Genética y herencia: en algo nos parecemos a Messi
4. El wetransfer de las células. Cómo se hereda la información
La vida no pelea por la herencia. Los progenitores aportan equitativamente para las siguientes generaciones. Nuestro organismo la tiene clara.
A. Novedades en las vidrieras. Origen de la variabilidad
Organismos que forman parte de una misma especie se parecen en mucho y se diferencian en algo. Los parecidos se deben a que el genoma es común para todos los individuos de la misma especie (poseen los mismos genes organizados de la misma manera). Los perros ladran y los mosquitos hembra chupan la sangre. Por su parte, las diferencias entre individuos de una misma especie se deben a varias cuestiones:
1) los distintos alelos de cada gen que portan los distintos individuos de la especie (algunos perros ladran más agudo que otros),
2) la reorganización de la información que ocurre cuando se forman las gametas (espermatozoide/polen y óvulo). En esta reorganización no se pierde información pero pueden aparecer nuevas combinaciones de alelos y
3) modificaciones al azar que ocurren en el ADN y que pueden modificar las proteínas resultantes. A estos cambios se los denominan mutaciones.
Como resultado: podemos estar frente a hermanos/as biológicos/as que comparten madre y padre, y notar entre ellos/as muchas similitudes (compartidas, incluso, con algún/a famoso/a o con gatitos de videos de YouTube) pero también muchas diferencias.
B. Dos potencias se saludan. Unión de gametas
Todas las células de un organismo son iguales en su composición cromosómica con UNA excepción. Las células de tejidos como el corazón, el páncreas o el hígado, poseen todas la misma cantidad de cromosomas. Sin embargo, las células reproductivas (óvulos y espermatozoides/polen) que luego se unirán, poseen la mitad de la información, la mitad de los cromosomas. ¿Se te ocurre por qué?
El 21 de septiembre empieza la primavera y si tenemos suerte y no llueve, salimos a festejar y a disfrutar el día. También es la estación en la cual maduran muchas plantas con flor; los óvulos y el polen están listos para unirse. Salimos corriendo cuando las abejas nos sobrevuelan. Llevan el polen pegado en su cuerpo mientras buscan nectar. Se posan asI en otra flor y el polen entra en el ovario y se une finalmente con el óvulo. Esta unión formará los individuos-semilla de una nueva generación.
Figura 10: La unión del polen y el óvulo dan origen a un nuevo individuo. Se restituye así el número total de cromosomas sumando los que aporta el polen del padre con los que aporta el óvulo de la madre.
Las gametas de la arvejilla poseen 7 cromosomas. Cuando dos gametas se unen (la de la madre con la del padre), la semilla generada tendrá un total de 14 cromosomas (7 provenientes del óvulo de su madre y 7 provenientes del polen de su padre). Como consecuencia, en ese cigoto se restituye la cantidad total de cromosomas que posee la arvejilla en las células de casi todos sus tejidos.
C. Divide y vencerás. Meiosis
La meiosis es el proceso mediante el cual se producen las gametas. En el caso de la arvejilla, a partir de una célula con 14 cromosomas se obtienen por meiosis gametas con 7. Aunque las gametas resultantes tengan sólo la mitad de los cromosomas, la información necesaria y suficiente está completa. La división del material ocurre de manera equitativa y las células gaméticas resultantes reciben en esos 7 cromosomas todos los genes que necesitan. Al unirse esa gameta con otra, se forma un individuo completo sin información de más ni de menos, se restituyen los 14 cromosomas.
D. Marie Kondo y la meiosis. Un proceso muy ordenado
La meiosis no puede ocurrir de cualquier manera. El material genético debe repartirse entre las células hijas de manera equitativa y equilibrada. En una primera etapa, los cromosomas iguales se juntan en el ecuador de la célula. Estos cromosomas llamados “homólogos”, estos cromosomas son del mismo tamaño, de la misma forma y tienen los mismos genes pero pueden tener distintos alelos para un mismo gen (uno es de origen materno y otro de origen paterno). Entre los cromosomas homólogos se generan puntos de contacto a partir de los cuales se produce el intercambio de material (intercambio recíproco en el cual ninguno de los cromosomas pierde información, sólo cambian entre ellos las figuritas, uno le pasa la de Messi pateando un penal y el otro la de Messi haciendo un gol de chilena). Luego del intercambio, y por la acción de proteínas tipo tubos conectados a los cromosomas, estos se desplazan hacia los polos. El resultado de esta primera etapa es la separación de los cromosomas iguales: 7 para un polo y 7 para el otro (en cada polo quedará un cromosoma de cada tipo). En la segunda etapa, se vuelve a separar el material. Los 7 cromosomas se ponen en fila en el ecuador de la célula. Cada cromosoma está conformado por dos especies de aletas que son copias idénticas de la misma información. A estas aletas se las denomina cromátides hermanas y son una la copia de la otra, son idénticas. Los tubos proteicos tironean a los cromosomas hacia los polos y finalmente separan esas aletas que migran hacia lados opuestos.
Como resultado final de la meiosis, a partir de una célula madre de 14 cromosomas tendremos 4 gametas. Cada gameta tendrá los 7 cromosomas diferentes que conforman el genoma y cada uno con una sola cromátida.
Figura 11: Meiosis. Mediante este proceso de división celular se generan las gametas o células reproductivas con la mitad del número de cromosomas de la célula que le da origen.
E. Soy lo que soy. Mitosis
Supongamos que una vez generadas las semillas de arvejilla estas quedan enterradas y con las primeras lluvias emergen, comienzan a crecer las raíces y luego los tallos. Crecer es nada más ni nada menos que generar nuevas células a partir de otras más viejas. Todas las nuevas células que se generan en los tejidos de este nuevo individuo en crecimiento son idénticas en ADN a la célula que le da origen. Todas ellas tendrán entonces 14 cromosomas (7 provenientes del padre y 7 de la madre). Este proceso de división celular que mantiene la cantidad de material genético y produce células idénticas a la madre se denomina mitosis.
Figura 12: Mitosis. Mediante este proceso se generan nuevas células idénticas a las células madre de las que se originan.