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10: Bioquímica del Genoma

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    Los hijos heredan algunas características de cada padre. Por lo general, los hermanos se parecen entre sí, pero no exactamente lo mismo, excepto en el caso de gemelos idénticos. ¿Cómo podemos explicar estos fenómenos? Las respuestas se encuentran en la herencia (la transmisión de rasgos de una generación a la siguiente) y la genética (la ciencia de la herencia). Debido a que los humanos se reproducen sexualmente, el 50% de los genes de un niño provienen del óvulo de la madre y el 50% restante del espermatozoide del padre. El esperma y el óvulo se forman a través del proceso de meiosis, donde se produce la recombinación del ADN. Por lo tanto, no existe un patrón predecible en cuanto a cuál 50% proviene de qué padre. Así, los hermanos solo tienen algunos genes, y sus características asociadas, en común. Los gemelos idénticos son la excepción, porque son genéticamente idénticos.

    Las diferencias genéticas entre microbios relacionados también dictan muchas diferencias bioquímicas y de virulencia observadas. Por ejemplo, algunas cepas de la bacteria Escherichia coli son miembros inofensivos de la microbiota normal en el tracto gastrointestinal humano. Otras cepas de la misma especie tienen genes que les dan la capacidad de causar enfermedades. En las bacterias, tales genes no se heredan a través de la reproducción sexual, como en los humanos. A menudo, se transfieren a través de plásmidos, pequeños trozos circulares de ADN bicatenario que pueden intercambiarse entre procariotas.

    Foto de gemelos. Micrografía de célula ovalada con muchas proyecciones.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Los hermanos dentro de una familia comparten algunos genes entre sí y con cada padre. Los gemelos idénticos, sin embargo, son genéticamente idénticos. Bacterias como Escherichia coli pueden adquirir genes que codifican factores de virulencia, convirtiéndolos en cepas patógenas, como esta E. coli uropatógena. (Crédito a la izquierda: Gemelos del Ejército, Myrtle Beach, S.C./Ejército de Estados Unidos; Dominio Público; derecho de crédito: modificación de obra de la Sociedad Americana de Microbiología)

    • 10.1: Usando la Microbiología para Descubrir los Secretos de la Vida
      El ADN fue descubierto y caracterizado mucho antes de que se entendiera su papel en la herencia. Los microbiólogos desempeñaron un papel significativo en demostrar que el ADN es la información hereditaria que se encuentra dentro de las En las décadas de 1850 y 1860, Gregor Mendel experimentó con guisantes de cultivo real para demostrar la heredabilidad de rasgos específicos observables. En 1869, Friedrich Miescher aisló y purificó un compuesto rico en fósforo de los núcleos de los glóbulos blancos; nombró al compuesto nucleina.
    • 10.2: Estructura y Función del ADN
      Los ácidos nucleicos están compuestos por nucleótidos, cada uno de los cuales contiene un azúcar pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Los desoxirribonucleótidos dentro del ADN contienen desoxirribosa como el azúcar pentosa. El ADN contiene las pirimidinas citosina y timina, y las purinas adenina y guanina. Los nucleótidos están unidos entre sí por enlaces fosfodiéster entre el grupo fosfato 5' de un nucleótido y el grupo hidroxilo 3' de otro.
    • 10.3: Estructura y Función del ARN
      El ácido ribonucleico (ARN) es típicamente monocatenario y contiene ribosa como su azúcar pentosa y la pirimidina uracilo en lugar de timina. Una cadena de ARN puede experimentar un apareamiento de bases intramoleculares significativo para tomar una estructura tridimensional. Hay tres tipos principales de ARN, todos involucrados en la síntesis de proteínas. El ARN mensajero (ARNm) sirve como intermediario entre el ADN y la síntesis de productos proteicos durante la traducción.
    • 10.4: La estructura y función de los genomas celulares
      Todo el contenido genético de una célula es su genoma. Los genes codifican proteínas, o moléculas de ARN estables, cada una de las cuales realiza una función específica en la célula. Aunque el genotipo que posee una célula permanece constante, la expresión de genes depende de las condiciones ambientales. Un fenotipo es las características observables de una célula (u organismo) en un momento dado y resulta del complemento de genes que se están utilizando actualmente.
    • 10.E: Bioquímica del Genoma (Ejercicios)

    Miniatura: En el laboratorio, la doble hélice se puede desnaturalizar a ADN monocatenario a través de la exposición al calor o productos químicos, y luego renaturalizar mediante enfriamiento o eliminación de desnaturalizantes químicos para permitir que las hebras de ADN vuelvan a aparearse. (crédito: modificación de obra de Hernández-Lemus E, Nicasio-Collazo LA, Castañeda-Priego R)

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