Gen

  Un gen es el conjunto de una secuencia determinada de nucleótidos de uno de los lados de la escalera del cromosoma referenciado. La secuencia puede llegar a formar proteínas, o serán inhibidas, dependiendo del programa asignado para la célula que porte los cromosomas.^[1]

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Almacenamiento y herencia^[2]

Los nucleótidos se almacenan en fibras o hebras cuya estructura global forma lo que se conoce como ADN. La expresión básica de un nucleótido es el codón. Un codón recodificado en ARN forma un aminoácido y el conjunto de vários aminoácidos pueden llegar a codificar una proteína, si se dan las condiciones necesarias. El gen contiene los codones suficientes como para formar, en potencia, una proteína. Esta será usada para las necesidades celulares o del organismo. Los cromosomas contienen libros enteros guardados en tapas de ADN pasando a formar parte de la cromatína del nucléolo del [núcleo celular] de la célula.

Cuando se necesita acceder a la 'biblioteca', se da la orden para comenzar a buscar lo demandado. Se pone en marcha un 'puntero' pertenecientes al grupo de enzimas de las topoisomerasas. Este puntero localiza y transcribe la secuencia de nucleótidos necesarios, sustituye la estabilidad del ADN (definida por la existencia de timina como base nucleótida) por la gran versatilidad del ARN (definida por la transcripción de la Timina por el Uracilo), pasando por las enzimas necesarias que, dotarán a ese ARN del ATP necesario, formando un aminoácido, elemento básico de la proteína.Por lo tanto los codones correspondietes de la secuencia de nucleótidos es la riboncleasa una proteina hexocinasa. Con gran actividad óptica de la glucosa.

Todo este proceso se repite en todas las células, lo único que diferencian a unas de otras son las proteínas codificadas. Las que no se codifican se inhiben, y por ello se ha creído durante muchos años que el gen es la unidad básica de herencia. Si no más bien es una de las unidades tomadas en cuenta en la herencia. Otros factores son los autosomas, cromosoma Y, ADN mitocondrial y los epigenes, que recientemente se ha descubierto en el interior de los cromosomas.

Entorno del programa genético^[3]

Toda molécula tiende a degradar su estado de carga neutra, siendo el momento de manifestar la carga cuando la degradación se manifiesta en la pérdida de un electrón o en su ganancia. En esto interactuan los factores externos e internos de la molécula con el medio. Dado el caso de dos moléculas con carga idéntica y opuesta, tendrán la tendencia a neutralizar la carga formando enlaces químicos. Dichos enlaces pueden ser iónicos o covalentes. La tendencia más favorable se la denomina 'Gancho' (hook en ingles), y es la equivalente en nuestras dimensiones a la tendencia de ciertas semillas naturales a engancharse al pelo de los animales o incluso a nuestros calcetines.

La dinámica entre el ejemplo y la dimensión molecular es paralela, en los siguientes casos: No existe premeditación en la colocación de la semilla ni el lugar que ocupe la molecula en un momento dado de tiempo. No es evidente en la naturaleza un Ego intencional que determine a la semilla en, si acaba o no enganchada en el pelo del animal; al igual que tampoco hay razón para pensar de forma similar en el caso de dos moléculas, que coincidiendo en el espacio, tengan por estadística una probabilidad casi cierta de acabar enlazadas.

Bajo estas premisas, b y c se puede decir que funciona el programa genético. Un proceso totalmente autónomo promovido por la dinámica de la energía, del medio, de las propiedades inherentes a cada objeto cuya descripción establece la física. Los cálculos físico-químicos ofrecen un planteamiento estadístico de previsiones en los resultados más favorables, determinados por la menor resistencia a la hora de expresar sus propiedades. Este determinismo resulta imponderable por los cálculos físicos. En conclusión, la expresión del programa genético es consecuencia del bien conocido Efecto mariposa.

Dentro de lo que es el programa genético, se puede afirmar que es la memoria de como en un pasado las especies estuvieron adaptadas a un medio distinto al actual, pudiendo suponer que las especies pasadas estaban mejor adaptadas que las actuales y entendiendo que los procesos de extinción de las especies, son por tanto, una expresión más de la selección natural.

La entropia asociada a la tendencia a la desorganización de la información hacen aun más evidente este hecho.

las proteinas fibrosas y globulares son heteroproteinas que consisten en capas.

A pesar de que se conocen de manera básica mas de 3000 moléculas proteínicas distintas, sólamente se han podido estudiar detalladamente la estructura de algunas porcioiones que son fundamentales en la biología celular.

Punto de vista molecular

Un gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN en el caso de algunos virus), que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. Por ejemplo: Proteínas, ARNm, ARN ribosómico, ARN de transferencia y ARN pequeños. Esta función puede estar vinculada al desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica normal. El gen es considerado como la unidad de almacenamiento de información y unidad de herencia al transmitir esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de cada uno de los cromosomas. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición determinada llamada locus. El conjunto de cromosomas de una especie se denomina genoma.

Algunas enfermedades como la anemia drepanocítica (o anemia falciforme) pueden ser ocasionadas por un cambio en un solo gen (uno de los 30.000 genes que constituyen el plan para todo el cuerpo humano).

Los organismos diploides (entre ellos, casi todos los animales y plantas) disponen de dos juegos de cromosomas homólogos, cada uno de ellos proveniente de uno de los padres. Cada par de cromosomas tiene, pues, un par de copias de cada gen, una procedente de la madre y otra del padre.

Los genes pueden aparecer en versiones diferentes, con variaciones pequeñas en su secuencia, denominadas alelos. Los alelos pueden ser dominantes o recesivos. Cuando una sola copia del alelo hace que se manifieste el rasgo fenotípico, el alelo es dominante. Cuando son precisas dos copias del alelo (una en cada cromosoma del par), el alelo es recesivo.

Tipos de genes

Un gen es una secuencia o segmento de ADN necesario para la síntesis de ARN funcional, como el ARN de transferencia o el ARN ribosomal. Sin embargo, estos dos tipos de ARN no codifican proteínas, lo cual es hecho por el ARN mensajero. Para ello, la transcripción genera una molécula de ARN que posteriormente sufrirá traducción en los ribosomas, proceso por el cual se genera una proteína. Muchos genes se encuentran constituidos por regiones codificantes (exones) interrumpidas por regiones no codificantes (intrones) que son eliminadas en el procesamiento del ARN. En células procariontes esto no ocurre pues los genes de procariotas carecen de intrones. La secuencia de bases presente en el ARN determina la secuencia de aminoácidos de la proteína por medio del código genético.

Otros genes no son traducidos a proteína, sino que cumplen su función en forma de ARN. Entre éstos, encontramos genes de ARN transferente, ARN ribosómico, ribozimas y otros ARN pequeños de funciones diversas.

Algunos genes han sufrido procesos de mutación u otros fenómenos de reorganización y han dejado de ser funcionales, pero persisten en los genomas de los seres vivos. Al dejar de tener función, se denominan pseudogenes, y pueden ser muy parecidos a otros genes del mismo organismo que sean funcionales.

Estos aminoácidos contienen grupos neutros, es decir sin carga, por lo que pueden formar puentes de hidrógeno con el agua. A la glicina algunas veces se le clasifica como aminoácido no polar, debido a que el grupo R consiste en un simple átomo de hidrógeno, demasiado pequeño como para afectar la polaridad de los grupos alfa amino y alfa carboxilo. En los amino serina, treonina y ceronina, la polaridad se debe a la a la presencia de grupo carboxilo (-OH) en el caso de la asparagina y de la glutamina.

Historia

El concepto de gen ha ido variando a lo largo del tiempo, conforme ha avanzado la ciencia que lo estudia, la genética:

• Gregor Mendel en sus experimentos propuso la idea original del gen, aunque él no los denominó genes, sino factores, y vendrían a ser los responsables de la transmisión de los caracteres de padres a hijos (lo que ahora llamamos genotipo). El gen mendeliano es una unidad de función, estructura, transmisión, mutación y evolución que se distribuye ordenada y linealmente en los cromosomas.
• La palabra gen fue acuñada en 1909 por el botánico danés Wilhelm Ludwig Johannsen a partir de una palabra griega que significa "generar", refiriéndose a la unidad física y funcional de la herencia biológica.
• Hacia 1950, se impuso el concepto de gen como la cadena de ADN que dirige la síntesis de una proteína. Éste es un concepto que proporciona una naturaleza molecular o estructural al gen. El gen codifica proteínas y debe tener una estructura definida por el orden lineal de sus tripletes.
• Más tarde surge el concepto de gen como “la cadena de ADN capaz de dirigir la síntesis de un polipéptido”. Este concepto surge al comprobar que la mayoría de las proteínas están formadas por más de una cadena polipeptídica y que cada una de ellas está codificada por un gen diferente.
• Actualmente se sabe que algunos genes codifican más de un polipéptido y que una proteína puede ser codificada por el conjunto de diferentes genes. La existencia de genes solapantes y el procesamiento alternativo rebaten la hipótesis de un gen -> un polipéptido. Más bien debe proponerse la relación inversa, un polipéptido -> un gen. Además existen algunos genes que no codifican proteínas sino ARN con función propia (ARN transferentes y ARN ribosómicos, por ejemplo) y que no se traducen, por lo que no es necesaria la traducción para que un gen tenga una función determinada. El gen es, pues, la unidad mínima de función genética, que puede heredarse.

Número de genes en algunos organismos

Referencias

Bibliografía adicional

• Nicolás Jouve de la Barreda, Explorando los genes. Del big-bang a la nueva Biología, Ediciones Encuentro. ISBN 9788474909012.