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Una definición genética de cromosomas homólogos

Una definición genética de cromosomas homólogos

Los cromosomas homólogos son pares de cromosomas (uno de cada padre) que son similares en longitud, posición del gen y ubicación del centrómero. La posición de los genes en cada cromosoma homólogo es la misma. Sin embargo, los genes pueden contener diferentes alelos. Los cromosomas son moléculas importantes, ya que contienen ADN y las instrucciones genéticas para la dirección de toda la actividad celular. También llevan genes que determinan los rasgos individuales.

Ejemplo de cromosomas homólogos

Un cariotipo humano muestra el conjunto completo de cromosomas humanos. Las células humanas contienen 23 pares de cromosomas, para un total de 46. Cada par de cromosomas representa un conjunto de cromosomas homólogos. Un cromosoma de cada par es donado por la madre y el otro por el padre durante la reproducción sexual. En un cariotipo, hay 22 pares de autosomas (cromosomas no sexuales) y un par de cromosomas sexuales. En los hombres, los cromosomas sexuales X e Y son homólogos. En las mujeres, ambos cromosomas X son homólogos.

Mitosis

El propósito de la mitosis (división nuclear) y la división celular es replicar las células para su reparación y crecimiento. Antes de que comience la mitosis, los cromosomas deben replicarse para garantizar que cada célula retenga el número correcto de cromosomas después de la división celular. Los cromosomas homólogos se replican formando cromátidas hermanas (copias idénticas de un cromosoma replicado que están unidas). Después de la replicación, el ADN monocatenario se vuelve bicatenario y tiene la forma familiar de X. A medida que la célula progresa a través de las etapas de la mitosis, las cromátidas hermanas se separan finalmente por las fibras del huso y se dividen entre dos células hijas. Cada cromátida separada se considera un cromosoma monocatenario completo.

  • Interfase: los cromosomas homólogos se replican formando cromátidas hermanas
  • Profase: las cromátidas hermanas se mueven hacia el centro de la célula.
  • Metafase: las cromátidas hermanas se alinean a lo largo de la placa de metafase en el centro de la célula
  • Anafase: las cromátidas hermanas se separan y se tiran hacia los polos celulares opuestos
  • Telofase: los cromosomas se separan en núcleos distintos

Después de que el citoplasma se divide durante la citocinesis, se forman dos nuevas células hijas con el mismo número de cromosomas en cada célula. La mitosis conserva el número de cromosomas homólogos.

Mitosis

La meiosis es el mecanismo para la formación de gametos e implica un proceso de división en dos etapas. Antes de la meiosis, los cromosomas homólogos se replican formando cromátidas hermanas. En la profase I, las cromátidas hermanas se emparejan formando lo que se llama una tétrada. Mientras están cerca, los cromosomas homólogos a veces intercambian secciones de ADN. Esto se conoce como recombinación genética.

Los cromosomas homólogos se separan durante la primera división meiótica y las cromátidas hermanas se separan durante la segunda división. Al final de la meiosis, se producen cuatro células hijas. Cada célula es haploide y contiene la mitad del número de cromosomas que la célula original. Cada cromosoma tiene el número apropiado de genes, sin embargo, los alelos para los genes son diferentes. El intercambio de genes durante la recombinación cromosómica homóloga produce variación genética en los organismos que se reproducen sexualmente. Tras la fertilización, los gametos haploides se convierten en un organismo diploide.

No disyunción y mutaciones

Ocasionalmente, surgen problemas en la división celular que hacen que las células se dividan incorrectamente. La falla de los cromosomas para separarse correctamente en la mitosis o meiosis se llama no disyunción. Si no se produce una disyunción en la primera división meiótica, los cromosomas homólogos permanecen emparejados. Esto da como resultado dos células hijas con un conjunto adicional de cromosomas y dos células hijas sin cromosomas. La no disyunción también puede ocurrir en la meiosis II cuando las cromátidas hermanas no se separan antes de la división celular. La fertilización de estos gametos produce individuos con demasiados cromosomas o con suficientes cromosomas.

La no disyunción a menudo es fatal o puede producir anomalías cromosómicas que resultan en defectos de nacimiento. En la no disyunción de la trisomía, las células contienen un cromosoma adicional. En humanos, esto significa que hay 47 cromosomas totales en lugar de 46. La trisomía se observa en el síndrome de Down, donde el cromosoma 21 tiene un cromosoma adicional o parcial. La no disyunción también puede producir anormalidades en los cromosomas sexuales. La monosomía es un tipo de no disyunción en la que solo está presente un cromosoma. Las mujeres con síndrome de Turner tienen solo un cromosoma sexual X. Los hombres con síndrome XYY tienen un cromosoma sexual Y adicional. La no disyunción en los cromosomas sexuales generalmente tiene consecuencias menos graves que la no disyunción en los cromosomas autosómicos (cromosomas no sexuales).

Las mutaciones cromosómicas pueden afectar tanto a los cromosomas homólogos como a los cromosomas no homólogos. Una mutación de translocación es un tipo de mutación en la que una parte de un cromosoma se desprende y se une a otro cromosoma. Este tipo de mutación ocurre con mayor frecuencia entre cromosomas no homólogos y puede ser recíproco (intercambio de genes entre dos cromosomas) o no recíproco (solo un cromosoma recibe un nuevo segmento genético).