Herencia
Definición de herencia
La herencia es la transmisión de rasgos de padres a hijos. Las moléculas de ADN transportan información que codifica varias proteínas. Estas proteínas interactúan con el medio ambiente, provocando patrones de vida observables. Los complejos mecanismos que replican y reproducen el ADN y los organismos que crea pueden recombinarse y mutarse durante el proceso, dando lugar a nuevas y diversas formas de vida. Todos los organismos, desde las bacterias más simples hasta los eucariotas más grandes, utilizan el ADN como principal forma de herencia.
Antes de que se entendiera el papel del ADN, era bien sabido que algún mecanismo hacía que la descendencia se pareciera a los padres. Los niños se parecen a sus padres, el ganado se reproduce en líneas predecibles e incluso las plantas tienen rasgos visibles que pasan de una generación a la siguiente. El primer científico en documentar completamente la transmisión de rasgos en un organismo fue Gregor Mendel, en el siglo XIX. Como fraile que vivía en un monasterio, Mendel tuvo la oportunidad de criar y cultivar plantas de guisantes, que observó con gran cuidado. Comenzó a notar un patrón emergente en la herencia de ciertos rasgos y propuso la idea de que cada organismo porta diferentes formas de cada gen. Hoy, llamamos alelos a estas variantes genéticas, y han confirmado su existencia con técnicas moleculares. El campo de la genética se ha convertido en una gran ciencia, con muchas subdisciplinas.
Casi al mismo tiempo, otros científicos famosos intentaban comprender el panorama más amplio de la herencia y cómo diferentes poblaciones de organismos pueden dar lugar a diferentes especies. Estos hombres fueron Charles Darwin y Alfred Wallace, quienes propusieron la misma teoría de la evolución, por separado. Propusieron que los organismos individuales portan información que produce ciertos rasgos. Algunos rasgos son más beneficiosos que otros y conducen a una mayor reproducción. Estos rasgos se transmiten a la descendencia y la descendencia también puede cruzarse. De esta manera, ciertos rasgos pueden aumentar o disminuir en una población. Cuando las mutaciones o barreras impiden que los individuos de una población se reproduzcan, la población se divide. Con el tiempo, las poblaciones evolucionan a especies separadas. La teoría de la evolución se ha convertido en un estudio complejo de los organismos y los entornos que ocupan, conocido como ecología.
Hoy en día, muchos de estos campos interactúan, ya que los científicos estudian la forma en que funciona la herencia en los organismos. Se pueden utilizar técnicas moleculares para analizar los cambios creados por el medio ambiente y la selección natural que actúa sobre los alelos. O, trabajando al revés, se puede alterar el genoma para ver qué cambios ocurren en el organismo. De cualquier manera, los científicos ahora tienen un gran arsenal de herramientas para analizar la herencia y están logrando serios avances en la comprensión de las fuerzas químicas y ambientales que afectan la herencia. Ahora incluso es posible cambiar el ADN que hereda un organismo y corregir varias mutaciones. Como tal, la medicina moderna ha dedicado muchos recursos al estudio de estos mecanismos.
Ejemplos de herencia
Herencia en bacterias
Las bacterias son organismos procariotas simples. Son de naturaleza haploide y portan solo un alelo para cada gen. Su genoma generalmente está contenido en un solo cromosoma, que existe en un anillo. Las bacterias se reproducen mediante un proceso asexual conocido como fisión binaria. Durante la fisión binaria, el ADN se copia y las copias se segregan en nuevas células. El ADN de cada célula existe en una doble hélice, la mitad de la hélice es ADN antiguo y la otra mitad es ADN recién copiado. De esta manera, cada bacteria hija es idéntica a la madre original.
Este modo de herencia se basa en mutaciones para cambiar los alelos en cada gen. Cuando una mutación es beneficiosa, una bacteria puede reproducirse más. Si el entorno cambia y el alelo ya no es beneficioso, la población con el alelo sufrirá. A veces, estas mutaciones pueden permitir que las bacterias sobrevivan a ciertos antibióticos. Incluso esta resistencia a los antibióticos es un rasgo hereditario y, una vez que ocurre la mutación en una población, es difícil deshacerse de ella. Si una población de bacterias dañinas infecta a un ser humano y los antibióticos no pueden eliminarlas, la infección podría volverse letal. Los científicos estudian los modos de herencia en las bacterias para desarrollar nuevas estrategias para combatirlas en el campo de la salud pública.
Herencia en organismos que se reproducen sexualmente
En los organismos que se reproducen sexualmente, el modo de herencia se vuelve más complicado. En lugar de que cada individuo dé origen a su propia descendencia simplemente copiando el ADN, dos organismos deben combinar su ADN para crear descendencia. Este método es mucho más complejo, pero conduce a una mayor variación en la descendencia, lo que puede aumentar sus posibilidades de éxito en un mundo cambiante. La mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente existen como diploides, con dos alelos de cada gen. Para reproducirse sexualmente, estos organismos deben producir células haploides a través del proceso de meiosis. La meiosis consta de dos divisiones celulares consecutivas, en las que el número de alelos se reduce a uno por gen.
En algunos organismos, como los humanos, estas células haploides se convierten en gametos, que buscan gametos del sexo opuesto para que pueda tener lugar la fertilización. Otros organismos, como los helechos, tienen un ciclo de vida separado como organismos haploides, que producen muchos gametos. En ambos sistemas, los padres transmiten los rasgos a la descendencia en un sistema complejo de múltiples alelos. Las interacciones de estos alelos pueden producir diferentes fenotipos, que se suman a la variedad observada.
Términos de biología relacionados
- Fertilización: proceso en el que dos gametos de diferentes organismos se combinan para crear un solo organismo.
- Meiosis: proceso que reduce la información genética en los gametos.
- Gameto: células que se crean y contienen la mitad de un genoma completo, que se fusionan para crear unorganismo diploide.
- Genoma: el ADN que crea un organismo.
