Centrómero para niños
En genética, el centrómero es una parte muy importante de los cromosomas. Imagina un cromosoma como una "X" o un palito. El centrómero es el punto estrecho en el medio o cerca de un extremo. Es como el "cinturón" del cromosoma.
Su función principal es ayudar a los cromosomas a moverse correctamente cuando una célula se divide. Durante la mitosis (cuando una célula se divide en dos idénticas) y la meiosis (cuando se forman células para la reproducción), el centrómero es el lugar donde se unen unas estructuras llamadas microtúbulos. Estos microtúbulos actúan como "cuerdas" que tiran de los cromosomas para que cada nueva célula reciba la cantidad correcta de material genético.
El centrómero está formado por una parte especial del ADN (el material genético) y por proteínas específicas. Estas proteínas ayudan a que el centrómero funcione bien y a que los cromosomas se mantengan unidos por un tiempo antes de separarse. Esto es clave para que el genoma (todo el ADN de un organismo) sea estable y para el desarrollo saludable.
Contenido
¿Cómo es el ADN del centrómero?
El ADN del centrómero es diferente en distintos seres vivos. Por ejemplo, en la levadura, el ADN del centrómero es muy corto y similar en todos sus cromosomas. Pero en animales y plantas, el ADN del centrómero es mucho más largo y puede variar bastante.
Este ADN especial se organiza de una forma compacta, como un ovillo apretado, que se llama heterocromatina. Esta región suele tener pocos genes activos.
Una característica interesante es que, a veces, pueden aparecer centrómeros nuevos en lugares donde no estaban antes. Esto sugiere que la forma en que el ADN se organiza es más importante que la secuencia exacta del ADN para que un centrómero funcione.
Posición del centrómero en el cromosoma
Cada cromosoma tiene dos "brazos", uno corto (llamado 'p') y uno largo (llamado 'q'). El centrómero es el punto que los separa. La posición del centrómero nos ayuda a clasificar los cromosomas:
Cromosomas metacéntricos
Un cromosoma metacéntrico tiene su centrómero justo en el centro. Esto hace que sus dos brazos (p y q) tengan la misma longitud.
En los seres humanos, los cromosomas 1, 3, 19 y 20 son metacéntricos.
Cromosomas submetacéntricos
En un cromosoma submetacéntrico, el centrómero no está exactamente en el centro, sino un poco desplazado. Esto hace que un brazo sea un poco más corto que el otro.
La mayoría de los cromosomas humanos son submetacéntricos.
Cromosomas acrocéntricos
Un cromosoma acrocéntrico tiene el centrómero muy cerca de uno de los extremos. Esto resulta en un brazo muy corto (p) y un brazo largo (q).
En los seres humanos, los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 son acrocéntricos. Estos cromosomas también tienen una función especial en la formación de los nucléolos, que son importantes para producir ribosomas.
Cromosomas telocéntricos
Se dice que un cromosoma telocéntrico tendría el centrómero en el extremo mismo. Sin embargo, en realidad, los cromosomas telocéntricos puros no existen. La región del extremo del cromosoma, llamada telómero, no permite que haya otra estructura más allá. Si el telómero se acorta o desaparece, el cromosoma se vuelve inestable. Por eso, el término más preciso es "subtelocéntrico", que significa que el centrómero está muy cerca del telómero, pero no en el extremo exacto.
Ninguno de los cromosomas humanos es telocéntrico. Sin embargo, los ratones, por ejemplo, tienen cromosomas subtelocéntricos.
El centrómero en la levadura Saccharomyces cerevisiae
Los científicos han estudiado mucho el centrómero en la levadura de panadería, Saccharomyces cerevisiae. Han descubierto que los centrómeros de esta levadura tienen tres regiones de ADN muy parecidas en todos sus cromosomas:
- La región I (CDEI): Una secuencia corta de 8-9 pares de bases.
- La región II (CDEII): Una secuencia más larga (76-86 pares de bases) que es rica en las bases A y T.
- La región III (CDEIII): Una secuencia de 25 pares de bases que es muy importante para la función del centrómero.
Si hay cambios en las regiones I y II, el centrómero sigue funcionando, aunque un poco menos. Pero si hay cambios en la región III, el centrómero deja de funcionar por completo.
Centrómeros en animales y plantas
En animales y plantas, los centrómeros se encuentran en regiones de ADN que se repiten muchas veces, llamadas ADN satélite. Estas regiones son difíciles de estudiar, pero sabemos que son importantes para la estructura del centrómero.
ADN satélite
El ADN satélite es una secuencia corta de ADN que se repite una y otra vez, como un patrón. Por ejemplo, en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), una secuencia de 10 letras (AATAACATAG) se repite muchas veces cerca del centrómero.
Cuando se estudia el ADN de una especie, el ADN satélite a veces forma una "banda" separada porque tiene una densidad diferente al resto del ADN. Esto se debe a que su contenido de las bases G y C es distinto.
Se ha visto que el ADN satélite se encuentra cerca del centrómero. Aunque no hay una secuencia exacta que sea igual en todos los animales y plantas, la longitud de la unidad que se repite es muy parecida. Por ejemplo, en los primates, la unidad básica que se repite tiene 171 pares de bases, y en el maíz tiene 180 pares de bases. Esta longitud es similar al tamaño del ADN que se enrolla alrededor de unas proteínas llamadas nucleosomas.
A pesar de que el ADN satélite es común en los centrómeros, se han encontrado centrómeros nuevos en humanos que no tienen este tipo de ADN repetitivo. Esto sugiere que el ADN satélite no es absolutamente necesario para que un centrómero funcione.
Proteínas del centrómero
Además del ADN, las proteínas son esenciales para el centrómero. Una de las más importantes es una variante especial de la histona H3, que se llama CENP-A en mamíferos. Esta proteína solo se encuentra en el centrómero y es fundamental para formar el cinetocoro, que es la estructura que conecta el cromosoma con los microtúbulos.
Otras proteínas importantes son CENP-C y CENP-B. CENP-C es similar en muchas especies y su ubicación en el centrómero depende de CENP-A. CENP-B es la única proteína que se une a una secuencia específica de ADN dentro del ADN satélite. Aunque no es esencial para la división celular en humanos, ayuda a que CENP-A se una mejor.
Estas proteínas se organizan de forma específica en el centrómero. CENP-A y CENP-C se encuentran en bloques específicos, mientras que CENP-B puede estar en toda la región. Se cree que estos bloques de CENP-A forman una "superficie" que organiza el resto de las proteínas del cinetocoro, sirviendo como punto de anclaje para los microtúbulos.
El centrómero y la evolución
La forma en que los cromosomas se separan durante la división celular es muy importante. Si hay errores y una célula hija recibe demasiados o muy pocos cromosomas (una condición llamada aneuploidía), puede causar problemas de salud, como el síndrome de Down. Por eso, la maquinaria que distribuye los cromosomas está muy controlada.
A pesar de su importancia, las secuencias de ADN de los centrómeros cambian muy rápido a lo largo de la evolución, incluso entre especies muy parecidas. Esto no significa que muten mucho, sino que las variaciones que aparecen se "fijan" rápidamente en la población. Las proteínas del centrómero también evolucionan deprisa.
Se ha propuesto que esta rápida evolución se debe a un "conflicto genético". Por ejemplo, durante la meiosis femenina, los centrómeros pueden "competir" para ser incluidos en el óvulo. Un centrómero con una ligera ventaja puede ser elegido más a menudo, lo que lleva a que sus variaciones se extiendan rápidamente en la especie.
Sin embargo, esta ventaja en la meiosis femenina puede causar problemas en la meiosis masculina. Para compensar, las proteínas del centrómero también evolucionan para adaptarse a los cambios en el ADN del centrómero.
Este proceso de evolución rápida entre el ADN del centrómero y sus proteínas puede llevar a que dos poblaciones de la misma especie se vuelvan incompatibles entre sí, lo que eventualmente puede dar lugar a la formación de nuevas especies.
Galería de imágenes
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Diagrama de un cromosoma eucariótico duplicado. (2) Centrómero, el lugar del cromosoma en el cual ambas cromátidas se tocan. (3) Brazo corto. (4) Brazo largo.
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Esquema que muestra la organización del ADN satélite en los centrómeros humanos.
Véase también
En inglés: Centromere Facts for Kids
