Las 12 partes de los cromosomas (características y funciones)

Los cromosomas son estructuras altamente organizadas de ADN y proteínas que contienen la mayor parte de la información genética de un individuo. Veamos en qué partes se dividen.
Partes cromosomas

46 cromosomas. Este es el número de cromosomas que conforman el genoma humano. Todas y cada una de nuestras células tienen 23 pares de cromosomas en su núcleo, 22 pares autosómicos y 1 par sexual (X e Y), de los cuales la mitad proceden del padre y la otra mitad, de la madre.

Los seres humanos somos el resultado de la interacción entre los 30.000 genes de nuestro genoma y el ambiente, el cual determina la expresión genética. Pero sea como sea, estos genes se encuentran repartidos por los cromosomas, un concepto vital en biología y citogenética.

Los cromosomas son cada una de las estructuras altamente organizadas de ADN y proteínas que contienen la mayor parte de la información genética de un individuo, siendo especialmente importantes para que la división celular culmine con una distribución fiel de los genes.

Pero, ¿qué son exactamente los cromosomas? ¿Cuál es su función? ¿Por qué partes están formados? Si quieres encontrar la respuesta a esta y otras muchas preguntas, has llegado al lugar adecuado. En el artículo de hoy nos sumergiremos en los secretos de los cromosomas, las estructuras clave de la genética.

¿Qué son los cromosomas?

“Cromosoma” es un concepto que procede del griego chroma (color) y soma (cuerpo), haciendo alusión a cómo estas estructuras celulares se tiñen de color oscuro haciendo uso de los tintes en laboratorios de citogenética. Pero más allá de este interesante origen etimológico, veamos qué son exactamente.

Los cromosomas son, en esencia, paquetes de ADN altamente ordenados que se encuentran en el interior del núcleo de las células. Se trata de estructuras con apariencia de hilo (que va cambiando dependiendo de en qué fase del ciclo celular nos encontremos) ubicadas dentro del núcleo celular que contienen la mayor parte de la información genética de ese individuo.

En este sentido, los cromosomas son cada una de las estructuras altamente organizadas que, estando formadas por ADN y proteínas que permiten su cohesión (la forma más reconocida es la que se da durante la división, cuando hay que empaquetar al máximo el ADN y adquieren su tradicional morfología de X), sirven como regiones de empaquetado de genes.

Cada cromosoma está compuesto de unas proteínas combinadas con una sola molécula de ADN (una sucesión de nucleótidos) y son estas proteínas las que determinan su grado de compactación. Y es que por sorprendente que parezca, si lo pusiéramos en línea, nuestro genoma mediría aproximadamente 2 metros. Y esto solo el de una célula. Si juntáramos todo el ADN de todas nuestras células, este mediría más de 100.000 millones de km.

Estos cromosomas, mediante la acción de las proteínas de tipo histona (pequeñas proteínas de carga positiva, cosa que facilita su unión al ADN), permiten que este se compacte en una maraña de hebras de ADN que quepan dentro del microscópico núcleo de nuestras células. Tenemos que condensar 2 metros de ADN dentro de un núcleo con un tamaño de unos 2 micrómetros (la millonésima parte de un metro). E incluso, cuando llega el momento de dividir la célula, esta maraña inicia un asombroso proceso de condensación para dar lugar a los cromosomas con su forma característica de X.

Los seres humanos somos diploides, lo que significa que nuestro genoma está conformado por pares de cromosomas: la mitad del padre y la otra mitad de la madre. Tenemos 23 pares de cromosomas homólogos, los cuales tienen los mismos genes situados en el mismo lugar que su “pareja” pero con una información genética distinta. En estos 46 cromosomas totales están condensados los 30.000 genes que dan lugar a nuestra información genética.

Sea como sea, estos cromosomas son esenciales para que, a lo largo del ciclo celular, el ADN permanezca intacto, esté distribuido de forma uniforme y pueda estar lo suficientemente condensado como para caber en el núcleo de la célula. Al empaquetar el ADN en estas estructuras, nos aseguramos de que, durante la división mitótica, este se copie y se reparte de forma adecuada.

Cuando hay problemas en su morfología o en el número total de cromosomas (porque no se han distribuido bien), surgen las conocidas como anomalías o mutaciones cromosómicas, que son alteraciones en la estructura de los cromosomas o bien modificaciones en el número normal de esto que pueden derivar en distintos tipos de enfermedades.

Qué son cromosomas

¿Cuál es la estructura de los cromosomas?

Recapitulando, un cromosoma es una estructura presente en el núcleo de la célula donde el ADN se asocia con proteínas de tipo histona que permiten una condensación suficiente de los ácidos nucleicos para contener, de forma intacta y uniforme, la información genética de un individuo. Y ahora que ya hemos entendido esto, estamos más que preparados para ver por qué partes están formados los cromosomas.

1. Matriz cromosómica

La matriz cromosómica es una sustancia presente dentro de la película (una membrana externa que comentaremos al final) que, en principio, es el medio que contiene el cromonema, el cual analizaremos a continuación.

Decimos “en principio” porque, a pesar de que su existencia es plausible, esta no ha sido confirmada mediante estudios de microscopía electrónica y algunos científicos ponen en duda que realmente haya una matriz como tal. Sea como sea, sería, para entendernos, una especie de “gelatina” que recubre a los cromosomas.

2. Cromonemas

Un cromonema es cada uno de los filamentos que conforman las cromátidas (cada una de las dos unidades longitudinales del cromosoma), siendo estructuras filamentosas compuestas de ADN y proteínas. Cada cromonema consiste de unas 8 microfibrillas y cada una de ellas, de una doble hélice de ADN.

Los dos cromonemas están estrechamente unidos, formando lo que parece un único filamento espiral de unos 800 Å (un angstrom es la millonésima parte de un milímetro) de anchura. Cuando la célula lo necesita, estos se enrollan y forman los cromómeros.

3. Cromómeros

Los cromómeros son unos gránulos que acompañan al cromonema a lo largo de su longitud. Son una especie de nudos que se perciben como regiones más densas dentro del filamento y, estando siempre en la misma posición dentro del cromosoma, parecen ser importantes a la hora de transportar los genes durante la división.

4. Centrómero

El centrómero es la cintura del cromosoma. Es la región estrecha del cromosoma que separa los brazos cortos de los largos. De todos modos, a pesar de lo que puede indicar su nombre, no siempre está exactamente en el centro. Es una constricción primaria en la que los dos cromonemas se unen y dividen al cromosoma en dos secciones o brazos, que analizaremos más adelante.

Cuando el centrómero está justo en el centro (no hay casi diferencia entre brazos cortos y largos), hablamos de cromosoma metacéntrico. Cuando está un poco más arriba o abajo del centro, de cromosoma submetacéntrico. Cuando está muy alejado del centro, de cromosoma acrocéntrico. Y cuando prácticamente está en el extremo del cromosoma, de cromosoma telocéntrico. También hay casos especiales en los que puede haber dos (dicéntrico) o más centrómeros (policéntricos) e incluso ausencia de este centrómero (acéntrico).

Centrómero

5. Telómeros

Los telómeros son los extremos de los cromosomas. Son secuencias altamente repetitivas no codificantes, lo que significa que los genes que presentan no codifican para proteínas. Son regiones del cromosoma que no aportan información genética, pero sí que son esenciales para darle resistencia y estabilidad.

Y es en ellos que se encuentra, en parte, el origen genético del envejecimiento. Con cada división celular, estos telómeros se van acortando, pues los cromosomas pierden porciones de sus extremos inevitablemente. Y esta reducción de los telómeros es lo que, por pérdida de estabilidad cromosómica, hace que las estirpes celulares vayan muriendo. Si pudiéramos encontrar una forma de evitar el acortamiento de los telómeros (algo que, a día de hoy, es pura ciencia ficción), estaríamos abriendo la puerta a una longevidad vital increíblemente alta.

6. Cinetocoro

El cinetocoro es una región proteica que surge en la prometafase del ciclo celular y que consiste en una estructura localizada en el centrómero. El cinetocoro es el lugar de anclaje para los microtúbulos del huso mitótico, siendo así una pieza fundamental para que, a través de este anclaje, los microtúbulos sitúen los cromosomas alineados en el centro vertical de la célula para así llevar la mitad a un polo de la célula y la otra mitad, al otro polo.

7. Constricciones secundarias

Como hemos dicho, el centrómero es la constricción primaria. Pero los cromosomas homólogos suelen tener otras constricciones adicionales conocidas como “secundarias”, representando aproximadamente el 0,3% del ADN del cromosoma. Se encuentran en los extremos de los brazos, generalmente en regiones donde se sitúan los genes encargados de transcribirse como ARN, siendo necesarias para la formación del nucléolo, por lo que también se conocen como “regiones de organización nucleolar”.

8. Satélites

Los satélites son regiones que presentan algunos cromosomas y que consisten en estructuras cromosómicas terminales más allá de las constricciones secundarias. En otras palabras, los satélites son segmentos distales separados del resto del cromosoma por una de las constricciones secundarias que hemos visto antes.

En el genoma humano, los cromosomas 13, 14, 15, 21, 22 e Y presentan satélites que, al estar asociados a las constricciones secundarias, se encuentran en el mismo sitio, por lo que son útiles como marcadores para identificar cromosomas determinados.

9. Cromátidas

Las cromátidas son cada una de las dos unidades longitudinales del cromosoma. Una cromátida está unida a su hermana a través del centrómero. En este sentido, una cromátida es cada una de las estructuras cromosómicas con forma de “barra” que se encuentra a uno de los dos lados del centrómero. Por lo tanto, es una división vertical.

En otras palabras, una cromátida es la mitad de un cromosoma duplicado, pues las cromátidas hermanas son copias idénticas formadas tras la replicación del ADN de un cromosoma que quedan unidas por un centrómero compartido. Además, en un plano horizontal, cada cromátida se puede dividir en dos brazos: uno por encima del centrómero y otro por debajo. Y como hay dos cromátidas, tenemos un total de cuatro brazos en el cromosoma que ahora veremos.

Cromátidas

10. Brazo corto

Los brazos cortos de un cromosoma son las divisiones horizontales de sus cromátidas. Excepto en los cromosomas perfectamente metacéntricos (con el centrómero justo en el centro), siempre habrá unos brazos que, por el plano horizontal de división, sean más pequeños. En este sentido, los cromosomas siempre suelen tener dos brazos más cortos (uno de cada cromátida) que se designan con la letra p.

11. Brazo largo

Que haya brazos cortos implica que también tiene que haber largos. Y así es. En cromosomas no perfectamente metacéntricos, cada cromátida tiene un brazo más largo que otro. Estos dos brazos largos (uno de cada cromátida) se designan con la letra q.

12. Película cromosómica

La película cromosómica es una envoltura que recubre todas las estructuras que hemos visto. Es una membrana externa del cromosoma muy delgada y formada por sustancias acromáticas, es decir, que no tienen color. Del mismo modo que sucedía con la matriz, no estamos convencidos de que exista dicha película.

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