¿Cómo se replica el ADN? ¿Y cómo evoluciona una especie de otra sin ninguna fuerza externa?

Algunas de las otras respuestas comienzan a brindarle información sobre cómo se replica el ADN. Voy a tomar un curso un poco diferente. Primero, un poco de química.

¿Sabes lo que es esto?

Este es un polímero. Sí, es plástico, pero el plástico es un ejemplo de polímero.

Otros ejemplos de polímeros:

-Proteínas, como el cabello y las uñas.

-Madera y papel. En otras palabras, celulosa.

-Caucho

ADN Sí, el ADN es un ejemplo de un polímero. Pero, ¿qué es un polímero?

La polimerización es cualquier proceso en el que las moléculas relativamente pequeñas, llamadas monómeros, se combinan químicamente para producir una molécula en cadena o red muy grande, llamada polímero. Las moléculas de monómero pueden ser todas iguales, o pueden representar dos, tres o más compuestos diferentes. Por lo general, se deben combinar al menos 100 moléculas de monómero para hacer un producto que tenga ciertas propiedades físicas únicas, como elasticidad, alta resistencia a la tracción o la capacidad de formar fibras, que diferencian los polímeros de las sustancias compuestas de moléculas más pequeñas y simples; a menudo, se incorporan muchos miles de unidades de monómero en una sola molécula de un polímero. La formación de enlaces químicos covalentes estables entre los monómeros distingue a la polimerización de otros procesos, como la cristalización, en la que un gran número de moléculas se agregan bajo la influencia de fuerzas intermoleculares débiles. polimerización | reacción química

El ADN es un polímero de cadena larga que en realidad está formado por dos cadenas unidas entre sí en forma de hélice, como se muestra a continuación.

La replicación del ADN es el proceso biológico de producir dos réplicas idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN original. Este proceso ocurre en todos los organismos vivos y es la base de la herencia biológica. El ADN está formado por una doble hélice de dos cadenas complementarias. Durante la replicación, estos hilos se separan. Cada cadena de la molécula de ADN original sirve entonces como plantilla para la producción de su contraparte , un proceso denominado replicación semiconservativa. Los mecanismos de verificación celular y verificación de errores aseguran una fidelidad casi perfecta para la replicación del ADN … replicación del ADN – Wikipedia

Ahora aquí está la parte divertida, ya que intentaré dar una analogía de cómo ocurre la evolución. Presta mucha atención a la última oración del párrafo anterior. La lectura de prueba celular no es perfecta.

Ahora, por favor lea el siguiente párrafo:

En busca de un servicio de investigación en Cmabrigde Uinervtisy, no se pierde en lo que se refiere a los letreros en un mundo. El primer conjunto puede ser una tarea completa y usted puede evaluarlo por completo.

Ahora, este es un estudio interesante en cognición cerebral, pero no es por eso que estoy usando este ejemplo. Cuando hablamos de la replicación del ADN, sabemos que se producen errores, al igual que en mi lío de un párrafo anterior. Podemos llamar a eso una mutación. Muchas mutaciones harán que el ADN sea “ilegible” y el organismo puede no sobrevivir lo suficiente como para transmitir la mutación a la progenie. PERO, como en mi ejemplo anterior, muchas mutaciones no causan ningún problema, como puede ver, lo que escribí es completamente funcional. Sin embargo, algunas mutaciones pueden cambiar el significado de la oración o cómo se expresa. Esa es la evolución!

El ADN es una doble hélice y se dice que su replicación es semiconservadora. Hay enzimas de replicación involucradas en el proceso, etc. pero el concepto más importante es que las dos cadenas de ADN se separan, y luego se hace una copia de cada una.

En los años 50, alrededor del momento en que se presentó la estructura del ADN (1953) hubo mucho debate sobre cómo se replicaba el ADN. Las opciones fueron:

(i) La hélice hace una copia completa de sí misma. Como en 1X -> 2X, como un todo.

(ii) Los fragmentos de la hélice, aquí y allá, se replican y, finalmente, se replica toda la hélice.

(iii) La hélice de ADN separa sus dos cadenas y cada una se replica.

La tercera opción prevaleció como lo muestran Meselson y Stahl en uno de los experimentos más elegantes de la historia. Dejo a continuación los enlaces al documento original y la explicación de Wikipedia del experimento.

Entonces, sobre cómo una especie evoluciona de otra sin ninguna fuerza externa … ¿estás seguro de que esta es realmente la pregunta correcta? Si no tenías razón para volverte un poco diferente, ¿por qué lo harías?

Refs

La replicación del ADN en

Experimento Meselson-Stahl – Wikipedia

El mecanismo de replicación del ADN es extremadamente complicado y le animo a leer un buen libro de biología. Si bien, el principio es simple: el ADN consta de dos cadenas, cada una de las cuales es la inversa de la otra. Donde este es un nucleótido A en una cadena, hay T en la otra, y viceversa. Y donde esto es G en uno, hay C en el otro, y viceversa.

Entonces, todo lo que necesita hacer, en principio, es separar las dos cadenas en una mezcla de nucleótidos A, T, G y C, y simplemente unir cada nucleótido en la cadena con un nucleótido libre.

Este proceso no es 100% preciso, ¡y esto es muy importante! Los errores se llaman mutaciones y, en esencia, son aleatorios.

Hay una fuerza externa muy fuerte que controla la evolución: se llama ambiente. Las mutaciones de ADN se traducen en diferentes rasgos; digamos, un guepardo que puede correr un poco más rápido. Si el factor limitante para el éxito de la supervivencia del guepardo es la velocidad, entonces los guepardos que corren más rápido tendrán más descendencia. Por lo tanto, podemos esperar que la velocidad del guepardo aumente con el tiempo.

Hace mucho tiempo, cuando los organismos vivos eran mucho más simples, una mutación podría tener un efecto mayor. Estos efectos se amplificarían con el tiempo, dándonos las diferentes especies.

Considere esto: el “código” para un organismo está en el ADN, y todos los organismos tienen ADN. Entonces, la única diferencia entre dos especies (incluso una ameba y un humano) está solo en el ADN 🙂

Malditamente fantástico, ¿verdad?

Supongamos que por fuerza te refieres a energía. ¿Cuánta energía se requiere para impulsar la evolución?

Imagine que la evolución es una bombilla y se necesita una cierta cantidad de energía para mantenerla encendida. No es una analogía perfecta, pero solo estamos hablando de la cantidad de energía necesaria, sin entrar en mecanismos exactos como las presiones ambientales o la selección natural.

Imagine que la bombilla está en una casa que tiene un sistema eléctrico completo, pero solo funciona con la bombilla.

Ahora imagine una planta de energía nuclear descomunal, lo suficientemente grande como para alimentar una ciudad, pero solo alimenta esta casa. El exceso de energía que crea debe ir a algún lado, por lo que se utiliza para calentar el Océano Pacífico. En otras palabras, se desperdicia.

Eso es análogo a la cantidad de energía disponible del sol. La tierra solo obtiene una pequeña fracción de esa energía, y de eso solo se necesita una pequeña fracción para impulsar la evolución. El resto simplemente se desangra en el espacio.

La respuesta sobre cómo se replica el ADN está claramente establecida en algunas otras respuestas.

La respuesta a la segunda parte de la pregunta es el concepto de “deriva genética”. En este escenario, los cambios ocurren durante largos períodos de tiempo y sin ninguna razón en particular. La deriva genética es en realidad un mecanismo importante de cambio evolutivo. Dada la naturaleza complicada de la replicación del ADN, se producen errores. Algunos rasgos nuevos parecen ser inútiles e inofensivos. Y algunos de los errores de la replicación del ADN pueden basarse en cambios similares anteriores

Nos liberamos de la responsabilidad de tratar de encontrar una razón específica por la cual cualquier rasgo mejora la aptitud reproductiva. Tal vez solo sucedió. Esto no cambia el hecho de que la selección natural impulsa muchos de los cambios más importantes.

¿Sin fuerza externa? ¡Hay una fuerza externa increíble llamada “selección natural”! Tal vez no significa “plan”. La evolución no tiene un objetivo y es bastante capaz de llevar a una especie a un callejón sin salida en busca de máximos locales en el espacio de la fase de acondicionamiento físico. Pero tiene que encontrar la mejor solución, solo una que funcione.

La replicación del ADN ocurre durante la fase S del ciclo celular.

La estructura de doble hélice se descomprime mediante una enzima llamada helicasa que rompe los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias (at, gc, viceversa). Luego, un cebador de ARN se une al final de las hebras divididas, esto actúa como el inicio de la replicación del ADN. La ADN polimerasa se une a la cadena y se mueve agregando bases complementarias a los nucleótidos a lo largo de la cadena en una dirección de 5 ‘a 3’.

Este proceso no siempre es correcto y se cree que es una de las principales razones por las que ocurre una mutación.

En cuanto a la segunda parte de tu pregunta, te sugiero que lo busques y lo veas por ti mismo, creo lo contrario.