Cromosoma

ADN, moléculas, pares, núcleo celular

Los cromosomas son estructuras en el interior de la célula que contienen la información genética. Cada cromosoma de nuestras células está formado por una molécula de ADN, asociada a ARN y proteínas. Los cromosomas son, por tanto, las estructuras que contienen los genes con apariencia de hilo ubicadas dentro del núcleo de las células de animales y plantas. Cada cromosoma está compuesto de proteínas combinadas con una sola molécula de ADN.

Los cromosomas vienen en pares. Normalmente, cada célula en el cuerpo humano tiene 23 pares de cromosomas (46 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 dos cromosomas X

- los hombres tienen un cromosoma X y uno Y

La mujer, de hecho, es la que le aporta el cromosoma X al hijo o hija, mientras que el padre contribuye con un cromosoma X o bien con un cromosoma Y. Es el cromosoma del padre el que determina si el bebé es masculino o femenino. Los cromosomas restantes se denominan autosómicos y se conocen como pares de cromosomas del 1 al 22.

Tanto en biología como en citogenética el cromosoma es cada una de las estructuras altamente organizadas, formadas por ADN y proteínas que contiene la mayor parte de la información genética de un ser vivo. Lo que sucede es que, en las divisiones celulares, es decir, en la mitosis y en la meiosis, el cromosoma presenta su forma más conocida, cuerpos bien delineados en forma de X, debido a su alto grado de compactación y duplicación, aunque hay que saber que la estructura única de los cromosomas mantiene el ADN enrollado apretadamente alrededor de proteínas con una especie de experiencia de carretes que son las histonas. Sin estos carretes, las moléculas de ADN serían demasiado largas para caber dentro de las células.

Además, para que un organismo crezca y funcione adecuadamente estas células deben dividirse constantemente y producir unas nuevas que reemplacen a las células viejas y desgastadas. Durante la división celular, es esencial que el ADN permanezca intacto y distribuido uniformemente entre las células. Los cromosomas son una parte clave del proceso que asegura que el ADN se copie y distribuya fielmente en la gran mayoría de las divisiones celulares. Aun así, se producen algunos errores en raras ocasiones. Algunos cambios en el número o la estructura de los cromosomas en células nuevas pueden resultar en graves problemas de salud o desarrollo.

Para entenderlo todo mucho mejor, lo que hay que tener claro es que los cromosomas son paquetes compactados de ADN. En el ser humano y en otros organismos estos no se encuentran libres en la célula, sino que están dentro de una estructura que se denomina núcleo celular. Y el ADN, por su parte, es el que contienen las instrucciones necesarias para crear y mantener la vida. Cada organismo, por tanto, contiene un número de cromosomas distinto.

Su función principal es preservar y organizar el material hereditario, es decir, que se ocupan de transmitir la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las descendientes, permitiendo la replicación celular y para el crecimiento de los organismos, la reposición de células viejas o dañadas, y la creación de células reproductivas. Además, los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a existir en la forma apropiada.

Sus funciones por lo tanto son:

1. Llevar la información genética: los cromosomas contienen los genes, que son segmentos específicos de ADN que codifican las proteínas y determinan las características hereditarias de un organismo. Cada cromosoma alberga muchos genes en una secuencia específica.

2. Transmisión de la información genética: durante la división celular, los cromosomas se replican y se distribuyen de manera precisa entre las células hijas durante la mitosis y la meiosis. Esto asegura que cada célula hija reciba una copia completa y exacta del genoma.

3. Regulación de la expresión génica: la organización de los genes en los cromosomas y su estructura de cromatina influyen en la regulación de la expresión génica. Las regiones de cromatina más abiertas y accesibles tienden a estar más activas en términos de expresión génica, mientras que las regiones más compactas pueden estar silenciadas.

4. Segregación correcta de los cromosomas durante la división celular: durante la mitosis, los cromosomas se condensan y se alinean en el huso mitótico. Luego se separan y se distribuyen de manera equitativa entre las células hijas para asegurar que cada célula tenga la cantidad correcta de material genético. Durante la meiosis, los cromosomas homólogos se emparejan, intercambian segmentos de ADN (recombinación genética), y luego se separan en las células sexuales (gametos) para producir variación genética en la descendencia.

5. Protección del ADN: los cromosomas ayudan a proteger el ADN de daños físicos y químicos al empaquetarlo de manera compacta alrededor de las histonas y formar una estructura altamente organizada. Esto reduce la probabilidad de roturas y mutaciones en el ADN.

6. Determinación del sexo: en muchos organismos, incluyendo los humanos, los cromosomas sexuales (X y Y en humanos) determinan el sexo del individuo. Por ejemplo, las mujeres tienen dos cromosomas X (XX) y los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y (XY).

Stewart, A. (1990) «The functional organization of chromosomes and the nucleus, a special issue.» Trends Genet. (6):377-379

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.