Biología

El genoma eucariota y procariota

Publicado por Pablo Morales

Diferentemente del genoma procariota, el ADN eucariota está organizado en unidades conocidas como cromosomas, los cuales contienen segmentos de copias únicas (genes) y diferentes familias de ADNs repetitivos (la mayoría no genética).

Vale la pena recordar que el número de cromosomas puede variar desde 2n=2, como en la Parascaris univalens, hasta números bastante más elevados, como en el hombre 2n=46, o en el girasol salvaje Helianthus Pauciflorus, donde 2n=102.

Es importante resaltar también que el número de cromosomas puede ser constante o variar entre especies próximas y en pocos casos, el mismo puede suceder entre poblaciones de la misma especie.

Pero cual es la importancia de los cromosomas? En primer lugar, es en estas estructuras que los segmentos genéticos y no genéticos se encuentran localizados. En segundo lugar, especies que se reproducen sexualmente necesitan de un nivel de organización elevado, para que los cromosomas homólogos puedan reconocerse en la meiosis, intercambiar segmentos en el proceso de permuta genética y generar gametos viables.

Además de una distribución correcta de los cromosomas en los gametos, este proceso garantiza combinar en los hijos las características de los padres, lo que permite la generación de tantos tipos diferentes de individuos dentro de una misma especie. Partiendo del supuesto que en los cromosomas están localizados los diversos tipos de familias de ADN, podemos retornar a la explicación de cómo estos se organizan.

El ADN de copia única corresponde a aquellos segmentos genéticos que codifican la producción de casi todas las proteínas estructurales y funcionales necesarias para el metabolismo y el desarrollo de los organismos. Los ADN repetitivos, o sea, aquellos cuya secuencia de nucleótidos se reputen, pueden o no contener.

Como ejemplos de familias génicas, citamos los genes de las globinas, como alfa y beta-hemoglobina en los hematíes y la mioglobina de los músculos.

Estas familias génicas con carácter repetitivo probablemente fueron seleccionadas a lo largo de la evolución biológica en consecuencia de las ventajas conferidas a los portadores de genes duplicados. Por ejemplo, cuando duplicamos un gen, una de las copias puede acumular mutaciones a lo largo del tiempo. Por pura casualidad, esto puede resultar en modificaciones en el funcionamiento de esos genes, permitiendo que ellos adquieran nuevas funciones dentro de la célula. En cuanto esto, la copia original continúa desempeñando su función antigua.

Esto fue lo que probablemente sucedió con la familia de las globinas citadas anteriormente. O entonces esas copias extras pueden mantenerse inalteradas por el hecho de estas permitir la producción de una cantidad elevada de productos muy requeridos en el metabolismo celular.

En este caso, las copias extras se vuelven sus portadores biológicamente más eficientes para determinadas características.

El ejemplo más clásico de esto es el de los genes que codifican las ribonucleoproteínas formadoras de los ribosomas. Cada célula necesita de  innumerables ribosomas para hacer la traducción de ARN mensajero en polipéptidos y por consecuencia en proteínas.

Vale la pena recordar que sin los ribosomas en el citoplasma no hay proteínas y sin ellas no existe actividad celular.

Todos los ribosomas presentes en el citoplasma son teóricamente iguales y producidos a partir de un pequeño grupo de genes que son repetidos centenas de veces en el núcleo de las células, ocupando regiones de uno o más pares de cromosomas homólogos.

Esos segmentos se llaman ADNr (de ribosómico) y cuando son transcriptos, forman ARNr, que aliados a las proteínas específicas, forman los ribosomas.

Existen otros grupos o familias de ADN pobres en genes codificadores de ARN mensajero y que se repiten millares de veces en los más diferentes genomas eucariotas.

Sabemos hoy que el contenido del ADN varía mucho cuando comparamos diferentes organismos, independientemente de ser animales o vegetales.

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