GENES Y CROMOSOMAS
I. TEMA.
Genes y Cromosomas
II. OBJETIVO.
Dar a conocer conceptos y definiciones sobre genes y cromosomas, sus aplicaciones, su división e importancia, etc. Con la finalidad de fortalecer conceptos importantes sobre el genes y cromosomas en los compañeros y su importancia en la biología como consecuencia en la agronomía. III.
III. INTRODUCCIÓN.
¿QUE ES UN GEN?
El gen es la unidad física básica de la herencia. Los genes se transmiten de los padres a la descendencia y contienen la información necesaria para precisar sus rasgos. Los genes están dispuestos, uno tras otro, en estructuras llamadas cromosomas. Un cromosoma contiene una única molécula larga de ADN, sólo una parte de la cual corresponde a un gen individual. Los seres humanos tienen aproximadamente 20.000 genes organizados en sus cromosomas.
¿QUÉ ES UN CROMOSOMA?
Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano. Los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a existir en la forma apropiada.
IV. DESARROLLO
GEN
Un gen puede ser tan pequeño como unos pocos cientos de pares de bases o tan largo como miles. Los genes BRCA1 y BRCA2, por ejemplo, son enormes, muy largos. El gen de la beta-globina, por el contrario, sólo tiene unos pocos cientos de nucleótidos. La forma habitual de visualizar un gen es un paquete de información que, en general, codifica para una proteína. Por supuesto, el gen no lleva a cabo su función en el ADN. Es la proteína producida a partir del mismo la que realiza la actividad. Esto se ha vuelto un poco más lioso porque hay veces en que un gen no hace sólo una proteína. A menudo, a causa de un procesamiento alternativo, un gen puede producir múltiples proteínas. Y por supuesto, hay genes que ni siquiera hacen ninguna proteína.
Dan lugar a moléculas de ARN que tienen algún papel funcional. Y algunas personas han comenzado a cuestionar si el término "gen" es útil, ya que se ha vuelto tan complicado. No se preocupe, todavía es un término muy útil. Los genetistas no sabrían mantener una conversación sin utilizar esta palabra. (Collins, 2014)
Un gen es un segmento corto de ADN. Los genes le dicen al cuerpo cómo producir proteína específica. Hay aproximadamente 20,000 genes en cada célula del cuerpo humano. Juntos forman constituyen el material hereditario para el cuerpo humano y la forma como funciona. La composición genética de una persona se llama genotipo. Los genes están compuestos de ADN. Las hebras de ADN conforman parte de los cromosomas Los cromosomas tienen pares apareados de una copia de un gen específico. El gen se presenta en la misma posición en cada cromosoma. Los rasgos genéticos, como el color de los ojos, son dominantes o recesivos:
Los rasgos dominantes son controlados por un gen en el par de cromosomas.
Los rasgos recesivos requieren que ambos genes en el par de genes trabajen juntos. Muchas características personales, como la estatura, son determinadas por más de un gen. Sin embargo, algunas enfermedades, como la anemia drepanocítica, pueden ser ocasionadas por un cambio en un solo gen. (Medline Plus, 2021)
PARTES DE UN GEN
Los genes son, desde un punto de vista molecular, poco más que una secuencia de los nucleótidos que componen el ADN o ARN (adenina, guanina, citosina y timina o uracilo). Su orden específico se corresponde con un conjunto específico de aminoácidos, para formar así una macromolécula de función específica (proteínas, por ejemplo). Sin embargo, los genes se componen de dos partes de distinta función, que son:
Exones. La región del gen que contiene el ADN codificante, es decir, la secuencia puntual de bases nitrogenadas que permiten sintetizar una proteína. Carrera de Agronomía
Intrones. La región del gen que contiene ADN no codificante, o sea, que no contiene instrucciones para la síntesis de proteínas. Un gen puede tener distinto número de exones e Intrones, y en algunos casos, como en el ADN de los organismos procariota (estructuralmente más sencillo que el del eucariota), los genes carecen de Intrones
TIPOS DE GEN
Los genes se diferencian de acuerdo a su rol específico en la síntesis de proteínas, de la siguiente manera:
Genes estructurales. Aquellos que contienen la información codificante, es decir, la que corresponde al conjunto de aminoácidos para formar una proteína específica.
Genes reguladores. Genes que carecen de información codificante, pero que en cambio cumplen funciones reguladoras y de ordenamiento, determinando así el lugar de inicio y final de la trascripción genética, o cumplen roles puntuales durante la mitosis y la meiosis, o que denotan el lugar en que deberán combinarse enzimas u otras proteínas durante la síntesis. (Raffino, 2020)
¿Cómo fueron descubiertos los genes?
Gregor Mendel el “padre de la genética”
La historia de la investigación genética comenzó con Gregor Mendel al “padre de la genética”. Él había realizado un experimento con las instalaciones en 1857 que eso llevó al interés creciente en el estudio de la genética. Mendel que hizo un monje de la iglesia católica romana en 1843, estudió en la universidad de Viena de donde él estudió matemáticas, y después realizó más adelante muchos experimentos científicos con las instalaciones para estudiar la herencia de rasgos. Su experimento que eso llevó a las creencias iniciales de las genéticas implicadas creciendo millares de instalaciones de guisante por 8 años.
Lo forzaron a abandonar su experimento cuando él hizo abad del monasterio. Él murió en 1884 pero sus experimentos todavía forman la base de la genética y dieron una idea justa de la herencia. Aunque Mendel no utilizara el gen del término, sus resultados explicaron los conceptos básicos de herencia. Carrera de Agronomía Gregor Johann Mendel Imperio austriaco, República Checa; 20 de julio de 1822; 6 de enero de 1884) fue un fraile agustino católico y naturalista. Formuló, por medio de los trabajos que llevó a cabo con diferentes variedades del guisante o arveja (Pisum sativum), las hoy llamadas leyes de Mendel que dieron origen a la herencia genética.
Los primeros trabajos en genética fueron realizados por Mendel. Inicialmente efectuó cruces de semillas, las cuales se particularizaron por salir de diferentes estilos y algunas de su misma forma. En sus resultados encontró caracteres, los cuales, según el alelo sea dominante o recesivo, pueden expresarse de distintas maneras. Los alelos dominantes, se caracterizan por determinar el efecto de un gen y los recesivos por no tener efecto genético (dígase, expresión) sobre un fenotipo heterocigótico. El redescubrimiento del trabajo de Mendel El trabajo de Mendel primero fue publicado en 1866 y fue redescubierto en 1900 por tres científicos europeos, Hugo de Vries, Carl Correns, y Erich von Tschermak, que había alcanzado conclusiones similares de su propia investigación. Sin embargo, las unidades que transmitieron o contuvieron este material genético todavía no eran sabidas. Mendel era el primer a distinguir entre los rasgos dominantes y recesivos que se pueden heredar de padres al descendiente. Él también formó las ideas básicas sobre un heterocigoto y un homozigoto así como la diferencia entre el genotipo y el fenotipo.
El genotipo describe el maquillaje genético de un individuo mientras que el fenotipo significa los rasgos visibles de ese organismo.
Estructura genética
La estructura genética es la organización de elementos de secuencia especializados dentro de un gen. Los genes contienen la información necesaria para que las células vivas sobrevivan y se reproduzcan.12 En la mayoría de los organismos, los genes están hechos de ADN, donde la secuencia particular de ADN determina la función del gen. Un gen se transcribe (copia) del ADN al ARN, que puede ser no codificante (ncRNA) con una función directa, o un mensajero intermedio (ARNm) que luego se traduce en proteína. Cada uno de estos pasos está controlado por elementos de secuencia específicos, o regiones, dentro del gen. Por lo tanto, cada gen requiere múltiples elementos de secuencia para ser funcional. Esto incluye la secuencia que realmente codifica la proteína funcional o ncRNA, así como múltiples regiones de secuencia reguladora. Estas regiones pueden ser tan cortas como unos pocos pares de bases, hasta muchos miles de pares de bases de largo. Gran parte de la estructura genética es ampliamente similar entre eucariotas y procariotas. Estos elementos comunes resultan en gran medida de la ascendencia compartida de la vida celular en los organismos hace más de 2 mil millones de años.
Las diferencias clave en la estructura génica entre eucariotas y procariotas reflejan su maquinaria divergente de transcripción y traducción.
Comprender la estructura de los genes es la base para comprender la anotación, la expresión y la función de los genes.
Cromosomas
Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano. Los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a existir en la forma apropiada. Carrera de Agronomía Los cromosomas vienen en pares. Normalmente, cada célula en el cuerpo humano tiene 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), de los cuales la mitad proviene de la madre y la otra mitad del padre. Dos de los cromosomas (el X y el Y) determinan el género masculino o femenino y se denominan cromosomas sexuales: Las mujeres tienen 2 cromosomas X. Los hombres tienen un cromosoma X y uno Y. La madre le aporta un cromosoma X al hijo, mientras que el padre puede contribuir ya sea con un cromosoma X o con un cromosoma Y. Es el cromosoma del padre el que determina si el bebé es un masculino o femenino. Los cromosomas restantes se denominan autosómicos y se conocen como pares de cromosomas del 1 al 22. Estructura de los cromosomas Los cromosomas tienen una estructura doble, compuesta por dos estructuras paralelas entre sí y unidas por un centrómero, llamadas cromátidas. En cada uno de los “brazos” de una cromátida están ubicados los genes, en idéntica posición respecto a su homóloga (recordemos que tienen forma de X), en compartimientos llamados locus (loci en plural). Como los cromosomas se componen de un centrómero que divide cada cromátida en dos brazos: uno corto (brazo p) y uno largo (brazo q), dependiendo de la ubicación del centrómero se puede hablar de: Cromosomas metacéntricos. El centrómero está casi a la mitad de la estructura, formando brazos de longitud muy similar. Carrera de Agronomía Cromosomas su metacéntricos.
El centrómero está desplazado del centro, pero no demasiado. Eso forma brazos inexactos y asimétricos, claramente distinguibles. Cromosomas acrocéntricos. El centrómero está en un extremo, formando brazos largamente diferentes. Función de los cromosomas Estas estructuras biológicas preservan el contenido genético y evitan (en lo posible) que se dañe o se extravíe. Es decir que son garantes de la transmisión de la información genética Almacenada en el ADN de la célula madre a sus descendientes durante la replicación celular. Una pérdida de dicha información, por destrucción o deterioro de un solo cromosoma, puede acarrear en el individuo malformaciones, enfermedades o síndromes que deterioran su salud o su correcto funcionamiento. Tipos de cromosomas Existen cromosomas distintos para células eucariotas y procariotas, diferenciables tanto en su forma como su estructura: Cromosomas procariontes. Poseen una sola cadena de ADN, se encuentran dentro de los nucleoides dispersos en el citoplasma de estos organismos unicelulares, y poseen una forma circular. Cromosomas eucariontes. Son considerablemente más grandes que los procariotas, y poseen una doble cadena de ADN lineal (en doble hélice). Presentan forma de X. También existen cromosomas especiales e inusuales, presentes en algunos tipos celulares o en algunas especies únicamente, como son: Cromosomas poligénicos. Característicos de los tejidos de ciertos insectos y especialmente en sus glándulas salivares, se producen en núcleos en permanente replicación (interfase permanente). Son cromosomas de cientos o miles de hebras unidas entre sí y de gran tamaño (hasta 7,5 micras). Cromosomas en escobilla. Observados en los óvulos de salamandra (Ambystoma mexicanum), son algunos de los más grandes observados en células reproductivas de animales no mamíferos. Presentan forma de “rulos” o bucles a manera de un cepillo o una escobilla.
Cromosomas B. Se trata de un conjunto heterogéneo de cromosomas suplementarios o “de repuesto”, llamados supernumerarios y típicos de algunas especies animales.
Estos son más pequeños que los normales (los “A”) y obedecen a patrones de herencia alternativos. Cromosomas eucariontes Los hombres tienen un par 23 de cromosomas de tipo XY. Además de lo ya dicho, los cromosomas de los eucariotas o eucariontes presentan telómeros en sus extremos o brazos: suerte de “tapones” compuestos por regiones de ADN repetitivo y no codificante. Estos extremos no tienen información indispensable, pero brindan estabilidad estructural al conjunto entero. Además, los cromosomas eucariontes pueden clasificarse según su función específica dentro del conjunto genético del individuo. Esto es sumamente importante a la hora de crear un nuevo individuo de la especie, sobre todo mediante la reproducción sexual. Así, podemos hablar de: Cromosomas somáticos. Llamados también cromosomas autosómicos, le brindan al individuo sus características no sexuales, o sea, aquellas que lo definen en sus aspectos vitales no reproductivos, como su forma, tamaño, estructura, etc. Cromosomas sexuales. También llamados alosomas, son los que (además de otras características) determinan las características sexuales del individuo, o sea, que diferencian al individuo de acuerdo a su género biológico: varón y hembra. En el caso de los seres humanos, los hombres primeros tienen un par 23 de cromosomas de tipo XY (por su apariencia), mientras que las mujeres de tipo XX. Cromosomas procariontes Carrera de Agronomía Los organismos procariotas tienen ADN circular y se reproducen por mitosis. En los organismos procariotas (bacterias y arqueas), los cromosomas no poseen telómeros, pues son de forma circular y estructura mucho más simple (una sola tira de ADN). De hecho, suelen tener un único cromosoma en el que está todo material genético. La replicación del ADN empieza por diversos sectores de su citoplasma, más o menos organizados dependiendo de la especie. Esto se debe a que son formas de vida mucho más simples y primitivas, cuya reproducción es siempre asexual (mitosis). Cromosoma eucariota Las células con los núcleos se conocen como células eucarióticas, las células que componen animales, las instalaciones y la levadura. El núcleo es el organelo que contiene a la mayoría del material genético de la célula, donde se ordena en los complejos lineales densos llamados los cromosomas.
El número de estos cromosomas varía de especie a las especies. Cada cromosoma tiene una central, bulbo-como el espesamiento llamó el centrómero que separa el cromosoma en dos armas: un arma larga (q) y un arma corta (p). En condiciones normales estas armas no son sin obstrucción visibles. Las células eucarióticas también salvan la información genética en otro organelo llamado las mitocondrias, una pequeña estructura que suministre la energía para los diversos procesos que se realizan en las células. Las mitocondrias por lo tanto a menudo se llaman la “potencia contienen” de la célula. Las mitocondrias tienen su propio genoma independiente, la DNA mitocondrial. Los genes mitocondriales pueden ser pequeños y circulares en forma o lineales como genes nucleares. Carrera de Agronomía La DNA dentro de genes nucleares se ordena en una bobina con las proteínas de la histona en su centro. Las histonas son las proteínas estructurales que condensan la DNA y esta combinación de la DNA y de las histonas forma el empaquetar cromosómico final, denso dentro del núcleo llamado cromatina. La cromatina se encuentra solamente en células eucarióticas, con las células procariotas teniendo una diversa ordenación de su material genético llamado un genophore - un cromosoma que no contenga cromatina. La estructura de la cromatina varía según el escenario del ciclo celular. Por ejemplo, cuando la célula no está dividiendo ni está en interfase, la cromatina puede estar presente en dos formas - como euchromatin,
la parte activa del genoma que está experimentando generalmente la transcripción, o la heterocromatina, que contiene principal la DNA inactiva, pero proporciona el apoyo estructural a los cromosomas. La heterocromatina se divide más a fondo en la heterocromatina constitutiva, de que es actual cercano el centrómero y contiene las series repetidores que nunca se expresan, y la heterocromatina facultativa que se puede expresar a veces como proteínas. Ciclo celular Durante interfase, los cromosomas son presente como enredo de la DNA y proteínas y no son fácilmente distinguibles. Mientras que la célula se prepara para la división celular (meiosis o mitosis), los cabos de la cromatina comienzan a condensar y a formar brevemente, densamente rosca-como las estructuras. Estos cromosomas no expresan las proteínas. Cada uno de los cromosomas adquiere la estructura cuatro-armada clásica con el centrómero en el centro. Las armas se llaman las cromátides, el más corto cuyo se llama el arma de “p” y el arma más larga “q”. Durante la división celular, los microtubules largos forman el huso mitotic que tira de las cromátides aparte que los dividen en las porciones iguales para la incorporación en cada uno de las células de hija que se presentan de la división celular. Después de que la división celular sea completa, las cromátides desenrollan para poner cromatina a disposición para los procesos de la transcripción dentro de la célula las proteínas de la producción. Cuando una célula se divide, una de sus principales tareas es asegurarse de que cada una de las dos nuevas células tenga una copia completa y perfecta de material genético. Los errores durante el copiado, o la división desigual del material genético entre células, pueden causar que las células no sean sanas o no sean funcionales (e incluso conducir a enfermedades como el cáncer). Carrera de Agronomía ¿Pero qué es exactamente este material genético y cómo se comporta durante el transcurso de una división celular? ADN y genomas
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de los organismos vivos. En humanos, el ADN se encuentra en casi todas las células del cuerpo y proporciona las instrucciones que necesitan para crecer, funcionar y responder a su ambiente. Cuando una célula del cuerpo se divide, transmitirá una copia de su ADN a cada una de sus células hijas. El ADN también se transmite a nivel de organismos, cuando el ADN en los espermatozoides y los óvulos se combina para formar un nuevo organismo que tiene material genético de ambos padres. Físicamente hablando, el ADN es una larga cadena de unidades químicas apareadas (nucleótidos) que vienen en cuatro tipos diferentes, abreviados A, T, C y G, y lleva la información organizada en unidades llamadas genes. Los genes típicamente proporcionan las instrucciones para hacer proteínas, que dan a las células y los organismos sus características funcionales. Imagen de una célula eucarionte que muestra el ADN nuclear (en el núcleo), el ADN mitocondrial (en la matriz mitocondrial), y el ADN cloroplástico (en el estroma del cloroplasto). En eucariontes, como plantas y animales, la mayoría del ADN se encuentra en el núcleo y se llama ADN nuclear. Las mitocondrias, organelos que extraen energía para la célula, contienen su propio ADN mitocondrial, y los cloroplastos, organelos que llevan a cabo la fotosíntesis en las células vegetales, también tienen ADN cloroplástico. La cantidad de ADN que se encuentra en las mitocondrias y los cloroplastos es mucho menor que la cantidad que se encuentra en el núcleo. En las bacterias, la mayor parte del ADN se encuentra en una región central de la célula llamada nucleoide, que funciona de manera similar a un núcleo, pero no está rodeado por una membrana.
El conjunto de ADN de una célula se llama genoma. Puesto que todas las células de un organismo (con algunas excepciones) contienen el mismo ADN, también se puede decir que un organismo tiene su propio genoma y, puesto que los miembros de una especie por lo general tienen genomas similares, también se puede describir el genoma de una especie. En general, cuando las personas se refieren al genoma humano, o a cualquier otro genoma eucarionte, se refieren al conjunto de ADN encontrado en el núcleo. Se considera que las mitocondrias y los cloroplastos tienen sus propios genomas aparte. Cromatina En una célula, el ADN no suele existir solo, sino que se asocia con proteínas especializadas que lo organizan y le dan estructura. En eucariontes, estas proteínas incluyen a las histonas, un grupo de proteínas básicas (con carga positiva) que forman "bobinas" alrededor de las cuales el ADN cargado negativamente se puede enrollar. Además de organizar el ADN y hacerlo más compacto, las histonas juegan un papel importante en determinar qué genes están activos. El complejo de ADN más histonas y otras proteínas estructurales se llama cromatina. Imagen de un largo polímero de ADN de doble cadena, que se envuelve alrededor de racimos de proteínas histonas. El ADN envuelto alrededor de las histonas está organizado en estructuras de orden superior que dan a un cromosoma su forma. Durante la mayor parte de la vida de la célula, la cromatina está des condensada, lo que significa que existe en cadenas largas y delgadas que parecen garabatos bajo el microscopio. En este estado, la maquinaria celular (como las proteínas que leen y copian el ADN) puede acceder de forma relativamente fácil al ADN, lo cual es importante para permitir que la célula crezca y funcione. Des condensada puede parecer un término extraño para este estado —¿por qué no llamarla "fibrosa”? —, pero tiene más sentido cuando se aprende que la cromatina también puede condensarse. La condensación se lleva a cabo cuando la célula está a punto de dividirse. Cuando la cromatina se condensa, se puede observar que el ADN eucarionte no es solo una Carrera de Agronomía cadena larga, sino que además está dividido en pedazos lineales llamados cromosomas.
Las bacterias también tienen cromosomas, pero sus cromosomas típicamente son circulares. Cromosomas Cada especie tiene su propio número característico de cromosomas. Los seres humanos, por ejemplo, tienen 46 cromosomas en una célula corporal típica (célula somática), mientras que los perros tienen 78^11start superscript, 1, end superscript. Al igual que muchas especies de animales y plantas, los seres humanos son diploides (2n), lo que significa que la mayor parte de sus cromosomas vienen en juegos conocidos como pares homólogos. Los 46 cromosomas de una célula humana están organizados en 23 pares y los dos miembros de cada par se dice que son homólogos uno del otro (con la ligera excepción de los cromosomas X y Y; véase a continuación). Los espermatozoides y óvulos humanos, los cuales tienen un solo cromosoma homólogo de cada par, se dice que son haploides (1n). Cuando un espermatozoide y un óvulo se fusionan, su material genético se combina para formar un conjunto diploide completo de cromosomas. Así, para cada par de cromosomas homólogos en tu genoma, uno de los homólogos proviene de tu madre y otro de tu padre. Imagen modificada de "Cariotipo", del National Institutes of Health (dominio público) Los dos cromosomas en un par homólogo son muy similares entre ellos y tienen el mismo tamaño y forma. Sobre todo, portan el mismo tipo de información genética: es decir, tienen los mismos genes en los mismos lugares. Sin embargo, no tienen necesariamente las mismas Carrera de Agronomía versiones de los genes. Eso es porque puedes haber heredado dos versiones diferentes de genes de tu mamá y de tu papá. Como un ejemplo real, vamos a considerar un gen en el cromosoma 9 que determina el tipo de sangre (A, B, AB u O)^22squared. Es posible que una persona tenga dos copias idénticas de este gen, uno en cada cromosoma homólogo; por ejemplo, puedes tener una dosis doble de la versión del gen para el tipo A. Por otra parte, puedes tener dos versiones diferentes del gen en tus dos cromosomas homólogos, como uno para el tipo A y uno para el tipo B (que da sangre tipo AB).
Los cromosomas sexuales, X y Y, determinan el sexo biológico de una persona: XX especifica femenino y XY especifica masculino. Estos cromosomas no son homólogos verdaderos y son una excepción a la regla de los mismos genes en los mismos lugares. Aparte de regiones pequeñas de similitud necesarias durante la meiosis, o producción de células sexuales, los cromosomas X y Y son distintos y portan genes diferentes. Los 44 cromosomas no sexuales en humanos se llaman autosomas. Cromosomas y división celular Imagen de una célula que experimenta replicación del ADN (todos los cromosomas en el núcleo se copian) y la condensación de los cromosomas (todos los cromosomas se hacen compactos). En la primera imagen, hay cuatro cromosomas fibrosos des condensados en el núcleo de la célula. Después de la replicación del ADN, cada cromosoma se compone ahora de dos cromátidas hermanas unidas físicamente. Después de la condensación de los cromosomas, los cromosomas se condensan para formar estructuras compactas (todavía compuestos de dos cromátidas). A medida que una célula se prepara para dividirse, debe hacer una copia de cada uno de sus cromosomas. Las dos copias de un cromosoma se llaman cromátidas hermanas. Las cromátidas hermanas son idénticas y están unidas una con la otra por proteínas llamadas cohesivas. La unión entre las cromátidas hermanas es más fuerte en el centrómero, una Carrera de Agronomía región del ADN que es importante para su separación durante fases posteriores de la división celular. Mientras las cromátidas hermanas están conectadas en el centrómero, se consideran como un cromosoma. Sin embargo, tan pronto como se separan durante la división celular, cada una se considera un cromosoma diferente. Qué le pasa a un cromosoma cuando la célula se prepara para dividirse. 1. El cromosoma consiste de una sola cromátida y está des condensada (larga y similar a una cuerda). 2. El ADN se copia. El cromosoma ahora se compone de dos cromátidas hermanas, que están conectados por proteínas llamadas cohesinas. 3. El cromosoma se condensa. Todavía se compone de dos cromátidas hermanas, pero ahora son cortas y compactas en lugar de largas y fibrosas. Están más estrechamente conectados en la región del centrómero, que es la "cintura" apretada hacia el interior del cromosoma. 4. Las cromátidas se separan. Ahora cada una se considera su propio cromosoma. ¿Por qué las células someten a sus cromosomas a este proceso de replicación, condensación y separación? La respuesta corta es: para cerciorarse que durante la división celular, cada nueva célula obtenga exactamente una copia de cada cromosoma. Para una respuesta más satisfactoria, revisa los artículos y videos sobre el ciclo celular y la mitosis. Ahí, puedes ver cómo el comportamiento de los cromosomas ayuda a las células a transmitir un grupo perfecto de ADN a cada célula hija durante la división.
¿Todos los procariontes tienen un cromosoma circular?
De igual manera, los genomas de los procariontes por lo general son mucho más pequeños que los de los eucariontes. Por ejemplo, el genoma de E. coli es de menos de la mitad del tamaño del de la levadura (un sencillo eucarionte unicelular) ¡y casi 700700700 veces más pequeño que el genoma humano! ^ {13}13start superscript, 13, end superscript. Por definición, los procariontes carecen de un núcleo delimitado por una membrana para guardar sus cromosomas. En cambio, el cromosoma procariota se encuentra en una zona del citoplasma llamada nucleoide. Los procariontes suelen tener un solo cromosoma circular que ocupa una región del citoplasma llamada nucleoide. También pueden tener pequeños anillos de ADN extra cromosómico de doble cadena conocidos como plásmidos. Además del cromosoma, muchos procariontes tienen plásmidos, pequeños anillos de ADN extra cromosómico ("fuera del cromosoma") de doble cadena. Los plásmidos tienen un número reducido de genes no esenciales, se copian de manera independiente al cromosoma celular y pueden ser transferidos a otros procariontes en una población, lo que permite la diseminación de genes que pueden ser beneficiosos para la supervivencia. Por ejemplo, algunos plásmidos tienen genes que confieren resistencia a los antibióticos que se conocen como genes RR. Cuando los plásmidos con genes R se intercambian en una población, pueden hacer que esta se vuelva rápidamente resistente a los antibióticos. Si bien esto es beneficioso para las bacterias, este proceso dificulta que los médicos puedan tratar infecciones bacterianas perjudiciales. ¿Tienen todos los seres vivos los mismos tipos de cromosomas? Los cromosomas varían en número y forma entre los seres vivos.
La mayoría de las bacterias tienen uno o dos cromosomas circulares. Los seres humanos, junto con otros animales y plantas, tienen cromosomas lineales que se ordenan en pares dentro del núcleo de la célula. El Carrera de Agronomía número total de cromosomas por célula es específico para cada especie y se denomina dotación cromosómica, o también complemento cromosómico de la especie. Las únicas células humanas que no contienen pares de cromosomas son las células reproductoras, o gametos, que portan solamente una copia de cada cromosoma. Cuando dos células reproductoras se unen, se convierten en una sola célula que contiene dos copias de cada cromosoma. A continuación, estas células y sus sucesoras se dividen numerosas veces. El resultado final es un individuo maduro portador de un complemento cromosómico completo en prácticamente todas las células de su cuerpo. Además de los cromosomas lineales encontrados en el núcleo, las células de los seres humanos y otros organismos complejos portan un tipo mucho más pequeño de cromosoma similar a aquellos vistos en las bacterias. Este cromosoma circular se encuentra en las mitocondrias, unas estructuras ubicadas fuera del núcleo que generan energía química y funcionan a modo de baterías de la célula. Los científicos piensan que, en un pasado muy distante, las mitocondrias eran bacterias que vivían independientemente, y que fueron asimiladas por otras células que carecían de la capacidad para aprovechar la energía del oxígeno. Con el tiempo, las bacterias atrapadas evolucionaron para convertirse en las mitocondrias de las células de hoy en día. Cromosomas humanos Tenemos 22 pares de cromosomas somáticos y un par de cromosomas sexuales. Carrera de Agronomía
El número cromosómico de la especie humana son 23 pares (es decir, 46 cromosomas). De ellos 22 corresponden a cromosomas somáticos y 1 a cromosomas sexuales. En los cromosomas se encuentra contenido hasta el último detalle de nuestro cariotipo. ¿Qué es cariotipo? Imagen micrográfica del conjunto diploide de cromosomas, agrupados por pares. (Es el patrón cromosómico de una especie expresado a través de un código, establecido por convenio, que describe las características de sus cromosomas). el concepto de cariotipo se usa con frecuencia para referirse a un cariograma, el cual es un esquema, foto o dibujo de los cromosomas de una célula metafásica ordenados de acuerdo a su morfología (metacéntricos, submetacéntricos, telocéntricos, subtelocéntricos y acrocéntricos) y tamaño, que están caracterizados y representan a todos los individuos de una especie. El cariotipo es característico de cada especie, al igual que el número de cromosomas; el ser humano tiene 46 cromosomas (23 pares porque somos diploides o 2n) en el núcleo de cada célula,1 organizados en 22 pares autosómicos y 1 par sexual (hombre XY y mujer XX). Cada brazo ha sido dividido en zonas y cada zona, a su vez, en bandas e incluso las bandas en sub-bandas, gracias a las técnicas de marcado. No obstante, puede darse el caso, en humanos, de que existan otros patrones en los cariotipos, a lo cual se le conoce como aberración cromosómica. Los cromosomas se clasifican en 7 grupos, de la A a la G, atendiendo a su longitud relativa y a la posición del centrómero, que define su morfología. De esta manera, el cariotipo humano queda formado así:
Grupo A: Se encuentran los pares cromosómicos 1, 2 y 3. Se caracterizan por ser cromosomas muy grandes, casi metacéntricos. En concreto, 1 y 3 metacéntricos; 2 submetacéntrico.
Grupo B: Se encuentran los pares cromosómicos 4 y 5. Se trata de cromosomas grandes y submetacéntricos (con dos brazos muy diferentes en tamaño).
Grupo C: Se encuentran los pares cromosómicos 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, X. Son cromosomas medianos submetacéntricos.
Grupo D: Se encuentran los pares cromosómicos 13, 14 y 15. Se caracterizan por ser cromosomas medianos acrocéntricos con satélites.
Grupo E: Se encuentran los pares cromosómicos 16, 17 y 18. Son cromosomas pequeños, metacéntrico el 16 y submetacéntricos 17 y 18.
Grupo F: Se encuentran los pares cromosómicos 19 y 20. Se trata de cromosomas pequeños y metacéntricos.
Grupo G: Se encuentran los pares cromosómicos 21, 22. Se caracterizan por ser cromosomas pequeños y acrocéntricos (21 y 22 con satélites).
Mediante el cariotipo se pueden analizar anomalías numéricas y estructurales, cosa que sería muy difícil de observar mediante genética mendeliana. La información genética que contienen es la de 3200 millones de pares de bases de ADN (unos 3 Gigabytes de información) que forman entre 20.000 y 25.000 genes.
En el año 2016 se culminó la secuenciación total del material genético humano, como parte del Proyecto del Genoma Humano, fundado en 1990 con un presupuesto de 3000 millones de dólares. A continuación unos ejemplos de animales y plantas y su número de cromosomas Mariposa Agrodiaetus. 268 cromosomas (134 pares) Es uno de los números más altos de cromosomas en animales. Rata: 106 cromosomas (51 pares). Es el número más alto de cromosomas observado en mamíferos. Gamba (camarón): entre 86 y 92 cromosomas (entre 43 y 46 pares) Paloma: 80 cromosomas (40 pares) Pavo: 80 cromosomas (40 pares) Zanahoria: 20 cromosomas (10 pares) Col: 18 cromosomas (9 pares) Cebolla: 16 cromosomas (8 pares) Lechuga: 18 cromosomas (9 pares) Tomate: 24 cromosomas (12 pares).
¿Cómo fueron descubiertos los cromosomas?
Thomas Morgan demostró la relación de los cromosomas con la herencia. Los cromosomas fueron descubiertos en células vegetales y animales (lombrices del género Ascaris) a finales del siglo XIX. Los científicos Karl Wilhelm von Nägeli (Suiza) y Edouard Van Benenden (Bélgica), hicieron el mismo descubrimiento de manera simultánea e independiente. Su nombre proviene de las tinturas empleadas para poder observarlos (del griego: chroma, “color”, y soma, “cuerpo”). Sin embargo, hasta el siglo XX no se comprendió el rol que juegan en la transmisión genética. En el siglo XIX Gregor Mendel ya había explicado el funcionamiento de la herencia, sin saber de la existencia de los cromosomas. En el siglo XX, Thomas Morgan demostró la relación de los cromosomas con la herencia. Este descubrimiento le valió el premio de Fisiología y Medicina en 1933.
V. CONCLUSIÓN.
De esta manera concluimos que de esta investigación se logró obtener una base informativa sobre conceptos de genes y cromosomas importantes en la biología y fundamental en el proceso de aprendizaje de la carrera de agronomía. Además, con el sentimiento de incentivar curiosidad sobre el gen y cromosomas importante y fundamental concluyendo su Carrera de Agronomía definición en que el gen es la unidad física básica de la herencia. Los genes se transmiten de los padres a la descendencia y contienen la información necesaria para precisar sus rasgos. Y los cromosomas que son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano. En conclusión los genes y cromosomas son un tema de investigación fundamental para el conocimiento del estudiante y para su completa consistencia intelectual.
Bibliografía
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