LOS RETOS DE LA BIOMEDICINA: ENTRE LA CIENCIA Y LA ÉTICA

AULA DE MAYORES Y DE LA EXPERIENCIA
F.Córdoba, R.Torronteras, A.Canalejo
Departamento de Biología Ambiental y Salud Pública
LOS RETOS DE LA BIOMEDICINA:
ENTRE LA CIENCIA Y LA ÉTICA
Tema 1.3. Los sistemas biológicos de información:
los genes y las proteínas. La transmisión de la
información entre células: la reproducción celular.
¿Qué
¿Qué entendemos por información? Comunicación y
lenguaje. El lenguaje de las células. Células, cromosomas
y ADN. Los cromosomas humanos. El ADN. La relación
ADN/proteínas.
Los
genes
y
sus
controles.
Transmitiendo la información: copia y traducción del
ADN. Los errores de copia o mutaciones, y sus
consecuencias.
Francisco Córdoba García, 2005
¿QUÉ ENTENDEMOS POR INFORMACIÓN?
Informar: Transmitir señales mediante un
código común al emisor y al receptor. (DRAE)
Información: Propiedad intrínseca de ciertos
biopolímeros, como los ácidos nucleicos, originada por
la secuencia de las unidades componentes. (DRAE)
COMUNICACIÓN Y LENGUAJE
Los sistemas de comunicación son sistemas de transferencia de
información, que utilizan determinados códigos y normas que
definen el lenguaje usado como medio de comunicación.
Ejemplos:
• Lenguas habladas o escritas: “hola, ¿cómo están ustedes?”
• Lenguaje Morse: ···---··· (S.O.S. Llamada de socorro)
• Lenguaje informático: 0110101001011001101110
• Lenguaje matemático: (4+3)x2 < 4x(3+2)
• Lenguaje de signos para sordos:
etc…
EL LENGUAJE DE LAS CÉLULAS
Los seres vivos utilizan moléculas como sistemas de información.
Las moléculas “informativas” deben ser polímeros:
formados por unidades o monómeros, de diversos tipos.
el “mensaje” que contienen depende
del tipo y orden de dichos monómeros
Ácidos nucleicos
Proteínas
CÉLULAS, CROMOSOMAS Y ADN
núcleo
Cromosoma
Célula
El cuerpo contiene millones de
células. Cada célula contiene la
misma información genética, que
se agrupa en el núcleo formando
cromosomas. Los cromosomas
están formados por ADN, que
contiene el mensaje genético.
ADN
...ACT GTA CGG GAG...
Mensaje genético
LOS CROMOSOMAS HUMANOS
Cada una de las células de
un ser humano contiene
23 pares de cromosomas.
Todas las células de una
persona contienen los
mismos cromosomas.
23 cromosomas proceden
del padre y 23 de la
madre.
EL CARIOTIPO DE UN HOMBRE Y DE UNA MUJER
Tanto hombres como
mujeres contenemos 23
pares de cromosomas.
En las mujeres el par 23
se denomina XX.
En los hombres el par 23
se denomina XY.
CROMOSOMAS X e Y
EL ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN está formado por dos cadenas enrolladas
Cada cadena contiene 4 tipos de bases en un determinado orden: A, C, T, G.
Una molécula de ADN tiene miles de A, C, T y G.
Cada cadena es la imagen especular de la
otra cadena (A-T; G-C)
COMPARANDO EL ADN Y LA LENGUA ESPAÑOLA
Biología
Lengua
...ACT GTA CGG GAG...
Si mi voz muriera en tierra
Gen (mensaje genético)
oración
GAG
GTA
ACT
CGG
tripletes
A
T
C
voz
tierra
muriera
en
mi
Si
palabras
G
nucleótidos
... m r i s n o ...
letras
El mensaje genético contenido en el ADN contiene instrucciones que la célula
“traduce” (fabricando proteínas o ADN nuevo). En cierto sentido, el mensaje
genético se puede analizar de la misma forma que un mensaje lingüístico.
LA RELACIÓN ENTRE EL ADN Y LAS PROTEÍNAS
La información contenida en el ADN sirve para fabricar las proteínas. Las
proteínas “ejecutan” las “instrucciones” contenidas en el ADN.
ADN
Proteínas
EL CONCEPTO DE GEN
Un gen es una
secuencia de ADN que
contiene información
para codificar una
proteína o regular su
síntesis (dónde, cuándo
y qué cantidad de
proteína se sintetiza)
PROTEÍNA
PROTEÍNA CODIFICADA POR EL GEN
CROMOSOMA
GEN
Un cromosoma contiene
alineados miles de
genes.
¿POR QUÉ SON DIFERENTES LAS CÉLULAS?
?
ZIGOTO
ESPERMATOZOIDE
Y ÓVULO
Todas las células contienen la misma
información genética, pero no todas las
células utilizan toda la información
genética, sino que “leen” sólo aquellos
genes que requieren para realizar
determinadas funciones.
¿POR QUÉ NO ACTÚAN SIEMPRE LAS
CÉLULAS DE LA MISMA FORMA?
• Ante distintas necesidades, las células responden específicamente.
• Estas respuestas dependen del tipo de célula y de los estímulos que
las desencadenan.
• El tipo de respuesta y el momento en que se desencadena están
regulados por genes específicos.
Estímulo
Ejemplos:
- Si la temperatura corporal es alta, ciertas células de la piel producen sudor.
- Si como carne (proteínas), ciertas células del estómago producen ácidos para digerirla.
- Si fumo demasiado, ciertas células de los pulmones pueden comenzar a dividirse descontroladamente:
se produce un tumor.
- En una mujer y en un hombre, al llegar a la pubertad se liberan varias hormonas que al alcanzar
ciertas células, cambian su funcionamiento y como consecuencia cambia el aspecto físico y la fisiología.
- Etc, etc.
EL GENOMA HUMANO … ¡¡¡ FASCINANTE !!!
Un ser humano contiene:
~ 35.000 genes = ~ 3.000.000.000 pares de bases
1 página
página = ~2.600
~2.600 bases
1.150.000 páginas = ~3.000.000.000
~3.000.000.000 bases
En cada célula
célula de nuestro cuerpo…
cuerpo…
Información equivalente a
1000 volúmenes de Don Quijote
¿CÓMO SE COPIA LA INFORMACIÓN?:
LOS CROMOSOMAS SE DUPLICAN ANTES DE LA MITOSIS
Mitosis
ANTES DE LA MITOSIS:
SE DUPLICAN LOS CROMOSOMAS
¿CÓMO SE COPIA LA INFORMACIÓN?:
LA DUPLICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS ES EL RESULTADO DE
LA REPLICACIÓN O COPIA DEL ADN
http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn_anim.gif
¿CÓMO SE TRADUCE LA INFORMACIÓN DEL ADN A
LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN UNA PROTEÍNA?
La célula contiene
un sistema para
traducir la
información del
ADN:
cada tres bases
consecutivas
equivalen a un
aminoácido, las
unidades que
constituyen las
proteínas.
EL DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
ADN
ARN
TRANSCRIPCIÓN
TRANSCRIPCIÓN
Proteína
TRADUCCIÓN
TRADUCCIÓN
CITOPLASMA
NÚCLEO
Ribosoma
ADN
ARN
ARN
PROTEÍNA
PROTEÍNA
LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
El código genético
El código genético es el “diccionario” que utilizan las células para
traducir el lenguaje al ADN al lenguaje de las proteínas.
LAS MUTACIONES
Una mutación es un cambio en la información genética.
ADN original
Copia de ADN
sin errores
ADN
normal
Copia de ADN
con mutación
mutación
ADN
mutado
ADN
normal
ADN original
CONSECUENCIAS DE LAS MUTACIONES
Estirpes
celulares
normales
¡Mutación!
Estirpe
celular
mutada
LA CAUSA DE LAS MUTACIONES
Las mutaciones se deben a:
- causas naturales (errores de copia)
- causas inducidas, por agentes mutagénicos.
Los agentes mutagénicos:
-Físicos: rayos X, radiación UV, radiactividad, etc.
-Químicos: carcinógenos, algunos colorantes,
algunos pesticidas, metales pesados, etc.
-Biológicos: algunos virus y bacterias
En general las mutaciones son perjudiciales, pero representan la
única fuente de cambio (variación) de los seres vivos.
Sin las mutaciones no se podría explicar la variedad genética.
TIPOS DE MUTACIONES
PUNTUALES o MOLECULARES:
Afectan a algún(os) nucleótido(s)s o base(s)
CROMOSÓMICAS
Afectan a varios genes en uno o dos cromosomas
GENÓMICAS
Afectan a cromosomas completos
Cariotipo anormal: trisomía 21 (Mujer con síndrome de
Down)
http://enciclopedia.us.es/index.php/Mutaci%F3n