La información genética de una célula se almacena en forma química en ADN o ARN. El orden de las bases de nucleótidos dispuestas en la cadena de polinucleótidos determina las instrucciones genéticas. Un gen es un tramo de secuencia de nucleótidos que codifica una proteína específica. Los seres humanos tienen miles de genes en sus moléculas de ADN total. Todo el ADN nuclear se llama el genoma de un organismo. Este ADN está empaquetado en estructuras cromosómicas. Todas las secuencias de genes se denominan ADN no repetitivo. Un genoma tiene muchas secuencias de ADN y estas se llaman ADN repetitivo. Este ADN repetitivo también tiene una función en la regulación génica. los diferencia clave entre gen y genoma es que un gen es un locus en una molécula de ADN mientras que el genoma es un ADN nuclear total.
Este artículo estudia,
1. ¿Qué es un gen?
- Definición, características, estructura
2. ¿Qué es un genoma?
- Definición, características, estructura
3. ¿Cuál es la diferencia entre gen y genoma?
Un gen es un locus o una secuencia de estiramiento en la cadena de polinucleótidos de ADN. Codifica una secuencia de aminoácidos de una proteína específica y se reconoce como la unidad molecular de hereditaria. Las instrucciones genéticas se transfieren a la progenie a través de los genes a través de la reproducción. Se pueden encontrar miles de genes dentro de una única molécula de ADN de organismos superiores. Una secuencia génica se transcribe en ARN; El ARN se traduce en proteínas que, en consecuencia, determinan rasgos. Este es el dogma central de la biología molecular..
El concepto del gen y su patrón de herencia se originó con los hallazgos de Gregor Mendel en la década de 1860. El estudio de las propiedades de los genes o grupo de genes se conoce como genética. La mayoría de los genes están formados por ADN, pero algunos pueden estar hechos de ARN. Algunos virus están formados por genes de ARN, ya que su material genético es ARN. En procariotas, los operones se forman agrupando los genes relacionados funcionalmente. Las múltiples secuencias codificantes de proteínas se transcriben juntas. La estructura del gen eucariótico se compone principalmente de dos regiones: la secuencia codificante y la secuencia reguladora. La secuencia de codificación eucariota consiste en exones, intrones y regiones no traducidas, mientras que los genes procarióticos carecen de intrones. Los genes se transcriben con los intrones. En consecuencia, se eliminan mediante el empalme de los exones. Por otro lado, pueden producirse múltiples proteínas por empalme alternativo. La expresión génica está regulada a nivel transcripcional y traduccional. Las variaciones de un gen se conocen como sus alelos. Diferentes alelos del mismo gen producen diferentes fenotipos entre la población..
Figura 1: Gene
Todo el conjunto de ADN nuclear de un organismo se conoce como el genoma. La mayoría de los genomas están formados por ADN, aunque algunos virus están compuestos por genomas de ARN. Los orgánulos, como las mitocondrias y los cloroplastos, se componen de sus propios genomas llamados genoma mitocondrial y genoma del cloroplasto respectivamente.
El genoma consta de genes codificantes y ADN basura no codificante. El tamaño del genoma aumenta proporcionalmente a la complejidad morfológica de los organismos. El genoma humano contiene 3,2 billones de pares de bases. Se compone de unos 25.000 genes en él. La mayoría de las secuencias de ADN en el genoma humano contienen ADN basura. Las cadenas de polinucleótidos de ADN se organizan en cromosomas individuales. El genoma humano está compuesto por 22 pares de autosomas homólogos y 2 cromosomas sexuales. Algunos organismos están compuestos por múltiples copias de genomas. Un organismo que tiene una sola copia del genoma se llama haploide organismo. Se llaman multiples copias diploide, triploide y tetraploide. El genoma humano es un genoma diploide. Los organismos que se reproducen sexualmente tienen la mitad del número de cromosomas en gametos en comparación con sus células somáticas.
Un genoma de un organismo único se conoce como la composición genética de ese organismo en particular. El genoma humano fue completamente secuenciado y mapeado por el Proyecto Genoma Humano. La transferencia horizontal de genes y la duplicación de secuencias causan la evolución del genoma. La duplicación puede ser la duplicación de grupos de genes, repeticiones cortas en tándem, cromosomas completos o incluso todo el genoma. La genómica es el estudio de los genomas de los organismos relacionados..
Figura 2: Genoma
Gene: El gen es el elemento hereditario de la información genética. Es un locus dentro de un cromosoma..
Genoma El genoma es el conjunto de ADN nuclear. La mayoría de las veces el ADN existe como cromosomas..
Gene: Un gen es parte de una molécula de ADN..
Genoma El genoma es el ADN total en una célula..
Gene: Un gen codifica la síntesis de proteínas..
Genoma Un genoma codifica tanto proteínas como elementos reguladores para la síntesis de proteínas..
Gene: La longitud de un gen es de unos pocos cientos de bases..
Genoma La longitud del genoma de un organismo superior es de unos mil millones de pares de bases.
Gene: Un organismo superior contiene alrededor de miles de genes..
Genoma Cada organismo contiene un solo genoma..
Gene: Las variaciones del gen se conocen como alelos. Estos alelos pueden ser seleccionados naturalmente.
Genoma La transferencia horizontal de genes y la duplicación causan grandes variaciones en el genoma..
Gene: El estudio de las propiedades de los genes es la genética..
Genoma El estudio de las propiedades de los genomas relacionados es la genómica..
Las variaciones del gen que se llaman alelos se crean mediante mutaciones puntuales. Las mutaciones puntuales se producen a nivel del par de bases. Por otro lado, los cambios que se producen en el nivel del genoma son comparativamente grandes. La transferencia horizontal de genes y la duplicación de genes introducen y aumentan el producto genético respectivamente. Por lo tanto, la principal diferencia entre gen y genoma está en el tamaño de los nucleótidos transportados por ellos..
Referencia:
1.Susman M. “Genes: Definición y Estructura”. ENCICLOPEDIA DE LAS CIENCIAS DE LA VIDA, Nature Publishing Group, 2001. Consultado el 9 de febrero de 2017
2.Schleif R. Genética y biología molecular. 2ª ed., The Johns Hopkins University Press, 1993, pp. 22-47. Consultado el 9 de febrero de 2017
Imagen de cortesía:
1. "Genoma humano a los genes" (CC BY 2.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Gen es" - Revisado (dominio público) a través de Commons Wikimedia