¿Qué es el cruce en la meiosis? Ejemplo de cruce y recombinación

¿Qué es el cruce en la meiosis?

Todos somos únicos. Las personas pueden tener rasgos que son extremadamente similares a los de sus padres, pero nadie es una combinación perfecta de ellos. Es a pesar de que los genes de una persona provienen directamente de sus padres. Los hermanos, excepto los gemelos idénticos, no son copias entre sí, incluso si comparten los mismos padres. ¿Qué causa que esto ocurra? ¿Por qué una persona puede tener la nariz de su padre, los ojos de su madre, incluso el cabello de su abuela, y sin embargo ser completamente distinta de todos ellos? ¿Cómo pueden los hermanos provenir de los mismos padres y, sin embargo, parecer completamente diferentes entre sí? Todo esto puede atribuirse al cruce , el proceso más importante en términos de variación genética. Entonces, ¿qué es cruzar?

Cruzando la definición en biología

Todos los genes están codificados en el ADN. Los genes se almacenan en cromosomas , complejos muy compactos de proteínas, ADN y otras moléculas pequeñas. Todas las células del cuerpo contienen un conjunto específico de cromosomas en sus núcleos, lo que significa que cada célula contiene el conjunto de genes del organismo. El número de cromosomas varía entre especies. Los seres humanos tienen 46 cromosomas, 23 donados por su madre y 23 por su padre. Cuando las células se dividen, copian esos cromosomas y luego los separan para que las nuevas células contengan un conjunto completo. Sin embargo, un grupo de células, llamadas gametos , son diferentes porque tienen solo la mitad de los cromosomas normales. Los gametos son células reproductoras; en las hembras, se llaman óvulos y en los machos, espermatozoides.

Para crear gametos, una célula especial llamada precursora debe someterse a un proceso llamado meiosis . La meiosis es un proceso de varios pasos en el que una célula con un conjunto de cromosomas crea cuatro células nuevas con la mitad de ese conjunto. Durante la meiosis, hay un paso importante hacia la variación genética. Este paso se llama cruce o cruce, y es exclusivo de los gametos. El cruce ocurre cuando los cromosomas “intercambian” secciones de su ADN, mezclando genes entre ellos. Es debido a este comercio que surge la variación de los rasgos físicos. ¿Cuándo sucede esto y por qué se cruzan los cromosomas?

Cruce de cromosomas

La meiosis pasa por dos etapas principales: meiosis I y meiosis II. Antes de la meiosis I, primero deben crear copias de todos sus cromosomas. Una vez finalizado esto, procedo a la meiosis profase. Durante la profase, estos cromosomas se emparejan con otros casi idénticos, es decir, los del padre se emparejan con los de la madre. Los pares se denominan cromosomas homólogos . Los cromosomas homólogos individuales se denominan homólogos. Cuando los cromosomas homólogos se duplican, hay un período en el que dos copias del mismo cromosoma se emparejan con dos copias de su homólogo. Las copias individuales se llaman cromátidas .

Una vez emparejadas, las cromátidas se cruzan entre sus homólogos. Lo que esto significa es que las cromátidas individuales intercambian segmentos de su ADN entre sí. Da como resultado cromátidas con secuencias de ADN totalmente únicas. Para ilustrar: imagine un cromosoma que se originó con la madre de un organismo. Una vez que se ha emparejado con su contraparte del padre, sus cromátidas intercambian ADN. La cromátida resultante ahora consiste principalmente en el ADN de la madre, pero también en parte del del padre. Significa que una cromátida que se ha cruzado tiene una secuencia de ADN única que también se origina a partir del ADN combinado de sus padres.

Una vez que los cromosomas se han cruzado, se separan entre sí en los extremos opuestos de la célula. Luego, la célula se divide, creando dos nuevas células, cada una con un complemento completo de cromosomas y ADN único. En la meiosis II, ocurre otra ronda de división: esta vez sin que los cromosomas se repliquen o crucen. El resultado de la meiosis II es la creación de cuatro nuevos gametos, cada uno con la mitad del número de cromosomas que tenía el precursor. Estos gametos también contienen ahora nuevas secuencias de genes en esos cromosomas. Cuando se combinan con gametos del otro sexo durante la reproducción sexual, el hijo de la unión llevará ADN que se origina en ambos padres pero que es único en ambos. Esto es lo que causa la variación en los atributos físicos, asegurando que los niños sean únicos de sus padres.

Cruce y recombinación

El cruce es una forma de recombinación genética . La recombinación genética ocurre cuando se intercambia material genético entre diferentes cromosomas u otras regiones dentro del mismo cromosoma. Hay muchas otras formas en las que los genes se recombinan; no se limitan únicamente al cruce. Estas formas no ocurren durante la meiosis. Entonces, ¿cuáles son algunas otras formas de recombinación?

Las bacterias no sufren meiosis. Experimentan un proceso relativamente similar a la reproducción sexual llamado conjugación. Durante la conjugación, los genes se intercambian directamente entre bacterias individuales. Cuando esto sucede, a veces las bacterias incorporan los genes recibidos en su genoma, creando así genes recombinantes.

Otra forma de recombinación ocurre durante la reparación del ADN. Con el tiempo, el ADN dentro de un cromosoma puede dañarse debido a errores cometidos al copiarlo, daños del medio ambiente o una serie de otras causas potenciales. Dentro de los cromosomas, el daño a veces se produce en ambas cadenas de ADN. Esta forma severa de daño se conoce como rotura de doble hebra. Para solucionarlos, las células pueden intercambiar segmentos de ADN entre homólogos utilizando el cruzamiento. En este caso, no hay cromátidas involucradas y los cromosomas no se separan posteriormente.

Crossing Over Genetics: Crossing Over Ejemplo

Sería útil ilustrar esta compleja información con un ejemplo teórico. Imagina que, en todos los seres humanos, hay un cromosoma específico que lleva dos genes específicos, cada uno de los cuales gobierna un rasgo diferente. Llámelo “cromosoma Z”. Esos rasgos son superpoderes: un gen controla el vuelo, el otro controla la superfuerza. Ahora, dos personas están intentando tener un hijo. La madre puede volar porque uno de sus homólogos porta el gen para ello, pero el otro tiene un gen que desactiva la superfuerza. El padre es lo contrario: lleva el gen de superfuerza en un homólogo y el gen de no vuelo en el otro. ¿Qué superpoderes puede tener su hijo? Considere la forma en que el cruce afecta las posibilidades.

Imagine que los gametos del padre experimentan meiosis. Durante el cruce, los homólogos intercambiarán material genético. Un cromosoma lleva un gen de superfuerza, mientras que el otro tiene un gen que no permite el vuelo. Cuando intercambian genes, los cromosomas terminarán con el gen superfuerte o sin vuelo. Una vez que los genes se separan durante la meiosis, las células resultantes pueden transportar un gen u otro, pero no ambos. Este principio se conoce como surtido independiente . El principio establece que los rasgos de diferentes genes se clasifican en gametos independientemente unos de otros. Esto significa que el rasgo que recibe una célula por un gen no influye en el rasgo que recibe por otro.

El mismo principio se aplica a la madre. Debido a la acción del surtido independiente, el padre puede aportar el gen de superfuerza o ausencia de vuelo, pero no ambos. Por el contrario, la madre puede contribuir con el gen de vuelo O sin superfuerza, pero no con ambos.

Resumen de la lección

El cruce ocurre cuando se intercambia material genético entre dos cromosomas . Es responsable de crear variación genética dentro de los individuos de una especie. Este proceso ocurre solo en las células reproductoras, que se denominan gametos . Los gametos se someten a la meiosis para dividirse y crecer. El resultado de la meiosis es la creación de cuatro nuevos gametos con secuencias de ADN completamente nuevas, que llevan genes nuevos y novedosos. El cruce ocurre entre las cromátidas de dos cromosomas homólogos . El cruce es una forma de recombinación genética , la mezcla de material genético entre cromosomas. Otras formas incluyen la conjugación en bacterias y la reparación del ADN. Cruzar permitesurtido independiente , que asegura que la herencia de un gen no depende de la de otro.