Caracteres y Variación en los Seres Vivos
Las características que nos permiten distinguir a un individuo de otro reciben el nombre de caracteres.
Tipos de Caracteres
- Caracteres morfológicos: son los que se refieren al aspecto físico (por ejemplo, el color de ojos o la altura).
- Caracteres fisiológicos: afectan al funcionamiento del organismo y son más difíciles de observar (por ejemplo, el grupo sanguíneo o la presencia de ciertas enzimas).
Variación Discontinua y Continua
- Variación discontinua: si el carácter puede usarse para clasificar a los miembros de una especie en dos o más grupos distintos, se denominan caracteres cualitativos.
- Variación continua: si las diferencias que se aprecian entre unos individuos y otros son muy pequeñas y graduales, se denominan caracteres cuantitativos.
Caracteres Hereditarios y Adquiridos
- Caracteres hereditarios: se transmiten de generación en generación, aunque no aparecen necesariamente en todas las generaciones (por ejemplo, el color de la piel o el pelo).
- Caracteres adquiridos: no se transmiten a los descendientes (por ejemplo, una cicatriz o el desarrollo muscular por ejercicio).
La Herencia Genética
¿Qué heredamos de nuestros progenitores?
La especie humana se reproduce de forma sexual. En esta manera de procreación, un gameto procedente del padre, el espermatozoide, se fusiona con otro de procedencia materna, el óvulo, para formar una célula huevo o cigoto. En la célula huevo no están los caracteres hereditarios como tal, sino la información necesaria para que estos caracteres aparezcan en el nuevo individuo. Esta información se denomina información hereditaria o genética.
Proceso de Fecundación
- El espermatozoide alcanza el óvulo.
- La cola del espermatozoide se degrada.
- Los núcleos de ambos gametos se fusionan.
- Así se forma el núcleo de la célula huevo.
- Se produce la primera división de la célula huevo.
Los Cromosomas: Portadores de la Información Genética
El componente principal del núcleo celular son los filamentos de cromatina, que se transforman en cromosomas durante la división celular. Los cromosomas de todas las células de un organismo, excepto los de las reproductoras, son idénticos en forma, tamaño y número.
Estructura del Cromosoma
- Cromátidas: unidades longitudinales que forman el cromosoma. Aparecen «duplicadas» y se mantienen unidas por el centrómero.
- Centrómero: estrechamiento del cromosoma que divide a las cromátidas en dos brazos de igual o diferente longitud.
El Cariotipo Humano
El conjunto de cromosomas de una célula o de un individuo se denomina cariotipo. También se utiliza este término para referirse a la disposición ordenada de estos cromosomas según su tamaño y forma.
Al construir el cariotipo de una célula se observa que, con frecuencia, sus cromosomas se pueden agrupar de dos en dos debido a que tienen un aspecto muy parecido. Los cromosomas que forman cada pareja se conocen como cromosomas homólogos, y las células cuyos cromosomas se pueden agrupar por parejas de homólogos se denominan células diploides. El número de cromosomas diploides se representa como 2n.
Las células somáticas humanas, es decir, las que componen el cuerpo, son diploides y sus cromosomas se pueden agrupar por parejas de homólogos.
- En los hombres: 44 cromosomas constituyen 22 parejas de cromosomas homólogos. La pareja número 23 la forman dos cromosomas muy diferentes: uno grande con forma de X (cromosoma X) y otro pequeño con forma de Y (cromosoma Y).
- En las mujeres: los dos cromosomas de cada pareja son homólogos. La pareja 23 la forman dos cromosomas X.
A los cromosomas de la pareja número 23 se les denomina cromosomas sexuales, mientras que a las 22 parejas restantes se les denomina autosomas.
Cromosomas, Genes y Caracteres
En la especie humana, el cromosoma Y lleva la información que hace masculino a un embrión; en ausencia de este cromosoma, el embrión se desarrolla como mujer. La porción de cromosoma que contiene la información para un carácter recibe el nombre de gen, y el conjunto de genes de un individuo o una especie se denomina genoma.
División Celular: La Mitosis
La mitosis asegura que los núcleos de las células hijas reciban un conjunto de cromosomas idéntico al que llevaba la célula madre.
Fases de la Mitosis
- Profase: la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles. Cada uno de los cromosomas es doble, formado por dos cromátidas idénticas unidas por el centrómero.
- Metafase: los cromosomas, muy condensados, más cortos y gruesos, se disponen en un plano central, el ecuador de la célula.
- Anafase: en cada uno de los cromosomas, el centrómero se escinde y las cromátidas se separan. De las dos cromátidas, una se desplaza hacia un extremo o polo de la célula y la otra hacia el extremo opuesto.
- Telofase: una vez en los respectivos polos, los cromosomas hijos se rodean de una nueva membrana nuclear y se completa la división del núcleo.
La División del Citoplasma (Citocinesis)
En las células animales, el citoplasma se divide por estrangulamiento. En las vegetales, lo hace a través de la formación de un tabique o fragmoplasto que dará origen a la pared que separa a las células vecinas.
El Ciclo Celular
La Duplicación del ADN Precede a la Mitosis
Una célula que se divide transmite a cada una de sus dos células hijas un conjunto completo de cromosomas. Más tarde, cuando una de las células hijas se divide, origina a su vez dos células que también llevan un conjunto completo de cromosomas cada una. La duplicación del material genético sucede durante la interfase.
Los Cromosomas en el Ciclo Celular
El ciclo celular garantiza:
- La duplicación del material genético antes de la división celular.
- El reparto equitativo entre las células hijas de las copias producidas, que tiene lugar durante la mitosis.
Estado del cromosoma durante el ciclo:
- Cromosomas invisibles con una cromátida (Interfase G1).
- Cromosomas invisibles con dos cromátidas (Interfase S y G2).
- Cromosoma visible con dos cromátidas (Profase y Metafase).
- Cromosoma visible con una cromátida (Anafase y Telofase).
Células Especializadas y Células Madre
- Células diferenciadas: tienen estructuras y funciones muy diversas y constituyen las células especializadas que forman los tejidos del cuerpo, como las células musculares o nerviosas. Pierden la capacidad de multiplicarse y originar nuevos tipos de células.
- Células madre: tienen la capacidad de multiplicarse y originar nuevos tipos de células.
Tipos de Células Madre
- Totipotentes: capaces de generar todos los tipos celulares del cuerpo adulto. Pueden originar un organismo completo, como el cigoto.
- Pluripotentes: pueden producir cualquiera de los tipos celulares de un organismo, pero no el cuerpo completo.
- Multipotentes y unipotentes: pueden generar unos pocos tipos de células o solamente uno. Se hallan en el feto y en el adulto.
Aplicaciones de la Clonación
Mediante la clonación se pueden obtener:
- Animales que presentan alguna característica que interesa preservar.
- Animales en peligro de extinción.
- Nota: La clonación de seres humanos con fines reproductivos plantea serios debates éticos.
División Celular por Meiosis
Los gametos se generan a partir de células diploides mediante una forma especial de división que se denomina meiosis. En la meiosis, de una célula madre se obtienen cuatro células hijas con la mitad de cromosomas.