Genética y herencia: en algo nos parecemos a Messi

3. ¿Cómo se organiza la información?

Transcripción del audio: "Nos sentamos frente a la computadora, necesitamos enviar con urgencia un trámite del abuelo que nos pidió ayuda porque no maneja la tecnología. Con el apuro, en lugar de mandar la receta de los medicamentos al PAMI, enviamos el último manga que descargamos. El abuelo se quedó sin sus medicinas por una semana y nos avisa del error y nosotres nos repetimos por enésima vez “debo organizar bien las carpetas”. Sabemos que la organización es la única manera de no mezclar ni perder información. Pareciera que las células también usan PC. La organización es la clave del éxito en la genética de la célula y en la herencia."

A. Armando la larga trenza de Rapunzel. Los cromosomas

Las moléculas de ADN del núcleo celular son muy largas, están en movimiento y parecieran estar enredadas. Sin embargo, cuando se están dividiendo las células en el organismo (porque está en crecimiento o para reproducirse) todo se encuentra asombrosamente organizado. Sin esta organización sería impensable que las células hijas reciban la información adecuada (nada de más, nada de menos) y no una mezcolanza de ADN enredado. El ADN se empaqueta organizadamente de manera tal que al dividirse la célula, la información se reparte equitativamente, sin hacer diferencias, entre las células hijas. Estas estructuras de ADN compactado se denominan cromosomas. Esto ocurre en varios pasos sucesivos, con niveles de compactación creciente, y gracias a la presencia de proteínas como las histonas que colaboran en la organización del material.

Figura 8: Célula con ADN en su núcleo celular. Cuando la célula comienza a dividirse el material genético se organiza y compacta formando los cromosomas.

Arte callejero, gamers y biomoléculas de la herencia

Es difícil dimensionar aquello que no puede verse a simple vista. Nos pasa con los planetas, con el agua en la nubes, con los virus y también con el ADN. Si fuéramos Ant-man y estuviéramos en la película del Universo Marvel, podríamos resolver parcialmente el tema metiéndonos dentro de los organismos para mirar lo que nos interese. O quizás, podríamos conseguir un microscopio para mirar una gota de agua y descubrir la increíble cantidad de microorganismos que la habitan (y de paso, saber si el agua es o no potable). Pero, si quisiéramos ver a las moléculas de una célula en su entorno, con su movimiento propio, su tamaño relativo y haciendo lo que siempre hacen a lo largo de su vida, entonces podemos acudir a Drew Berry y a su charla TED en donde nos muestra todo lo que pueden colaborar los artistas con la ciencia y la ciencia con los artistas.

B. Los distintos manuales de instrucciones. Los genomas

Al conjunto de cromosomas que contiene la información completa que permitiría generar un nuevo organismo, se lo denomina genoma, y varía en las distintas especies. El tamaño de cada uno de los cromosomas se mide en cantidad de nucleótidos. La información contenida en los distintos cromosomas es diferente y por eso también cada cromosoma posee un tamaño y forma diferente. Por ejemplo, las plantas de Arabidopsis thaliana (el conejillo de las indias de las plantas) poseen un genoma de aproximadamente 135.000.000 nucleótidos. Este valor se obtiene de la suma de todos los nucleótidos de los 5 cromosomas que conforman el genoma de la especie. A su vez, los genomas pueden estar repetidos en las células de los organismos (serían como los dos álbumes de figuritas de la Selección aunque podrían ser 3 o 9).

El Instagram de la arvejilla de Mendel

Las plantas de arvejilla con las que trabajó Mendel, poseen 7 cromosomas diferentes en su genoma. Si contáramos con las herramientas adecuadas, como un microscopio, podríamos ver esos cromosomas y luego hasta dibujarlos. Las representaciones gráficas de los cromosomas permiten ver esquemáticamente cómo está compuesta una célula: cuantos cromosomas totales hay, como son (forma y tamaño) y cuantas copias de cada tipo de cromosoma podemos encontrar en dicha célula.

Figura 9: Las células de la arvejilla tienen 14 cromosomas totales. Dentro de estos 14 hay 7 cromosomas diferentes con 2 copias cada uno. FUENTE: Samatadze, T. E., Zelenina, D. A., Shostak, N. G., Volkov, A. A., Popov, K. V., Rachinskaya, O. V., ... & Muravenko, O. V. (2008). Comparative genome analysis in pea Pisum sativum L. varieties and lines with chromosomal and molecular markers. Russian Journal of Genetics, 44(12), 1424-1430.

En la Figura 9 se observan 3 imágenes (a, b y c) de los cromosomas de las arvejillas de Mendel, la a es una foto de imagen de microscopio, la b es una imagen ordenada de una foto de los cromosomas y la tercera (c) es la representación gráfica de los 7 cromosomas. En las dos primeras imagenes se ven los 14 cromosomas primero desordenados como aparecen en las células y en la segunda se realizó un agrupamiento por Tipo de cromosoma (considerando la forma y tamaño), aquí se ven que los 14 cromosomas están compuestos por 7 cromosomas diferentes y dos copias de cada uno de ellos. Por último, en la gráfica se ven los 7 cromosomas diferentes que conforman el genoma de la arvejilla. Las terminologías científicas para este caso son: los 7 cromosomas diferentes conforman el “número básico”. Las 2 copias de cada cromosoma se denomina ploidía (en este caso diploide) y los 14 cromosomas totales conforman el “número somático” denominado “2n”.