La genética y las matemáticas

LAS MATEMÁTICAS EN LA GENÉTICA
Por lo general, creemos que Biología y Genética no tienen nada que ver con problemas matemáticos. Pensar así es un tremendo error, ya que las Ciencias Biológicas se apoyan en las leyes de la Física y la Química, las cuales tienen una fuerte base matemática. Asimismo, al trabajar con poblaciones de organismos, la Microbiología, la Genética y, sobre todo, laEcología hacen uso de la Estadística, que es una ciencia matemática.

¿Qué es la genética?
La genética es el campo de la biología que busca comprender la herencia biológica que se transmite de generación en generación.
El estudio de la genética permite comprender qué es lo que exactamente ocurre en el ciclo celular, (replicar nuestras células) y reproducción, (meiosis y mitosis) de los seres vivos ycómo puede ser que, por ejemplo, entre seres humanos se transmiten características biológicas genotipo (contenido del genoma específico de un individuo en forma de ADN), características físicas fenotipo, de apariencia y hasta de personalidad.
El principal objeto de estudio de la genética son los genes, formados por segmentos de ADN (doble hebra) y ARN (hebra simple), tras la transcripción deARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia, los cuales se sintetizan a partir de ADN. Pe

¿Qué es el ADN?
El ADN controla la estructura y el funcionamiento de cada célula, con la capacidad de crear copias exactas de sí mismo, tras un proceso llamado replicación, en el cual el ADN se replica. El ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo yfuncionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas ylas moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.



¿Cómo intervienen las matemáticas?
Las matemáticas son la base de muchas ciencias, pero en la genética en particular juegan un papel muy importante. Sonprincipales en la comprensión de la construcción de un grupo de codones (que es un conjunto de bases nitrogenadas, que en el ADN son citosina, guanina, adenina y timina; uracilo en el ARN), que se forman de forma "aleatoria", y a través de ecuaciones de probabilidad y estadística podría empezar a comprenderse esta "aleatoriedad". Pero las matemáticas no actúan sólo en este apartado, sino que,remontándonos en algo aún más profundo, también intervienen en la construcción de un grupo de bases nitrogenadas, que es lo que da lugar a los codones, y todo ello da lugar a la base del ADN humano. Es decir, las matemáticas son las que deciden el ADN, y con ello, la vida.
Para explicar un poco más en profundidad estos problemas de formación del ADN, el cual se forma a partir del ARN, diremos quedebido a que el conjunto de bases nitrogenadas en el ARN1 tiene 4 elementos (las bases antes mencionadas), se buscará, en primera instancia, una estructura matemática de 4 elementos que permita dotarlo de una operación. Más específicamente, un grupo abeliano de 4 elementos. Además todos los posibles codones del ARN son 64 (se calcula en la genética usando la fórmula matemática del coeficiente más abajorepresentada), y aquí es donde se incluyen los cálculos de probabilidad en este estudio de la genética; la probabilidad de que salga una combinación u otra dando lugar a distintos codones que decidirán la estructura del ADN y con ello los genes.
El estudio de estas relaciones matemáticas sería muy complejo, por eso he decidido orientar mi trabajo hacia algo un poco más sencillo de entender...