Contenido
- ¿Cómo funciona el ADN?
- ¿Qué son los cromosomas homólogos?
- Comprender los conjuntos de cromosomas
- ¿Qué significan haploides y diploides?
- ¿Por qué son importantes las células diploides?
- ¿Por qué son importantes las células haploides?
- Organismos diploides versus triploides
- Generaciones Alternas en Plantas
- Etapas en la división celular
- Errores de división celular
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el azul de por vida. Dentro del núcleo de una célula eucariota microscópica, el ADN cromosómico almacena todas las instrucciones necesarias para hacer un organismo adulto completo.
El ADN nuclear está organizado en cromosomas; los humanos tienen 46 en total por célula. Haploide vs. diploide se refiere al número de cromosomas y conjuntos de cromosomas presentes en la célula.
¿Cómo funciona el ADN?
El ADN se compone de cuatro bases químicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Los pares de adenina con timina (A-T) y los de citosina con guanina (C-G). Las bases se unen a una molécula de azúcar y fosfato, formando nucleótidos dispuestos en una molécula de ADN de doble hélice. La secuencia de nucleótidos le dice a las células qué hacer.
Cada cadena de ADN se copia durante la división celular. El núcleo no dará la señal para dividirse hasta que el material genético esté fibroso cromatina ha terminado de replicarse. Cromátidas hermanas condensar y alinearse en el medio de la celda. Las fibras del huso separan los cromosomas, y dos células hijas resultan del proceso de mitosis.
¿Qué son los cromosomas homólogos?
Los cromosomas homólogos son pares de cromosomas que son iguales en tamaño y forma; un conjunto se hereda de la madre y el otro conjunto del padre.
Estos homólogos tienen los mismos genes en la misma ubicación, aunque los alelos genéticos en los cromosomas difieren ligeramente. El intercambio de genes ocurre en la meiosis, que es la forma en que los hermanos pueden tener un color de ojos y cabello diferente.
Comprender los conjuntos de cromosomas
Aprender definiciones de palabras en la biología celular introductoria proporciona una base sólida para comprender la genética más avanzada. La terminología parece un poco confusa al principio, pero tiene más sentido cuando ves cómo encaja todo. Las palabras inusuales como "ploidía" son un buen punto de partida al sumergirse en el estudio del ADN y el ciclo de vida de una célula.
Ploidía se refiere al número de cromosomas presentes en la célula. Los organismos simples como las bacterias solo tienen un anillo de ADN en lugar de cromosomas lineales. Las formas de vida multicelulares tienen conjuntos de cromosomas homólogos que se replican en el núcleo, se emparejan y se dividen durante la mitosis y la meiosis.
Haploide Las células, simbolizadas por la variable n, poseen un conjunto de cromosomas. Los gametos, o células sexuales, son haploides. Las bacterias pueden ser organismos haploides. Los cromosomas en las células haploides contienen un gen alelo (copia) para un rasgo particular.
Diploide Las células, simbolizadas por 2n, poseen dos conjuntos de cromosomas. Las células somáticas (del cuerpo) son diploides. Los cromosomas contienen dos alelos genéticos (copias) para rasgos heredables. Dos gametos haploides resultan en un cigoto diploide.
También leerás sobre poliploide células, que son otros ploidys como triploid (3n) y hexaploid (6n) en plantas y animales. Por ejemplo, ciertas especies de trigo cultivado tienen tres juegos de cromosomas (3n) o incluso seis juegos de cromosomas (6n). Copias adicionales de cromosomas son beneficiosas para algunos organismos pero potencialmente fatales para otros, dependiendo de cómo se vean afectados los genes reguladores.
¿Qué significan haploides y diploides?
Las etapas de la vida de una célula incluyen interfase, división celular, citocinesis y muerte. Como parte del ciclo de vida, la célula puede dividirse asexualmente por mitosis o sexualmente por meiosis. El tipo más simple de división celular es la mitosis, que no implica recombinación genética.
Las células diploides tienen dos conjuntos de cromosomas (2n). Eso significa que hay dos cromosomas homólogos presentes en cada célula. La mayoría de las células somáticas del cuerpo son diploides. Las células somáticas diferenciadas (2n) crecen y se dividen por mitosis en células hijas (2n).
Las células haploides tienen un conjunto de cromosomas (n), lo que significa que no hay cromosomas homólogos. Solo un conjunto está presente. Las células reproductivas son haploides y transportan la mitad del número de cromosomas que las células diploides somáticas. Cuando dos gametos haploides se juntan, forman una célula diploide que puede crecer por mitosis.
¿Por qué son importantes las células diploides?
La mayoría de las células del cuerpo son diploides. En los humanos, eso significa que tienen dos conjuntos de 23 cromosomas en el núcleo de la célula. Las células no reproductivas, también llamadas células somáticas, contienen toda su información genética cromosómica, no solo la mitad. Las células diploides llevan a cabo la mayoría de las funciones del cuerpo.
Las células diploides se reproducen por mitosis, creando dos células hijas idénticas. La mitosis es un medio de división celular no sexual rápida y eficiente. La mitosis es particularmente importante para el crecimiento celular y la curación de tejidos. Las células epiteliales se eliminan y reemplazan continuamente gracias a la mitosis.
¿Por qué son importantes las células haploides?
Las células haploides son importantes para la reproducción sexual. Los organismos vivos han adaptado una serie de formas inteligentes para garantizar la supervivencia de la especie, incluso en los entornos más hostiles. Los organismos haploides tienen un conjunto de cromosomas y solo se reproducen asexualmente. Los humanos tienen células reproductoras haploides.
Las células haploides son producidas por la meiosis y contienen solo un conjunto de cromosomas. Durante la reproducción, dos células haploides (óvulo y esperma) se fusionan. Cada uno proporciona un conjunto de cromosomas para crear una célula diploide. El desarrollo del embrión se desarrolla en condiciones propicias para el crecimiento.
El genoma humano está compuesto por 46 cromosomas; 23 cromosomas procedentes de la madre y 23 del padre. La reproducción sexual a través de la meiosis da lugar a variaciones dentro de una población que hace que algunos organismos estén más en forma que otros para manejar las condiciones prevalecientes. Si los genes no se recombinaran en la meiosis, la nueva planta o animal sería un clon de sí misma.
Organismos diploides versus triploides
Muchos organismos triploides pueden existir bastante bien con cromosomas adicionales. El salmón, las salamandras y los peces dorados se encuentran entre las especies de animales triploides que poseen tres conjuntos de cromosomas. Las ostras vendidas como alimento tienen dos o tres juegos de cromosomas.
Las ostras triploides son especialmente sabrosas, de rápido crecimiento y resistentes a las enfermedades. Sin embargo, también son estériles.
Las pesquerías inicialmente indujeron la triploidía a través de la exposición química, el calor o la presión. Luego, los científicos de Rutgers desarrollaron ostras tetraploides que podrían fertilizar los huevos de ostras diploides para producir las ostras triploides más deseables comercialmente. El proceso no contiene químicos y no implica modificación genética.
Generaciones Alternas en Plantas
Los ciclos de vida de las plantas pueden incluir tanto una etapa haploide como diploide. Por ejemplo, los helechos diploides que crecen en el bosque liberan esporas haploides en el aire desde la parte inferior de las frondas. Las esporas se convierten en plantas gametofitas con partes reproductivas que producen espermatozoides y óvulos haploides.
En presencia de humedad para la movilidad, un espermatozoide fertiliza un óvulo, y el cigoto (célula diploide) crece por mitosis en un nuevo helecho.
Etapas en la división celular
Los organismos se pueden clasificar en términos generales como eucariotas o procariotas en gran medida en función de si está presente un núcleo que contiene ADN. En organismos eucariotas, ADN y histonas (proteínas) se enrollan juntas, formando cromosomas.
Cada cromosoma en una célula diploide es parte de un par homólogo. Las células germinales reproductivas son diploides como las células somáticas hasta que se someten al proceso reduccionista de la meiosis para formar espermatozoides y un óvulo.
Los cromosomas se replican en la primera etapa de la meiosis y se convierten en cromátidas hermanas unidas en el centrómero. Luego, las cromátidas hermanas encuentran su homólogo homólogo e intercambian fragmentos de ADN antes de que la célula madre se divida en dos células hijas haploides. En la segunda etapa de la meiosis, los cromosomas en las células hijas se dividen, dando lugar a cuatro células haploides.
Errores de división celular
Aunque los errores en la replicación y separación cromosómica generalmente se corrigen en los puntos de control de la división celular, aún pueden ocurrir errores graves que causen mutaciones, tumores o alteraciones genéticas.
Cuando los cromosomas no se separan correctamente, una célula puede terminar con un cromosoma adicional. Esto puede causar trastornos genéticos. Por ejemplo, si tiene una copia adicional del cromosoma 21, tiene lo que se conoce como síndrome de Down.
Los organismos que heredan los cromosomas de dos especies diferentes comúnmente tienen un número atípico de conjuntos de cromosomas y pueden ser estériles.