El Cariotipo: Organización Cromosómica de la Especie

El cariotipo es el conjunto de cromosomas característico de una especie. En el cariotipo humano, se distinguen dos tipos principales de cromosomas:

Tipos de Cromosomas

• Heterocromosomas o cromosomas sexuales: Son diferentes entre sí e intervienen en la determinación del sexo. Se denominan X e Y.
  • Las mujeres son XX (portan dos cromosomas X).
  • Los hombres son XY (portan un cromosoma X y uno Y).
• Autosomas: Constituyen el resto de cromosomas y son iguales en ambos sexos.

Las personas, en sus células somáticas, poseen 46 cromosomas: 22 pares son autosomas y un par es de cromosomas sexuales.

La Meiosis: División Celular Reduccional

La meiosis es un tipo de división reduccional, ya que a partir de una célula madre diploide (2n) se forman células hijas haploides (n), es decir, con la mitad del contenido de ADN que la célula progenitora.

La meiosis tiene lugar en las gónadas y las células que se forman son los gametos. Durante la meiosis se producen dos divisiones nucleares sucesivas, por lo que al final se forman cuatro células hijas haploides, genéticamente diferentes entre sí y distintas a la célula madre.

Fases de la Meiosis

1. Meiosis I (División Reduccional)

   • Interfase: Antes de iniciarse la primera división meiótica, tiene lugar un periodo de interfase en el que se duplica el ADN.
   • Profase I: Los cromosomas se condensan hasta hacerse visuales. Los cromosomas homólogos se emparejan y se produce el intercambio de material genético (sobrecruzamiento). Este proceso asegura que las células hijas sean genéticamente distintas a la célula madre.
   • Metafase I: Los cromosomas homólogos se disponen por parejas en el ecuador de la célula.
   • Anafase I: Arrastrados por los filamentos del huso, los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula.
   • Telofase I y Citocinesis: Se forman dos células hijas haploides (n), con la mitad de cromosomas que la célula madre.

2. Meiosis II (División Ecuacional)

   • Profase II: Sin pasar por un periodo de interfase, se vuelve a formar el huso y los cromosomas, constituidos por dos cromátidas, se mueven hacia la placa ecuatorial.
   • Metafase II: Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula.
   • Anafase II: Se separan las cromátidas hermanas y cada una se dirige hacia un extremo de la célula.
   • Telofase II y Citocinesis: Se obtienen cuatro células hijas haploides (n) distintas, cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre.

Comparación entre Mitosis y Meiosis

Aunque los sucesos que se producen en la meiosis se parecen a los que ocurren en la mitosis, existen diferencias fundamentales entre ambos procesos de división celular:

El Significado Biológico de la Mitosis y la Meiosis

La mitosis y la meiosis son dos mecanismos de división celular con un significado biológico diferente:

• Significado de la Mitosis:
  • En los organismos pluricelulares, la división celular por mitosis supone el crecimiento del individuo mediante sucesivas divisiones a partir de la única célula inicial (el cigoto). Es también la forma de renovación de las células perdidas o deterioradas.
  • En los organismos unicelulares, la mitosis es un mecanismo de reproducción asexual.
• Significado de la Meiosis:
  • Mediante la meiosis se originan gametos haploides. Al producirse la fecundación, el cigoto resultante es diploide. La meiosis es un mecanismo indispensable para los organismos con reproducción sexual.
  • Además, asegura la variabilidad genética de la descendencia gracias al intercambio de información genética (sobrecruzamiento). También se producen nuevas combinaciones como resultado del proceso de segregación independiente, ya que los cromosomas maternos y paternos se combinan de forma aleatoria en cada gameto.

Formación de Gametos (Gametogénesis)

Las células reproductoras o gametos son células haploides que se producen en las gónadas tras la meiosis. El proceso de formación de gametos se denomina gametogénesis. Existen dos tipos:

1. Espermatogénesis (formación de gametos masculinos):

   Se realiza en los testículos. Cada célula madre diploide producirá cuatro células diferentes haploides que, por un proceso de diferenciación celular, darán lugar a cuatro gametos masculinos o espermatozoides. Dos de ellos llevarán un cromosoma X, y los otros dos, un cromosoma Y.

2. Ovogénesis (formación de gametos femeninos):

   Se realiza en los ovarios. Cada célula madre diploide, tras la meiosis, da lugar a cuatro células haploides: un gameto femenino u óvulo (que recibe casi todo el citoplasma) y tres corpúsculos polares. Todos los óvulos llevarán un cromosoma X.

El ADN: Portador de la Información Genética

Los primeros análisis químicos que se realizaron de los cromosomas revelaron que estaban constituidos por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteínas. Frederick Griffith y Oswald Avery aportaron la prueba definitiva de que era el ADN, y no las proteínas, la molécula portadora de la información genética.

Experimento de Griffith (El Factor Transformante)

Griffith observó que la bacteria Streptococcus pneumoniae presentaba dos variantes: una de ellas provocaba la enfermedad y la muerte del ratón (cepa S, virulenta), y la otra (cepa R) no era virulenta. La principal diferencia era que la bacteria de la cepa S presentaba una envoltura bacteriana, ausente en las cepas inofensivas. Así, comprobó que la presencia de cápsula determinaba la virulencia de la bacteria.

Cuando inoculó bacterias muertas de la cepa S en ratones, estas no provocaban la muerte. Sin embargo, si inoculaba una mezcla de bacteria S muerta y R viva, muchos de los ratones del experimento morían. Como resultado, dedujo que en las bacterias de la cepa S muertas había algo, a lo que llamó factor transformante, que se transmitía a las bacterias vivas de la cepa R y las transformaba en bacterias S vivas.

Explicación de Avery (Identificación del ADN)

En 1944, Avery y sus colaboradores encontraron la explicación a este fenómeno al descubrir que la sustancia encargada de transformar las bacterias inofensivas en virulentas era el ADN, que determinaba la producción o no de la cápsula bacteriana. Posteriores experimentos demostraron que el ADN es el material genético en todos los seres vivos.

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