Vida

Recombinación genética y cruce

Recombinación genética y cruce

La recombinación genética se refiere al proceso de recombinación de genes para producir nuevas combinaciones de genes que difieren de las de cualquiera de los padres. La recombinación genética produce variación genética en organismos que se reproducen sexualmente.

Recombinación versus cruzar

La recombinación genética ocurre como resultado de la separación de genes que ocurre durante la formación de gametos en la meiosis, la unión aleatoria de estos genes en la fertilización y la transferencia de genes que tiene lugar entre pares de cromosomas en un proceso conocido como cruce.

El cruce permite que los alelos en las moléculas de ADN cambien de posición de un segmento cromosómico homólogo a otro. La recombinación genética es responsable de la diversidad genética en una especie o población.

Para un ejemplo de cruce, puede pensar en dos trozos de cuerda de un pie de largo acostados en una mesa, alineados uno al lado del otro. Cada pedazo de cuerda representa un cromosoma. Uno es rojo Uno es azul Ahora, cruce una pieza sobre la otra para formar una "X". Mientras se cruzan las cuerdas, sucede algo interesante: un segmento de una pulgada de un extremo de la cuerda roja se rompe. Cambia de lugar con un segmento de una pulgada paralelo a él en la cuerda azul. Entonces, ahora, parece que una larga cuerda de cuerda roja tiene un segmento azul de una pulgada en su extremo, y de la misma manera, la cuerda azul tiene un segmento rojo de una pulgada en su extremo.

Estructura cromosómica

Los cromosomas se encuentran dentro del núcleo de nuestras células y se forman a partir de la cromatina (masa de material genético que consiste en ADN que se enrolla firmemente alrededor de proteínas llamadas histonas). Un cromosoma es típicamente monocatenario y consiste en una región de centrómero que conecta una región de brazo largo (brazo q) con una región de brazo corto (brazo p).

Duplicación de cromosomas

Cuando una célula ingresa al ciclo celular, sus cromosomas se duplican mediante la replicación del ADN en preparación para la división celular. Cada cromosoma duplicado se compone de dos cromosomas idénticos llamados cromátidas hermanas que están conectadas a la región del centrómero. Durante la división celular, los cromosomas forman conjuntos emparejados que consisten en un cromosoma de cada padre. Estos cromosomas, conocidos como cromosomas homólogos, son similares en longitud, posición del gen y ubicación del centrómero.

Cruzando en la meiosis

La recombinación genética que implica el cruce ocurre durante la profase I de la meiosis en la producción de células sexuales.

Los pares duplicados de cromosomas (cromátidas hermanas) donados de cada padre se alinean estrechamente formando lo que se llama una tétrada. Una tétrada se compone de cuatro cromátidas.

Como las dos cromátidas hermanas están alineadas muy cerca una de la otra, una cromátida del cromosoma materno puede cruzar posiciones con una cromátida del cromosoma paterno. Estas cromátidas cruzadas se denominan quiasma.

El cruce ocurre cuando el quiasma se rompe y los segmentos cromosómicos rotos se cambian a cromosomas homólogos. El segmento cromosómico roto del cromosoma materno se une a su cromosoma paterno homólogo, y viceversa.

Al final de la meiosis, cada célula haploide resultante contendrá uno de los cuatro cromosomas. Dos de las cuatro células contendrán un cromosoma recombinante.

Cruzando en la mitosis

En las células eucariotas (aquellas con un núcleo definido), el cruce también puede ocurrir durante la mitosis.

Las células somáticas (células no sexuales) se someten a mitosis para producir dos células distintas con material genético idéntico. Como tal, cualquier cruce que ocurra entre cromosomas homólogos en la mitosis no produce una nueva combinación de genes.

Cromosomas no homólogos

El cruce que ocurre en los cromosomas no homólogos puede producir un tipo de mutación cromosómica conocida como translocación.

Una translocación ocurre cuando un segmento cromosómico se desprende de un cromosoma y se mueve a una nueva posición en otro cromosoma no homólogo. Este tipo de mutación puede ser peligrosa ya que a menudo conduce al desarrollo de células cancerosas.

Recombinación en células procariotas

Las células procariotas, como las bacterias que son unicelulares sin núcleo, también se someten a recombinación genética. Aunque las bacterias se reproducen más comúnmente por fisión binaria, este modo de reproducción no produce variación genética. En la recombinación bacteriana, los genes de una bacteria se incorporan al genoma de otra bacteria a través del cruce. La recombinación bacteriana se logra mediante los procesos de conjugación, transformación o transducción.

En conjugación, una bacteria se conecta a otra a través de una estructura de tubo de proteína llamada pilus. Los genes se transfieren de una bacteria a otra a través de este tubo.

En la transformación, las bacterias absorben el ADN de su entorno. Los restos de ADN en el medio ambiente se originan más comúnmente de células bacterianas muertas.

En la transducción, el ADN bacteriano se intercambia a través de un virus que infecta a las bacterias conocidas como bacteriófagos. Una vez que el ADN extraño es internalizado por una bacteria mediante conjugación, transformación o transducción, la bacteria puede insertar segmentos del ADN en su propio ADN. Esta transferencia de ADN se realiza mediante el cruce y da como resultado la creación de una célula bacteriana recombinante.