CROMOSOMAS: Qué son los cromosomas y por qué son importantes

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Los cromosomas son elementos esenciales para la expresión y transmisión del material hereditario. Como pequeñas bibliotecas moleculares, contribuyen a tener la información genética de cada organismo organizada, accesible y protegida dentro de cada una de sus células.

En este post os contamos qué son, cuál es su estructura, cuál es su función y cómo se clasifican.

 

Qué son los cromosomas

Los cromosomas son estructuras en el interior de la célula que contienen la información genética.

Su nombre significa “cuerpo de color” y procede de la palabra griega chróma, que significa “color”, y “soma”, que significa cuerpo. ¿Por qué se llaman así? Porque se tiñen fuertemente con algunos colorantes utilizados para teñir muestras biológicas, Esta observación hizo que los primeros científicos en observarlos los llamaran literalmente “cuerpos coloreados” o cromosomas.

Cada cromosoma de nuestras células está formado por una molécula de ADN, asociada a ARN y proteínas.

 

Estructura y función de los cromosomas

Células en división. Los cromosomas, en morado, se han duplicado y la separación de los dos juegos hacia las correspondientes células hijas es dirigida por las fibras del citoesqueleto (en verde). Imagen: Nasser Rusan, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health.

Las moléculas de ADN que conforman nuestro genoma (o el de otros organismos) no se encuentran de forma libre en las células. Sería poco práctico y muy caótico, algo así como tener metros de hilo de lana sueltos sin organizar en una caja de zapatos. Gracias a los cromosomas, las moléculas del ADN están empaquetadas de forma organizada, lo que facilita el funcionamiento del genoma y su correcta transmisión cuando las células se dividen.

En los cromosomas la estructura y la función están fuertemente unidas. Por ejemplo, la actividad del ADN, es decir, qué genes se expresan y qué genes no, depende en muchos casos de cómo de accesible es la molécula del ADN a las proteínas que participan en la expresión de los genes.

La estructura de los cromosomas está determinada por la interacción del ADN con diversas proteínas que facilitan la mayor o menor compactación. Según las necesidades de la célula o circunstancias fisiológicas del momento puede ser necesaria una mayor o menor compactación.

Una característica de los cromosomas es que no siempre se presentan con la misma estructura. La mayor parte del tiempo los cromosomas están desplegados, como una larga fibra de ADN con proteínas.

La forma en X que solemos asociar a los cromosomas se manifiesta únicamente durante un corto periodo de la división celular. No obstante, ese corto periodo en el que están muy compactados es muy relevante, ya que, en esa etapa, los cromosomas son esenciales para que el material hereditario se distribuya de forma correcta y equilibrada entre las células hijas durante la división celular.

 

  • ¿Cómo se llega de una hebra de ADN al cromosoma en forma de X característico?

La estructura de cada cromosoma está fuertemente organizada y es producto de diferentes niveles de compactación.

  • El nucleosoma es la unidad fundamental de compactación del ADN y consiste en un fragmento de ADN de doble cadena de longitud fija que rodea un núcleo de ocho proteínas llamadas histonas.

Cada nucleosoma se conecta al siguiente por un fragmento de ADN, formando una cadena de nucleosomas similar a un collar de perlas. Este nivel de compactación permite que el ADN pueda copiarse durante la replicación o expresar sus genes a través de la transcripción.

  • En el siguiente nivel de compactación la cadena de nucleosomas se enrolla formando un solenoide. En este nivel el ADN está tan compactado que se dificulta la replicación y la transcripción.
  • Los solenoides se compactan nuevamente en fibras de 300 nm que pueden condensarse todavía más hasta dar lugar a los conocidos brazos de los cromosomas.

La compactación final del ADN en el cromosoma es de 500 veces.

Esquema que muestra el empaquetamiento del ADN hasta dar lugar a los cromosomas. Imagen: Rosario García, Genotipia.
  • ¿Todos los cromosomas son iguales?

La forma y número de los cromosomas varían entre diferentes especies. Los cromosomas presentes en las células y los animales son lineares y hay más de uno en cada célula. De hecho, suelen ir por pares. Por ejemplo, en la especie humana la mayor parte de las células (es decir, todas menos los gametos) tienen dos copias de cada cromosoma no sexual (también llamados cromosomas autosómicos) y un par de cromosomas sexuales que pueden ser iguales o diferentes.

Los humanos se caracterizan por tener 23 pares de cromosomas. Ese número es característico de la especie. Los chimpancés y gorilas tienen 24 pares de cromosomas (48 en total) y los ratones tienen  20 pares (40 cromosomas en total).

Los cromosomas bacterianos, por otra parte, son circulares y suele haber un único cromosoma principal en cada célula bacteriana.

cromosomas
Cromosomas humanos ordenados por tamaño y tipo. DOI: 10.1371/journal.pbio.0030157

  • ¿Qué elementos se distinguen en los cromosomas?

Una parte importante del cromosoma es el centrómero, región más estrecha del cromosoma a la cual se unen las fibras del huso mitótico durante la división.

Los centrómeros definen la estructura y forma de los cromosomas, que se clasifican según su posición relativa (la del centrómero) hacia un extremo o en el centro del cromosoma.

El centrómero divide al cromosoma en dos brazos. El más largo se denomina q y el más pequeño se conoce como p. Así, en función de la longitud de los brazos de los cromosomas definida por la posición del centrómero encontramos:

  • Cromosomas metacéntricos, que tienen los dos brazos de igual tamaño.
  • Cromosomas submetacéntricos, que tienen un brazo de mayor tamaño que el otro.
  • Cromosomas telocéntricos, en los que el centrómero está más desplazado y en los que el brazo pequeño mucho más corto que el brazo largo.
  • Cromosomas acrocéntricos en los que el centrómero está tan desplazado hacia un extremo que prácticamente no tienen brazos pequeños.
Clasificación de los cromosomas según la posición del centrómero. Imagen: Rosario García, Genotipia.

Otro componente muy importante de los cromosomas son los telómeros, estructuras localizadas al final de los cromosomas.

Los telómeros están formados por secuencias repetitivas de ADN y tienen diversas funciones como:

  • Proteger los extremos terminales de los cromosomas y mantener la estabilidad del genoma.
  • Facilitar la replicación del material hereditario cromosoma. Cada vez que el ADN se replica, su longitud se acorta algunas unidades. Gracias a las múltiples secuencias repetitivas de los telómeros (de media hay unas 3000 repeticiones) las consecuencias de este acortamiento no son mayores. Existe una enzima denominada telomerasa que se encarga de mantener los telómeros y añadir la secuencia repetitiva a sus extremos. No obstante, esta enzima solo está activa durante la etapa embrionaria en la que las células se dividen mucho y en algunos tejidos. Por esta razón, con la edad los telómeros pueden acortarse lo que puede llegar a repercutir en la función de las células.
cromosomas
Preparación de cromosomas donde están marcados los telómeros. Hesed Padilla-Nash and Thomas Ried, National Cancer Institute, National Institutes of Health.
  • ¿Cuáles son las funciones de los cromosomas?

La función principal de los cromosomas es contener, preservar y organizar el material hereditario.

De forma más detallada podemos considerar como funciones:

  • Soporte de la información genética.
  • Empaquetamiento y protección del ADN. Los cromosomas facilitan la compactación del ADN en el interior del núcleo. Además, las proteínas asociadas que facilitan la protección frente a agentes químicos y las estructuras como los telómeros contribuyen a preservar el ADN.
  • Facilitar la correcta transmisión del material hereditario. La estructura compactada de los cromosomas durante la división celular facilita que las células hijas resultantes tengan el material hereditario correcto. Si volvemos a la comparación del ADN con una madeja de lana, es mucho más fácil repartir de forma equitativa madejas de lana enrollada que los hilos sueltos.
  • Facilitar la replicación y expresión del genoma.
  • Preservar el material hereditario no solo durante la división sino también a través de estructuras como los telómeros.

 

Los cromosomas y la división celular

En la división celular los cromosomas se condensan y la molécula de ADN unida a proteínas y ARN forma una cromátida.

Una fase previa a la división celular es la replicación o copia de todo el material hereditaria por lo que al inicio de la división cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.

Al final de la mitosis las cromátidas se separan y forman dos cromosomas independientes, que se distribuyen de forma equitativa entre las células hijas resultantes.

Etapas de la división celular.

 

 

 

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83 comentarios de “CROMOSOMAS: Qué son los cromosomas y por qué son importantes

    • Genotipia dice:

      Hola Samuel, los cromosomas son importantes porque son las estructuras en las que se organiza el material genético en las célula. Contienen las instrucciones para producir los diferentes componentes de la célula responsables de su mantenimiento.

      ¡Un saludo!

  1. César dice:

    No me queda muy claro eso del ARN. ¿En qué parte del cromosoma hay ARN, si el nucleosoma está formado únicamente por fibras de ADN?

    • Genotipia dice:

      Hola César:

      Hay diferentes tipos de ARN no codificante asociado a los cromosomas, con funciones reguladoras del genoma, principalmente durante la interfase.
      Por ejemplo, la inactivación de uno de los dos cromosomas X en las células con dotación cromosómica XX, se realiza gracias a un ARN no codificante.
      Tienes más información en este artículo: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4918761/

      ¡Un saludo!

      ¡Un saludo!

  2. Gerardo González dice:

    Por fin. Aquí vine a encontrar que los cromosomas solo están representados como X cuando está en función el proceso del ciclo celular. Necesitaba que una página lo dijera así, claramente, porque es la idea que te venden en las representaciones por todos lados.

    • Genotipia dice:

      Efectivamente. Solemos tener en la cabeza la forma más compactada de los cromosomas, pero la mayor parte del tiempo el material hereditario está más relajado. ¡Un saludo!

    • Genotipia dice:

      ¡Hola!

      Los cromosomas son la forma que tienen las células de organizar su material hereditario, que contiene las instrucciones necesarias para producir las proteínas y muchos otros elementos de la célula.

      Su función principal es preservar el material hereditario y garantizar que se distribuye de forma correcta de la célula madre a las descendientes durante la división celular.

      Cuando la célula no se está dividiendo, se localizan en el núcleo de la célula.

      ¡Un saludo!

    • Genotipia dice:

      Hola Aurora:

      Las proteínas de los cromosomas tienen función estructural (ayudar a compactar el ADN en la forma de cromosomas para facilitar su transmisión en la división celular) y funcional (contribuyen a regular la expresión y reparación del ADN a través de su papel en favorecer más o menos el acceso de la maquinaria proteica responsable al ADN).

      ¡Un saludo!

        • Genotipia dice:

          Hola Sofía:

          Los cromosomas se localizan en el núcleo de las células cuando estás no se están dividiendo. Durante el proceso de división la membrana nuclear se fragmenta y durante un tiempo quedan en el citoplasma. Lo puedes ver en la figura de la mitosis de este post, donde el núcleo está representado en amarillo.

          Las oficinas de Genotipia están en Valencia, España.

          ¡Un saludo!

  3. Ester dice:

    De verdad que muy buena explicación… como ahora estamos en clases por casa
    me ayudo para ganarme ciertos PUNTOS
    GRACIAS…!!!!
    y que DIOS TE BENDIGA…!!!!

    • Genotipia dice:

      Hola Ruth:

      El cromosoma Y está presente en todas las células somáticas (del cuerpo) de las personas con dotación cromosómica XY, es decir, aquellas personas con sexo biológico masculino.

      ¡Un saludo!

    • Genotipia dice:

      Hola Sofía:

      Los cromosomas no presentan la misma organización siempre. Durante la interfase, son estructuras relajadas y menos compactadas. Esto permite la expresión génica.
      Sin embargo, durante la división, la cromatina que los conforma se organiza y compacta, adquiriendo la forma de bastones característica.

      ¡Un saludo!

      • Genotipia dice:

        Hola María:

        Es como un ovillo de lana, el cromosoma haría referencia al ovillo ordenado y compactado, mientras que la cromatina sería la hebra de lana suelta y sin organizar. En esencia son lo mismo pero en diferente formato.

        ¡Esperamos haberte ayudado!

        ¡Un saludo!

    • Genotipia dice:

      Hola Sonia:

      Una célula sin cromosomas o material hereditario no sería capaz de producir las proteínas que necesita para su correcto funcionamiento y supervivencia a largo plazo. No podría reponer las proteínas que dejan de funcionar y eventualmente moriría.
      ¡Un saludo

  4. Elizabeth Hernández dice:

    Hola, el contenido es súper bueno… aunque tengo una duda.
    ¿qué tipos de cromosomas metacentrico, submetacentrico, acrocentrico y telocentrico están en los humanos?
    ¿Acaso estan los 4 tipos de cromosomas en los humanos?

  5. Juanita dice:

    Buenísimo, me quedó todo muy claro. Sin embargo me surge una duda sobre las proteínas. ¿Qué son?, ¿En que parte de la célula se encuentran? y ¿Qué función cumplen?

    • Rubén Megía González (Coordinador del área de formación) dice:

      Hola Juanita,

      Las proteínas son un tipo de moléculas que se encuentran en casi todo nuestro organismo. Ellas forman y mantienen estructuras, catabolizan nuestras reacciones químicas y llevan a cabo otras acciones (p.e. transporte de vesículas, contracción muscular, etc).

    • Genotipia dice:

      Hola Jessie:
      Los cromosomas son estructuras en el interior de la célula que contienen la información genética.
      Un elemento genético puede ser un fragmento de ADN con una función (codificar una proteína, regular la expresión de los genes…) o características concretas (ADN repetitivo, variante genética…).

      ¡Un saludo!

  6. Vivian Rangel dice:

    ¡Gracias! Esta excelente, un texto claro y bastante fácil de entender.
    Tengo una pregunta ¿Cual es la diferencia del cromosoma X y el cromosoma Y?

  7. Amber dice:

    Holaaa, tengo una duda gigante. Los cromosomas metacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico y telocéntrico. Tienen las mismas partes (telometro, brazo corto, brazo largo, satélite, etc.) nada más cambia de lugar el centrómero?

    • Genotipia dice:

      Hola Amber:

      En los cromosomas telocéntricos, al estar el centrómero prácticamente en un extremo, no hay brazo pequeño. Por lo demás, tienen los mismos elementos.

      ¡Un saludo!

    • Rubén Megía González (Coordinador del área de formación) dice:

      Hola Valentina,

      El principal problema de la cosanguinidad es que los descendientes pueden heredar con mayor probabilidad enfermedades mendelianas de carácter recesivo (las que se producen por la presencia de dos copias alteradas de un mismo gen).
      Esto se produce porque, al ser familiares, son más parecidos genéticamente, comparten más variaciones genéticas iguales y por lo tanto hay más probabilidades de que ambos progenitores trasmitan a sus hijos variantes genéticas causantes de enfermedades que solo dan lugar a enfermedad cuando se heredan de forma conjunta.

      Si quieres leer más sobre la cosanguinidad, tenemos un post que habla de la dinastía Habsburgo y los efectos de la consanguinidad en poblaciones humanas.

  8. samuel madrid agudelo dice:

    neseito saber cual es la importancia de los cromosomas con la meiosis y con la mitosis porfavor me dan una respuesta muchas gracias

  9. Juan dice:

    Buenas noches, quisiera me ayuden con una duda.
    En los procesos de meiosis I y II al final cuando se obtiene el ovulo y espermatozoide estos son celulas haploides y sabemos que contienen 22 autosomas y 1 cromosoma sexual, la pregunta es cuantas cromatidas tienen estas celulas?

    Muchas gracias.

    • Genotipia dice:

      Hola Juan:

      Una cromátida es cada una de las dos mitades idénticas de un cromosoma duplicado (que se prepara durante la división). Aunque se llaman cromátidas en esencia son copias completas del cromosoma correspondiente. Se utiliza está definición en un momento muy concreto de la división, para indicar que son copias del mismo cromosoma. Los gametos no tienen propiamente cromátidas, sino cromosomas, una copia de cada uno (que sería equivalente a una cromátida). No obstante, si extendiéramos la definición de cromátida a cualquier momento, los gametos tendrían 23 cromátidas (22 de autosomas y 1 de cromosoma sexual).

      ¡Un saludo!

      • José Armando dice:

        Hola, amigos de Genotipia. Con respecto a lo que señalan en su respuesta, quisiera saber cómo es que se forma la segunda cromátida. Es decir, entiendo que, para iniciar los procesos de mitosis y meiosis, los cromosomas se duplican, pero quisiera saber cómo es que ocurre dicho proceso de duplicación.

        Agradezco su respuesta.

  10. Haidelin dice:

    Una celula que tiene un solo cromosoma se le conoce como: a) diploide b) haploide c) simple d) compuesta. Es para un cuestionario por favor

    • Genotipia dice:

      Hola Alex:

      Los cromosomas son las estructuras en las que se organiza el material hereditario. Dan organización y estructura a las instrucciones genéticas que determinan el funcionamiento de las células. Además preservan esta información genética durante la división.

      ¡Un saludo!

    • Genotipia dice:

      Hola Oliver:

      Una clasificación habitual es considerar la longitud de los brazos de los cromosomas.
      Según la posición del centrómero se pueden clasificar en metacéntricos, si tienen ambos brazos de igual tamaño, submetacéntricos si un brazo es mayor, telocéntricos si el brazo pequeño es mucho menor que el brazo largo y acrocéntricos si no hay brazo pequeño.

      ¡Un saludo!

  11. karinex dice:

    buenas noches. quisiera que me respondieran lo siguiente.
    ¿cuál es la característica de los cromosomas que hacen diferentes y únicas a las especies?

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