Fundamentos de Genética, Biología Celular y Evolución Humana

La Célula y el Ciclo Celular

Envoltura nuclear

Separa el núcleo del citoplasma mediante una doble membrana. La membrana externa tiene ribosomas y es continuación del RER; la interna está recubierta por la lámina nuclear, que mantiene la forma del núcleo. Ambas membranas presentan poros nucleares que controlan selectivamente la entrada y salida de moléculas como proteínas y ARN.

Nucleoplasma, nucleolo y cromatina

El nucleoplasma es el medio acuoso interno. El nucleolo es una estructura sin membrana que sintetiza ribosomas. La cromatina está formada por ADN asociado a histonas; se distinguen la eucromatina (poco compacta, zonas claras) y la heterocromatina (más densa, zonas oscuras). El ADN es una única molécula lineal muy larga en forma de doble hélice.

Núcleo y ciclo celular

El núcleo es el centro de control celular. Generalmente es único y esférico, pero hay excepciones (células musculares con varios núcleos, glóbulos rojos sin núcleo). El ciclo celular comprende la interfase (etapas G₁, S y G₂, donde la célula se prepara para la división) y la fase M o división celular, que en unicelulares implica la reproducción y en pluricelulares produce crecimiento, renovación, reparación y formación de gametos.

Fases de la interfase

• Fase G₁: La célula crece, produce proteínas y orgánulos, y se diferencia. Las células especializadas que no se dividen (como neuronas o células musculares cardiacas) entran en la fase G₀, donde permanecen hasta su muerte.
• Fase S: Se duplica el ADN y se sintetizan nuevas histonas, por lo que cada cromosoma queda formado por dos filamentos. También se duplican los centriolos.
• Fase G₂: La célula aumenta ligeramente su tamaño y se prepara para la división; los cromosomas comienzan a empaquetarse lentamente.

Genética y Cromosomas

División celular

Comprende la división del núcleo (cariocinesis, mediante mitosis o meiosis) y la división del citoplasma (citocinesis). Su función principal es transmitir el material genético a las células hijas.

Condensación de los cromosomas

Tras la duplicación del ADN, los cromosomas se condensan enrollándose sobre sí mismos hasta ser 10.000 veces más compactos, volviéndose visibles al microscopio óptico.

Partes del cromosoma

• Cromátidas hermanas: Copias idénticas de ADN.
• Centrómero: Zona de unión de las dos cromátidas.
• Telómeros: Extremos terminales.
• Brazos: Fragmentos separados por el centrómero.

Tipos de cromosomas

• Según la posición del centrómero: Metacéntrico, Submetacéntrico, Acrocéntrico, Telocéntrico.
• Según su función: Autosomas (no sexuales) y Sexuales (X e Y).

Ácidos Nucleicos y Expresión Génica

Estructura del ADN y ARN

Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos (grupo fosfato, pentosa y base nitrogenada). El ADN (desoxirribosa) forma una doble hélice antiparalela y complementaria (A-T, C-G), mientras que el ARN (ribosa) es generalmente monocatenario.

Replicación y Traducción

La replicación es semiconservativa y ocurre en la fase S. La expresión génica sigue el dogma central: ADN → ARN → Proteína. La traducción ocurre en los ribosomas mediante la lectura de codones del ARNm.

Ingeniería Genética y Biotecnología

La biotecnología moderna utiliza técnicas como el ADN recombinante, la PCR (amplificación de ADN) y la edición genética mediante CRISPR-Cas9 para aplicaciones en agricultura, medicina (terapia génica) y diagnóstico.

Evolución y Hominización

Evidencias evolutivas

Se basan en pruebas anatómicas (órganos homólogos/análogos), biogeográficas, paleontológicas y biomoleculares. La teoría sintética actual integra la genética (mutaciones y recombinación) con la selección natural.

Hominización

Proceso de transformación de primates en humanos caracterizado por el bipedismo, el aumento de la capacidad craneal, la reducción de la dentición y el desarrollo de herramientas y lenguaje.