¿Cómo se empaqueta el ADN? – Condensación de cromosomas y cariogramas

División celular

La división celular es una parte importante en la vida de cualquier organismo multicelular . Eso parece bastante obvio, ¿verdad? De lo contrario, ¿cómo podríamos pasar de ser una célula a múltiples células, e incluso ahora, la división celular mantiene nuestros cuerpos al evitar que nos quedemos sin cosas como glóbulos rojos o células de la piel?

Uno de los objetivos más importantes de la división celular es asegurarse de que cada célula hija reciba una copia de cada cromosoma. ¿Qué hace que el ADN sea tan especial? Bueno, dado que el ADN es el modelo para construir una célula, cualquier error en el ADN podría resultar en una célula defectuosa. Un solo error de ADN podría potencialmente conducir a una enfermedad o la muerte, y dado que hay tres mil millones de bases de ADN que la célula tiene que mover y copiar, hay muchas posibilidades de que ocurra un error. Entonces, la célula ha dejado de lado un proceso específico, solo asegúrese de que cantidades iguales de ADN nuclear terminen en ambas células hijas.

Este proceso se llama mitosis , pero ¿cómo encaja esa célula con todo el ADN dentro del núcleo? Solo dije que había aproximadamente tres mil millones de bases en el ADN. Si pusieras todas las moléculas de ADN en una sola célula humana de extremo a extremo, terminarías con una molécula de dos metros, o aproximadamente siete pies de largo. Eso es mucho ADN para almacenar en un lugar bastante pequeño como el núcleo. El núcleo tiene solo unas seis micras de ancho o 0,0002 pulgadas. ¿Cómo podría la célula caber tanto ADN en un espacio tan pequeño?

Embalaje de ADN

Ya hemos aprendido que el ADN se envuelve alrededor de proteínas conocidas como histonas para formar cromatina. Este es solo el primer paso para organizar y empaquetar el ADN para que pueda caber dentro del núcleo. El empaquetado del ADN en nucleosomas condensa el ADN aproximadamente siete veces. Este es el primer paso para organizar y compactar el ADN. Puede organizarse aún más enrollando la cromatina en estructuras más compactas. Enrollar la cromatina alrededor de sí misma reduce el espacio que ocupa en otras seis veces más o menos. Mediante una serie de estrategias de compactación similares, todo el genoma puede caber dentro del núcleo de una sola célula.

Entonces, dijimos que el objetivo de la división celular era producir dos copias de una célula. Ahora, por supuesto, durante ese proceso, hay que copiar todo, incluido el ADN. Sin embargo, esos cromosomas siguen siendo esencialmente solo cadenas. No me malinterpretes, son cadenas más cortas, pero siguen siendo solo cadenas. Durante la división celular, la célula tiene que ser capaz de mover esos cromosomas para que entren en esas células hijas. Pero la célula es básicamente como un globo de agua. La célula tendrá que mover esas cuerdas en un entorno acuático.

Para comprender qué tan problemático será, consideremos el siguiente escenario. Digamos que tenemos dos piscinas para niños. Tenemos piezas de cuerda de 46 yardas de largo en una piscina y 46 corrales en la otra. Digamos que vamos a tener una carrera, y cada uno de nosotros va a tener que mover las cuerdas o los bolígrafos al medio de la piscina infantil sin levantar el objeto de la piscina. ¿Crees que podrías mover los bolígrafos más rápido de lo que yo podría mover las cuerdas? Suponiendo que no albergo ningún tipo de velocidad sobrehumana de cómic, estoy de acuerdo en que probablemente me vas a vencer. Los bolígrafos son bastante pequeños y compactos en comparación con las cuerdas, por lo que te será más fácil arrastrarlos por el agua.

La célula va a tener prácticamente los mismos problemas mientras intenta moverse alrededor de los cromosomas en el citoplasma. Si no nos moviéramos alrededor de cadenas de cromosomas, si en cambio, estuviéramos moviéndonos entre pequeños y agradables palitos de cromosomas, probablemente sería mucho más fácil. Para ayudar con el movimiento en ese ambiente acuoso, la célula compacta aún más el ADN en un proceso conocido como condensación cromosómica . Y la condensación cromosómica es capaz de producir una estructura cromosómica mitótica que es aproximadamente 10.000 veces más compacta que la forma en que comenzó el ADN.

Cariogramas

Cuando los científicos examinan el número y la apariencia de los cromosomas en un organismo, generalmente observan los cromosomas en medio de la división celular. Ahora, para darle una idea de cuánto más fácil es eso que mirar la cromatina en una célula que no se divide, echemos un vistazo a la cromatina frente a los cromosomas altamente condensados. Observe que es muy difícil notar dónde termina un cromosoma y dónde comienza el otro en esta masa de cromatina. Por otro lado, aquí hay una imagen agradable y organizada de estos cromosomas condensados ​​en lo que se llama un cariograma.. Observe que cada cromosoma está teñido con un tinte que le da a cada uno un patrón ligeramente diferente; esto lo convierte en un patrón ligeramente diferente y facilita la distinción del cromosoma uno del cromosoma dos. Además, la mayoría de los cromosomas se pueden distinguir por su longitud. Observe que el cromosoma 1 es mucho más grande que el cromosoma 21.

Un cariograma se puede utilizar para estudiar el cariotipo de un organismo, que es básicamente el número y la apariencia de los cromosomas en un organismo. Puede ver claramente que este individuo tiene 23 pares de cromosomas homólogos, y este cariograma pertenece a un humano, y los humanos tienen 23 pares de cromosomas homólogos, aunque es importante tener en cuenta que el par 23 de cromosomas no son idénticos porque este individuo es un masculino.

Resumen de la lección

La mitosis es el proceso de separar el ADN nuclear en complementos idénticos para las nuevas células hijas. La condensación cromosómica empaqueta el ADN de forma más compacta en preparación para la mitosis.

Un cariograma es una imagen organizada de todos los cromosomas mitóticos, que los científicos pueden utilizar para estudiar el cariotipo , que es el número y la apariencia de los cromosomas en un organismo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador