Almacenamiento de la información genética
Puedes encontrar ADN principalmente en el núcleo en forma de cromosomas, ya que el ADN es una molécula extremadamente larga. El ADN también se encuentra en la mitocondria y el cloroplasto de las plantas en forma de ADN circular. Para facilitar el análisis del ADN, nos referimos a las secciones cortas de ADN como genes y a las diferentes versiones de los mismos genes como alelos. Lo que nos interesa es la secuencia de bases de estos genes, ya que determina la secuencia de aminoácidos de las proteínas, como se ilustra a continuación en el diagrama.
Secuencia de bases del ADN y secuencia de aminoácidos de las proteínas
Transporte de la información genética
La información genética almacenada en la secuencia base de los genes se transfiere mediante la síntesis de proteínas. Este proceso requiere la transcripción y la traducción y requiere la presencia de otras moléculas como el ARN.
Este proceso de transferencia de la información genética es un poco diferente en las células procariotas. Las células procariotas, como las bacterias, transportan sus genes en ADN extracromosómico denominado plásmido. Se trata de fragmentos circulares de ADN que se transfieren a otras bacterias mediante procesos denominados conjugación y transformación.
En la sección anterior, hemos hablado de que el ADN permite que la descendencia comparta rasgos similares a los de sus padres. Entonces, ¿por qué los hijos también tienen rasgos diferentes a los de sus padres? Aquí es donde entra en juego la variación genética, que describe las diferencias de ADN entre los individuos.
¿Qué es la variación genética?
La variación genética explica las diferencias entre los individuos de una especie causadas por cambios en el ADN. Las principales causas de este fenómeno son las mutaciones, la meiosis y la fecundación aleatoria.
Las mutaciones describen los cambios en la secuencia de bases de los genes. A continuación verás un ejemplo de una sección de ADN mutado. Esto tiene la capacidad de cambiar las características de un organismo; por ejemplo, una mutación en el gen que codifica el color de las alas de una polilla puede convertir el color marrón original en un color negro más oscuro. Las mutaciones pueden tener un efecto desventajoso, un efecto ventajoso o ningún efecto en un organismo. Cuando el alelo es ventajoso, el organismo tiene más posibilidades de sobrevivir y se produce un fenómeno llamado selección natural. Lo veremos en la siguiente sección.
Secuencia de ADN original y mutada
La meiosis y la reproducción sexual también introducen variación genética en una población. La meiosis, un tipo de división celular, implica procesos denominados entrecruzamiento y selección independiente. Éstos describen el intercambio de ADN entre cromosomas y su alineación en la célula, y ambos producen cambios en el ADN.
Todos los espermatozoides masculinos y los óvulos femeninos (gametos) contienen ADN ligeramente diferente (debido a la meiosis), y la fecundación entre estos gametos es un proceso completamente aleatorio. Esto es estupendo para la variación genética, porque significa que la descendencia resultante también tendrá su propio conjunto único de ADN.
La selección natural
La selección natural describe el proceso por el que los organismos que poseen características que mejoran su capacidad de supervivencia seguirán viviendo y reproduciéndose. Estas características se conceden principalmente mediante mutaciones genéticas, que confieren a estos organismos alelos ventajosos. Por ejemplo, las polillas con una mutación genética que les confiere un color de ala más oscuro pueden camuflarse de sus presas y sobrevivir mejor que las polillas con un color de ala más claro.
La depredación se denomina presión de selección, ya que es un factor que afecta a las posibilidades de supervivencia de un organismo. La disponibilidad de alimento y refugio también son presiones de selección que impulsan la selección natural.
Otras formas de variación
Las diferencias entre individuos no sólo están causadas por cambios en el ADN. Los factores ambientales también pueden modificar las características de un organismo. Diferentes entornos tendrán diferentes condiciones de vida.
Por ejemplo, las plantas que están expuestas a más luz solar tienen más posibilidades de crecer más que las plantas que están a la sombra la mayor parte del día.
La variación genética y la variación ambiental se entrecruzan, y ambas intervienen en las características resultantes de un organismo, también llamadas fenotipo. Por tanto, es la combinación de estos factores lo que explica la variación en los individuos.
¿Cómo medimos la diversidad en la variación genética?
La variación genética que se encuentra dentro de una especie puede cuantificarse mediante:
Comparando las diferencias en la secuencia de bases del ADN
Comparando las diferencias en la secuencia de aminoácidos de las proteínas
Para ello, hay que extraer ADN o proteínas, que luego se analizan.
La biodiversidad describe la variación de especies que observamos en una comunidad. Puede cuantificarse mediante la riqueza de especies. La riqueza de especies mide el número de especies diferentes en una comunidad, por ejemplo, el número de especies diferentes que se encuentran en una cascada. Otra forma de medición es el índice de diversidad, una fórmula que describe la relación entre el número de especies distintas de una comunidad (riqueza de especies) y el número de organismos de cada especie (uniformidad de especies).
Información genética - Puntos clave
- Toda la información genética se transporta en el ADN.
- La variación genética está causada por mutaciones, cruzamientos, selección independiente y fecundación aleatoria.
- La selección natural es el proceso por el que los organismos que poseen características ventajosas sobreviven y se reproducen. Estos rasgos ventajosos están causados por la variación genética y la variación ambiental.
- La diversidad puede medirse mediante la riqueza de especies y el índice de diversidad.
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