Buscar este blog

Cargando...

Teoría Cromosómica de la Herencia

.
Los principios de la herencia, descubiertos por Mendel, no lograron impactar a la comunidad científica inmediatamente. De hecho, luego de presentar sus resultados, los científicos no valoraron las enormes implicancias de su trabajo. Es más, su aporte fue ignorado hasta 1900, cuando Hugo de Vries, Erich von Tschermak y Carl Correns llegaron a resultados similares trabajando en diferentes problemas de manera independiente. Estos tres científicos pusieron a prueba las hipótesis de Mendel en distintos organismos y le dieron el crédito por haber sido el primero en descubrir los principios de la asociación independiente de los alelos.

Estudios posteriores permitieron establecer cierto paralelismo entre los principios mendelianos y la conducta de los cromosomas durante la formación de los gametos. Hasta ese entonces, se desconocía la función de los cromosomas, estos habían sido descritos simplemente como cuerpos en forma de bastón que se encontraban de a pares en las células y que se separaban en la gametogénesis. Por otra parte, en los gametos se observaba que los cromosomas no se encontraban de a pares, y su cantidad correspondía a la mitad de los presentes en las células somáticas.

Así, con el reconocimiento del trabajo de Mendel, se iniciaba una nueva etapa de la genética, disciplina que a principios del siglo XX se reconoce como una rama importante de la biología. En esta nueva fase, los genetistas intentaron establecer sobre qué bases materiales se plantearon los principios mendelianos pues Mendel había hablado de factores de la herencia y de alelos como formas alternativas de dichos factores, que hoy conocemos como genes, pero se ignoraban las estructuras y los procesos biológicos a nivel celular que permitían explicar el primer y segundo principio de la herencia.

Hoy sabemos que los principios mendelianos se explican, en gran medida, por la organización del material genético y las características de los procesos de formación de gametos y de la fecundación. Evidencia que permitió enunciar la teoría cromosómica de la herencia, cuya propuesta se inicia a principios del siglo XX, y corresponde a un conjunto de hechos establecidos que determinan la relación entre los principios mendelianos y los cromosomas. Esta teoría explica cómo se organizan los genes en los cromosomas y cómo estas estructuras se comportan en la formación de los gametos.

Los Cromosomas contienen Genes


Uno de los postulados de la teoría cromosómica de la herencia -formulada de manera independiente por Theodor Boveri y Walter Sutton en 1902- establece que los genes se encuentran en los cromosomas. Esta teoría no fue inmediatamente aceptada por la comunidad científica, lo que solo sucedió luego de que el genetista Thomas Morgan aportara nuevas evidencias a partir de sus trabajos con la mosca Drosophila melanogaster. Morgan demostró que un par de cromosomas, los cromosomas sexuales, determinan el sexo de la descendencia, y con esto evidenció que hay una relación entre los cromosomas y el fenotipo, por lo tanto, los genes deberían encontrarse en los cromosomas. De esta manera, Morgan describió los cromosomas como "ensamblajes" de genes.

Imagen
Teoría Cromosómica de la Herencia

Actualmente, la teoría cromosómica de la herencia es un hecho incuestionable, es decir, Boveri, Sutton y Morgan tenían la razón: a lo largo de cada cromosoma existen cientos o miles de genes. Sin embargo, también se sabe que no todo el material genético que constituye un cromosoma contiene genes.

Como sabes, cada gen presenta variantes, llamadas alelos. En un mismo cromosoma, un gen se ubica en un lugar definido y constante, a menos que ocurra una mutación. Al lugar que ocupa un gen en un cromosoma se le denomina locus, en plural loci. Por lo tanto, como en nuestras células somáticas presentamos dos copias de cada cromosoma, un gen específico se ubica en el mismo locus en la pareja de cromosomas, o cromosomas homólogos. Esta pareja se caracteriza por ser similares tanto en forma como en el conjunto de genes, de los cuales los cromosomas son portadores.

Los Cromosomas se Recombinan


La recombinación genética es el proceso mediante el cual se intercambian segmentos de ADN o ARN de dos organismos, dando como resultado la formación de nuevas combinaciones génicas a partir de la información hereditaria ya existente, contribuyendo así a aumentar la variabilidad del material genético.

En los organismos con reproducción sexual, la recombinación genética ocurre durante la meiosis en diferentes procesos. El primero de ellos es conocido como entrecruzamiento o crossing-over y se lleva a cabo en la profase de la primera división meiótica. Durante esta etapa, los cromosomas homólogos se encuentran apareados formando una estructura denominada tétrada, y gracias a un conjunto de proteínas de andamiaje (complejo sinaptonémico), se conectan físicamente en determinados puntos. Cuando se observan al microscopio óptico, estos puntos son denominados quiasmas. En cada uno de estos puntos, las cromátidas no hermanas de un mismo par cromosómico intercambian los alelos de un mismo locus; en otras palabras, intercambian las variantes de un mismo gen. Por lo tanto, los cromosomas que finalmente llegan a un gameto luego de la meiosis, y que llevan esta nueva combinación de alelos, diferirán ligeramente de los cromosomas que estaban presentes en la célula original.

El siguiente mecanismo de recombinación genética se denomina permutación cromosómica, y ocurre en el transcurso de la metafase de la primera meiosis, etapa en la que cada cromátida de los pares homólogos se distribuye azarosamente en las células hijas. Esto da origen a distintas posibilidades de distribución cromosómica en las células resultantes, traduciéndose finalmente en la producción de gametos con información genética diferente. La permutación está íntimamente ligada al fenómeno de asociación independiente (segundo postulado de Mendel) y permite evidenciar la separación de cada par de cromosomas homólogos y su comportamiento independiente durante el proceso de meiosis.

Los mecanismos de entrecruzamiento y permutación conducen al aumento de la variabilidad ya existente, permitiendo que los gametos de un individuo contengan distintas combinaciones de genes que darán origen a cigotos de composición genética diferente a la de sus progenitores. De esta manera, la recombinación genética aumenta la diversidad de genotipos en la población, lo que resulta fundamental para aumentar la probabilidad de adaptación de los organismos a diversos ambientes.

Teoría Cromosómica de la Herencia
Si consideramos dos genes de un heterocigoto estos originarán un total de cuatro combinaciones en los gametos. Con tres genes se obtienen ocho y con cuatro genes dieciséis gametos diferentes. En términos generales se obtienen $2^n$ gametos distintos siendo $n$ el número de gnees
.