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Los humanos llevamos intentando responder a esta pregunta desde que tenemos memoria, y hemos encontrado muchas respuestas. Los biólogos han encontrado una que ha ganado mucho apoyo y funciona en toda la vida: EL ADN. Pero los distintos organismos guardan su ADN de distintas formas, ¡una de ellas se llama cromosomas!
Estos paquetes estrechamente envueltos de ADN y proteínas contienen toda la información que constituye a todos los seres vivos, ¡la información que te hace a ti, TÚ!
- Primero veremos la definición de cromosoma.
- Después, exploraremos su función.
- Después, exploraremos la estructura y ubicación de un cromosoma.
- A continuación, hablaremos del Genoma y de qué son los cromosomas homólogos.
- Por último, veremos los cromosomas XX y XY.
Definición de cromosoma
Empecemos por establecer la definición de cromosoma.
Cromosomas se definen como estructuras largas, similares a hilos, que están hechas de ADN y contienen Información genética en la célula.
Los cromosomas forman parte del Genoma de una célula . Aquí exploraremos cómo funcionan los cromosomas dentro de la célula, la estructura de los cromosomas, explicaremos los genomas y los cromosomas homólogos, y daremos un ejemplo de cromosomas sexuales.
Función cromosómica
Aunque es microscópico, el ADN es una molécula extremadamente larga, parecida a una cadena. Si todo el ADN de una sola de tus Células se desplegara y estirara de extremo a extremo, mediría casi 3,05 m (10 pies) de largo.
Tu cuerpo está formado por casi 37 TRILLONES de Células. Si todo tu ADN se estirara así, se extendería a lo largo de 111 billones de kilómetros, o 68,9 billones de millas. Para gestionar esto, tus células envuelven el ADN cuando no está en uso.
Veamos una analogía más sencilla:
Piensa en una cometa. En un día ventoso, puede ser divertido hacerla volar en el aire, pero cualquier otro día no volaría. En lugar de eso, enrollarías la cuerda alrededor de un carrete para mantenerla ordenada, y luego enrollarías la propia cometa alrededor de ese carrete para guardarla.
Esta cometa es una analogía útil para ayudarnos a pensar en el ADN y los cromosomas. Cuando se utiliza durante la replicación del ADN, la transcripción y la traducción, el ADN está desenvuelto y suelto, igual que la cometa y su hilo, libre para volar en el aire. Pero si vas a guardar la cometa, la envolverías.
Del mismo modo, las células eucariotas y procariotas pliegan y envuelven el ADN durante la División Celular, como parte del Ciclo Celular. Esto ayuda a que el ADN se divida uniformemente. El ADN se envuelve sobre sí mismo y sobre las Proteínas en una serie de niveles, siendo el resultado final un cromosoma.
Estructura y localización de los cromosomas
Cromosomas procariotas
Un cromosoma procariota es una única molécula larga de ADN de doble cadena que forma un bucle circular. La región de la célula donde los procariotas guardan su cromosoma se llama nucleoide.
Acontinuación se muestra un diagrama de la estructura de una célula procariota con el cromosoma en el nucleoide (figura 1). A menudo, los procariotas recogen pequeños bucles de ADN de su entorno, que se denominan plásmidos. No son esenciales para la vida del procariota, pero a menudo contienen rasgos ventajosos, como la resistencia a los antibióticos, y son rasgos beneficiosos unidireccionales que se transmiten entre las células bacterianas de las colonias.
Figura 1. Típica célula procariota que muestra el cromosoma de ADN y el nucleoide, wikipedia.org
Cromosomas eucariotas
Los eucariotas tienen muchas moléculas lineales de ADN separadas en cromosomas. Los cromosomas se encuentran en el núcleo de la célula eucariota, y son más visibles en la célula durante la división celular.
Los cromosomas se forman durante complejos niveles jerárquicos de plegamiento. Comienzan con una larga doble hélice de ADN replicado, tras la fase S en el Ciclo Celular. A continuación, la doble hélice se enrolla alrededor de una proteína llamada histona, de forma muy similar a como se enrolla la cuerda de la cometa alrededor de su carrete, o como se envuelven las cuentas en un cordel. Esta "cuenta" de ADN e histona se denomina nucleosoma.
Los nucleosomas continúan enrollándose, casi como un slinky. Este conjunto de múltiples nucleosomas enrollados se llama cromatina. A continuación, la cromatina se enrolla aún más alrededor de las proteínas de andamiaje. Finalmente, toda la cromatina se enrolla alrededor de las Proteínas de andamiaje, formando un cromosoma (Fig. 2).
Cada vez que el ADN se envuelve de esta manera, la longitud física se hace cada vez más corta, lo que permite que el ADN se almacene fácilmente en el núcleo y se mantenga a salvo durante la División Celular.
Si observas la última fila de arriba, verás el cromosoma duplicado. El cromosoma está duplicado porque los cromosomas se pliegan tras la replicación del ADN, la fase S del ciclo celular.
Como esto ocurre después de la replicación del ADN, los cromosomas parecen pequeñas X. Cada mitad de la X es ADN idéntico replicado, llamado cromátida.
Juntas en esta forma de X, se denominan cromátidas hermanas porque proceden del mismo "progenitor" durante la replicación del ADN. Se mantienen unidas por una estructura en medio de la X llamada centrómero.
Durante la división celular, todos los cromosomas de la célula se alinean con sus centrómeros en el centro de la célula. Las fibras del huso se unen al centrómero para separar las cromátidas hermanas en las dos nuevas células hijas.
Una fibra fusiforme es una estructura microtubular que se forma durante la división celular y que separa las cromátidas hermanas hacia lados opuestos de la célula durante la división. Si esto va bien, las células hijas tendrán cada una una copia de cada cromátida.
Genoma y cromosomas homólogos
Profundicemos ahora en el genoma y aprendamos sobre los cromosomas homólogos.
Un genoma es todo el material genético de un organismo.
En los procariotas, incluye su cromosoma circular singular y los plásmidos que recogen del medio ambiente. En los eucariotas, su genoma incluye su ADN mitocondrial y todos sus cromosomas nucleares.
Cada especie tiene un número determinado de cromosomas en su núcleo. La célula humana media, una célula somática, tiene un total de 46, y los gam etos humanos (las células sexuales como óvulos y espermatozoides) tienen la mitad de ese número, 23.
Cuando los gametos se unen durante la Reproducción sexual, el óvulo fecundado tendrá un juego completo de cromosomas iguales, 23 del espermatozoide y 23 del óvulo.
Como el número de cromosomas difiere de una especie a otra, los científicos utilizan la letra n para designar el número de cromosomas recibidos del progenitor del organismo. En el caso de los humanos, n serían 23 cromosomas, y la célula somática tendría 2n, o 46 cromosomas. También tenemos términos especiales para designar esto: llamamos diploides a las células que tienen 2n cromosomas, y haploides a las células que sólo tienen uno n cromosomas .
Los biólogos llaman cromosomas homólogos al conjunto coincidente de 2n cromosomas.
Loscromosomas homólogos son cromosomas que contienen la misma información. Cada par de cromosomas homólogos tiene la misma longitud y contiene el mismo número y tipos de Genes en el mismolocus (la ubicación en el cromosoma).
Homólogo procede de las palabras griegas "igual" (homo) y razón o lógica (logos).
Los genes son la unidad funcional de un cromosoma y cada gen contiene la información necesaria para fabricar proteínas para una característica específica.
Un par de cromosomas homólogos tienen genes para el color del pelo, pero cada cromosoma puede tener una versión ligeramente distinta, un rasgo diferente. Ambos cromosomas tienen información que codifica el color del pelo, pero el cromosoma que recibiste del óvulo podría contener instrucciones para un rasgo de pelo negro oscuro, pero el cromosoma que recibiste del espermatozoide podría contener instrucciones para un rasgo de pelo rojo.
Cada cromosoma de un par homólogo procede de un progenitor distinto y, por tanto, será al menos ligeramente diferente. Incluso pequeñas diferencias en las secuencias de ADN de un par homólogo pueden dar lugar a rasgos diferentes, y la combinación de ambos permite aún más variación dentro de una especie.
Fijémonos en el grupo sanguíneo humano. Existen tres rasgos diferentes para las proteínas que conforman el grupo sanguíneo que llamamos A, B y O. Según el rasgo que se encuentre en tu cromosoma, ése es tu grupo sanguíneo. Obtenemos un par de cromosomas homólogos, uno del óvulo y otro del espermatozoide. Puedes obtener dos cromosomas con el mismo rasgo, es decir, AA, BB u OO. O puedes obtener una combinación de los tipos sanguíneos, como AB, OA u OB.
Cromosomas XX y cromosomas XY
Cada cromosoma de un par homólogo tiene casi exactamente la misma longitud y contiene genes para las mismas características. Las excepciones notables a esta regla son los cromosomas sexuales: X e Y.
El cromosoma X es mucho mayor que el cromosoma Y, y sólo una pequeña parte de estos cromosomas tienen genes homólogos, que son genes para las mismas características. Estos genes ayudan a determinar las características sexuales de las mujeres y los hombres.
- Normalmente, los humanos con cromosomas XX tienen rasgos femeninos y los humanos que tienen cromosomas XY tienen rasgos masculinos.
A continuación se muestra una imagen, denominada cariotipo, que muestra los 23 cromosomas humanos homólogos. Muestra cada par y la diferencia en la longitud de los cromosomas X e Y (Fig. 3).
Figura 3. Un cariotipo humano muestra los 23 pares de cromosomas homólogos, incluida la diferencia entre los cromosomas X e Y. wikipedia.org
Cromosomas - Puntos clave
- Los cromosomas están formados por ADN y proteínas y ayudan a que el ADN se divida uniformemente durante la división celular.
- Los cromosomas procariotas se almacenan en el nucleoide de la célula, mientras que los cromosomas eucariotas se mantienen en el núcleo de la célula.
- Los cromosomas eucariotas tienen un sistema de plegamiento jerárquico.
- Los eucariotas tienen cromosomas homólogos, es decir, cromosomas que contienen genes para la misma información.
- Los cromosomas sexuales son cromosomas homólogos que contienen genes para los caracteres sexuales. Estos cromosomas tienen un aspecto diferente entre sí y se denominan así por su apariencia: X e Y.
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