Catálogo de la Colección "Derecho, Economía y Sociedad" Sitio Oficial de la Facultad de Derecho de la Universidad de Buenos Aires

Regulación jurídica de las biotecnologías

Curso dictado por la Dra. Teodora Zamudio

Equipo de docencia e investigación UBA~Derecho

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Reproducción de los organismos vivos


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þPresupuestos & Condiciones de contorno

þHipótesis iniciales

Ud. está en esta Unidad pedagógica

1. Bases biológicas

otras Clases de esta Unidad Componentes y Evolución del mundo viviente
A- La materia inerte y los seres vivos
- 1. La célula
- 2. Las moléculas marginales de la biología
Sistematización biológica
B- Reproducción, herencia y evolución
Reproducción celular
Reproducción de los organismos vivos
- 1. Particulares de los reinos biológicos
- 2. Particularidades del Homo sapiens sapiens
C- La química de la herencia y la genética molecular
ADN nuclear
- 1. La replicación del ADN
- 2. La transcripción y la traducción
Otras organizaciones y expresiones génicas
Interacciones génicas
Genoma Humano
Anormalidades cromosomáticas
D- Selección natural y variabilidad
- 1. Evolución de los caracteres morfológicos
- 2. Caracteres culturales de la evolución
 

2. Herramientas biotecnológicas

3. Biodiversidad

4. Ecología/Alimentación

5. Genoma Humano

6. Economía

7. Análisis ético y bio-ético

Existen dos tipos de reproducción: la reproducción asexuada, por división de una célula preexistente en dos células hijas y la reproducción sexuada, por la fusión de dos células preexistentes.

Índice de esta clase:

- Reproducción asexuada.

- Reproducción sexual.

 

Reproducción asexuada.

Este tipo de reproducción, similar a la división directa (también llamada fisión binaria) de las células puede tener lugar en los organismos uni- y pluricelulares de todos los reinos. Es frecuente entre los procariotas, los protistas y los hongos; entre los vegetales y animales, sólo en las escalas taxonómicas inferiores. Las formas de reproducción asexual, excluyendo las mutaciones[1], producen clones de células genéticamente idénticas a las maternas y entre sí. Los modos o formas de reproducción asexual pueden ser:

por gemación o a partir de esporas: la célula duplica su acervo cromosomático encapsulando uno de ellos, alrededor del cual se forma una cubierta de espora que protege el contenido de la nueva célula que permanece latente hasta que las condiciones propicias produzcan su germinación por absorción de agua y pérdida de la cubierta. Entre los procariotas este modo es usado cuando el organismo ha agotado la fuente de nutrición. Existen hongos, plantas y animales (v.gr., la hydra) que se reproducen a través de esta forma;

por fragmentación de filamentos, es el caso de algunos hongos: las esporas asexuales se forman en cadenas en el ápice de una hinfa especializada; se caracterizan por ser muy finas y son llamados conidios; también puede ocurrir en el reino animal en las escalas inferiores (v.gr., las esponjas) y entre los musgos cuyos fragmentos reproductores son conocidos como propágulos.

por estolones o por rizomas, es un modo asexual de reproducción de las plantas: los vástagos se originan de las yemas axilares. Los estolones son tallos largos y delgados que crecen sobre la superficie. Los rizomas también son tallos, horizontales que crecen por encima o por debajo de la superficie del suelo. Ambos producen raíces adventicias y dan origen a nuevas plantas.

Reproducción sexual.  

La mayoría de los organismos eucarióticos se reproducen sexualmente lo cual requiere de dos padres[2] e implica dos fenómenos: la meiosis y la fecundación. Los organismos sexuados no se reproducen más que a partir de organismos de la misma especie, una barrera genética los separa de los organismos de otras especies (salvo en los raros casos de hibridación natural). Para pasar a la generación sexual siguiente, se deberá en un momento dado del ciclo biológico, realizar una reducción a la mitad del número de cromosomas de los gametos durante una división nuclear especial: la meiosis.

La meiosis da por resultado de la división celular, células hijas con carga cromosomática reducida; se realiza solamente en las células germinales cuando éstas producen gametos -las células sexuales-, cuya dotación será así, haploide.

Gráfico 1 Gametogénesis

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)

Fuente: Fac. C. Agrarias. UNNE. (Argentina)

El proceso o gametogénesis[3] puede tener lugar en distintas fases del ciclo biológico, según los organismos, de allí que los tipos de meiosis sean: cigótica (que se lleva a cabo después de la unión de las células que se aparean), espórica (durante la formación de la espora) y somática (en los órganos sexuales productores de los gametos). En la meiosis ocurren dos divisiones celulares sucesivas, Meiosis I (Reducción) y Meiosis II (División). La Meiosis produce 4 células haploides. La Mitosis produce 2 células diploides. A la meiosis también se la conoce como división reduccional.

Las fases de la meiosis se denominan igual que las de la mitosis y se desarrollan en dos etapas:

Gráfico 2 Fases de la Meiosis.

Meiosis. 1a. Etapa

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)

Al comienzo de la profase: los cromosomas se disponen de a pares, cada uno de los cuales se conoce como homólogo y corresponden a cada uno de los progenitores. Un homólogo consiste en dos cromátidas hermanas idénticas que se mantienen unidas en el centrómero.

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)

 

En este punto la tétrada intercambia segmentos de cromosomas con los segmentos correspondientes del cromosoma homólogo, a este fenómeno se lo denomina “crossing over”.

 

Los microtúbulos del huso irradian desde los polos de la célula y los nucléolos y la membrana nuclear desaparecen. 

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)

Los cromosomas se colocan en el plano de la placa ecuatorial. Los cromosomas homólogos se mueven hacia polos opuestos de la célula Los cromosomas son rodeados por la membrana nuclear y las células se dividen
 

Meiosis. 2a. Etapa

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)
Los cromosomas se condensan nuevamente luego de una breve interfase en la cual el ADN no se replica Los cinetocoros de las cromátidas se alinean en el plano ecuatorial de cada célula Las cromátidas se separan convirtiéndose en cromosomas “por sí mismos” y se dirigen a polos opuestos Los cromosomas son rodeados por la membrana nuclear y las células se dividen Cada una de las cuatro células tiene un número haploide de cromosomas

 

Gráfico 3 Espermatogénesis y oogénesis. Fases.

Fuente: Fac. Cs. Agrarias UNNE (Argentina)

En el momento de la fecundación o fusión de dos células reproductoras (los gametos) para formar una célula única (el cigoto) la unión nuclear -llamada cariogamía o anfimixia- dobla el número de cromosomas por el aporte de ambas células reproductoras, de suerte que el cigoto es diploide (pose 2N cromosomas; los gametos, que poseen N cromosomas son haploides) (ver gráfico 3.)

El encuentro de los gametos o fecundación puede ocurrir dentro del organismo femenino  (fecundación interna) o en el ambiente circundante (fecundación externa), este último tipo sólo suele darse en ambientes acuáticos, que facilitan y posibilitan la movilidad del gameto masculino. Después de la penetración, el núcleo haploide del espermatozoide se acerca al núcleo haploide del óvulo de manera que se forma un huso mitótico normal; los dos pronúcleos se fusionan y se destacan los cromosomas, que se disponen sobre una placa ecuatorial del mismo tipo que es visible en la metafase de una mitosis normal. Con la primera división se producen dos células hijas con dotación cromosomática diploide, mitad de origen paterno y mitad de origen materno.

¿Por qué reproducirse de esta forma tan costosa?.

En retrospectiva, se verifica que la constante mezcla de genes tiene grandes ventajas evolutivas. La evolución es una “carrera de obstáculos” en constante cambio que otorga clasificaciones a través de las combinaciones genéticas y de seleccionar aquellas que permitan a los individuos explotar mejor los recursos y dejar más descendientes.  No obstante, este corolario exitoso no fue lo que instó al salto hacia la reproducción sexuada sino que un peligro presente parece explicar las razones del cambio. Según J. John Sepkoski jr., el sexo fue una herramienta para confundir a los parásitos, así si el huésped manifestaba cambios en cada generación, los sitios de empalme usados por los retrovirus estarán siempre alterándose y les será mucho más difícil encontrarlos[4].

El tema clave fue la diferenciación de células, lo cual no fue una tarea simple para la evolución pues exige una maquinaria compleja no sólo para criar una serie de células con funciones especializadas, sino también para tenerlas trabajando en armonía, tres millones de amos de evolución han seleccionado para transmitir a los organismos lo mejor de sus genes.

Los animales tienen una técnica exclusiva para administrar sus células reproductoras. Muy temprano en su desarrollo, pusieron a un lado –“secuestraron” en la jerga biológica- un pequeño equipo celular destinado a la reproducción sexual y las guardaron en almacenamiento en preservación del genoma[5]. Otros eucariotas multicelulares utilizan técnicas muy diferentes; así las plantas guardan células aptas para la reproducción sexual en cada extremidad que crece, de forma que si falla un cabo por la mutación, permanecen aún otros disponibles. Los hongos tienen estructura “cenocítica” (célula en común) que contiene unas pocas membranas de célula y guardan una masa de núcleos (donde están las moléculas de ADN) en huecos del cuerpo. Reglas elaboradas seleccionan qué núcleos serán escogidos para convertirse en esporas para la reproducción[6].

 

Bibliografía complementaria:

NORMATIVA

ARGENTINA

23.264 CÓDIGO CIVIL De la Patria Potestad modificación de Octubre, 23 de 1985

25.673. Programa Nacional de Salud Sexual y Procreación Responsable. Sancionada: Octubre 30 de 2002. Promulgada de Hecho: Noviembre 21 de 2002.

25.929 Derechos de los padres y de la persona recién nacida. Sancionada: 25/08/2004. Promulgada 17/09/2004. B.O.: 21/09/2004

C.A.B.A. 1.226. Créase el sistema de identificación al recién nacido y de su madre. Bs As, 4 de diciembre de 2003

REINO UNIDO

1990 Chapter  37 Human Fertilisation and Embryology Act 1st November 1990

2001 Chapter 23 Human Non Reproductive Cloning Act London, 4th December 2001[Clonación reproductiva]

JURISPRUDENCIA

Navarro Del Valle, Hermes v. Decreto Ejecutivo Nº 24029-S (fecundación in-vitro) 7 de abril de 1995

R., R.D. s/medida cautelar. Sala I de la Cámara de Apelaciones de Buenos Aires. Buenos Aires, 3 de diciembre de 1999 Embriones congelados

Yvonne Smith, individually, Willie Smith, individually, and Elijah Smith, a minor, by and through Yvonne Smith (Olaintiffs) v. Arvind Saraf, M.D., John Doe Professional Corporation/Partnership, John Doe Medical Providers A-Z (Defendants) and Arvind Saraf, M.D. (Third-Party Plaintiff) v. United States Of America (Third-Party Defendant). Hon. Stephen M. Orlofsky Civil Action No. 98-04794 United States District Court For The District Of New Jersey. July 3, 2001

MONOGRAFÍAS E INVESTIGACIONES

APUNTES Y ACTUALIDAD

MPs say lift ban on reproductive human cloning London (United Kingdom) The Observer 20th March 2005

UNIDADES/CLASES REFERENTES O DE TEMAS ASOCIADOS
GUÍA DE TRABAJO

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NOTAS:

[1] Los estudios realizados sobre la Escherichia coli -bacteria heterógrafa quimiosintética- demuestran que después de treinta generaciones se puede constatar, en el cultivo, un 1,5 % de mutaciones.

[2] Dejamos de lado los insectos himenópteros (v.gr., hormigas, abejas y avispas), en los que la reina madura que efectuó su vuelo nupcial en su juventud y guarda desde entonces los espermatozoides para el resto de su vida: diez años o más, racionándolos para que sus huevos sean fertilizados a medida que pasan por sus tubos. Pero no todos son fertilizados: aquellos que sólo prosperan a partir del huevo no fecundado serán los machos. Éstos, por lo tanto, carecen de padre y su carga cromosomática, heredada exclusivamente de la madre, es simple y no doble. En cuanto a la diferenciación entre las hembras (que contienen un juego mixto de cromosomas) –en reinas reproductoras u obreras estériles- dependerá de la comida y trato que reciban. Este haplodiploidismo hace que, desde el punto de vista de la evolución social, los individuos se encuentren genéticamente más próximos a sus hermanos que a sus descendientes.

[3] O esporogénesis, en las plantas, en las cuales excepcionalmente no acompaña un ciclo sexual, dando así lugar a un nuevo individuo haploide.

[4] Los retrovirus que pueden  penetrar las membranas de la célula son fragmentos extraviados de ADN con la habilidad de empalmarse en la secuencia del programa genético de las células del huésped en un lugar que reconoce químicamente. La adquisición del sexo como respuesta defensiva y  teoría de la ganancia posterior ha sido expuesta por J. John Sepkoski jr. en Fundamentos, capítulo 1 El libro de la vida Gould, Stephen Jay (ed.). Ed. Drakontos. Crítica. Barcelona, 1999.

[5] Leo Buss, de la Universidad de Yale, ha sugerido que ésta pudo haber sido una precaución para proteger el genoma. La mayor parte de las células del cuerpo se reemplazan a sí mismas durante su tiempo de vida mediante división celular y eso hace que a menudo existan algo así como “errores” cuando ello sucede. Las células secuestradas se dividen con menos frecuencia y de ese modo disminuyen los errores que pueden ser fatales para las crías cuando se produce. Buss, L. W. The evolution of individuality.: Princeton University Press. Princeton, New Jersey. 1987; p. 50 y ss.

[6] Francis Heylighen propone una modelo para el origen de las especialidades de la célula en los metazoos sugiriendo que el animal ancestral pudo haber sido cenocítico, como los hongos. Las formas tempranas pudieron tener cavidades donde interactuaban muchos núcleos entre sí para establecer qué tareas debían representar. Cuando se llegaba a establecer esas funciones, reaparecían las membranas de la célula para proteger el núcleo que las representaba. Los recientes estudios moleculares indican que los animales están mucho más relacionados con los hongos en el árbol más amplio de las familias. Heylighen Francis (Meta)systems as Constraints on Variation: a classification and natural history of metasystem transitions, World Futures: the Journal of General Evolution 45, Principia Cybernetica Web, Vrije Universiteit Brussel (Bélgica) &  Los Alamos National Library (Estados Unidos) 1995; p. 59-85.

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Colección: Derecho, Economía y Sociedad

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Última modificación: 09 de Julio de 2005

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