Estructura de los cromosomas eucariotas

La cromatina está formada por todo el ADN del núcleo, así como por sus proteínas asociadas. Existen tres capas básicas de andamiaje de la cromatina que dan lugar a una molécula de ADN condensada.

La molécula de ADN en forma de doble hélice que compone cada cromosoma se enrolla primero alrededor de grupos de proteínas histónicas. Una unidad de unos 200 pares de bases de ADN enrollada alrededor de ocho proteínas histonas constituye la unidad más pequeña de estructura de empaquetamiento de ADN, un nucleosoma.

Los nucleosomas y el ADN enlazador que los conecta, como si fueran cuentas de un hilo, hacen un bucle para formar fibras solenoides de 30 nm más apretadas. A continuación, las fibras de 30 nm se enrollan aún más y se doblan formando bucles muy apretados. Esta última etapa de andamiaje produce los cromosomas observables en la metafase de la mitosis o la meiosis.

El proceso que crea las fibras de 30 nm se llama superenrollamiento. El superenrollamiento utiliza la aplicación de tensión para retorcer una molécula de ADN, de modo que se enrolla sobre sí misma, creando bucles.

Incluso con un microscopio, los cromosomas individuales son claramente visibles en el núcleo sólo durante el proceso de división celular (ya sea mitosis o meiosis). Esto se debe a que la cromatina que compone los cromosomas está cientos, o incluso miles, de veces menos condensada durante la interfase que cuando la célula se está dividiendo activamente.

Antes de que una célula eucariota se divida, cada cromosoma se duplica, formando dos cromátidas hermanas idénticas unidas longitudinalmente con su conexión más fuerte en el centrómero.

Antes de que comience la mitosis, el ADN de una célula se replica, haciendo una copia idéntica de cada cromosoma.

Es durante la mitosis o la meiosis cuando se observan las estructuras en forma de X que solemos imaginar al pensar en los cromosomas.

Cada uno de estos cromosomas en forma de X está formado por dos cromátidas hermanas idénticas. Básicamente, se puede pensar en una cromátida como una copia de un cromosoma.

Las cromátidas hermanas están conectadas entre sí por una región del cromosoma llamada centrómero. Durante la mitosis, las fibras del huso se adhieren a esta región, y finalmente separan las cromátidas hermanas para formar dos cromosomas separados, uno para cada célula hija.

El centrómero también divide cada cromátida en dos regiones: el brazo p y el brazo q. El brazo p es el más corto y el brazo q es el más largo. Cuando los genetistas describen la ubicación de un gen en un cromosoma, especifican el número del cromosoma (1-22, X e Y para los humanos), el brazo (p o q) y la ubicación del gen en el brazo.

Las células somáticas de los organismos eucariotas que se reproducen sexualmente son diploides, lo que significa que tienen 2 juegos de cromosomas homólogos.

Las células somáticas del cuerpo humano -es decir, las células que no son gametos, o células sexuales- tienen cada una 46 cromosomas. Son células diploides, lo que significa que esos 46 cromosomas están organizados en 23 pares. Diploide a veces se abrevia como 2n (donde n es el número de cromosomas diferentes).

En los humanos, 22 de los 23 pares de cromosomas son autosomas, o cromosomas no sexuales. Se denominan pares homólogos porque los dos cromosomas del par tienen el mismo tamaño y forma y contienen los mismos genes (con alelos potencialmente diferentes, que son versiones alternativas de un gen). El par 23 está formado por los cromosomas sexuales. Normalmente, las personas biológicamente masculinas tienen un genotipo XY (un cromosoma X y un cromosoma Y), y las personas biológicamente femeninas tienen un genotipo XX (dos cromosomas X). El par XX, pero no el par XY, se considera un par homólogo.

Las células sexuales, o gametos, de los organismos eucariotas que se reproducen sexualmente son haploides (1n), lo que significa que sólo tienen 23 cromosomas no apareados. Cuando un espermatozoide fecunda un óvulo, el cigoto resultante es diploide; la combinación de las dos células sexuales haploides es lo que hace que el cigoto tenga los 46 cromosomas completos. Un cromosoma de cada par procede del óvulo de la madre y el otro del espermatozoide del padre.

Los telómeros protegen los extremos de los cromosomas y se acortan cada vez que una célula se divide.

Los telómeros son regiones especiales, situadas en cada extremo del cromosoma, que consisten en secuencias repetitivas de pares de bases. Normalmente se describen como las tapas de plástico de los extremos de los cordones de los zapatos. Esto se debe a que protegen los extremos de los cromosomas y evitan que se peguen a otros cromosomas.

Sin embargo, la función más importante de los telómeros es que permiten que las células se dividan sin perder su material genético. Si no existieran los telómeros, se perderían algunos pares de bases cada vez que se produce la replicación del ADN. Afortunadamente, son los telómeros, y no los genes, los que se acortan con cada división celular. Por ejemplo, los telómeros de las células humanas suelen perder entre 30 y 200 pares de bases cada vez que una célula se divide.

Normalmente, una célula del cuerpo humano puede dividirse unas 50-70 veces antes de volverse senescente (inactiva, ya no se divide) o morir. A medida que los seres humanos envejecen, los telómeros de los extremos de los cromosomas se acortan gradualmente.

Una enzima especial llamada telomerasa añade telómeros a los extremos de los cromosomas replicados, lo que significa que las células con un mayor nivel de esta enzima -como los espermatozoides y los óvulos, o ciertas células cancerosas- pueden dividirse con mayor frecuencia.

Los cromosomas eucariotas y procariotas difieren en su forma, tamaño, número y ubicación dentro de la célula.

Aquí se comparan las características de los cromosomas eucariotas con las de los cromosomas procariotas:

	Cromosoma eucariota	Cromosoma procariota
Forma	Lineal	Circular
Tamaño	Grande	Pequeño
Número	Múltiple	Simple
Localización	Núcleo	Nucleoide (región en el citoplasma)
Proteínas de almacenamiento	Histonas	Proteínas asociadas al nucleoideproteínas asociadas al nucleoide

Biología del cuerpo visible

Aprender más