Cromosoma homólogo
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Cromosomas homólogos se compone de un cromosoma paterno y uno materno que se unen dentro de una célula durante la meiosis, que ocurre en la reproducción sexual. El término cromosoma fue acuñado en 1889 por el anatomista alemán Wilhelm von Waldeyer-Hartz. Se deriva del griego khrōma, que significa «color», ya que se tiñe fácilmente con tintes básicos. Sinónimo: homologue.
Sumario
Concepto
Mezcla de ADN y de proteínas, los cromosomas contienen toda la información genética del organismo. Los cromosomas homólogos son cromosomas del mismo tamaño, de la misma forma y con la misma disposición de los genes.
En la biología, los cromosomas homólogos se conocen como ``cromosomas pares´´. Esto quiere decir que sin duda alguna cuentan con la misma secuencia de genes, loci, lo que significa (posición del gen), esta es la ubicación del centrómero y longitud cromosómica.
Sin embargo, aunque ellos pueden tener la misma secuencia genética y loci, pueden diferir en alelos. El par homólogo está compuesto por un cromosoma paterno y un cromosoma materno. Estos cromosomas se emparejan durante la meiosis, pero no durante la mitosis.
Características
Los cromosomas sexuales, desde el punto de vista de la homología, son una excepción. Ambos pueden tener un origen distinto, pero poseer regiones de homología que los hace comportarse como cromosomas somáticos durante los ciclos de división celular.
Obviamente, pares de cromosomas particulares de distintas especies estrechamente relacionadas también son homólogos filogenéticamente hablando. Sin embargo, han recombinado y cambiado tanto que es muy difícil que los mismos cromosomas de diferentes especies sean completamente homólogos.
Lo más probable es que al comparar los cromosomas de dos especies la homología sea un mosaico. Es decir, un cromosoma de una especie compartirá grandes o pequeñas regiones homólogas con distintos cromosomas de la otra.
Fuentes de cambios cromosomales
Las mutaciones en el cromosoma se pueden experimentar a dos grandes niveles: cambios en número, y cambios en estructura.
Los cambios con respecto a la secuencia se analizan en el gen (y genoma) y nos dan una idea del parecido en contenido informacional entre genes, genomas y especies. Los cambios en número y estructura nos permiten evidenciar semejanzas y diferencias en la organización, bien sea analizando cromosomas individuales o todos en su conjunto.
Cambios de ploidía
Los cambios en número de los cromosomas de un individuo que afectan uno o pocos cromosomas se denominan aneuploidias. Por ejemplo, un individuo con 3 cromosomas 21 en lugar de dos, se dice que presenta una trisomía.
Una trisomía del cromosoma 21 es la causa más frecuente del Síndrome de Down. Por otro lado, una hembra de la especie humana con un solo cromosoma X también es aneuploide para ese cromosoma. Las mujeres XO presentan lo que se conoce como Síndrome de Turner.
Los cambios que afectan el número básico de cromosomas de una especie se denominan euploidias. Es decir, hay una repetición del conjunto de cromosomas haploides de la especie.
Si son dos, el organismo es diploide, como ocurre con la mayoría de las especies que presentan reproducción sexual. Si presentan tres, el organismo es triploide. Si presenta cuatro, tetraploide, y así sucesivamente. Esto es muy común en plantas y ha sido fuente importante de cambios evolutivos en este grupo de organismos.
Rearreglos Cromosonales
Los cromosomas individuales pueden presentar también ciertos tipos de rearreglos que pueden generar grandes consecuencias tanto para el individuo como para la especie. Estos cambios incluyen a las deleciones, inserciones, traslocaciones, fusiones e inversiones.
En las deleciones, porciones del cromosoma se pierden completamente, dando así origen a alteraciones en los ciclos de división meiótica con la consecuente producción de gametos posiblemente inviables.
La carencia de regiones de homología es la causa de eventos de recombinación anormales. Lo mismo ocurre en el caso de las inserciones, ya que la aparición de regiones en uno y no otro cromosoma tienen el mismo efecto en la generación de regiones no completamente homólogas.
Un caso particular de adición es el de la duplicación. En este caso, se agrega a una región del cromosoma una porción de ADN que se genera en el mismo. Es decir, se copia y se pega al lado de la fuente de la copia. En la historia evolutiva de los cromosomas, las duplicaciones en tanda han jugado un papel fundamental en la definición de las regiones centroméricas.
Otro modo de cambiar parcialmente la homología entre dos cromosomas es por aparición de regiones invertidas. La información de la región invertida es la misma, pero su orientación es opuesta a la del otro miembro del par.
Esto obliga a los cromosomas homólogos a aparearse de manera anormal, dando origen a otro tipo de rearreglos adicionales en los gametos. Los productos meióticos de estas meiosis podrían no ser viables.
Una región cromosómica completa puede migrar de un cromosoma a otro en un evento que se denomina traslocación. Curiosamente, las traslocaciones pueden ser promovidas por regiones altamente conservadas entre cromosomas no necesariamente homólogos. Finalmente, existe también la posibilidad de observar fusiones entre los cromosomas.
Homología y Similitud de secuencia
Si son homólogas, dos regiones de ADN deben tener una alta similitud en la secuencia. En todo caso, aquí nos interesa puntualizar que la homología es un término absoluto: se es homólogo o no. La similitud, por el contrario, es medible.
Es por ello que, en la secuencia, dos genes que codifican para lo mismo en dos especies distintas pueden presentar una similitud de, por ejemplo, 92%. Pero decir que ambos genes son 92% homólogos es un error conceptual en biología.
