¿UNA PROGRESIÓN IMPARABLE?

Según Malthus, el  crecimiento de la población humana  sigue una progresión geométrica (aquella en la que cada valor de la progresión es el resultado de multiplicar el valor anterior por una razón), mientras que el crecimiento de la producción de alimentos que nos sustentan, aumenta según una progresión aritmética (cada valor de la progresión es el resultado de sumar al valor anterior una razón) consiguientemente, pensaba Malthus, las condiciones de vida de la humanidad, deben ir a peor…… uf!, hasta ahora se ha equivocado en los países del primer mundo. 

Está predicción se cumple en los países subdesarrollados pero en los desarrollados aún no. Y esto se debe a que la ciencia y la tecnología han avanzado mucho y nos ha permitido perfeccionar los métodos de la producción agropecuaria. Y si se dan casos de hambre en los países subdesarrollados no se deben a falta de producción sino a cuestiones de política, de distribución y económicas o bien por las grandes empresas.

Podríamos considerar el futuro de la humanidad como lo que ocurre cuando metemos un paramecio (microorganismo unicelular) en una botella con nutrientes que cuando se divide, a las seis horas da lugar a dos y estos, seis horas después, a cuatro, ocho, dieciseis …, seguiría una función exponencial  f(x) =  2 elevado a x.

En una semana serían 268 millones de paramecios, esto no llega a ocurrir nunca por que antes se habrían acabado los nutrientes. Si fuera el caso de la humanidad ¿cuándo seríamos conscientes de que nos quedaremos sin alimento para todos? Por las características de las funciones exponenciales, aunque nos diésemos cuenta de esto cuando la botella (la naturaleza, el planeta) estuviese al 10 % de su capacidad, apenas dispondríamos de un día (de la semana de los paramecios)  para tomar las medidas correctoras necesarias…. ¿es una progresión imparable? ¿somos conscientes de cuanto tiempo nos queda hasta que la situación sea irreparable?

(pág 146)

Crecimiento de la población

Con los datos de esta tabla, realiza un gráfico que exprese la variación de la población humana.

Esta gráfica representa el aumento de la población entre los diferentes años.

a) ¿Cuántos seres humanos había el año que tú naciste?
5 263 593 000 personas
b) ¿Cuál fue la tasa de crecimiento anual entre 1810 y 1910?¿Y entre 1940 y 1960?¿Y entre 1986 y 2006?
Entre 1819 y 1910 fue del 100%, entre 1940 y 1960 fue del 33,3%, y entre 1986 y 2006 
c) ¿Puede calcularse la población humana del año 2010 a partir de esos datos? ¿Y la de 2100?
Se podría sacar una aproximación. También como la anterior pero no sería en ninguno de los 2 casos nada precisos, depende de muchas cosas.

REPRESENTACIONES GRÁFICAS

Para analizar e interpretar las relaciones de nuestra especie con el medio debemos ser capaces de construir  e interpretar representaciones gráficas que dado que se estudian y aplican en otras asignaturas, aquí no vamos a trabajar como se hacen pero ante la posibilidad de que esta habilidad sea evaluada en el examen, os propongo que realicéis los ejercicios de las páginas, 145 y siguiente para que rememoréis vuestros conocimientos al respecto.

(pág 145)

A veces el camino no es recto

Aunque muchos fenómenos que se dan en la naturaleza se ajustan bastante bien a una recta, otros presentan un aspecto completamente distinto.

En la siguiente tabla se muestra la temperatura media mensual (ºC) en el aeropuerto de Barajas (Madrid) en tres años consecutivos.

a) Haz una gráfica representando en el eje vertical la temperatura y en el eje horizontal los meses desde enero de 2004 hasta diciembre de 2006. ¿A qué tipo de curva te recuerda?

Me recuerdan a una Campana de Gauss.

b) ¿Aprecias un comportamiento que permita extrapolar?

Sí, por ejemplo la altura.

c) ¿Podrías predecir la temperatura media de enero de 2007?

No, porque no tengo los datos de la temperatura de los días de enero 2007.

d) ¿Cómo crees que serían estas curvas en el lugar donde vives?

Serían parecidas a estas, aunque sería un otoño e invierno menos frío y una primavera y verano más caluroso.

e) ¿Puedes encontrar los datos necesarios para dibujarla?

 Los he buscado por internet pero no los encuentro.

Una misma curva, distintos fenómenos
Razona si alguno de los siguientes fenómenos puede representarse con una gráfica como la que acabas de trazar en la actividad <<A veces el camino no es recto>>:
1. Horas de sol de cada mes a lo largo de los años.
Sí, los entendidos o interesados en ello se fijaran día tras día en el número de horas que hay de sol al día y con esos datos se podría hacer la gráfica.
2. Cantidad de lluvia recogida al mes.
Sí, supongo que guardarán esos datos para saber si ha sido un año de sequía o un año con mucha cantidad de lluvia.
3. Horas de sueño de una persona a lo largo de los meses del año.
No creo, ya que no es normal que una persona se fije día tras día en las horas de sueño.
4. Altura de una planta a lo largo de tres años.
Sí, si estás cuidando una planta con mucho mimo, midiéndola y controlándola día tras día podrías hacerlo.

Curvas superpuestas
Otra forma de representar los datos de la tabla de la actividad <<A veces el camino no es recto>> es trazar sobre la misma gráfica tres curvas distintas, una para cada año.
a) Dibuja las gráficas situando los meses del año en el eje horizontal y la temperatura en el vertical. Para representar los puntos de cada año puedes utilizar signos distintos (cruces, circulitos, estrellas...)

b) ¿Observas alguna coincidencia en la evolución de las temperaturas cada año?
Que en Julio es donde se alcanzan las máximas temperaturas y las mínimas en diciembre-enero, y las 3 gráficas tienen la forma de la Campana de Gauss.
c) ¿A qué te recuerdan estas curvas?
A la Campana de Gauss.
d) ¿Coinciden las temperaturas más bajas siempre en el mismo mes?¿Y las más altas?
Sí, las mínimas coinciden en enero y las máximas coinciden en julio.
e) ¿En qué meses se dan las mayores y las menores variaciones de temperaturas entre los tres años?
De enero a agosto quitando junio se dan las mayores variaciones. Y de septiembre a diciembre contando con junio se dan las menores variaciones.
f) ¿Podrías decir cuál fue el año más frío y el más caliente?
El año más frío fue 2004. Y el más caliente el 2006.

Cien metros por segundo
Esta tabla muestra cómo se ha ido rebajando el récord mundial masculino de los cien metros lisos a lo largo del último siglo.

a) Elabora una gráfica y comenta los resultados.

En casi 100 años se ha conseguido rebajar el récord casi 1 segundo, desde 1883 el récord se va superando cada pocos años y cada vez más a menudo.

b) ¿Por qué crees que cada vez parece más fácil batir el récord?
Porque con el paso de los años han ido mejorando la alimentación, los entrenamientos, la salud, el tratado de las lesiones, etc..

c) ¿Cuántos años tardaremos en recorrer los 100m lisos en un segundo?
Yo creo que nunca conseguiremos llegar a esas velocidades.

HACIA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

Desde el descubrimiento del fuego por nuestros antepasados de la especie Homo erectus y debido al progreso tecnológico y al extraordinario aumento de la población humana, se han disparado las necesidades energéticas y materiales de la humanidad hasta el punto de no poder ser cubiertas por la naturaleza en la que habitamos. Urge una gestión sostenible de la naturaleza por parte de la humanidad.

El equilibrio sostenible entre la naturaleza y los seres humanos depende en gran medida de la explosión demográfica, pero ese es uno de los aspectos a tratar en este tema. Para empezar vamos, a tratar otros temas relacionados con lo que nos ocupa. El movimiento 15-M ha puesto sobre la mesa el tema de la economía sostenible, de la necesidad de cambiar el modelo económico como única forma de combatir el paro en nuestro país.

La crisis es una oportunidad para plantearse el modelo de desarrollo. 

La reproducción asistida, selección y conservación de embriones

Cada vez son más las parejas que demandan a la ciencia algún tipo de ayuda para tener hijos, por se estéril o porque tienen algún problema que reduce su fertilidad, también porque normalmente se suele tener el primer hijo en edad donde ya no es tan fértil la mujer (mayor fertilidad de la mujer entre 20 y 35 años).
En la última década del siglo XX surgió las madres de alquiler, que por dinero prestaban su útero a parejas necesitadas, y esto hizo tambalearse los principios éticos.
Un equipo de investigadores canadienses ha presentado el primer caso de un bebé nacido de un óvulo madurado en el laboratorio y después congelado.

Hijos a la carta
El diagnóstico preimplantacional es otro de los objetivos actuales de la reproducción asistida.
Las parejas con riesgo de transmitir enfermedades hereditarias desean asegurar la salud de su futuro hijo antes de implantar el blastocito en el útero.

Niños probeta
En 1785 un profesor de la universidad de París quien administró a su mujer una inyección vaginal de esperma, con la que resultó embarazada. También el italiano Lazzaro Spallanzani lo probó pero con perros. Pero estos procesos nunca habían tenido lugar fuera del cuerpo femenino.
En 1960 Patrick Steptoe se planteó las dificultades de mujeres para quedarse embarazadas, y pensó que podría resolverse si se pudiera capturar un óvulo en el momento en que estaba maduro, reunirlo con el esperma en un recipiente de laboratorio para que sucediera la fecundación y luego depositar el blastocito en el útero.
En 1969 junto con Robert Edwards, lograron fecundar en el laboratorio 13 óvulos humanos. Era la primera fecundación in vitro.
La fecundación humana empezaba a desvincularse de las relaciones sexuales y del cuerpo a cuerpo.
Hoy poliferan las clínicas de reproducción asistida y ya hay en el mundo más de 2.000.000 niños concebidos de forma similar.

Del azar a la decisión
La actual reproducción asistida no solo puede llevar a cabo fecundaciones in vitro y emplear para ello donaciones de células reproductoras.
El desarrollo de técnicas para conservar blastocitos humanos y células sexuales a bajísimas temperaturas sin que pierdan potencialidad es otro recurso al que están acudiendo más parejas.
Así pueden mantenerse la posibilidad de tener hijos propios a pesar de sufrir una enfermedad, como un cáncer de ovarios o de útero, que se lo impediría, incluso si muere.
Hoy existen cientos de miles de blastocitos congelados en las clínicas de reproducción asistida. La myor parte son sobrantes de fecundaciones in vitro. Los laboratorios emplean varios óvulos para asegurar su fecundación y para que la implantación tenga éxito colocan dos o tres.
Los últimos avances en reproducción asistida están relacionados con nuevos fármacos que sirven para estimular la función de los ovarios, y con el desarrollo de técnicas que permiten la microinyección en el óvulo de espermatozoides o de sus células precursoras.
El objetivo de la reproducción asitida es lograr que tanto hombres como mujeres con una reducida capacidad para producir células sexuales puedan desarrollarlas, e incluso facilitar la reproducción cuando por su cuenta serían incapaces de hacerlo.

Un encuentro prometedor

LA fecundación consiste en la unión de un óvulo y un espermatozoide, formando un cigoto. Este comienza a multiplicarse y tras cuatro o cinco días origina un blastocito, un conjunto de 150 células que tiene forma de esfera hueca: el exterior está formado por una capa de células y el interior está lleno de un fluido donde se encuentra otro tipo de células, las llamadas células madre embrionarias.
Cuando el blastocito se implanta en el útero, las células del exterior originan la placenta y las interiores comienzan a transformarse en lo que será un feto y un bebé. Entonces, cuando se produce la implantación en el útero, es cuando decimos que sin duda existe un embrión humano.

Células madres
Las células madres son células de un organismo que aun no están especializadas en ninguna función, y que pueden transformarse en los distintos tipos de células de un adulto, además son capaces de multiplicarse.
Provienen del fluido interior del blastocito, y su función natural es transformarse en un feto y un bebé.
Las células madres son fundamentales en los procesos de crecimiento y de reparación de tejidos dañados.
Todos los animales y vegetales poseen células madres en su madurez (en la médula ósea, el cordón umbilical, hígado), pero abundan en especial en embriones y fetos.
Existen 3 tipos de células madres, en función de su capacidad de transformación:
- Totipotentes: pueden dar lugar a TODOS los tipos de células de un organismo. Pueden crecer y formar un organismo completo, existen hasta los 2 días tras la fecundación.

- Pluripotentes: pueden dar lugar a células de cualquier tejido, duran hasta los 5 días tras la fecundación.

- Multipotentes: solo crean células de un tejido determinado, aparecen a partir del 5º día tras la fecundación.

Producir células madres podría servir para curar muchas enfermedades, pero hay que conseguir que no sean rechazadas por el organismo.

Clonación
El primer mamífero clonado fue Dolly, se consiguió extrayendo el núcleo de un óvulo de oveja, donde se encuentra toda la información genética, e implantar en su lugar el núcleo de una célula mamaria de otra oveja adulta.
Se había creado un clon creado mediante una técnica que recibe el nombre de transferencia nuclear.
La clonación puede también suceder de forma natural, en organismos unicelulares, plantas, y también animales. Incluso en el ser humano, este es el caso de los llamados hermanos gemelos univitelinos. Se trata de un proceso que produce individuos genéticamente idénticos.

Una ficción que se está haciendo realidad

La clonación terapéutica busca conseguir células madre que puedan ser empleadas para regenerar tejidos enfermos o dañados sin problemas de rechazo. Estos permitiría reconstruir lesiones de infartos, quemaduras, fracturas graves, tejidos afectados por diabetes, alzheimer, parkinson leucemia o artritis reumatoide.

También se investiga para la regeneración de órganos aunque se están dando los primeros pasos.

El objetivo de la clonación reproductiva es lograr embriones humanos con el mismo ADN de otra persona para conseguir un recién nacido idéntico a ella en sus genes. También intentar recuperar especies de animales y plantas desaparecidas o en peligro de extinción.

La "desdiferenciación" que es la posibilidad de que una célula plenamente diferenciada pueda volver a tener el potencial de una célula madre para diferenciarse otra vez, es para algunos investigadores el proceso que antes tendrá plasmación en la clínica.

El fraude científico

La clonación de embriones humanos ha estado llena de fraudes como por ejemplo: en noviembre de 2001 una empresa norteamericana había logrado obtener embriones humanos por clonación, lo publicó la revista Scientific American. Pero los experimentos no habían pasado los rigurosos controles.

En febrero de 2004 saltó la noticia de la primera clonación de embriones humanos, la noticia la daba Science, detrás había un equipo pionero de investigadores surcoreanos encabezados por Hwang Woo-Suk. Dos años después se descubrió que el laboratorio había falsificado pruebas de sus descubrimientos.

O el más famosos del cráneo de Piltdown, presentado en 1912 como el eslabón perdido entre los simios y los humanos. 41 años después se supo que era un montaje y que parte de la mandíbula era en realidad de un orangután.

Desafíos éticos

La eficacia de la clonación es bajísima y también un transplante de células madre podría crear un cáncer en el receptor, dada su tendencia a multiplicarse.

La clonación reproductiva no está todavía lo suficientemente desarrollada para conseguir seres humanos sanos. Los pocos animales clonados que llegaron a nacer han presentado una amplia variedad de anomalías: envejecimiento prematuro, problemas de corazón y pulmón, riñones deficientes, intestinos bloqueados, sistema inmune debilitado y malformaciones físicas.

Éticamente se discute la clonación terapéutica, esto depende de lo que consideres embrión. Si consideras embrión un cigoto en una placa petri, la considerarás inaceptable. Por el contrario, quienes no piensan así no ven objeción. Y otra preocupación es que se pretenda conseguir humanos con determinados genes.

Huellas genéticas

El ADN de un individuo es una identificación muy precisa, pues es una larga secuencia de 3.000 millones de letras que solo coincide exactamente con la de un gemelo idéntico o un clon. Pero como el 99,9% de la secuencia del genoma es igual entre todos los seres humanos, lo difícil es encontrar las diferencias de esa larguísima cadena en ese 0,1% restante.
Pero Jeffreys descubrió un método para conseguir una huella genética, la clave era que unos fragmentos (minisatélites) se repiten una y otra vez, y resulta que el número de veces que se repite cada minisatélite cambia de un individuo a otro. E ideó una técnica experimental que analiza la repetición de esas secuencias y da como resultado una especie de código de barra.

Estas huellas se aplican en:
Pruebas de paternidad
Se comparan las huellas del hijo, del padre y de la madre. En estas no asegura al 100% la paternidad, pero sí da una probabilidad muy baja de que no lo sea.   
Investigaciones criminales 
Se compara la huela genética obtenida de una muestra encontrada en el lugar del crimen con las huellas genéticas procedentes de sospechosos.
Otras aplicaciones
También se usan para demostrar la denominación de origen y la composiciónde los alimentos, para comprobar la identificación y parentesco de personas no documentadas, etc...
Estas huellas genéticas se obtienen de la siguiente forma:

Una caja de sorpresas

Nos hemos llevados muchas sorpresas, una de ellas es que nuestra especie tiene tan solo unos 30.000 genes, cuando se había dado por hecho que serían unos 100.000. También  se rompió un principio clásico de la genética de "un gen contiene las instrucciones para fabricar una proteína", cuando ahora sabemos que un mismo gen puede fabricar varias proteínas regulando la expresión de su secuencia. Otra es que pensábamos que el 95% del genoma humano era ADN basura y hoy día  sabemos que juega un papel importante en la regulación y eficacia de la expresión genética.
El 99,99% de los genes de todas las personas son iguales, pero es ese 0,01% restante el que nos hace diferentes, únicos. Aun teniendo los mismo genes muchos afirman que, no existe un genoma humano, puesto que cada gen puede tener muchas versiones. Además, nuestro genoma está sometido por mutaciones al cambio evolutivo que acompaña el paso del tiempo.
Estas pequeñas diferencias génicas individuales son lo que más interesan a las compañías farmacéuticas, al ser la causa de que muchos medicamentos no tengan el mismo efecto en toda la población.
Las compañías farmacéuticas están trabajando en lo que se llama farmacogenética, es decir, desarrollar medicamentos "a medida" para el perfil genético del cliente.

El proyecto Genoma Humano

En esta web (www.ncbi.nlm.nih.gov) se pueden encontrar todos los genes de la especie humana y muchos más datos.
El genoma es el conjunto de todos los genes de un ser vivo, en el solo aparecen las letras A,T,C,G.
Él es el que nos diferencia de todos los demás, identifica a cada individuo, y da información de todas sus características genéticas, incluyendo las enfermedades genéticas que pedecerá.
Para llevar a cabo este proyecto fue necesario fragmentar TODOS los cromosomas con sus genes para identificarlos. Y eso es lo que hicieron los científicos Francis S. Collins y J. Craig Venter con ayuda de muchos investigadores.

Francis Collins

Craig Venter

A partir  de células sanguíneas y espermáticas separaban los cromosomas humanos, los cortaban individualmente en fragmentos y, por último , identificaban la secuencia de bases de cada uno, Finalmente cada fragmento se ubicaba en el lugar correspondiente del cromosoma. Así se conocieron secuencias de ADN en fragmentos, luego en genes, después en cromosomas y finalmente el genoma completo.

Terapias génicas

Consiste en la inclusión de genes en el cuerpo del paciente con el fin de corregir deficiencias en su genoma.
Hay 2 técnicas:
- In vivo: se introduce en el paciente un virus con el ADN con el gen modificado.
-In vitro: se realiza una biopsia al órgano enfermo del paciente.En el laboratorio, y a través de un virus, se introduce el ADN con el gen modificado. Se hace crecer y se vuelve a inyectar al paciente.

Estas no solo sirven para curar miles de enfermedades hereditarias, sino también para tratar otras muchas que tienen componentes genéticos, por ejemplo el cáncer, el parkinson o las numerosas enfermedades autoinmunes.

Este proceso no es diferente en otros seres pero se se exige más seguridad. Por eso, la ingeniería genética se fijó en los retrovirus, porque tienen la exclusiva capacidad de obligar a las células que infectan a realizar copias de genes víricos e integrarlos en sus cromosomas.
La investigación comenzó por crear retrovirus no patógenos que fueran portadores de un gen humano.
con estas terapias se logró curar una enfermedad grave y mortal, la de los niños burbuja, que consiste en la existencia de glóbulos blancos defectuosos.

Se eligió en primer lugar curar esta enfermedad porque es causada por el mal funcionamiento de un solo gen. Porque abordar enfermedades que están causadas por el fallo de un conjunto de genes es bastante más complejo, aunque ya se han dado los primeros pasos.
Aunque en la actualidad también se está dando el caso de dopaje genético, el dopaje genético es el uso no terapéuico de la terapia génica para mejorar el rendimiento atlético. Esto se consigue mediante la introducción de un gen artificial en el cuerpo.

Transgénicos

Los transgénicos o OMG (organismos modificados genéticamente) son seres vivos que tienen genes de otra especie, creados artificialmente.
Gracias al descubrimiento de una bacteria del género Agrobacterium, cuyos plásmidos se integran en el cromosoma del huésped que infecta se desarrollaron con rapidez las primeras plantas transgénicas.
Usando esos plásmidos como vectores capaces de transportar genes se crearon los primeros transgénicos vegetales. Aunque los cereales y otras especies que se resisten a las infecciones con Agrobacterium; consistió el vector en perdigones microscópicos de oro en los que se habían anclado los genes y que se disparaban sobre la planta receptora.

En 1988 se descubrió algo que impulsó la transgenia en animales, y es la capacidad que muestran embriones de tres días para integrar en el lugar correspondiente el gen que se está trasplantando.
Los inconvenientes de los transgénicos es que si envenenan depredadores o se escapan con la polinización, o se escapa un animal MG, pueden destrozar un hábitat. También que los pequeños agricultores no podrán luchar contra grandes empresas que tengan transgénicos, etc...
los trangénicos en la UE deben ser etiquetados si su proporción es mayor al 0,9%.

De los transgénicos hay multitud de opiniones, muchas a favor y otras muchas en contra. Ejemplos:
 (pág. 121)
HABLA EL EXPERTO
Respuestas de Daniel Ramón, doctor en Ciencias Biológicas e investigador científico del CSIC en el instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimento. Especialista en biotecnología de los alimentos, desde hace algo más de un decenio investiga con alimentos transgénicos.
P: Si ponemos los transgénicos en una balanza, a un lado los argumentos a favor y en otro los que tiene en contra, ¿quién gana?
R: Con los datos científicos que disponemos hoy en día la balanza se inclinaría a los beneficios ya que no vemos ni más ni menos riesgos con estos alimentos que con los convencionales.
En la actualidad estamos hablando de un número reducido de alimentos que han obtenido permiso de comercialización. En total, no llegan a los 70 y en su mayoría son vegetales (maíz, soja, tomate). Pero estos es la punta del iceberg.
P: ¿Y qué hay debajo?
R: El alimento en el mercado, como decimos, es la parte visible. Lo que no se ve es todo lo relativo a la evaluación. Esta es la principal diferencia respecto a otro nuevos alimentos, que presentan menos exigencias de control y un tiempo muchísimo más reducido para llegar al mercado.
Esto ocurre con los transgénicos, que pasan un proceso de evaluación largo, una media de cinco años.

* ¿Cuál es la opinión de Don Daniel Ramón sobre los transgénicos?
Que hasta el momento con los datos que tienen, piensan que los trangénicos son beneficiosos y está todo muy controlado.

http://www.jornada.unam.mx/2013/02/21/opinion/024a2pol

* ¿a qué se refiere el autor con "liberación imprevista"?
- A que los transgénicos se desplacen de un lugar a otro por polinización, por el viento, etc...
* ¿qué implica que las bacterias se vuelvan resistentes a los antibióticos?
- Que no podamos defendernos de ellas, ni nosotros ni plantas ni animales.
* ¿qué es un genotipo?¿y un fenotipo?
- El genotipo es la información que tenemos en los genes, y el fenotipo es la manifestación de la información (genotipo).
* ¿en qué consiste la refutación científica?
- Que no hay argumentos científicos que digan que esos datos no son ciertos.
* ¿qué solicita Don Ignacio Chapela?
- Una nueva evaluación de los transgénicos que confronten los daños demostrados con el rendimiento y seguridad de los transgénicos.
* ¿comerías un alimento transgénico?
- No.
* ¿sabes si los comes?
- No
* ¿crees que su ingesta es buena o mala para la salud? 
- Creo que a la larga podría ser mala.
* ¿sabes si su cultivo tiene efectos sobre el medio ambiente?
- Según el articulo, sí.
* ¿crees que un alimento transgénico es más barato que uno convencional?
- Sí, porque los transgénicos saben que habrá mucha producción, mientras que los normales muchos se echan a perder.
* ¿de qué depende el precio de un alimento?
- De la producción que haya.

Ingeniería genética

La ingeniería genética es un conjunto de técnicas cuyo objetivo es trasplantar genes (ADN) entre las especies de seres vivos, como un <cortar y pegar>.
¿qué es el ADN?
Es quien contiene las instrucciones genéticas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de los organismos vivos, y es el responsable de su transmisión hereditaria. Almacena la información sobre los organismos y contiene las instrucciones para construir todos sus componentes.

¿en qué consiste?
Se retira el gen deseado de la célula (lo cortan las enzimas), se inserta el gen dentro del ADN vector (plásmido), hacen reproducirse a esta bacteria, dando muchas bacterias con la nueva característica que nos interesa, y de estas se vuelve a cortar el trozo deseado y se empalma con el ADN original quitándole el anterior y así curar su defecto (enfermedad,. etc...).

Los antibióticos son sustancias fabricadas por bacterias que impiden el crecimiento de otras bacterias y hongos. En 1968 se vio que las bacterias sintetizan unas sustancias llamadas enzimas de restricción para defenderse de las infecciones víricas, de estas enzimas hay 400 tipos.
Con ayuda de estas enzimas de restricción podemos aislar un gen determinado. En 1972 ya se había conseguido el primer ADN recombinante y en 1973 el primer ser vivo manipulado genéticamente. Y así nació la ingeniería genética. Pero la ingeniería genética aun no se controlaba bien, así que decidieron declarar una moratoria has controlar los riesgos.
Los científicos podían comenzar a crear "nuevas" especies de organismos a partir de los ya conocidos. En 1988 se patentó por primera vez un organismo producido por ingeniería genética, y a día de hoy ya se han toqueteado plantas, conejos, bacterias, etc...
Se está investigando tambie´n el desarrollo de plantas que puedan producir biocombustibles o que sirvan para localizar minas antipersonas.
Las primeras aplicaciones de la ingeniería genética tuvo lugar en el campo de salud, se introdujeron genes humanos en la Escherichia coli, y hacia finales de años ya se utilizaba la hormona del crecimiento que se obtenía de bacterias, la insulina, el interferón, una vacuna contra la hepatitis, factores de coagulación sanguínea, y muchas otras sustancias a obtención mediante esta técnica.
Por eso se dice que la ingeniería genética sirve para crear nuevas especies, corregir defectos genéticos, y fabricar numerosos compuestos.
Aunque existen otra técnica similar como es la hibridación, que es el cruce de dos organismos de especies distintas.

Pero la ingeniería genética también se utiliza para:
- Crear alimentos con mejores características: OMG
- Usos médicos a través de terapias génicas
- Identifica a cualquier ser humano
- Reproducción asistida
- Clonar seres vivos
De todo esto hablaremos más adelante uno por uno.

ADN

Los cromosomas están formados de ADN y proteínas que colaboran con el ADN para formar cromosomas. En ellos, el ADN está empaquetado, guardado, inactivo, está preparado para ser repartido equitativamente entre las células hijas durante la división celular (0,5% de la vida de la célula). Durante el 95,5% el ADN esta extendido, activo, fabricando las proteínas.
El ADN es una sustancia blanquecina formada por 2 cadenas antiparalelas de nucleótidos (1 molécula ADN (polímeros) es igual a 2 cadenas de nucleótidos (monómeros)).
El nucleótido es una molécula que está formada por 3 moléculas, tienen una pentosa (monosacarido), esta proteína puede ser la desoxirribosa o ribosa, cuando es desoxirribosa es ADN y cuando es ribosa es ARN.
Otra es el ácido fosfórico y la 3ª es la base nitrogenada , en la base se encuentra la adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T).
Los nucleótidos se diferencian por las bases nitrogenadas, y en el ARN la diferencia es que se cambia latimina (T) por la uracilo (U).
1 molécula de ADN tiene entre 120.000.000 y 150.000.000 nucleótidos, y 1 molécula de ADN es igual a 2 cadenas de nucleótidos que están unidas formando una doble hélice, como una escalera de caracol cuyos posamanos son la pentosa y el ácido fosfórico y los escalones los forman las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas.
Siempre va adenina (A) con timina (T) y guanina (G) con citosina (C) porque así se forman el número máximo de enlaces, y a esto se le llama complementariedad de bases.

Estructura del ADN

Complementariedad de bases

En esta complementariedad de bases se dan el mayor número de enlaces, Watson y Crick descubrieron la doble hélice complementaria que era compatible con las propiedades del ADN.
Los seres humanos compartimos genes con todos los seres vivos, ejemplos: compartimos el 98,4% con un chimpancé, el 90% con una ternera, el 75% con un ratón, etc...

Propiedades del ADN:
1.- Autoduplicación: el ADN es la única molécula capaz de servir de molde para su duplicación. En la duplicación se separan las 2 cadenas y sirven como molde para otra cadena complementaria, y de 2 cadenas salen 4 idénticas. Las células duplican su ADN cuando se van a dividir, y este tipo de división se llama división celular por mitosis, son las que hacen las células del cuerpo. También está la división celular por meiosis, esta solo ocurre en algunas células germinativas (las que forman los gametos), en los ovarios y testiculos. Esta división consiste en 1º duplicarse y después 2 divisiones, 1ª división normal y la 2º división es una división sin duplicación.

Y a continuación se forma la fecundación con el número de caracteres cromosómicos, con un ADN autorreplicante, con gen egoísta, convirtiéndonos como en un alien.

2.- Código genético: el gen contiene información para formar una proteína determinada (sus aminoácidos y el orden en el que están colocados), el código que tiene el ADN es un idioma, que está formado por 4 letras, A, T, C, G, y estas letras se unen para formar palabras, conceptos y solo hacen falta 20 para los 20 aminoácidos diferentes que hay. Estas palabras están formadas por 3 letras, llamadas tripletes o codón:

La unión de estas palabras formarían una frase (gen) con sentido completo (formar una proteína completa), las mutaciones son alteraciones en el orden de las bases nitrogenadas del ADN.
El código genético tiene una serie de características: es universal, es degenerado (que hay varios tripletes que significan lo mismo), pero esto no lo convierte en imperfecto, sería imperfecto si un mismo triplete significara algunas veces un aminoácido y otras veces otro aminoácido. Otra característica es que no tiene puntos ni comas porque tienen tripletes de iniciación y de finalización.

3.- Trascripción: consiste en copiar un gen de ADN en forma de ARN mensajero por coplementariedad de bases, que sale del núcleo hacia los ribosomas que fabrican la proteína.

4.- Síntesis de proteínas: esto lo realizan los ribosomas (único orgánulo procariota), lo menos que hace falta para tener un ser vivo es tener ADN y ribosoma. Los ribosomas están formados de ARN ribosómico, los ribosomas leen y traducen el código genético del ARN mensajero, permite que los ARN transferentes (llevan aminoácidos) se coloquen en orden y une los aminoácidos.

Estas 4 propiedades son el TEOREMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA.

Los genes

Los genes contienen la información necesaria para la construcción de un organismo completo, o lo que es lo mismo, contienen la información para la construcción necesaria de todas sus proteínas, que son las que realizan las funciones.
Un gen es un fragmento del cromosoma son la información necesaria (plano) para construir una proteína concreta.

Esta proteína es la que determina el carácter biológico (son todas las características en las que se puede dividir un ser vivo: color pelo, peso, estatura, ojos, piel, etc...).
Los caracteres biológicos más sencillos están determinados por un solo gen con 2 alelos diferentes, se llaman caracteres cualitativos (la minoría), solo tienen 2 o 3 formas diferentes de carácter, ejemplo: el color de los ojos, color pelo, el dolor de la flor del guisante. Según su interacción genética (alélica), hay 2 tipos de interacciones genéticas:
1.- Donde un alelo grande domina al pequeño A>a, (dominancia completa "AA, Aa").
2.- Donde los 2 alelos se manifiestan por igual B=b, se le llama codominancia.

Estos caracteres cualitativos, son caracteres biológicos que están determinados por 2 alelos y son los menos frecuentes y los más sencillos de predecir. Pero la mayoría de los caracteres biológicos están determinados por varios genes con sus 2 alelos correspondientes cada uno, y son los llamados caracteres biológicos cuantitativos, estos presentan muchas formas distintas del mismo carácter, es el caso del peso, estatura, inteligencia, el color de la piel...cada alelo aporta una parte del carácter y son sumatorios.

Los caracteres biológicos se les llama también fenotipo (la manifestación del genotipo), están determinados por los genes (según el tipo de interacción genética), llamados genotipos, pero el fenotipo también está determinado por el ambiente, ejemplo: hortensias pueden ser azules o rosas, dependiendo del suelo. O la estatura de los españoles ha aumentado en los últimos 50 años, ha subido 20cms, por la alimentación, cuidados infantiles, etc. Aunque ninguna de las circunstancias individuales son hereditarias.
Todas las células de un organismo poseen todos los cromosomas de su especie (igual número de cromosomas) porque proceden del cigoto y también todos los genes (23.000 genes humanos). Estas células podrían formar todas las proteínas de ese organismo, aunque esto es solo cierto en las células madres, embrionarias, de esta se puede formar cualquier tejido. Las demás células (no embrionarias) solo formarán unas proteínas que les permitirán hacer un solo tipo de célula, de función, de tejido, y a esto se le llama diferenciación celular.

Los cromosomas

Los cromosomas se descubrieron en 1879, estos se vieron gracias a la citología (ciencia especializada en el estudio de las células) que está altamente relacionada con las técnicas de observación. Ayudó en su descubrimiento también el microscopio, los primeros de ellos eran malos pero estos fueron progresando, y gracias a esto se descubrió que el cromosoma estaba dentro del núcleo de las células (lecumbenjoe), el primero que se conoce que descubrió esto fue Hooke.

A principios del siglo XX se relacionó a los cromosomas con la división celular y la herencia.
Cada especie posee un número característico de cromosomas ( humanos 46, las patatas 48, los perros 78, los guisantes 14, la mosca de la fruta 8, y algunos helechos más de 600).
Hay 2 tipos de organismos según este número:
- Haploides: son los más primitivos, tienen 1 solo ejemplar de cada cromosoma y se representan "m".

- Diploides: se representan "2m", tienen 2 ejemplares de cada cromosoma, el segundo cromosoma es como una "copia de seguridad" (2m = 46, m= 23).

En los organismos diploides los cromosomas se presentan por parejas de homólogos, tienen el mismo tamaño, la misma forma, los mismos carácteres biológicos, pero no son idénticos, hablan de lo mismo pero no necesariamente dicen lo mismo.
Mientras que en un organismo que es haploide solo tiene un ejemplar de cada gen, en uno diploide hay 2 de cada gen. Cuando los 2 ejemplares de un gen son distintos se les llama "alelos" (Bb), que son formas distintas del mismo gen.
Tener un número diploide de cromosomas tiene consecuencias en la reproducción sexual, que se caracteriza porque el gameto masculino se fusiona con el gameto femenino y forman un cigoto.

Cuando se forman los gametos hay un tipo de división celular que reduce a la mitad los números de cromosomas, esta división celular es la Meiosis.
La mitad de los cromosomas los recibimos de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre. Los cromosomas solo aparecen en división, antes y después no existen.

-Ciclo celular-
La interfase es el 99,5% de este ciclo, el 0,5% es la división, es cuando se ven los cromosomas. Como son difíciles de ver, lo que se hace es utilizar algunas drogas, como la colchicina que hace que pare la célula en la fase de división, y se quedaba como una foto fija.
Es una forma de estudiar los cromosomas, también cuando hacemos un cariotipo (conjunto de cromosomas ordenados) en un humano vemos que el ser humano tiene 22 parejas de homólogos y 1 pareja de cromosomas sexuales X, Y. Estos son diferentes y en vez de homólogos son heterólogos, son diferentes porque no se pueden mezclar ses carácteres sexuales. Los cromosomas pueden ser muy diferentes en cuanto a tamaño y contener distinta cantidad de genes. Los 23 pares de cromosomas se ordenan según su longitud, de mayor a menor. También en el cariotipo podemos observar anormalidades cromosómicas, como el síndrome de down. El síndrome de down es la trisomía del par 21. Anormalidades cromosómicas si las anormalidades cromosómicas aparecen en los gametos y son hereditarias, es congénita. Pero si aparecen en las demás células y no en los gametos, como es el cáncer que tiene más cromosomas de lo normal, sería un tumor no hereditario.

Cariotipo normal

Cariotipo síndrome de down