Cromosomas

Te explicamos qué son los cromosomas, cómo es su forma y la estructura que presentan. Además, sus características y funciones.

¿Qué son los cromosomas?

Se conoce como cromosomas a ciertas estructuras altamente organizadas que existen en el interior de las células. Están compuestos por material genético (ADN) y otras diversas proteínas. En ellos reside la información genética del ser vivo.

Los cromosomas se encuentran en pares, por lo general, en idéntico número para todos los individuos de una misma especie, pero pudiendo variar en los distintos tipos de células. Dependiendo de la cantidad de cromosomas que tengan (llamado carga cromosómica), éstas podrán ser diploides (2n, carga total) o haploides (1n, media carga).

En las células eucariotas (provistas de núcleo celular definido), los cromosomas están formados por cromatina. Pero también los forman ARN y otras proteínas, algunas muy básicas llamadas histonas, junto a otras no-histonas. Todo ello conforma nucleosomas, grupos inactivos de ADN que conforman los ladrillos fundacionales de cada cromosoma.

El panorama total de los cromosomas de un individuo, suerte de mapa genético, se denomina cariotipo.

Forma de los cromosomas

Cada cromosoma presenta una forma y un tamaño característicos.

Sin embargo, tienden a una forma semejante a una X (en los eucariontes) o a una forma circular (en los procariontes).

Su forma es observable en microscopio durante las etapas de meiosis o mitosis (división o replicación celular).

Los cromosomas miden entre 10 y 20 micras, pudiendo alcanzar tamaños menores en seres vivos más simples.

Los pares cromosómicos pueden ser distintos en su longitud, pero generalmente son muy parecidos, ya que poseen los mismos genes en el mismo orden. Esto no siempre se cumple, por ejemplo, los cromosomas sexuales difieren considerablemente entre sí.

Estructura de los cromosomas

Los cromosomas presentan una estructura doble, compuesta por dos formas largas, paralelas entre sí, llamadas cromátidas. Las mismas están unidas entre sí en un punto focal llamado centrómero.

En cada “brazo” de una cromátida se ubican los genes. En idéntica posición respecto a su homóloga, en compartimientos llamados locus (loci en plural).

El centrómero de los cromosomas divide cada cromátida en dos segmentos, llamados “brazos”: uno corto (brazo p) y uno largo (brazo q). Y dependiendo de la ubicación del centrómero estaremos en presencia de:

• Cromosomas metacéntricos. Tienen el centrómero casi a la mitad exacta de la estructura, formando brazos de longitud muy parecida.
• Cromosomas submetacéntricos. Tienen el centrómero desplazado del centro, pero no totalmente hacia ningún extremo. Poseen brazos inexactos y asimétricos, claramente distinguibles.
• Cromosomas acrocéntricos. Tienen el centrómero cerca de un extremo, alejado del centro, formando brazos enormemente desiguales.
• Cromosomas telocéntricos. El centrómero está en el extremo de ambas cromátidas y parece formar sólo dos brazos.

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 politénicos. 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

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

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).

¿Por qué son importantes los cromosomas?

La función de los cromosomas es crucial para la existencia de la vida organizada. Por un lado, se encargan de la transmisión del material genético y dirigen sus procesos reproductivos sexuales o asexuales. Pero además portan la información para todo el funcionamiento de la célula y, en consecuencia, del organismo.

Por otro lado, gracias a su organización, la información genética ocupa poco espacio y su manejo facilita la replicación celular. Y éste es un proceso vital para el crecimiento de los organismos, la reposición de sus células viejas o dañadas, o la reproducción.

Cromosomas humanos

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. 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.

¿Cómo fueron descubiertos los cromosomas?

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.

Manipulación genética

Gracias a los enormes avances de la técnica médica y biológica, hoy en día es posible intervenir los cromosomas para inducir determinadas características o comportamientos en los seres vivos. Esto permite modificar genéticamente alimentos o animales, para hacerlos más nutritivos, más voluminosos, etc.

Esto representa un enorme abanico de posibilidades técnicas e industriales, pero también una responsabilidad y un enorme dilema ético. Las consecuencias de jugar con la naturaleza y el devenir de la vida pueden resultar impredecibles.

Además, este tipo de tecnologías abren la puerta a cuestionamientos morales respecto a la alteración del genoma humano. Por un lado, ese tipo de alteración podría llevar a nuevas formas de discriminación, pero por otro lado, también a la tan deseada cura de muchas enfermedades congénitas.

Referencias:

• “Cromosomas” en Wikipedia.
• “Cromosomas” en Ciencias Naturales.
• “Cromosomas y genes” en Profesor en Línea.
• “Genes y cromosomas” en Manual MSD (elaborado por The University of Pittsburgh).
• “Cromosomas: qué son los cromosomas y por qué son importantes” en Genética Médica Blog.
• “Chromosome” en The Enciclopaedia Britannica.
• “Chromosomes: Definition & Structure” en Live Science.