteína, tiene tres etapas: 1: una molecula de aminoacil-arnt ingresa al sitio A vacante en el ribosoma y se acopla por complementaridad de bases al segundo codón del arnm que hay en ese lugar. 2: el aminoácido iniciado se desacopla del arnt del sitio P, liberando energía que se utiliza en la formación del enlace peptidico entre los dos aminoácidos alineados. 3: el peptidil arnt del lugar A pasa al lugar P cuando el ribosoma se desplaza tres nucleótidos adelante. El sitio A queda vacio y vuelve a empezar el proceso.
c- Terminación: ocurre ante la llegada de uno de los tres codones de stop al sitio A, son reconocidos por un factor de terminación que al asociarse al codón stop modifica la actividad y se le proporciona agua al peptidil-arnt en vez de un nuevo aminoácido. Como consecuencia de esto el polipeptidico se desacopla del arnt liberándose al citoplasma, el arnm se desacopla del ribosoma, se van las subunidades.
El costo energético de la síntesis proteica: requiere mas energía que cualquier otro proceso anabólico, especialmente en la activación del aminoácido, en la unión aminoacil-arnt a la subunidad menor del ribosoma, y en la translocacion del ribosoma.
Poliribosomas: grupo de ribosomas que traducen un mismo mensaje de manera simultanea.
Diferencias en la traducción en pro y eucariotas: en eucariotas el arnm es leído después de abandonar el nucleo, la traducción es port-transcripcional. En procariotas la traducción es simultanea a la transcripción, mientras esta terminando de transcribirse, se le asocia un ribosoma y empieza a traducirse.
La fidelidad de la traducción: la precisión en la incorporación de aminoácidos depende de dos mecanismos:
- La unión del aminoácido a su ARNt correspondiente, la actividad correctora de las encimas aminoacil-arnt sintetasa minimizan los errores de selección del aa.
- El apareamiento de bases codón-anticodon, donde una equivocación en la correspondencia de nucleótidos daría como resultado la incorporación del aa incorrecto.

Regulación de la expresión genética
Regulación en procariotas: el operon
Pueden regular de varias formas la cantidad de proteinas que serán sintetizadas. Aunque se considera que la expresión genética se regula principalmente en la transcripción.
En bacterias, los genes que codifican para la síntesis de enzimas que participan en vías metabolicas se agrupan en el cromosoma en un complejo llamado OPERON, actuando como unidades coordinadas mediante un mecanismo de control. Un operon consta de: genes estructurales (los que codifican para enzimas metabolicas), promotor (donde se inicia la transcripción) y operador (secuencia de nucleótidos que se interpone entre el promotor y los genes estructurales, donde se inserta una proteína reguladora: proteína represora)
Existen varios tipos de operones:
- triptófano, es reprimible. Consiste en cinco genes estructurales, que se agrupan en una unidad de transcripción con un solo promotor y un operador. Un gen regulador se localiza fuera del operon y codifica para la síntesis de una proteína represora. En ausencia de triptófano, el ARNp se une al promotor y transcribe los genes estructurales en un ARNm polistronico. En presencia de el en el medio circundante, el aa se une a la proteína represora constituyendo el complejo represorico-represor, el cual reconoce a la zona operadora a la que se fija, impidiendo al ARNp transcribir los genes estructurales. De esta manera la bacteria ahorra energía sintetizando triptófano solamente cuando esta ausente en el medio ambiente.
- Iac: es inducible. conjunto de genes que intervienen en la ulitizacion de la lactosa como fuente de energía. Esta formado por tres genes estructurales, la transcripción de estos da origen a una molecula de ARNm que codifica para tres enzimas que participan de la misma via metabolica. En ausencia de lactosa el represor se enlaza al operador e impide al ARNp insertarse en el sitio promotor, interrumpe la transcripción. El represor ejerce su influencia mediante control negativo, interactuando con el ADN inhibe la expresión del operon. En presencia de lactosa, se une a la proteína represora, incapacitándola para unirse al ADN del operador y se transcriben los genes estructurales apareciento enzimas que degradaran la lactosa
Regulación en eucariotas
Puede ser regulada en cualquier momento:
En la transcripción: Para la transcripción de un gen eucariota se requiere:
- Una secuencia promotora o promotor.
- Secuencias reguladoras: hay dos tipos, intensificadoras (estimulan la transcripción) o silenciadoras (inhiben la transcripción). Ambas pueden hallarse muy distantes del promotor.
- Factores basales de transcripción: complejo proteico que interacciona con el sitio promotor.
- Factores específicos: complejo de proteinas reguladoras que pueden ser activadoras (interaccionan con las secuencias intensificadoras del gen) o represoras (interactúan con las secuencias silenciadoras del gen).
La transcripción de un gen depende de la actividad conjunta de los factores de transcripción unidos a las secuencias reguladoras. Cada gen tiene una combinación particular de intensificadores y silenciadores, ya que cada celula transcribe y expresa distintas proteínas
En la estructura de la cromatina: en cada tipo celular solo se expresan determinados conjuntos de genes mientras el resto del genoma se mantiene silencioso. Existen dos tipos de cromatina: la eucromatina, transcripcionalmente activa, mas desplegada. Y la heterocromatina, inactiva y mas condensada. La transcripción solo ocurre cuando el ADN esta desplegado, osea que las regiones de cromatina condensada y dispersa varian según el tipo celular, reflejando la síntesis de proteinas diferentes por distintos tipos celulares.
El grado de metilación: en algunos eucariotas la presencia de grupos de metilo en el gen afecta su extresion. La mayoría de los genes que no se expresan están metilados.
Control a nivel del procesamiento del ARNm: en algunos casos el mismo gen produce una proteína en un tejido y un tipo distinto de producto proteico en otro tejido. El mecanismo por el cual puede obtenerse de un mismo gen dos proteinas relacionadas se denomina empalme alternativo.
Control a nivel de la traducción: se modifica la tasa de traducción del ARNm que codifica para la proteína ferritina (captura el hierro del medio intracelular). La traducción del ARNm para esta proteína es regulada por una proteína represora (aconitasa), su actividad depende de la concentración de hierro libre en el citosol. Cuando es baja se une a una secuencia de nucleótidos especifica en el aRNm (ERH) provocando un pregamiento del mensaje y bloquea la traducción. Cuando aumenta se asocia a la aconitasa, la cual pierde afinidad por el ERH y se libera el ARNm, y comienza la síntesis de ferritina. También se controla la estabilidad del ARNm.
Control después de la traducción: dos factores son determinantes en la vida media de una proteína: su correcto plegamiento y la secuencia aminoacidica de su extremo aminoterminal.
(ver cuadrito de la pag 495)

Ciclo celular
Las nuevas células solo se obtienen a partir de otras células vivientes, por división celular.
Cada celula en etapa de división se llama celula madre, y sus desendientes células hijas heredaran la misma información genética. Hasta que maduran y hacen lo mismo.
Las etapas a través de las cuales pasa la celula desde la división celular a la siguiente constituyen el ciclo celular. Dividido en dos fases principales: fase M, mitotita (proceso de división celular, consiste en dos procesos secuenciales, la división nuclear (cariosintesis) y la citoplasmática (citosintesis)) e interfase (fase de crecimiento, antes de que la celula se divida debe duplicar su tamaño y todos los elementos que contiene), el ADN que se replica en una etapa limitada y concreta de la interfase, fase S. y el periodo entre la fase M y el comienzo de la síntesis de ADN se llama fase G1 (la celula se aboca al aumento de su volumen) y el comprendido entre el final de la fase S y la fase M siguiente es la fase G2 (posee su conjunto cromosómico por duplicado y realiza la síntesis de elementos requeridos para el desarrollo de la mitosis)
Actividad metabolica durante el ciclo celular
Durante la G1 se aboca a la duplicación de su masa por lo que necesita grandes cantidades de energía que obtendrá de un activo metabolismo. El estado alcanzado luego de estas actividades metabolicas le dara a la celula las condiciones para iniciar la duplicación del ADN.
Variantes del ciclo celular
en organismos unicelulares, hay una intensa presión de selección, para que cada celula crezca y se divida rápidamente, por lo que la velocidad esta limitada solo por la velocidad a la que los nutrientes se pueden absorber del medio y convertirse en materiales celulares.
En pluricelulares se perdió la rapidez para que su numero resulte optimo para el organismo en conjunto y no la supervivencia de sus células individualmente. Por ello todas las células se dividen a velocidades diferentes. Usualmente G1 ocupa la mayor parte del tiempo y es la fase mas variable, esta determinada por el tiempo requerido para la duplicación de todo el genoma, la G2 es la mas corta de la interfase y la mitosis mas corta aun. Por lo que las células pasan la mayor parte de su ciclo en G1 y su duración se ajusta en respuesta a las condiciones del entorno celular. Una vez finalizada esta fase, se completara la S, se continuara con la G2 y se dividirá.
Tres tipos de células con ciclos atípicos:
- Células con especialización estructural extrema, no se dividen. (quedan en G0) (nerviosas y musculares)
- Células que pueden ser estimuladas a abandonar G0 y reingresar al ciclo. Normalmente no se dividen pero pueden iniciar la síntesis de ADN cuando se enfrentan a estimulos apropiados. (hepáticas y los linfocitos)
- Celulas que tienen un nivel alto de actividad metabolica, sujetos a renovación continua y deben formarse permanentemente nuevas. (Células germinales, (de ovario y esperma), epiteliales, estirpes celulares)
No todas las células se dividen por mitosis, en organismos de reproducción sexual se pueden diferencial células somaticas (forman parte de todos los tejidos y tienen un grado de ploidia correspondiente a esa especie, estas células aseguran la conservación del numero cromosómico dividiéndose por mitosis) y las germinales (dan origen a las gametas, masculina y femenina, que son las células encargadas de participar en la formación de los nuevos individuos de la especie, para lo cual deben fusionarse dos de ellas, una proveniente de cada sexo. Deben tener la mitad de los cromosomas para que al unirse se complementen. Para tener células con estas características a partir de las células germinales deberá realizarse una división celular llamada meiosis).
Control del ciclo celular
En células normales: la progresión de una celula eucariota a través del ciclo celular depende de la integración de señales intra y extra celulares, si no están presentes se fallara en la transición de una fase a la siguiente. Estos mecanismos de control de la transición se enfocan principalmente en el inicio de la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis.
Factores promotores de las transiciones del ciclo celular: la fusión celular (unión de dos células) se desarrolla en presencia de agentes que causan la unión de membranas plasmáticas generando una celula hibrida llamada heterocarion (contiene mas de un nucleo dentro de un mismo citoplasma rodeado por una membrana plasmática)
Cuando una celula en fase S se fuciona con una en fase G1, ambos nucleos duplican su ADN. (el citoplasma de la que esta en fase S contiene un activador de la replicación del ADN, el regulador se llama factor promotor de fase –FPS-). Cuando una de fase S se fusiona con una de fase G2, el nucleo de S continua su replicación, pero el de G2 no se replica (algún regulador de la fase S demora el comienzo de mitosis). Cuando una mitótica se fusiona con otra en cualquier estadio de interfase, el nucleo interfasico entra en una seudo-mitosis, con prematura condensación de los cromosomas (en células en división esta presente un factor promotor de fase M –FPM-). Resumen: las células en fase S contienen FPS capas de inducir una fase S prematura en células que aun están en G1 pero no en las que están en G2, y por otro lado las que están en fase M contienen FPM capaz de inducir eventos mitóticos en células de cualquier estado.
REGULACIÓN O CONTROL DEL CICLO CELULAR
La transición entre una fase y la siguiente implica un mecanismo de control del ciclo celular, de modo que una vez que se cumplió con todo lo que debe ocurrir en una fase, se pasa a la siguiente. El mecanismo de control es bastante sencillo. Lo veremos primero en general y luego los ejemplos concretos. La regulación del ciclo celular está dada por un complejo regulador, que tiene dos componentes:
- Parte reguladora, ejercida por unas proteínas llamadas ciclinas. Tienen la particularidad de que su concentración varía a lo largo del ciclo. Aumenta hasta llegar a un máximo y luego su concentración disminuye nuevamente.
- parte catalítica, ejercida por unas enzimas llamadas quinasas (que agregan fosfatos a distintos sustratos). Estas enzimas solamente se activan cuando la concentración de ciclinas alcanza un valor máximo. Por debajo de ese valor, las quinasas se inactivarán.
¿Cómo se da la regulación, o transición de una fase a la siguiente?
A lo largo de la fase en cuestión, la concentración de ciclinas va aumentando hasta alcanzar un valor máximo. Es entonces cuando la quinasa correspondiente se activa. Es este momento está constituido el complejo regulador. La fosforilación que hará la quinasa es lo que permite el paso a la fase siguiente.
Pasemos ahora a dos ejemplos concretos en la regulación del ciclo celular: la transición entre G1 y S y la transición entre G2 y la división.
Transición entre G1 y S
En el transcurso de G1, la concentración de ciclina G va aumentando paulatinamente hasta alcanzar un valor máximo. Se activa entonces la quinasa correspondiente llamada CDK2. Se constituye así el complejo regulador llamado FPS (factor promotor de la fase S). La quinasa fosforila a compuestos relacionados con la duplicación del ADN, que de este modo comienza. Estamos ahora en la fase S.
Transición entre G2 y división
En el transcurso de G2, la concentración de la ciclina M va aumentando hasta alcanzar un valor máximo. Se activa entonces la quinasa correspondiente llamada CDK1. Se constituye de este modo el complejo regulador llamado FPM (factor promotor de la fase M o mitosis). La quinasa fosforila, por un lado, a la lámina nuclear, lo que conduce a que la envoltura nuclear se desorganice. Por otro lado, fosforila a la histona 1, lo que desencadena la rápida compactación del ADN hasta cromosoma. La desorganización de la envoltura nuclear y la progresiva condensación del ADN son sucesos propios de la división celular, es decir que hemos pasado entonces de G2 a la fase de división
Control de la replicación: Hay levaduras para las que no alcanza el FPS y FPM para que pasen de una fase a la otra. También es importante el estado de los sustratos sobre los que actúan dichos factores, para determinar si la celula duplica o separa sus cromatides. El cromosoma pasa por varios estadios a lo largo del ciclo, que posibilitan la interaccion con los factores promotores que inician las fases del ciclo.
A lo largo de todo el ciclo celular se halla unido un complejo proteico formado por multiples subunidades y llamado complejo de reconocimiento del origen de replicación (CRO), este interacciona con proteinas diferentes según la fase y determina la adquisición de dos estadios en el cromosoma:
- 1 Pre-replicativo: lo capacita para la replicación de ADN, de modo que este proceso pueda ser disparado por el FPS
- 2 Post-replicativo: posibilita la transición a fase M e impide que se vuelva a replicar el ADN antes de que la celula se divida.
En células con daño en el ADN: (causado por radiación ionizante, ultravioleta, hipoxia, carencia de ribonucleotidos, etc) las células permiten la progresión a la fase siguiente solo luego de haber finalizado todos los procesos de la fase anterior. Para esto utilizan mecanismos de vigilancia (puntos de control) que controlan eventos claves del ciclo y permiten la transición solo si estos han sido completados. También hay vías que posibilitan revisar la integridad del genoma y frenar la progresión si el ADN se halla dañado. Se genera una señal de alarma llamada respuesta SOS, se activa el punto de control por daño de ADN y se induce a un grupo de genes a participar de la reparación del ADN o bloqueo de la división celular.
En respuesta al daño del ADN se observa una acumulación de la proteína p53, la cual se une a secuencias especificas del ADN y actica la transcripción de determinados genes. Si se impide la reparación del daño, los niveles elevados de p53 persisten por largos periodos de tiempo. El aumento de esta proteína resulta por mecanismos port-traduccionales que la vuelven estable y alteran su vida media. Otro caso posible también seria que las células entren en apoptosis, muerte celular programada. En ausencia del p53 las células no se frenarían o no morirían como respuesta al estrés, y el daño o mutacion se transmitiría a las células hijas.
(la inducción de p53 activa un gen que codifica para un inhibidor de quinasa (p21) el cual actuaria por dos mecanismos: 1- la proteína interfiere en la progrecion del ciclo e impide la entrada en S bloqueando la actividad de la quinasa dependiente de cdk2; 2- la p21 interacciona también con proteinas esenciales para la replicación de ADN)
Las células expuestas a dosis bajas de radiación tienen una demora en la división celular, debido a que la producción y/o activación de FMP es demorada, o por la reducción en los niveles de la ciclina, ocasionando el bloqueo en la progresión de G2 a la fase M.
Pérdida de control del ciclo celular, cáncer: es una enfermedad producida por la acumulación de alteraciones genéticas en una celula. Las células normales pueden convertise en cancerosas por acción de diversas sustancias químicas, radiaciones ionizantes y algunos virus. Tienen características particulares: anomalías cromosomaticas numéricas y estructurales, capacidad de dividirse indefinidamente (inmortalidad) y desorganización del citoesqueleto.
Los genes involucrados se dividen en dos grupos:
- Genes supresores de tumores: ponen freno a la replicación celular y pierden su capacidad protectora cuando se alteran ambas copias del gen, actúan de manera recesiva. El que aparece con mayor frecuencia es la proteína p53
- Oncogenes: codifican proteinas que causan la perdida del control del crecimiento celular y es suficiente la alteración de una sola copia del gen para expresar un genotipo alterado, actúan de manera dominante. Los oncogenes representan versiones alteradas de los protooncogenes, que codifican proteinas vinculadas al normal control del ciclo celular, los oncogenes conducen a una transcripción desmesurada lo que produce la aparición de excesivos niveles de sus productos normales o la aparición de productos alterados.
P53, elemplo de proteína multifuncional: es un producto de un gen supresor de tumores que es el blanco mas común de alteraciones genéticas en el cáncer humano. La proteína p53 no mutada se encuentra en las células en estado inactivo y es activada en respuesta a señales intracelulares y extracelulares. La activación aumenta el nivel de la proteína induciéndose respuestas celulares variadas, (ej: arresto del ciclo celular y apoptosis)
Funciones de p53:
- Puede transmitir señales de muchos insultos genotoxicos a genes y factores que controlan aspectos del ciclo y muerte celular. Actua como factor de transcripción, interacciona con el ADN reconociendo secuencias especificas de el. Tambien puede interactuar con otras proteinas regulando su actividad. Presenta tres dominios fundamentales: dominio N-terminal (activa la transcripción), dominio central (reconoce especidicamente ciertas secuencias del ADN) y dominio C-terminal (regula la unión secuencia-especifica al ADN, y se une autónomamente al ADN aunque la misma no es secuencia-especifica)
- Es parte de procesos de reparación del ADN, exhibe funciones básicas en el mantenimiento del genoma sin condiciones que lo activen.
- Es importante en el desarrollo embrionario, y en la respuesta de células embrionarias a diferentes estrés ambientales. Su expresión inapropiada conduce a la muerte o malformaciones.
- Funciona como supresor de teratogenos. Aborta células embrionarias con daño en ADN inducido por teratogenos, si muchas células mueren por apoptosis, también lo hara el embrión. La perdida de p53 en el embrión deja que todo siga adelante y nacen con anormalidades.

Mecanismos de replicación del ADN
El ARN fue la primera molecula capaz de autoduplicar la información que portaba.
La evolución condujo a que las funciones de portación de información y autoduplicacion son efectuadas por el ADN, y la función de catálisis es para las moléculas proteicas (enzimas), siendo el ARN un intermediario en el flujo de la información desde su almacenamiento (ADN) hasta el producto de su expresión (proteínas)
Coordinación con el ciclo celular: Por cada ciclo celular debe existir solo una replicación, y una vez ocurrido esto se debera inevitablemente continuar con la división celular. Si se replicara el ADN excesivamente seria todo tan desastroso como si no se replicara. Hay ciertos factores difusibles no identificados que median el inicio de la replicación y otros no difusibles que impiden el inicio prematuro de un nuevo ciclo de replicación.
Propiedades universales de la replicación:
- La replicación del ADN es semiconservativa: se producen dos moléculas hijas formadas por una cadena original y otra nueva
- La replicación tiene un sitio de origen y ocurre en forma bidireccional: posee sitios específicos a partir de los cuales se generan a ambos lados las llamadas horquillas de replicación (forma en Y) determinando un proceso bidireccional.
- La síntesis de ADN se produce siempre en sentido 5’ -> 3’ determinando que una de las cadenas se sintetice en forma discontinua:
Etapas del proceso de duplicación del ADN y encimas intervinientes: la duplicación requiere de la enzima ADNpolimerasa (III). En bacterias además de esta se requieren numerosas enzimas: proteína de iniciación (reconoce el sitio de origen y comienza la apertura de la horquilla de replicación), helicasas (apertura de las cadenas parentales, utilizando energía del ATP, causa superenrrollamiento por delante de las dos horquillas de replicacion), girasa (alivia el superenrrollamiento), proteinas de unión a ADN de simple cadena (mantienen las hebras simples de ADN en ese estado), proteinas desestabilizadoras, pequeños fragmentos de ARN necesarios para la acción de la ADNpIII, etc.
Etapas del proceso en E. coli:
- Iniciación: la unión de la proteína de iniciación al sitio de iniciación da comienzo a la formación de la horquilla de replicación. En este sitio ingresan las helicasas creando dos horquillas de replicación, cada una se desplaza en sentido opuesto. A estas hebras simples de ADN se le unen moléculas de proteinas desestabilizadoras que mantienen las cadenas separadas.
- Elongación: la enzima rompe los puentes de hidrogeno permitiendo el avance de las horquillas de replicación y de la enzima girasa que alivia el superenrrollamiento de la doble hélice generado por esa apertura. La girasa desenrrolla el ADN uniéndosele y realizando el corte de ambas cadenas, volviendo a unirlas dsp de permitir una serie de giros de la molecula que alivian la torsión originalmente producida. A partir del sitio de origen se generan dos horquillas de replicación, una adelantada y otra atrasada. Finalmente la enzima ligasa cataliza la formación de los enlaces fosfodiester entre los diferentes fragmentos de ADN.
- Terminación: se encuentran ambas horquillas de replicación en un punto opuesto al sitio de origen del cromosoma bacteriana. Da como resultado la separación de las dos moléculas hijas de ADN.
Síntesis de ADN en pro y eucariotas:
- La velocidad del movimiento de la horquilla de replicación en eucariotas es mas lenta, pero también tiene multiples sitios de origen en cada cromosoma.
- En eucariotas hay un acortamiento progresivo de los extremos cromosómicos a través de generaciones celulares. Se soluciona con la enzima telomerasa que incorpora secuencias telomericas a los extremos cromosomicos.
Reparación del ADN: mecanismo de corrección de pruebas: las ADNp tienen actividad exonucleasa 3’ ->5’, lo que les permite comprobar que el nucleótido recién adicionado es incorrecto y que hay un deficiente apareamiento de bases, y elimina el incorrecto y lo reemplaza por el correcto antes de seguir la polimerización en sentido 5’3’. Este mecanismo se desarrolla durante el proceso mismo de replicación. Este es uno de muchos mecanismos, que existen porque el adn genómico y la información que contiene son irremplazables, y cualquier daño que ocurra en la secuencia de nucleótidos traerá un perjuicio para la celula o el organismo.
Reparación de apareamientos incorrectos: se basan siempre en la información contenida en la otra hebra de la cadena, la utilizada como molde. Esta capacidad de distinguir las diferentes cadenas es gracias a la enzima Dam metilasa. Luego de la replicación existe un periodo de tiempo donde la cadena molde esta metilada pero la cadena nueva aun no lo esta. Algunos componentes de este sistema diferencian la cadena metilada de la no, permitiendo que una vez detectado un apareamiento incorrecto se elimine la base de la cadena nueva.
Reparación por corte de base: hay reacciones espontaneas que determinan cambios químicos en las bases del ADN, estas bases incorrectas con reconocidas por enzimas (ADN glucosilasas) que las eliminan por rotura del enlace glucosilo entre la base y la desoxirribosa generando un sitio apurinico. (sitio AP), una vez formado el sitio AP debe intervenir un AP endonucleasa, que identifica el sitio y corta la cadena de ADN que lo contiene. Y ese fragmento es reemplazado por la ADNpolI y el corte es eliminado por el ADNligasa.
Reparación por corte de nucleótido: cuando la alteración producida en el ADN distorsiona su forma, se lo puede reparar por un sistema enzimático denominado reparación por corte de nucleótido. Este sistema se encarga de reparar variadas alteraciones, como cambios químicos en bases o los enlaces anómalos que se producen entre bases contiguas de la misma cadena cuando el ADN es irradiado con luz ultravioleta. El proceso implica la acción de la enzima ABC excinucleasa, que reconoce la alteración, se une al ADN en esa región y corta un fragmento completo de la cadena alerada. El hueco es completado por el ADNpolI y sellado por el ADNligasa.
Reparación directa: No eliminan nucleótidos o bases, sino que reparan directamente el cambio químico producido. Un caso en que se usa es cuando en moléculas de ADN inside radiación ultravioleta se generan enlaces covalentes entre pases pirimidinicas adyacentes de la misma cadena, ej: dimero de timina, el cual conduce a errores durante la replicación si no se repara. El proceso de fotorreactivacion elimina estos dimeros a través de la acción de la enzima fotoliasas, que absorbe la luz de mayor longitud de onda y utiliza esa energía para invertir la reacción de dimerización.
Reparación con tendencia al error: Los casos vistos anteriorimente son reparaciones que no detienen el proceso, pero cuando se producen alteraciones severas o muy numerosas en el ADN, la replicación se detiene y pone en marcha un mecanismo de respuesta que implica la intervención de las de 15 productos genéticos que tiende a producir mutaciones. Este sistema se llama sistema SOS. De las proteinas inducidas algunas se ocupan de reparar el ADN y otras forman parte de un sistema de replicación que pasa por encima el fallo y sigue replicando mas alla de las lesiones, como estas lesiones hacen imposible el correcto apareamiento de bases complementarias, la tasa de error es alta y se dice que tiene ‘’tendencia al error’’.
Recombinación del ADN: implican el reordenamiento de la información genética dentro y entre moléculas de ADN. Estos procesos permiten la aparición de nuevas combinaciones genéticas incluso en ausencia de mutacion. Se dividen en dos grandes grupos:
- Recombinación genética homologa: es el intercambio genético que se produce entre secuencias de ADN homologas. (en eucariotas, el intercambio de fragmentos entre cromosomas homologos durante la profase I meiotica, este entrecruzamiento ocurre entre cromosomas estrechamente unidos durante las primeras etapas del desarrollo de las gametas y permite que diferentes versiones de un gen (alelos) se mezclen con versiones de otros genes, incrementando la posibilidad de que los descendientes producidos sobrevivan a las exigencias del ambiente). No se altera ni la secuencia ni el orden de los genes en el cromosoma. (en procariotas se transfieren fragmentos de ADN homologo desde un cromosoma donante a una celula receptora, esto puede ocurrir mediante los procesos de transformación -implica un ADN donante que se encuentre libre en el medio-, transducción –la transferencia de ADN donante es mediada por un virus bacteriano- o conjugación –la transferencia implica el contacto celula-celula y la presencia de un plasmido conjugativo).

- Recombinación especifica del sitio: esta mediada por una enzima que reconoce secuencias especificas de nucleótidos en las cadenas de ADN involucradas y no implica necesariamente un apareamiento intimo de las moléculas de ADN. Este proceso interviene en la regulación de la expresión de ciertos genes, en el reordenamiento programado de ADN que ocurre durante el desarrollo y la diferenciación de muchos organismos y el reordenamiento del aDN asociado al ciclo de replicación de algunos ADN víricos y plasmidicos. El sistema consiste en la enzima recambinasa y una secuencia corta de bases, que es el sitio de reconocimiento de la enzima. Altera las posiciones relativas de las secuencias nucleotidicas en el cromosoma. Este mecanismo permite la existencia del fenómeno de transposición (existencia de elementos genéticos capaces de desplazarse de un lugar al otro del genoma o al genoma de otra celula)

División celular
En procariotas
Se reproducen asexualmente por fision binaria transversal, durante esto la replicación del ADN y la división del citoplasma están directamente acopladas. Al duplicarse el ADN, las dos copias del cromosoma se encuentran unidas a reciones especializadas de la membrana celular (mesomas), las cuales se separan gradualmente por el crecimiento e invaginación de la membrana plasmática entre ellas.
La fision ocurre entre los sitios de unión de los cromosomas circulares, por la formación de un septo transversal constituido por membrana y pared celular, asi cada celula hija adquiere un cromosoma que ya está empezando a replicarse nuevamente.
En eucariotas (mitosis)
Tipo de división, mediante la cual a partir de una celula madre se obtienen dos células hijas idénticas. Es en unicelulares un mecanismo de reproducción asexual, en plantas producen rizones de los cuales se originan nuevas plantas, también sirve para la cicatrización de tejidos dañados.
El material genético se duplica en la etapa S y en mitosis se separa.
La división celular mitótica consta de dos subetapas: cariocinesis (abarca la división del material nuclear para la formación de los nucleos hijos) y citocinesis (la separación del citoplasma para dar origen a las células hijas)
Etapas de la mitosis:
- Profase: Comienza cuando termina G2. La cromatina (que esta descondensada en interfase) se condensa graduamente hasta formar los cromosomas. En esta etapa los cromosomas están formados por dos cromatides (dos copias idénticas de ADN, que tienen cada una una secuencia de adn especifica necesaria para la segregación cromosómica, llamada centrometro. En los centromeros se desalloran los cinetocoros, las cuales permiten la correcta segregación de los cromosomas entre las células hijas). Las células animales al inicio de la mitosis tienen dos pares de centriolos inmersos en el centrosoma, que esta fuera de la membrana nuclear. Durante la profase el centrosoma se divide y cada centrosoma hijo comienza a migrar hacia uno de los polos de la celula, a medida que se apartan se organizan entre ellos los microtubulos que formaran el huso acromatico cuando se desorganice la membrana nuclear. Además, microtubulos adicionales irradian en todas direcciones en torno a los centrosomas hijos constituyendo unas estructuras llamadas asteres.
Las células vegetales de plantas con flor y las gimnospermas no poseen centriolos y asteres (la s mitosis son anastrales) pero se organiza el huso acromatico.
En ambos, el nucléolo desaparece por la condensación de su cromatina, que formara parte de los cromosomas.
Al final de la profase los microtubulos citoplasmáticos que forman parte del citoesqueleto interfasico se despolimerizaran, entonces la celula se torna mas esférica y se empieza a formar el huso mitótico

- Prometafase: se inicia con la desorganización de la membrana nuclear en fragmentos de membrana, que no se diferencian de las vesículas del retículo endoplasmatico. Estas vesículas permanecen durante la mitosis en las proximidades del huso. Los microtubulos del huso se introducen en la región nuclear y los dos centrosomas hijos constituyen los dos polos del huso.
En cada centrometro maduran los cinetocoros, cada cromosoma posee dos centrometros y dos cinetocoros ubicados en direcciones opuestas. Estas estructuras atraen y se unen a microtubulos cinetocoricos. Los restantes microtubulos del huso son los polares y a los exteriores del uso los astrales.

- Metafase: los cromosomas alcanzaron su máximo estado de condensación y se encuentran unidos a fibras del huso a través de los cinetocoros de sus centromeros. Los microtubulos cinetocoricos alinean a los cromosomas en el plano ecuatorial ubicado en el medio de los polos del huso.

- Anafase: los cinetocoros apareados de cada cromosoma se separan, también lo hacen las cromatides. Los centromeros y las cromatides comienzan su migración hacia los polos opuestos de la celula arrastrados por las fibras cinetocoricas. Cada cromatide que migra constituye ahora un cromosoma. Los microtubulos cinetocoricos se acortan a medida que las cromatides se acercan a los poros y los microtubulos polares aumentan su longitud alejando los poros del huso.

- Telofase: los microtubulos cinetocoricos se desorganizan y los polares se alargan aun mas. Luego ocurren los procesos inversos a la profase: se organiza la membrana nuclear en torno a cada grupo de cromosomas hijos que se encuentran en los polos opuestos, las vesículas de la membrana nuclear se asocian con la superficie de los cromosomas individuales y luego se fusionan contruyendo las nuevas membranas nucleares, los poros nucleares se vuelven a ensamblar, se vuelve a formar la lamina nuclear. Luego de reconstituido el nucleo los cromosomas se comienzan a escondensar hasta adoptar el estado laxo propio de la interfase y reaparece el nucléolo al recomenzar la síntesis de ARN. Con esta etapa culmina la cariosintesis, obteniéndose una celula con dos nucleos iguales.

- Citocinesis: equitativa partición y separación del citoplasma entre las dos células hijas para completar la mitosis. En células animales curre por estrangulamiento del citoplasma, por acción de un anillo contráctil en el plano medio de la celula, en vegetales se da por tabicamiento, se divide por formación de membranas y una pared en el plano ecuatorial separándola en dos compartimientos.

Meiosis y reproducción sexual
(la meiosis contrarresta los efectos aditivos de la fecundación)
En la reproducción asexual el numero de cromosomas se mantiene estable ya que la mitosis es conservativa en este aspecto, pero en reproducción sexual el nuevo individuo surge como consecuencia de la unión de dos células sexuales o gametas, por el proceso de fecundación, originando la celula huevo o cigota. En el humano el genoma tiene 46 cromosomas, cada gameta aporta 23 (complemento haploide o ‘’n’’), por lo que la cigota resultante de la fecundación porta los 46 (conjunto complemento diploide o ‘2n’) donde los cromosomas concurren de a pares (pares homologos). Es fundamental que en algún momento de la vida exista un mecanismo reductor del numero de cromosomas para compensar el efecto aditivo de la fecundación.
La meiosis es un tipo de división celular que ocurre por única vez en células especializadas o germinales (2n) para dar cuatro células halipoides o gametas con nuevas combinaciones genéticas. (dos divisiones celulares consecutivas conocidas como meiosis I –separa los miembros de cada par de homólogos entre si- y meiosis II-separa las cromatides hermanas de cada cromosoma-.
Diferencias en la etapa del ciclo vital durante la cual ocurre la meiosis: La meiosis puede ocurrir en diferentes momentos de la vida de los organismos:
- Meiosis gametica (o terminal): Relacionada cn la formación de gametas (n) que se fusionan para dar una cigota 2n que se desarrolla en un adulto 2n. (en anumales multicelulares, muchos protozoos y algunas plantas)
- Meiosis cigotica (o inicial): ocurre después de la fecundación. (en halgas, protozoos y hongos)
- Meiosis esporica (o intermedia): la vida se inicia con la unión de gametas (n) que generan una cigota (2n) que por mitosis desarrolla al esporofito 2n. este sufre meiosis y da esporas (n) que germinan directamente para dar el gametofito (n) que por mitosis producirá gametas (n) (en plantas superiores)

Etapas de la meiosis
Durante la interfase previa a la división, el ADN se duplica en la etapa S, entonces al comienzo de la meiosis I cada cromosoma consiste en dos cromatides idénticas unidas a nivel del centromero.
En meiosis I:
- Profase I: se divide en cinco etapas, leptotene (los cromosomas se hacen visibles gradualmente y entre las cromatides hermanas se situa un denso filamento proteico o codón axial. La envoltura nuclear comienza a disgregarse ); cigotene (los cromosomas homologos se aparean por sinapsis originando bivalentes o tétradas. Este apareamiento es estabilizado por el complejo sinaptonemico (CS) para facilitar la recombinación genética, para que esto ocurra se producen rupturas transversales de las cromatidas homologas, seguidas por intercambio y fusión de esos elementos por la acción de enzimas especificas. Cada entrecruzamiento esta mediado por un nodulo de recombinación, los cuales marcan la localización de una maquinaria multienzimatica de recombinación, que permite el intercambio de regiones de ADN de las cromatidas materna y paterna); paquitene (se inicia cuando termina la sinapsis y es la mas larga); diplotene (los cromosomas apareados y recombinados comienzan a separarse por disolución del CS, manteniéndose unidos solo por puntos específicos que representan los sitios donde ocurrió la recombinación, quiasmas); diacinesis (las quiasmas comienzan a desplazarse hacia los extremos de los bivalentes, estos bivalentes se unen a las fibras del huso y se desplazan hacia la placa ecuatorial, desaparecen los nucléolos y se produce la cuptura de la membrana nuclear)
- Metafase I: los pares de homologos se alinean sobre el plano exuatorial de manera que las dos cromatides de un cromosoma se enfrentan al mismo polo
- Anafase I: se separan los cromosomas homologos y migran hacia los polos.
- Telofase I: reconstrucción nuclear, se inicia una vez que los cromosomas llegan a los polos. Los cromosomas no retornan a un estado interfasico y no siempre se regenera la envoltura nuclear. Según la especie puede o no ocurrir citocinesis.
En meiosis II:
- Profase II: los cromosomas vuelven a condensarse, se disgrega la membrana nuclear, desaparece el nucléolo y empiezan a aparecer nuevas fibras del huso.
- Metafase II: los cromosomas se ubican en el plano ecuatoria, los cinetocodos de cromatides hermanas se enfrentan a polos opuestos. Los ovocitos de los vertebrados detienen el proceso meiotico en esta etapa, solo luego de la fertilización se completara.
- Anafase II: las cromatidas hermanas se separan y migran traccionadas por las fibras del huso, hacia polos opuestos.
- Telofase II: los husos desaparecen, se forma la envoltura nuclear en torno de cada juego de cromosomas. Simultáneamente ocurre la citocinesis, dando cuatro células haploides.
Gametogénesis: proceso de formación de las gametas en la meiosis terminal o gametica. En los vertebrados comprende a la ovogénesis (formación de ovulos, ocurre en los ovarios. Las células primordiales son las ovogonias (2n) Aproximadamente al tercer mes de vida intrauterina, las ovogonias aumentan su masa y se pasa a llamarlas ovocitos primarios. Al quinto mes de vida intrauterina, esos ovocitos primarios comienzan la meiosis I. Se completa la profase I y la meiosis se detiene. Esos ovocitos primarios quedan en profase I hasta aproximadamente los 12 años (edad de la primera menstruación) cuando, a un ovocito por mes (uno por cada ciclo menstrual), retoman la meiosis I hasta completarla. El resultado de la meiosis I son 2 células, pero hay una que debido a una citocinesis desigual queda con muy poca masa citoplasmática y finalmente degenerará. Queda entonces tan sólo una célula viable, el ovocito secundario. Este ovocito secundario comienza la meiosis II que se detiene en metafase II. Solamente si ese ovocito fuera fecundado, la meiosis II se completa generando una célula de gran tamaño, el óvulo, y nuevos cuerpos polares que degeneran. Si no hubiera fecundación, el ovocito secundario detenido en metafase II será eliminado en la menstruación) y espermatogenesis (formación de espermatozoides, ocurre en los testículos, las células primordiales son las espermatogonias (2n) durante la pubertad y bajo influencia hormonal, las espermagonias duplican su ADN y pasan a ser espermatocitos primarios. Estos espermatocitos sufren meiosis I dando como resultado dos espermatocitos secundarios. Cada uno de ellos se dividirá por meiosis II generando finalmente 4 espermátides. Las espermátides, por un proceso de diferenciación, pasan a formar las gametas maduras o espermatozoides.)

Consecuencias de la reproducción sexual: variabilidad genética
Durante la meiosis se producen dos tipos de redistribuciones genéticas, una de ellas es consecuencia de la distribución al azar entre las células hijas de los distintos cromosomas homologos paternos y maternos durante la anafase I, o las distintas cromatides en anafase II, adquiriendo cada gameta una dotación diferente de cromosomas. La segregación independiente permite entremezclar cromosomas maternos y paternos.
También en la profase I, la recombinación genética permite entremezclar alelos maternos y paternos. Entre cada par de homologos se producen dos o tres entrecruzamientos, mezclándose el contenido genético de cada uno de los cromosomas.
Una tercera fuente de variabilidad es en la fecundación, ya que se mezclan genes provenientes de dos nucleos gametivos provenientes de dos individuos diferentes.
También se pueden considerar las mutaciones, variaciones hereditarias que posibilitan la evolución.
La meiosis y las alteraciones cromosómicas estructurales
Existen varios tipos de aberraciones cromosómicas las cuales determinan luego de la meiosis, productos gameticos desbalanceados:
- Inversiones: el cromosoma se rompe en dos sitios, y el pedazito que se suelta se vuelve a fijar pero de manera inversa. El individuo posee todos los genes de un cromosoma normal y no se ve afectado, pero durante la meiosis el cromosoma fallido no puede formar un par apropiado con su homologo normal. En estos casos se forma un asa donde puede ocurrir entrecruzamiento, las gametas tendrán una copia adicional de ciertos genes, porque se repite un fragmento del cromosoma (duplicación) o carecerán de dichos genes, por perdida de una región del cromosoma (supresión). Luego, si esta gameta con el gen alterado es fecundada, la cigota mostrara un desequilibrio cromosómico que no es viable.
- Translocaciones: un fragmento de cromosoma se fija a otro cromosoma. Las translocaciones generan cambios a gran escala, constituyendo el punto de arranque de líneas evolutivas separadas que se ramifican a partir de un ancestro común. También causan problemas durante meiosis, dando gametas con copias extra de genes o con ausencia.
- Supreciones
- Duplicaciones
Otras alteraciones afectan el numero de cromosomas y son consecuencia de una ‘’no disyunción meiotica’’, osea que los pares homologos no se separan durante meiosis I, o las cromatides hermanas no se separan en meiosis II. Y se forman gametas que contienen un numero anormal de cromosomas, y si se fecunda da lugar a una cigota anormal que muere entre la concepción y el nacimiento.
En algunos casos no muere, dando lugar a un individuo aneuploide para algún par cromosómico. Depende de el o los cromosomas afectados. Un cromosoma extra genera trisomia, uno menos monosomia.
La presencia de un numero anormal de cromosomas sexuales es menos nocivo para el desarrollo humano. Ej: cuando falta un cromosoma X provoca detención del desarrollo genital y ausencia de células cerminales en los ovarios.

Leyes de Mendel: los mecanismos de la herencia
Con experimentos demostró que las características hereditarias son transmitidas por factores individuales que se distribuyen de distinta manera en cada generación.
Tomo para experimentar, arvejas. Realizo utilizando siete pares de razgos contrastantes, tuvo en cuenta la primera y la segunda generación y conto los descendientes y analizo matemáticamente los resultados.
Primera ley de Mendel: Principio de segregación
‘’todo individuo tiene un par de alelos para cada rasgo o gen y se segregan durante la meiosis’’
La aparición y desaparición de los caracteres y sus proporciones constantes en la descendencia podrian explicarse si las características hereditarias fuesen determinadas por factores discretos separables. Estos tenían que estar de a pares en cada individuo, siendo heredados uno de cada progenitor durante la fecundación. Los pares se volverían a separar cuando se producían las gametas, las cuales portaban solo uno de esos factores.
Los factores son los genes, y sus formas alternativas son los alelos. Cada alelo esta ubicado en el mismo lugar de cada uno de los cromosomas homologos de un determinado par. Estos alelos de un gen segregan o se separan durante la meiosis, reflejando la separación de los cromosomas homologos en la anafase I.
Durante la segregación de los cromosomas homologos en meiosis, a cada gameta pasa un alelo de cada par, luego de combinarse con otra gameta por fecundación, se vuelven a unir en la celula huevo o cigota.
Si los dos alelos de un gen son iguales (homocigota) se espresan ambos, pero si son diferentes (heterocigota) pueden ocurrir diferentes casos:
- Dominancia completa: uno de los alelos domina sobre el otro enmascarando o inhibiendo su acción. En este caso el organismo se presenta como si tuviera solo el alelo que se expresa. El que se expresa de lo llama dominante y se lo pone con mayúscula, el otro es el recesivo y va en minúscula. De esta manera, al individuo de genotipo TT se lo denomina homocigota dominante, al tt homocigota recesivo y al Tt heterocigota. Tanto el TT como el Tt determinan el mismo genotipo
- Dominancia incompleta: los rasgos parecen mezclarse obteniendo un efecto combinado o fenotipo intermedio del heterocigota.
- Codominancia: además de su expresión cuantitativa, un gen posee también una expresión cualitativa, dado que generalmente afecta la producción de una determinada estructura o función.
- Cruzamiento prueba: para averiguar el genotipo de un individuo dominante se realiza la retrocruza o cruzamiento prueba, consiste en cruzar al individuo de fenotipo dominante con un homocigota recesivo y analizar las proporciones fenotípicas de la descendencia. Si el 100% tiene el carácter dominante, era homocigota, si aparecen descendientes recesivos era heterocigota para ese gen.
El cruzamiento prueba puede no dar una respuesta definitiva en el caso de herencia ligada al cromosoma X. las funciones controladas por los genes del cromosoma X son necesarias para ambos sexos, pero las Y tienen pocos genes y son mas que nada para la masculinidad. El par sexual de la mujer es XX (un cromosoma x de cada padre) el hombre solo tiene un X de parte de la madre, por lo que tiene solo un alelo de los genes ligados a este cromosoma, por eso el hombre es hemicigota. Cuando se altera por mutacion el X en la mujer no pasa nada, pero en el hombre se expresa porque es el único que tiene.

Segunda ley de Mendel: transmisión independiente
“cuando dos pares de alelos se ubican en cromosomas no homologos, cada par segrega independientemente de los alelos del otro gen”
Los cruzamientos en los que intervienen individuos que poseen diferentes alelos para dos genes se denominan dihibridos.
El comportamiento observado en los cruzamientos dihibridos es la resultante de los eventos que ocurren durante la meiosis dado que los diferentes tipos de gametas se originan debido a la disposición del azar y posteriori segregación de los miembros de cada par de cromosomas homologos.
Cada gen afecta a una sola característica en genes: esto se conoce como herencia poligenica. Dando a los individuos variaciones continuas o una gradación de diferencias pequeñas.
También se descubrió que hay genes que pueden afectar a las de una característica, se llama pleitropia.
Diferenciación celular
Puede definirse como la expresión o actividad genética variable de los distintos tipos celulares del organismo, la cual se refleja en la síntesis de proteinas especificas de cada tipo celular. De este modo los eritrocitos sintetizan hemoglobina, las células epidérmicas queratina y las intestinales enzimas digestivas.
A partir de la fecundación del ovulo por el esperma y la fusión de los pronucleos masculino y femenino, siguen una serie de divisiones celulares llamadas segmentación, porque el citoplasma de las células hijas se va reduciendo o segmentando constituyendo la morula, la cual luego se ahueca constituyendo el blastocisto en que se distinguen el macizo celular interno (originara el cuerpo del organismo) y el trofoblasto (formara la placenta)
- Las diferencias entre los distintos tipos celulares son estables y hereditarias: memoria celular: una vez que la celula alcanza su estado diferenciado se conserva y transmte a lo largo de las generaciones celulares siguientes.
- La determinación precede a la diferenciación: antes de la diferenciación la celula esta en un estado llamado comprometido o determinado, en el cual no es posible reconocer las diferencias morfológicas del estado diferenciado, pero una vez que alcanza la determinación es irreversible y seguirá su camino especifico.
- La diferenciación y el desarrollo del plan corporal se realizan en una serie de pasos controlados genéticamente: controlado por una serie de genes rectores que codifican factores de transcripción específicos y se encuentran relacionados jerárquicamente temporal y espacialmente en dirección cefalocaudal, “genes de la polaridad del huevo”, que actúan primero y establecen los ejes corporales, “genes segmentarios” que regulan la formación de los segmentos larvarios y finalmente actúan los “genes homeoticos” de los que derivan los discos imaginalesy las estructuras de la mosca adulta.


Mecanismos vinculados a la diferenciación celular
Regulación de la expresión genética:
- Control a nivel de la transcripción: el control se ejerce a través de cambios en la estructura de la cromatina, ya que el grado de condensación de la misma esta relacionado con el nivel de espresion (la heterocromatina –muy condensada- contiene genes inactivos). También puede ser a través de la metilación del ADN, ya que ciertos genes inactivos se encuentran mas metilados que los activos. También los mecanismos post-transcripcionales de procesamiento del ARN.
- Control a nivel de la traducción: al menos en ovositos de anfibios, existen mecanismos que permiten traducir ARNm “ocultos” (ARNm transcriptos e importados al citoplasma que solo son traducidos en respuesta a algún estimulo)
- Amplificación genética: aumenta el numero de copias de genes
- Transposición: reubicación de genes, de un sitio en el que no se expresan a uno donde si pueden expresarse.
Interacciones nucleocitoplasmaticas: mediante centrifugación de células HeLa es posible obtener por separado nucleos rodeados de citoplasma (carioplastos) y citoplasmas enucleados (citoplastos). Al fusionarse (mediado por virus sendai) eritrocitos de pollo con células HeLa se obtiene un heterocarion, en el cual el nucleo inactivo del eritrosito puede reanudar la síntesis de ARN y ADN y ambos nucleos pueden entrar en mitosis generando células hijas hibridas.
Distribución de los determinantes citoplasmáticos: (pag 575 terminar)


Evolución biológica
Fijismo: Dios creo a todas las especies por separado y no hay posibilidad de transición entre unas y otras.
(Primera teoría de la evolución biológica) Lamark - transformismo: las diversas especies vegetales y animales derivan de uno o de varios tipos primitivos debido a sucesivas transformaciones. Al entrar en contradicción con el fijismo propuso mecanismos adaptativos para explicar el cambio de los organismos. Los cambios ambientales producían nuevas necesidades, surgiendo nuevos comportamientos, que conducían a cambios estructurales. Prestaba mucha atención al tema ambiental, los organismos siempre trataban de adaptarse a cada uno de esos cambios, pero no podía explicar el tema de las extinciones de especies.
{ Hay dos niveles diferentes de procesos de cambio: los que ocurren en el interior de los organismos individuales que tienen un lugar en el tiempo de la vida de un individuo (biología funcional) y otro que habla de transformaciones a nivel de las poblaciones, especies, ecosistemas, ocurren a través de miles de años (biología evolutiva) }
Darwin: Su teoría se limita a la materia viva y a uno de sus procesos de cambio, el cambio evolutivo. Viajo por el Beagle realizando observaciones de donde saco la Hipótesis de la diversidad y la adaptación de los organismos al medio. En su primer libro postula: todos los organismos provienen de otros semejantes, los organismos producen mayor descendencia de la que puede sobrevivir “lucha por la existencia”, las poblaciones mantienen constante el numero de individuos durante largos periodos de tiempo, entre los organismos de una misma especie se observan variaciones, en una población existen diferencias entre los individuos que podrían ser heredadas, los que muestran variaciones favorables tienen mayor ventaja, las variaciones favorables se acumulan a lo largo del tiempo por selección natural, las generaciones sufren la influencia selectiva del ambiente y llega un momento en que acumulan tantas variaciones favorables que surge una nueva especie.
Las homologías son pruebas irrefutables de la evolución
Darwin no pudo explicar: el mecanismo de la herencia, como se transmiten las características hereditarias de generación en generación. Por que los caracteres no se mezclan sino que se mantienen y pueden desaparecen en una generación y reaparecer en otra. El origen de la variabilidad (modificaciones las llamo) dobre la que actua la selección natural.
De procariotas a eucariotas
Primero surgieron las procariotas y miles de millones de años después las eucariotas. De acuerdo a una de las hipótesis en las primeras células la información hereditaria estaba en el ARN.
Evolucion del metabolismo
Cuando comenzó la vida las células se alimentaban de moléculas del ambiente, con el tiempo este recurso fue disminuyendo y se genero competencia entre ellas. Las células que durante ese proceso pudieron fabricar enzimas y con ellas sintetizar moléculas organicas fueron seleccionadas por el ambiente. Según esta hipótesis en este proceso aumenta la cantidad de enzimas diferentes dando lugar a distintas vías metabolicas, se fueron agregando nuevas reacciones catalizadas por enzimas a las ya existentes. (teniendo en cuenta que antes no había oxigeno libre, se postula que las primeras vías metabolicas eran anaeróbicas)
Al tener todos los organismos los mismos nucleótidos y aminoácidos, al ver que hay comparaciones de secuencias altamente conservadas se revelan relaciones evolutivas entre organismos que divergieron hace mucho tiempo. Por otro lado, las secuencias que sufrieron muchos cambios nos permiten postular mecanismos evolutivos en especies que se consideran muy relacionadas.
En el comienzo de la vida, cuando aumenta la competencia, las células que pudieron usar el dióxido de carbono y nitrógeno atmosférico para la síntesis de moléculas organicas tenían mas posibilidades de sobrevivir. Y esta utilización del dióxido dio lugar al proceso de fotosíntesis y cambio el ambiente de la tierra, su atmosfera, esto dio lugar a que muchos organismos se extingan, otros desarrollaron la capacidad de respirar, algunas pasaron a ser parasitos o predadores de células aerobicas, otros pasaron a ser endosimbiontes de estas células y dieron lugar a las eucariotas. A su vez la aparición de organismos capaces de sintetizar compuestos organicos permitió que otros se alimentaran de ellos.
La teoría endosimbiotica
Ciertas partes de las células eucariotas, las mitocondrias, los cloroplsatos y tal vez los peroxisomas son descendientes de bacterias y fueron incorporados por endosimbiosis por algún antecesor eucariota hace millones de años.
Christian de Duve divide la historia de la celula eucariota en dos etapas:
- La pre-endosimbiotica, transición desde el procarionte ancestran hasta una celula capaz de fagocitar y adoptarlas como endosimbiontes.
- La post-endosimbiotica

De los organismos unicelulares a los pluricelulares
Los organismos pluricelulares pueden sintetizar a partir de pocas moléculas simples todas las sustancias que necesitan y algunos de ellos se multiplican varias veces durante una hora.
Es probable que uno de los primeros pasos en la evolución de los organismos pluricelulares fuera la asociación de organismos unicelulares formando colonias (donde las células se conectan por finos puentes citoplasmáticos, el batido de sus flagelos esta coordinado para propulsar a toda la colonia, dentro de esta hay una cierta división del trabajo). El nivel colonial es considerado como un intermedo entre el nivel celular y pluricelular.
La unión de las células entre si a través de diferentes maneras permite la formación de un organismo pluricelular y la formación de diferentes tejidos. Las células de organismos pluricelulares proceden de sucesivas divisiones de una única celula precursora, la cigota. Estas células constituyen un clon, y a medida que este crece algunas células se diferencian de otras por su estructura, características químicas y funciones, dando un organismo cuya forma ultima es la expresión de una larga vida.
La genética molecular como herramienta para el estudio de la evolución
Se propuso que el estudio de proteinas y moléculas de ADN pueden proporcionar información que permita reconstruir el pasado y complemente los datos de los fosiles. Se observa las diferencias en las secuencias de nucleótidos del ADN, cuanto mayor sea la diferencia de sus bases o de sus proteinas, mayor será su distancia evolutiva, y cuanto menor diferencias tengan, mayor será su grado de parentesco.
Además de establecer el grado de parentesco entre especies también les importa en que momento de la historia evolutiva se separaron sus antepasados. Para ello se valen del concepto del reloj, el cual se basa en dos supuestos: las mutaciones puntuales en las secuencias de ADN son al azar, y que las mutaciones se producen a un ritmo constante a lo largo del tiempo evolutivo. Hay que tener en cuenta que el reloj molecular no transcurre siempre a la misma velocidad.
Con estos estudios surge la antropología molecular, que utiliza las herramientas de la biología molecular para dilucidar la evolución humana
Importancia evolutiva del ADN mitocondrial
Es la molecula de mayor interés para estudiar la evolución humana, ya que acumula cambios mucho mas rápidamente que el ADN nuclear, se calcula que muta 10 veces mas rápido, por lo que permite rastrear cambios ocurridos a lo largo de los últimos miles de años (el adn permite a lo largo de millones de años). Otra ventaja es que se transmite por via materna. Este ADN no sufre cambios de recombinación, su variabilidad genética a través de las generaciones se debe solamente a mutaciones, de manera que es mas sensillo seguir los pasos del reloj molecular y rastrear cambios a lo largo del linaje.
Los elementos transponibles constituyen otra via para incrementar la variabilidad genética
Se creía que el ADN era estable, salvo en casos de errores de replicación, contacto con sustancias mutagenicas o incidencia de radiaciones. Pero se han descubierto segmentos de ADN móviles, a los que se los llamo transposones o elementos transponibles. Estos son capaces de replicarse y propagarse por el material genético saltando de una parte del genoma a otro e incluso entre diferentes especies. No se sabe si tienen alguna función, pero juegan un papel importante en la evolución porque al insertarse en diferentes segmentos del ADN provocan mutaciones al alterar la secuencia de bases y la diversidad genética sobre la que actuara la selección natural. También pueden insertarse en secuencias reguladoras y modificar la expresión de un gen, ya sea induciendo su activación o inhibición.
Pueden clasificarse en dos grandes familias
- Retrotansposones: emparentados con los retrovirus, porque se propagarían de una manera similar (para multiplicarse sintetizan una molecula de ADN utilizando una de ARN como molde, y luego la doble hebra de ADN se inserta en el genoma de la celula huésped)
- Transoposones: consisten en segmentos de ADN integrados al genoma que se cortan y luego se insertan en otro sitio del genoma.
Variabilidad genética en la evolución de la especie humana
En nuesta especie hay gran variabilidad, en lo que se ve (color de pelo, de ojos) y en lo que no (grupo sanguíneo) por años propusieron buscar dentro de la misma especie diferentes razas, pero todas fracasaron debido a que simplemente las razas no existen en nuestra especie.
- No existe homogeneidad genética interna dentro de las denominadas razas: si se quiere dividir en razas al hombre, seria por color de piel, y mas alla de eso no encontraríamos ninguna otra diferencia.
- La evolución de la especie huana esta caracterizada por multiples y permanentes procesos migratorios: constantemente las diferentes poblaciones se cruzan, lo que logra una homogeneidad genética.
- El 85% de las variantes genéticas se encuentra distribuido de manera homogénea en toda la población mundial.
- Existen enfermedades que son mas frecuentes en algunas poblaciones, lo cual no implica que sean propias de una raza.
- La clasificación de los seres humanos en distintas razas no obedece a ningun criterio científico sino que responde a cuestiones ajenas a la ciencia. Se elaboro el concepto de, etnia, el cual no pretende clasificar a los individuos en función de diferencias biológicas, sino que reconoce las diferencias entre pueblos en base a sus particularidades historias, lingüísticas y culturales.
Teoría sintética de la evolución
La teoría de Darwin y Wallace carecia de un mecanismo explicativo para el proceso de la herencia, los avances en el campo de la genética hicieron posible explicarlo.
De la combinación de los principios de Mendel y la teoría de Darwin surge como nueva ciencia la genética de poblaciones. La contribución fundamental esta, es haber introducido el concepto de población y dejar de considerar a los organismos individuales.
Un concepto importante para esta ciencia es el conjunto de genes, o pool genético. Que es la suma de todos los alelos de todos los genes de todos los individuos de la población, concepto que unifica y define a una población. La genética de poblaciones estudia el pool genético, sus cambios de composición en el tiempo y las causas que provocan esos cambios.
En las poblaciones naturales, algunos alelos aumentan su frecuencia de generación en generación y otros decrecen, la evolución es el resultado de los cambios acumulativos en el pool genético a lo largo del tiempo. El único criterio de eficacia de un individuo es la cantidad de alelos de un genotipo que se encuentran presentes en generaciones sucesivas.

Importancia de la variabilidad
Para la genética de poblaciones es importante el estudio del grado de variabilidad genética de una población, como se mantiene y como se fomenta. Esta variabilidad fue revelada de muchas maneras: selección artificial, y cría experimental en laboratorio.
Las secuencias de aminoácidos de una proteína permiten identificar las secuencias de nucleótidos de los genes quelas codifican. La electroferesis es una técnica que posibilita la separación de variantes estructurales de una misma proteína, la presencia de estas variantes en una población asegura la exitencia de dos o mas alelos diferentes para los genes analizados.
Los seleccionistas sostienen que toda variación afecta directa o indirectamente a la eficacia biológica (numero de descendientes que un individuo deja en la generación futura)
Los neutralistas opinan que las variasiones vistas en las moléculas proteicas son tan pequeñas que no afectan su funcionalidad biológica y la selección natural no los afecta. Los alelos neutros se van acumulando como resultado de procesos aleatorios, incluyendo las mutaciones.
Hardy y Weinberg mostraron que la recombinación genética que se produce en cada generación en un organismo diploide, no cambia por si misma la composición global del pool genético.
Factores que pueden aportar cambios en las frecuencias genéticas de una población
Causan variabilidad genética sin la cual no pueden ocurrir cambios:
- Mutación: desde el punto de vista de la genética de poblaciones, son cambios heredables en el genotipo y afectan a los genes estructurales y reguladores. Se las considera la materia prima del cambio evolutivo, porque proporcionan la varibilidad sobre las que otros factores evolutivos pueden actuar
- Cambios en la estructura y numero de cromosomas: existen cuatro cambios drásticos en la estructura del cromosoma, las deleciones (se pierde un segmento del cromosoma, generan invariabilidad del embrion), duplicaciones (de un segmento, provocan diferenciación acentuada y pueden estimular las mutaciones), inversiones y translocaciones (de segmentos, pueden acentuar el ligamento genético y mantener agrupadas ciertas combinaciones genéticas)
- Recombinación genética: reproducción selectiva (los individuos no se aparean aleatoriamente, provoca un cambio de las proporciones genotípicas, aunque puede o no afectar la frecuencia de los alelos), reproducción sexual (produce nuevas combinaciones genéticas de tres maneras: por segregación independiente de la meiosis, por entrecruzamiento con recombinación genética y por combinación de dos genomas de individuos diferentes)
Dirigen a la población hacia distintos canales adaptativos:
- Selección natural: cambio diferencial de la tasa de reproduccin de los distintos genotipos en la población. Se seleccionan a los organismos según sus peculiaridades y esos son los que se reproduciran mas
- Aislamiento reproductivo: miembros de diferentes especies no pueden reproducirse, si asi fuera no tardaría mucho para perder las características unidas que los identifican.
Procesos accesorios que determinan el aumento de la variabilidad:
- Flujo génico: desplazamiento de alelos hacia dentro y fuera de una población, puede producirse por inmigacion o emigración. Pueden introducir alelos nuevos en una población o pueden cambiar las frecuencias genéticas existentes.
- Deriva genética: cambio de frecuencias que se produce al azar, implican cambio, disminución o desaparición de alelos. Su importancia se demuestra en dos situaciones: el efecto fundador (en una población pequeña, que se separo de una mayor, algunos alelos raros pueden quedar representados en exceso, aumentando su frecuencia y otros pueden estar completamente ausentes) y cuello de botella (se produce cuando una población queda reducida drásticamente por cualquier motivo que no tiene que ver con selección natural. Esto reduce la variabilidad haciendo desaparecer ciertos alelos o aumentando la frecuencia de otros
Especializacion alopatrida
Cada especie ampliamente distribuida contiene poblaciones que se diferencian geográficamente y muestran varias características distintivas. Una especie con una serie de variedades geográficas puede dividirse en otras especies, si surgen barreras que evitan el flujo génico. Una vez separadas la población aislada puede comenzar a divergir genéticamente por la presión de mas fuerzas selectivas. Pueden cambiar tanto que si se vuelve a juntar con su población originaria ya no se cruzaran entre ellas. Esto se llama especiación.
Especiación simpátrida
Un mecanismo por el cual se producen especies por especiación simpatrida es la poliplidia. Un aumento del numero de cromosomas superior al numero diploide típico (2n). se producen gametas 2n y la unión de dos de estas dan origen a un individuo tetraploide 4n, y aunque este puede reproducirse, quedara aislado genéticamente de la especie progenitora.
Teoría neutralista de la evolución
Neutralismo – Kimura y Crow. Se basaron en:
- El estudio de los polimorfismos que presentan ciertos genes en el seno de las poblaciones
- La secuenciación de nucleótidos de los distintos alelos que existen para un mismo gen en una población
- La secuenciación de los aminoácidos que conforman la estructura primaria de las proteinas, correspondientes a distintos alelos.
Se observo que dentro de una misma población existía un elevado numero de genes que presentaban polimorfismos (un gran numero de distintos alelos) y que estos alelos no siempre originaban distintas proteinas, y muchas de estas proteinas no diferían en su función a pesar de tener distintas estructuras primarias.
Hasta entonces, la teoría sintetica sostenía que solo aquellas mutaciones que implicasen un valor adaptativo favorable serian fijadas en la genética. Kimura sostiene que las leyes que rigen para la evolución molecular no son las mismas que para la evolución fenotípica, y que los neutralistas defienden la idea de que algunos mutantes pueden difundirse en una población sin tener ninguna ventaja selectiva. Consideran que una característica compleja puede haber surgido a partir de la acumulación de mutaciones neutras y que luego combinada con mutaciones de valor adaptativo favorable la característica en cuestión resulte finalmente con valor adaptativo.

Teoria saltacional o de los equilibrios puntuados
Eldredge y Gould la proponen. Uno de sus grandes aportes consiste en mostrar que los procesos evolutivos de gran envergadura no pueden explicarse por la simple acumulación de procesos a pequeña escala, sino que responden a otras leyes y patrones.
Busca dar cuenta de la brusquedad de las transiciones en el registro fosil, proponiendo mecanismos diferentes para explicar el cambio evolutivo en los distintos niveles de organización de los seres vivos. Dar una explicación diferente a las tendencias que impregnan todo el registro fosil, las tendencias no pueden atribuirse a la transformación gradual en el seno de los linajes, sino que deben surgir del éxito diferencial de ciertos tipos de especies. Una tendencia se parece mas a subir un tramo de escaleras (puntuaciones y estasis) que a subir rodando por un plano inclinado.
Postula que los procesos macroevolutivos son independientes de los microevolutivos y no su consecuncia directa. Esto implica que para los procesos macroevolutivos (a nivel de especies) reconocen como validos los agentes de cambio y los ritmos propuestos por la teoría sintetica, y para los matroevolutivos reconocen mayor incidencia del azar en detrimento de la selección natural, macromutaciones y alteraciones de genes maestros como fuentes de variabilidad genética principales, las especies y taxones de rango superior surgen esporádicamente y se mantienen relativamente estables durante largos periodos de tiempo (periodos de estasis) y el timo de la evolución no es gradual.
Plantean que dos datos destacados del registro fosil, el origen geológicamente repentino de nuevas especies y su ausencia de cambio posterior (estasis), reflejan las predicciones de la teoría evolutiva, no las imperfecciones del registro fosil.
Basicamente la propuesta es: la aparición de nuevas especies se produce de modo abrupto y no a través de un proceso lento y gradual. Después esas especies se mantienen estables hasta extinguirse o dar lugar a especies nuevas. Según este modelo el proceso de cambio evolutivo va estrictamente ligado a la aparicionde nuevas especies: la mayor cantidad de evolución se produciría durante los procesos de especiación.