L'evolució de la vida: del gen a la biotecnologia
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología
Escrito el en catalán con un tamaño de 10,69 KB
Els éssers vius i la seva diversitat
Els éssers vius fan còpies de si mateixos, la matèria inert no. Les còpies són quasi idèntiques, on rau la diversitat de les espècies?
Mendel
Va demostrar que les unitats d'herència determinants del caràcter no es barregen, no perden individualitat al llarg de generacions.
El gen
És la unitat d'informació hereditària, el que controla un gen determinat.
La cèl·lula: unitat fonamental dels organismes
- Paret: intercanvi de substàncies amb l'exterior.
- Nucli: hi ha l'ADN que dirigeix la síntesi de proteïnes i l'herència.
- Citoplasma: hi ha els orgànuls, ribosomes, mitocondris, lisosomes...
Cromatina/cromosomes
Flemming va descobrir que en els nuclis de les cèl·lules hi havia cromatina. Durant la mitosi, es condensa en filaments que s'anomenen cromosomes. Totes les cèl·lules tenen 23 parells de cromosomes, menys les sexuals (xx dona, xy home), que tenen 23 cromosomes. Els cromosomes estan formats per proteïnes i ADN.
La molècula d'ADN
Està constituïda per dues cadenes d'un elevat nombre de compostos químics anomenades nucleòtids. Formats per: una base nitrogenada: adenina-timina, citosina-guanina, sucre (pentosa) i àcid fosfòric.
Doble hèlix
Watson i Crick la van descobrir. 1: difracció de raig x de fibres d'ADN obtingudes per Rosalind Franklin i Wilkins que deien que la molècula d'ADN estava formada per una doble hèlix. 2. Les lleis de Chargaff que deia que qualsevol ADN el contingut té només: adenina coincideix amb timina i citosina amb guanina.
Duplicació de l'ADN
Els gens es copien duplicant la molècula d'ADN, que s'aconsegueix gràcies a l'aparellament selectiu de les bases nitrogenades A-T i C-G que funcionen com a motlle per replicar el material genètic.
ADN i ARN
L'ARN no és una cadena doble, sinó senzilla, on l'adenina s'uneix amb l'uracil, perquè no té timina. U-A, C-G i conté ribosa en comptes de desoxiribosa.
Funció dels gens
Emmagatzemar informació hereditària i fabricar proteïnes, que porten a terme funcions biològiques.
Dogma biomolecular
Síntesi de proteïnes als ribosomes, que estan al citoplasma, però a les cèl·lules amb nucli, l'ADN està dins del nucli i no pot dirigir la síntesi de proteïnes, i es fa de la manera següent: 1. L'ADN del nucli transcriu el missatge a l'ARN missatger. 2. En eucariotes, l'ARNm format per ADN surt del nucli pels porus de la membrana nuclear i s'adhereix a un ribosoma on el missatge serà llegit i codificat des de l'ADN del nucli. 3. L'ARN de transferència selecciona l'aminoàcid específic per a cada grup de 3 nucleòtids de l'ARNm. Allà s'enganxa a altres aminoàcids d'acord amb la informació codificada i forma un polipèptid.
Tipus d'ARN
- Ribosòmic: part dels ribosomes. 3 tipus en els bacteris i 4 a les eucariotes.
- De transferència: ARN associats al ribosoma que connecten amb l'ARNm i de l'altre amb l'aminoàcid de cada un.
- Missatger: l'intermediari: porta el missatge de l'ADN en forma de cadena complementària de la codificant de l'ADN.
Genoma
D'un organisme és el conjunt de tota la informació genètica del mateix. El 2003 es va publicar el genoma humà. La dimensió no està relacionada amb la complexitat de l'organisme.
Genòmica
Part de la biologia que estudia els genomes. Utilitza patologies complexes com el càncer i que està determinat per l'acció conjunta d'equips de gens.
Proteòmica
Estudia totes les proteïnes codificades pel genoma.
A l'ADN distingim
- Nucleòtids que formen part dels gens: Exó: porció d'ADN que codifica proteïnes i Intró: porció d'ADN que no fa servir la síntesi proteica.
- ADN escombraries que no pertany a cap gen.
Biologia molecular
El 1972 es coneixia la maquinària bàsica per a la vida i se sabia com es regulaven els gens. Va sorgir la tecnologia de l'ADN recombinant, anomenada enginyeria genètica que va permetre dissenyar molècules d'ADN que no existien.
Eines biotecnològiques
- Tallar (enzims de restricció)
- ADN-ligasa (enganxar)
- Plasmidis (copiar)
- Transformació (introduir plasmidis al bacteri)
Boyer i Cohen van clonar un gen per primera vegada el 1972.
Polimerasa PCR
Permet amplificar mostres d'ADN ràpidament.
Organismes transgènics
Modificats genèticament que porten un gen estrany. Obtingut: bacteri superdegradador, productor de plàstics biodegradables o plantes amb resistència a insectes.
Cèl·lules mare i clonació
Cèl·lules no diferenciades susceptibles de convertir-se en cèl·lules d'altres tipus de teixit. Possibilitat de fabricar teixits o òrgans amb la mateixa informació genètica de l'individu i evitar el rebuig. Tipus:
- Embrionàries: embrions de fecundació in vitro, problemes ètics.
- Procedent del cordó umbilical o d'adults: no problemes ètics.
- Induïdes: de cèl·lules adultes de la pell. Descobertes per James Thomson, convertir les cèl·lules en cèl·lules diferenciades perquè no provoquin tumors.
Virus
Gran capacitat d'infectar cèl·lules quan s'inclou material genètic nou. Si remplacem el material genètic propi pel necessari de la cèl·lula el convertim en un ràpid missatger.
Biotecnologia
Inclusio de gens en el cos del pacient per solucionar la deficiència del seu genoma. Interferó humà, hormona del creixement, ADN polimerasa, vacunes basades en proteïnes recombinants... Solució per corregir malalties genètiques. Problemes de seguretat: els virus poden causar respostes immunològiques mortals o induir càncers.
Teràpia gènica
Encaminada a assolir guariments definitius de les malalties hereditàries.
Identificació de gens
Comparació de regions del nostre genoma que no coincideix amb la d'altres individus. S'utilitza per proves de paternitat, identificació de víctimes, control de donants d'òrgans o seguiment de migracions humanes.
Bioètica
Estudi dels problemes ètics que sorgeixen en l'aplicació de la ciència i la tècnica en àmbits de la salut, alimentació, procreació...
Ecoètica
Problemes ètics derivats de l'ús i abús de recursos naturals del planeta reclamant el dret a un medi sa.
Jurament d'Hipòcrates
Respectar i fer el bé al pacient, evitar el dany, tracte igualitari...
Declaració d'Helsinki
- No tot el tècnicament possible és moralment acceptable.
- S'ha d'actuar respectant la dignitat humana.
3 principis de la bioètica
- Autonomia o respecte per les persones.
- Beneficiència (beneficiar o fer el bé, extremar beneficis i minimitzar riscos).
- Justícia (tracte igualitari, imparcialitat en la distribució de cures, recursos, beneficis i riscos).
L'origen de la vida
Carboni:
Interior de la Terra, on s'acumula quan es va formar el planeta. Els volcans emeten CO2 a l'atmosfera i els éssers vius l'assimilen.
H2O:
Origen al sistema solar. L'aigua no es pot condensar en òrbites properes, la van dur asteroides d'òrbites llunyanes.
Escenari de la vida
- Interior molt calent (vulcanisme intens, submarí. Organismes vivien en aigües molt calentes riques en minerals dissolts sense el sol).
- Atmosfera sense oxigen en un planeta oceànic: no hi havia oxigen ni ozó que protegís dels raigs UVA, però la vida va prosperar per el gruix d'aigua.
Quimiosíntesi
Reaccions químiques on intervenen bacteris desprenent energia, aprofitada pels mateixos bacteris per viure.
Miller
Intentant crear matèria viva, va sintetitzar aminoàcids a partir d'amoníac, vapor d'aigua i metà, gasos de l'atmosfera primitiva. L'experiment no té valor històric però sí que va poder demostrar que es pot sintetitzar matèria orgànica a través d'inorgànica.
Evolució i proves
30-50 milions d'espècies. Procedeixen d'avantpassats, que han quedat tancats en roques. Proves:
- Biològiques (disposició, estructura dels ossos i òrgans vestigials).
- Paleontològiques (gran arbre de com ha evolucionat la biosfera, tota la vida relacionada fins a l'origen).
- Moleculars (es basa en què les mutacions es produeixen a un ritme constant).
Evolució: selecció natural
Darwin va proposar la selecció natural basada en la supervivència dels més aptes. Els més febles moren, sense descendència, els resistents viuen i es reprodueixen, després de moltes generacions els canvis faran que siguin diferents els uns dels altres i formaran una nova espècie.
Darwinisme i genètica
La variabilitat és la primera matèria sobre la qual actua la selecció natural, el darwinisme primitiu + genètica = neodarwinisme o teoria sintètica de l'evolució.
Lamarck
Les espècies varien en adquirir nous òrgans per resoldre necessitats o ansies d'adaptació. Caràcters adquirits heretables, que és fals.
Ritme de l'evolució
Si una petita població d'individus queda aïllada, les mutacions es propagaran, formant la deriva genètica ràpidament a causa del petit nombre d'individus.
Selecció artificial
L'home ha seleccionat animals i plantes amb les característiques favorables. Durant generacions les característiques desitjades es reprodueixen.
Radiació evolutiva
Quan un Pangea es dispersa, apareixen nous continents, sorgeixen nous ambients i el nombre d'espècies creix.
Extincions
Gran extinció
252 milions d'anys. Meitat de les espècies de la Terra. Catàstrofe per anòxia (falta d'oxigen a l'aigua del mar) provocada per l'escalfament de l'atmosfera després d'un vulcanisme intens.
Extinció dels dinosaures
Fa 65 milions d'anys va caure un asteroide a Mèxic i va provocar una catàstrofe ambiental (canvi de temperatura, tsunamis, incendis...). Es va descobrir iridi i osmi, elements d'asteroides, en una capa d'argila, per sota hi havia fòssils de dinosaures i per sobre no.
Enigma de la supervivència
- Dinosaures herbívors mengen vegetació i els carnívors els herbívors. Petits mamífers i ocells en posició marginal.
- Cau l'asteroide i desapareix la fotosíntesi i la vegetació, es trenca la cadena tròfica i sobreviuen animals marginals que mengen llavors o carronya.
- Reapareix la llum, les llavors germinen, neixen plantes i la cadena tròfica s'estructura amb les espècies supervivents on no hi ha grans herbívors ni carnívors.