Los cromosomas representan la máxima compactación de la cromatina. Fueron descritos, por primera vez, por Hoffmeister en 1848 en las células madre de los granos de polen; aunque el nombre de cromosoma fue dado por Waldeyer en 1888. Cada molécula de ADN es hasta 50.000 veces más corta que en su forma extendida. Esta máxima condensación es la que permite el reparto del material genético entre las células hijas.
Según las hipótesis actuales, los cromosomas estarían formados por varios dominios estructurales en forma de bucle (bucles de cromatina), que se extenderían a partir de un eje principal (formado por proteínas no histónicas) alrededor del cual se dispondría la fibra nucleosómica de manera espiralada, dando lugar a los sucesivos bucles.
- Estructura del cromosoma metafásico
El cromosoma metafásico es el más estudiado y del que mejor se conoce su estructura. Está constituido por dos cromátidas paralelas entre sí, resultado de la duplicación del material genético, y separadas -excepto en el ámbito del centrómero- por donde permanecen unidas. En cada cromosoma se identifican las siguientes estructuras:
+ El centrómero o constricción primaria
Divide al cromosoma en dos brazos, que pueden ser del mismo o de diferente tamaño; ocupa una posición variable, pero fija para cada uno de ellos, a lo largo del cromosoma. Los centrómeros contienen heterocromatina constitutiva, es decir, cromatina compactada y genéticamente inactiva en todas las células.
A ambos lados del centrómero, y sobre cada una de las dos cromátidas, se localiza una estructura de naturaleza proteica denominada cinetocoro, que constituye los puntos desde los cuales polimerizan los microtúbulos que intervienen en la separación de los cromosomas durante la anafase de la mitosis y de la meiosis. Por cada centrómero aparecen dos cinetocoros.
+ Las constricciones secundarias u organizadores nucleolares
Son zonas más estrechas identificables en los brazos, y que están relacionadas con la formación del nucléolo al final de cada mitosis.
+ Los telómeros
Los telómeros son estructuras protectoras, situadas en cada uno de los extremos del cromosoma eucariótico, que evitan que se pierda información de los extremos en cada ciclo de replicación. En el ser humano, los telómeros contienen la secuencia TTAGGG repetida miles de veces. Los telómeros desempeñan importantes funciones: son esenciales para la duplicación del cromosoma, protegen a los cromosomas contra las nucleasas (enzimas que digieren el ADN), evitan que los extremos de los cromosomas se fusionen entre sí, y facilitan la interacción entre los extremos y la envoltura nuclear.
En ocasiones, a uno de los extremos se le une un fragmento de ADN denominado satélite, que consiste en un cuerpo más o menos redondeado, no más ancho que el brazo unido al extremo por un filamento fino.
+ Bandas: segmentos de cromatina
Las bandas son segmentos de cromatina que se colorean con diferente intensidad y que permiten una identificación inequívoca de los cromosomas mediante el llamado método de patrón de bandas. Este método se basa en la utilización de diversas técnicas de coloración tras digestión enzimática o desnaturalización por el calor. A estas bandas coloreadas se las ha llamado C, G, Q y R, y permiten identificar los cromosomas homólogos.
- Tipos de cromosomas
Cuando se estudian los cromosomas, resulta muy útil utilizar dos índices de proporcionalidad que relacionan la longitud total, la longitud del brazo corto y la longitud del brazo largo del cromosoma.
+ Indice de proporcionalidad de brazos
Indica la relación que existe entre la longitud del brazo corto y el brazo largo de un mismo cromosoma.
+ Indice de proporcionalidad centromérica
Indica la relación entre la longitud del brazo corto y la longitud total del cromosoma.
En función de la posición que ocupe el centrómero y el valor de estos índices de proporcionalidad, se distinguen cuatro tipos de cromosomas:
+ Cromosomas metacéntricos
El centrómero ocupa una posición medial. Los dos brazos son de igual o similar longitud. Cuando se separan las cromátidas durante la anafase, adquieren forma de V.
+ Cromosomas submetacéntricos
El centrómero ocupa una posición submedial. Uno de los brazos tiene un tamaño ligeramente superior. Cuando se separan las cromátidas en la anafase, adquieren forma de L.
+ Cromosomas acrocéntricos
El centrómero ocupa una posición subterminal. Uno de los dos brazos es muy largo, mientras que el otro es muy corto.
+ Cromosomas telocéntricos
El centrómero ocupa uno de los extremos del cromosoma. Esto da lugar a un cromosoma que posee un único brazo.
- Número de cromosomas
El número de cromosomas diferentes (n) de una determinada célula es una constante para todas las que pertenecen a un mismo organismo.
+ Organismos diploides
La mayoría de los organismos, tanto animales como vegetales, son diploides (2n), es decir, tienen en sus células dos juegos de cromosomas, uno heredado del padre y otro heredado de la madre. Los cromosomas forman parejas de homólogos que contienen información genética para los mismos caracteres. En estos organismos, sus células reproductoras o gametos, tanto el óvulo como el espermatozoide, solo presentan un juego de cromosomas. Son, por tanto, células haploides (n).
+ Organismos haploides, triploides, tetraploides o poliploides
También existen organismos en los que todas sus células son haploides; por ejemplo, algunas algas y la fase gametofítica de los helechos y musgos. Además, existen organismos que tienen en sus células más de dos juegos de cromosomas. A los que tienen tres se les denomina triploides (3n); a los que tienen cuatro, tetraploides (4n), y a los que tienen más, poliploides.
- ¿Existe relación entre número de cromosomas y el nivel evolutivo de una especie?
El número de cromosomas no guarda relación alguna con el nivel evolutivo alcanzado por la especie; la especie humana cuenta con 46 cromosomas, mientras que algunos protoctistas llegan a tener más de 300.
- Cariotipo
Al conjunto de todos los cromosomas de una célula, representados fotomicrográficamente, se le denomina cariotipo. Dentro del cariotipo se distinguen dos tipos de cromosomas:
+ Cromosomas somáticos o autosomas
Los cromosomas somáticos o autosomas, comunes en los dos sexos de la misma especie e implicados en desarrollar las características del soma o del cuerpo.
+ Cromosomas sexuales o gonosomas
Los cromosomas sexuales o gonosomas, responsables por número, presencia o ausencia, de la determinación del sexo. Los cromosomas sexuales en humanos son el X y el Y, de menor tamaño.
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- Otros artículos sobre los cromosomas en el blog de Biología
+ Cromosoma, cromatina y nucleosomas
+ Anomalías cromosómicas
+ La teoría cromosómica de la herencia