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El estudio de la genética lo circunscribiremos en un principio y en la mayor parte del libro, a lo que sucede en el núcleo de la célula y más específicamente unas estructuras muy particulares, que tienen propiedades de tinción especiales, llamadas cromosomas. Si observamos una célula de un organismo eucariótico, como ser la de un árbol o la de un mamífero, podremos diferenciar a un verdadero núcleo, separado del resto de la célula o citoplasma. En cambio en las células de individuos procariotas, como ser los virus, bacteriófagos y bacterias, no se logra distinguir un verdadero núcleo, ya que no se distingue una verdadera membrana nuclear. En los procariotas podemos identificar al cromosoma encerrado dentro de la pared celular que es muy rígida. Por el contrario, en las células de los eucariotas, ya sea vegetales o animales, podemos identificar diversas estructuras morfológicas, entre las que se diferencia claramente el núcleo, rodeado de su envoltura nuclear y dentro del cual se encuentra la matriz o jugo nuclear, la cromatina y el nucleolo. La envoltura nuclear, formada por dos membranas, posee poros que actuarán como selectores de materiales de ingreso o egreso al núcleo a partir del citoplasma. Durante la división celular la membrana se rompe y los fragmentos pasan a formar parte del retículo endoplasmático. Por otro lado el nucleolo es el órgano que sirve para el armado de los ribosomas que luego intervendrán en la síntesis proteica. En lo que respecta a la cromatina podemos decir que está formada por moléculas de ADN asociadas a proteínas y organizada en filamentos llamados cromosomas. En los cromosomas de los organismos eucarióticos se pueden encontrar, además del ADN o ácido desoxiribonucleico, asociado a proteínas básicas (histonas) presentes en los cromosomas procariotas, algunas proteínas ácidas e iones calcio y magnesio y moléculas de ARN mensajero. A este complejo lo denominamos cromatina, la eucromatina y la heterocromatina, de acuerdo a la capacidad que tienen de teñirse con determinados colorantes. Desde un punto de vista genético en las porciones de eucromatina, o cromatina verdadera, se encontrarán la mayor parte de los genes activos o funcionales de un individuo. Por el otro lado, la heterocromatina, que se tiñe más fuertemente, la podemos dividir en dos clases: constitutiva y facultativa. La heterocromatina constitutiva se encuentra principalmente en las zonas cercanas al centrómero del cromosoma. En cambio, la heterocromatina facultativa está representada, por ejemplo, en mamíferos, por la condensación de uno de los cromosomas X de la hembra, seguido por la inactivación de los genes que en él se encuentran, formando lo que se denomina Cuerpo de Barr. El número de cromosomas es característico de cada especie y en cada célula somática (o del cuerpo) podemos encontrar un número diploide (2n) de cromosomas. Los gametos o células sexuales de un individuo, poseen un número haploide (n) de cromosomas. Así un espermatozoide o un óvulo humanos tendrán 23 cromosomas cada uno. La unión de ambos dará como resultado una célula con 46 cromosomas que es el número diploide de la especie humana. Cada cromosoma de origen paterno tendrá su homólogo de origen materno. De estos 46 cromosomas podemos distinguir un par de cromosomas denominados sexuales, el cromosoma X y el cromosoma Y, que poseen una homología parcial, como ya veremos más adelante. Los otros 44 cromosomas se denominan autosomas. Podemos
ahora hablar del cariotipo como la
dotación completa de los cromosomas de ese individuo o especie. En cambio el término
genoma o genomio se utilizará cuando queramos referirnos al patrimonio
hereditario o material genético completo de un individuo. Cada cromosoma posee un centrómero, ubicado en algún lugar a lo largo del filamento, que lo divide en dos y le confiere un nombre particular. Así un cromosoma en donde el centrómero está ubicado aproximadamente en la mitad se llamará metacéntrico. Si en cambio está ubicado cerca de un extremo será telocéntrico. Las formas de los cromosomas, así como el número, es característico de cada especie. A lo largo de los cromosomas y durante el estadío de la profase de las divisiones celulares, se distinguen unas pequeñas estructuras, que semejan a cuentas de un collar. Son los gránulos de ADN llamados cromómeros. Además del núcleo, dentro de la célula, podemos diferenciar el citoplasma, donde se encuentran las mitocondrias, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi y los ribosomas. CICLO CELULAR
Antes
de analizar cómo se divide una célula deberemos interpretar cómo transcurre
su vida.
Tradicionalmente
se ha dividido el ciclo de vida de una célula en dos etapas principales: interfase y división
celular.
En
los primeros tiempos se pensaba que en el período de interfase, que se
intercala a los períodos en que las células están en división, no ocurría
nada y las células se encontraban en reposo. Nada más alejado de la verdad
como veremos a continuación.
El
período de la interfase podemos sub-dividirlo en 3 etapas:
Comenzamos
por el llamado período
G1 (de gap 1, en inglés). En él la célula realiza una intensa actividad
metabólica. Principalmente, en lo que respecta a la formación de los distintos
tipos de ARN, (ácido ribonucleico) indispensables para
la síntesis de las proteínas. Muchas células que han perdido la capacidad de
dividirse permanecen en este período el resto de sus días, como por ejemplo
las células nerviosas, glóbulos blancos, células vegetales colenquimáticas y
parenquimáticas, etc.
Aquellas
células que continúan con su división pasan a la siguiente etapa o período
S (de síntesis). Como su
nombre lo indica, en este período se produce la síntesis del material
hereditario, o duplicación del ADN.
NOTA:
Este proceso es indispensable para poder afrontar
las divisiones celulares. Es obvio que si la célula se va a dividir, primero
deberá duplicar su material para poder mantener su patrimonio a través de sus
ciclos. De otro modo, inmediatamente iría a la destrucción. Lo veremos con más
detalle al tratar los procesos de división celular.
Una
vez duplicado su material la célula desemboca en el período
G2 (de gap2) en donde se prepara para la división.
Podríamos
esquematizar el ciclo celular del siguiente modo: (
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