Los cromosomas y sus copias: ¿cuándo se copia qué?

Pese a que la actualidad nos lleva también por otros caminos, en este blog históricamente se han ido contando aspectos de la biología básica. No se trata solo de explicar conceptos ligados a artículos concretos recientes, lo que pretendo en estos casos es aclarar un concepto porque sí, por mera curiosidad. Y hoy le ha tocado a los cromosomas y a su copia.

He elegido este tema por puro azar, pero creo que puede ser interesante destacar algunos de los aspectos que no son como pueden estar en la cabeza del lector. Por ejemplo, los cromosomas no suelen tener ese aspecto con forma de X que te imaginas… o sí, depende de cuando estemos hablando de cromosomas.

Los cromosomas en la división celular

Esa imagen en forma de X solo va a estar presente en una parte concreta del ciclo celular, concretamente la fase que implica la división de la célula en dos iguales, eso que llamamos mitosis, y que ocurre en la mayor parte de los casos. En unos pocos casos concretos la división es por meiosis, para dar lugar a células con la mitad de material genético, células germinales, pero eso lo dejamos para otro día.

Como decía, en la mitosis los cromosomas tienen forma de X. Es así porque se han condensado. Cada mitad de la X es igual a la otra mitad, y cada una se llama cromátida. Están unidas por el centrómero. Durante las etapas de esa mitosis los cromosomas condensados se van a ir alineando en el centro del núcleo mientras el resto de la célula se prepara para la división. Cuando todo está preparado empieza la separación, y de cada cromosoma, una cromátida se va hacia cada polo, quedando dividido en dos partes. Por donde se habían alineado antes, se producirá la división.

Así tendremos dos células hijas, pero… ¡solo ha ido una cromátida a cada una! Eso hay que arreglarlo.

La copia de los cromosomas

Entre mitosis y mitosis, nuestras células siguen con su ciclo celular, recuperándose de la división y preparándose para la siguiente. Una de esas fases entre mitosis es conocida como fase S (de síntesis) y es en la que se duplica el material genético. En esa fase no tenemos cromosomas compactos con forma de X, aunque tampoco es que el material genético vaya a su aire. Entre mitosis está compacto pero listo para poder acceder a lo que haga falta, y en este caso hay que acceder a todo ello. Si todo va bien y se copia correctamente, la célula estará preparada para iniciar la siguiente mitosis.

El proceso de copia del material genético no es nada sencillo. En sí, tras todos estos años estudiando el tema, seguimos teniendo algunos huecos de conocimiento, y probablemente sobresimplificamos otras partes. La copia la realizan unas enzimas (proteínas) llamadas polimerasas, pero hay que copiar las dos cadenas de esa doble hélice de ADN y, aunque copiar hacia un lado es sencillo, lo de rellenar la otra mitad es más complejo. Porque hay que hacer las dos partes, y se copia en una burbuja que han abierto previamente otras proteínas.

Como el proceso es complejo, a veces se pifia. Para evitar los desastres tenemos otras proteínas que se ocupan de revisar la secuencia y ver si la copia es igual al original. Si se detectan fallos o huecos se corta y se arregla. En sí, algunas polimerasas de las que copian pueden dar marcha atrás y arreglar los fallos si los detectan a tiempo.

Cuando la copia de los cromosomas va mal

Aunque no es el momento de profundizar en los detalles de la copia y las funciones de las polimerasas, sí tengo que destacar que a veces las cosas van mal… pero a lo grande. Si os puede el ansia, hace algo más de un año hablé en Bacteriófagos de las Polimerasas.

Cuando digo que puede ir mal “a lo grande” me refiero a que no es que se haya cambiado una A por una C, un cambio que puede ser crítico, pero que afecta a una proteína y poco más. Claro, lo grave es si esa proteína es fundamental para la vida… pero eso ya es cuestión de azar. Los cambios grandes pueden ser, por ejemplo, saltos que hacen que se duplique una parte considerable de un cromosoma. Así de ese trocito cuando antes teníamos una copia, ahora tenemos dos. También se puede saltar, y que perdamos un trozo considerable… aunque eso no suele ser muy compatible con la vida.

Si lo llevamos al extremo, podemos tener un cromosoma entero con una copia extra. Es lo que llamamos trisomías. El ejemplo más conocido en humanos es la trisomía del cromosoma 21 que da lugar al síndrome de Down, pero no es la única posible, aunque de las más frecuentes con las que se puede vivir.

Los fallos no siempre son malos

Tendemos a asociar los problemas en la duplicación con las enfermedades, porque son la parte visible, pero no siempre provocan enfermedades. Si el cambio es muy importante, es posible que no sea compatible con la vida, por lo que esas células morirán y otras ocuparán su lugar. Si ocurre durante un embarazo, dará lugar a un aborto.

Por otra parte, algunos cambios no afectan en exceso, como ocurre a veces con las duplicaciones de fragmentos. Si de repente tenemos dos copias de lo que antes teníamos una y mantenemos ambas, al cabo de numerosas copias se irán diferenciando, ya que cada copia acumulará mutaciones diferentes. Así es como hemos acabado con múltiples copias de genes que codifican para proteínas que son esenciales para nuestra vida y que nos permiten tener un plan B cuando el A falla.

El baile de los cromosomas

Por último, me gustaría recordar que en esa fase en la que los cromosomas tienen forma de X y se preparan para dividirse, ocurre algo alucinante: el entrecruzamiento. Como dicho así suena más soso, no es la primera vez que se simplifica en un baile. Las dos cromátidas se pegan entre ellas y se retuercen como si estuviesen bailando un tango. Así, cuando se vuelven a separar, a veces no son las mismas, porque se han intercambiado un trozo con su cromátida hermana. Y esos cruces, junto con las duplicaciones y las mutaciones, son fundamentales para que la evolución de los seres vivos sea posible.

Ahora que todo está un poquito más claro, antes de irte no olvides compartir esta entrada, y si quieres que siga escribiendo mis cosas… ¡apóyame!