Generalmente las bacterias se reproducen por

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CROMOSOMAS PROCARIONTES Y EUCARIONTE.
1.1
ESTRUCTURA
DE
LOS
CROMOSOMAS
PROCARIONTES
Y
EUCARIONTE.
El concepto de “los cromosomas”, son estructuras biológicas organizadas
que transmiten el material genético de una generación a otra. Son asimismo las
entidades clave de los fenómenos de variación, mutación, evolución y
regularización de la morfogénesis. En el caso de los virus, fagos y bacterias; en
donde se halla un cromosoma definido, podemos aceptar que el material
desoxiribonucleico representa el “cromosoma”.
El cromosoma en las células Procarióticas.
Generalmente las bacterias se
reproducen
por
reproducción
asexual, por división sencilla. La
célula se parte en dos células
hijas. Sin embargo, la duplicación
cromosómica
(fase
S)
y
la
división de la región nuclear (fase
M),
pueden
efectuarse
con
independencia de la división de la
célula, de manera que cualquier
célula puede tener de una a cuatro
o más regiones nucleares. Las
células bacterianas no poseen, ni
necesitan, un huso acromático,
pues no tiene una serie de cromosomas que se dividan y que deban separarse
cuidadosamente para las dos células hijas. Sin embargo, los dos cromosomas
hijos que se forman cuando se duplica el cromosoma único debe separarse
regularmente, uno para cada célula hija. Esto se logra por la conexión entre el
cromosoma y la membrana plasmática, quizá por vía de un meso soma (una
invaginación enrollada irregular y voluminosa de la membrana plasmática). El
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meso soma puede dividirse junto con el cromosoma, los meso somas de la
descendencia, unidos a la membrana plasmática, pueden emigrar en direcciones
contrarias, cada uno lleva un cromosoma hijo, de manera que los cromosomas
se separan regularmente para las células hijas. Así pues, la membrana
citoplasmática puede servir como un uso mitótico primitivo.
Los plásmidos se presentan como pequeños anillos de DNA satélites,
separados del gran cromosoma bacteriano. No se conoce bien la función
específica de estas estructuras; sin embargo, sus aplicaciones biotecnológicas
son sorprendentes. Se sabe que estas secuencias circulares de DNA portan
caracteres resistentes a ciertos antibióticos; que además, pueden ser
transmitidos de una bacteria a otra, incluso de diferentes especies. Esta cualidad
es la que los investigadores han utilizado para “transportar” ciertos genes de una
célula a otra, por mecanismos de ingeniería genética. Los estudios citológicos y
genéticos indican que en las bacterias ocurre un fenómeno semejante a la
reproducción sexual, en el cual dos células se unen y el material genético es
transferido de una a otra. En el proceso de conjugación varios genes son
transferidos juntos, lo cual sugiere que son transferidas grandes porciones del
genoma en lugar de segmentos pequeños, como ocurre en el proceso de
transformación.
El fenómeno de la transformación bacteriana, ha tenido gran importancia
para demostrar, no sólo que los genes se pueden transferir de una bacteria a
otra, sino también que el DNA es la base química de la herencia. Los genes
bacterianos son transformación, por:
 La captación de DNA desnudo o captación del gen desnudo;
 Conjugación, o unido a un plásmido; y
 También por infección viral o la llamada transducción.
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El proceso de conjugación requiere que dos tipos de células bacterianas
tengan macromoléculas complementarias en alguna parte de su superficie. El
reconocimiento mutuo origina el apareamiento. Se ha supuesto que en la
conjugación se forma cierto tipo de puente citológico entre las dos células,
proceso que tendría que incluir un cambio en la pared celular rígida. Datos más
recientes sugieren que el gen F+ origina la formación de centenares de pelos de
forma bacilar que irradian desde la superficie celular y que intervienen en la
transferencia del DNA.
El cromosoma en las células Eucarióticas.
En ellas, los cromosomas son visibles al microscopio ordinario, durante ciertas
etapas de la división celular (metafase y anafase) como cilindros compactos, de
tamaño y forma peculiares. Tienen consistencia sólida y se tiñen intensamente
con colorantes básicos como la hematoxina y la fucsina básica (reacción de
Feulgen
Entre
los
Eucariontes,
todos
los
cromosomas están formados por dos
brazos de dimensiones variables, pero
distintivo de la especie. El lugar en
donde se reúnen estos brazos es una
estrangulación
conocida
como
centrómero, que se relaciona con
los movimientos del cromosoma en
la división celular.
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En algunos cromosomas es común encontrar diferencias notables con el
microscopio ordinario, como una serie de bandas oscuras (teñibles con carmín
acético) alternadas con
claras, especialmente en
cromosomas
politénicos
presentes
gigantes
y
plumado
en
las
glándulas salivales en
larvas
de
insectos
(Drosophila,
Chironomus, etc.), así
como en ovocitos de
invertebrados. Debemos
mencionar
que
la
importancia de este tipo
de cromosomas reside
en su utilidad para los
estudios de citogenética; ya que, su estructura interna, sus bandas, pueden
relacionarse con genes específicos; se piensa que en las interbandas se
encuentra información genética específica. En ciertas ocasiones durante el
desarrollo de las larvas se presentan en los cromosomas otras bandas además
de las condensadas, pero distri-buidas de una manera difusa; cuando crecen
exageradamente, éstas reciben el nombre de Anillos de Balbiani.
Cuando se tratan estos cromosomas con ácido acético se puede poner de
manifiesto la presencia de un filamento enrollado a lo largo del cromosoma. A
este filamento se le denomina cromonema. Su enrollamiento es helicoidal y su
grado variable que depende del estadio en que se encuentre la célula durante su
ciclo de división. Especialmente en la profase de la meiosis, se observa a lo
largo del cromosoma unas partículas que semejan las cuentas de un rosario. A
estas pequeñas estructuras se les llama cromómeros.
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Algunos conceptos que deben tomarse en cuenta, para explicar la organización
del cromosoma de los Eucariontes:
 En primer lugar, podemos aceptar que prácticamente toda la
información genética está almacenada en la molécula de DNA.
 Durante la mitosis se dividen los cromosomas uniformemente y
pasan la información completa a las dos células hijas.
 Un solo impacto de energía de radiación puede romper el
cromosoma o producir una mutación.
 Cada gen se halla presente una sola vez en cada cromosoma
homólogo.
 La acción de la desoxiribonucleasa seguida por una proteinasa
disuelve el cromosoma, lo cual no es efectivo si actúan
separadamente estas enzimas.
 El cromosoma, antes de duplicarse contiene doble cantidad de
DNA y está se distribuye por partes iguales a las dos entidades
cromosómicas.
 El cromosoma varía de forma; es muy alargado en la interfase,
menos largo en la profase y corto en la anafase.
La cromatina y nucleosoma. Los primeros estudios sobre los cromosomas en
células eucariontes, estuvieron encaminados al conocimiento de la forma como
está estructurada la cromatina, constituida por proteínas y por ácido
desoxiribonucleico (DNA). Si la proteína es el componente más abundante de la
cromatina, sabemos que toda la información genética reside en el DNA,
entonces ¿Para qué sirve tanta proteína?. A principios de 1970 era aparente, por
el trabajo de varios investigadores, que el componente proteico de la cromatina
consistía principalmente en 5 (cinco) tipos de histonas. Las mismas se
encuentran en todos los organismos eucariontes, desde los más sencillos como
las levaduras y los mohos, hasta los más complejos, incluyendo al hombre.
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Las primeras indicaciones sobre la función de las histonas, se obtuvieron por
medio de los estudios de difracción con rayos “X”, realizados con la cromatina
por Mauricio F: Wilkins de la universidad de Londres y de Victorio Luzatti de
París. Encontraron que existía una estructura que se repetía en la cromatina,
cada 100Ao, también tenía un cierto grado de ordenamiento. Además, obtuvieron
los mismos resultados cuando hicieron una mezcla de histonas y DNA; pues, la
repetición se hacía a intervalos aproximados de 100 A o. La molécula de DNA es
una especie de cilindro delgado, sin ninguna característica que se repita a
100Ao; Sin embargo, cuando esta combinada con las histonas en forma de
cromatina, puede obtener una estructura que se repite. Una posible
interpretación de esto se basa en que las histonas se unen al DNA de tal modo
que pueden constreñir el patrón de su enrollamiento, con esta periodicidad, de
esta manera se establece una función estructural, la que es requerida, para la
organización del DNA en la cromatina. Mauricio F: Wilkins y sus colaboradores,
emitieron una propuesta, para explicar los resultados de difracción de rayos “X”,
con la cromatina: Sugirieron que la doble hélice del DNA estaba enrollada sobre
sí misma como una “súper hélice” más grande, con una periodicidad entre los
giros a lo largo de su longitud de 100Ao.
Una observación completamente diferente, condujo a conclusiones similares:
Hewish y Burgoyne, de la universidad de Australia, en 1973, se dieron cuenta
que tratando a la cromatina, (proteína y DNA), por medio de la nucleasa, se
obtenía fragmentos de DNA, los cuales, al ser analizados con la técnica de
electroforesis en del, daban un patrón regular de bandas, que mostraban la
fragmentación en múltiplos de 2, 3, 4 veces, una unidad más pequeña. O sea,
que la nucleasa rompía a la cromatina a intervalos regulares a lo largo del DNA,
en forma diferente de cuando se trataba del DNA desnudo; pues, en estas
condiciones éste era roto al azar. Estos autores que las histonas en al
cromatina, de alguna manera le confería una protección al DNA contra la
nucleasa; por tanto, se rompía de una manera regular, a lo largo del DNA.
Tanto los resultados de la degradación por efecto de la nucleasa, como los de
microscopía electrónica; permitieron establecer que la organización del DNA en
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las histonas corresponde a una unidad a la que se denominó nucleosoma. El
cual consiste en cuatro distintos tipos de histonas; en el cual, se encuentran dos
moléculas de cada una de ellas; este paquete se encuentra rodeado por dos
vueltas de DNA, que constituyen aproximadamente una longitud de 200 pares
de nucleótidos. La quinta histona, no forma parte del núcleo central del
nucleosoma, sino que después de que se establece la “súper hélice” del DNA
que consiste en dos vueltas completas (166 pares de nucleótidos), que
envuelven al octámero de histonas, entonces la molécula de la histona 1 (H 1), se
une en el sitio donde el DNA entra y sale del nucleosoma, a manera de cierre del
nucleosoma completo. En resumen, el cromosoma es un organoide muy
complejo, no hay duda que entre las funciones más importantes está la de
gobernar o regular una multitud de reacciones bioquímicas y de ser el portador
de la información genética.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE.
I. Un repaso a los antecedentes, anote en el esquema la opción que mejor completa la idea:
II. Responda las siguientes preguntas:
c) Purica.
a) Un brazo del cromosoma.
b) Ribosa y fosfatos.
d) Pirimidica.
e) Núcleo.
¿Qué es un cromosoma? ___________________________________________
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¿En qué etapa se duplica el cromosoma de las células Procariontes? _______
_____________________________________ ___________________________
El núcleo se puede dividir sin que se divida la célula? _____________________
_____________________________________ ___________________________
III. Un repaso anote en el cuadro la respuesta a la pregunta común:
¿Qué función desempeña?
Estructura:
En las células Procariontes.
En las células Eucariontes.
Tilacoides.
Las
regiones
del
DNA
o
nucleares.
Huso
acromático.
Mesosoma.
Los plásmidos.
El gen F+
Los pelos de
forma bacilar.
IV. Responda las siguientes preguntas:
¿Qué es la transformación bacteriana? ____________________________ ____
_____________________________________ ___________________________
¿En qué tipo de células los cromosomas son visibles con un microscopio
simple? _____________________.
¿En qué etapas se pueden ver? _______________ y ___________________.
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CROMOSOMAS PROCARIONTES Y EUCARIONTE.
¿Con qué nombre se conoce a la estrangulación de los cromosomas de las
células eucariotas? _________________________ .
V. Un repaso anote en el cuadro la respuesta a la pregunta común:
¿Qué función desempeña?
En las células Procariontes.
Estructura:
Anillos
En las células Eucariontes.
de
Balbiani.
Cromonema.
Cromómero.
Histonas.
Super hélice.
VI. Cuando se estudia el DNA de las células Eucariontes se encontró que, si se
somete a tratamiento con la enzima nucleasa:
¿Cómo es su:
Si el DNA se está “desnudo”.
Mezclado con las histonas.
Estructura?
Rompimiento.
VII. Responda las siguientes preguntas.
¿Para qué son útiles las histonas? _________________________________
_____________________________________ ___________________________
¿Qué es la super hélice? ______________________________________ _____
_____________________________________ ___________________________
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