Recombinación genética para niños
La recombinación genética es un proceso natural donde el material genético, como el ADN o el ARN, se corta y se une de nuevo, pero con una molécula de material genético diferente. Imagina que tienes dos barajas de cartas y mezclas algunas cartas de una con la otra; eso es parecido a lo que ocurre con la información genética.
En las células eucariotas (como las de los animales y las plantas), la recombinación ocurre a menudo durante la meiosis. La meiosis es un tipo especial de división celular que crea células reproductivas (como los óvulos y los espermatozoides). Durante este proceso, los cromosomas de los padres intercambian partes entre sí.
Este intercambio hace que los hijos tengan combinaciones de genes diferentes a las de sus padres. Esto es muy importante para la evolución, ya que ayuda a que las especies tengan más variedad y puedan adaptarse mejor a los cambios.
Además, en nuestro sistema inmune, hay un tipo especial de recombinación genética. Se llama recombinación V(D)J y ayuda a nuestras células B y T a crear una enorme variedad de anticuerpos y receptores. Esto es clave para que nuestro cuerpo pueda defenderse de muchos tipos de gérmenes.
En el campo de la biología molecular, la palabra "recombinación" también se usa para cuando los científicos mezclan piezas de ADN de forma artificial. A menudo, estas piezas vienen de organismos diferentes, y el resultado se llama ADN recombinante.
Contenido
Tipos de recombinación genética
Existen varios tipos de recombinación genética en las células:
Recombinación homóloga
La recombinación homóloga ocurre entre regiones de ADN que son muy parecidas entre sí, aunque no idénticas. Es como si tuvieras dos libros casi iguales y pudieras intercambiar páginas entre ellos.
Entrecruzamiento cromosómico
El entrecruzamiento cromosómico es el intercambio de material genético entre cromosomas que están emparejados. Esto sucede principalmente durante la meiosis. En esta etapa, los cromosomas se acercan mucho y pueden intercambiar información genética.
La frecuencia con la que ocurre este intercambio entre dos puntos de un cromosoma depende de la distancia entre ellos. Cuanto más lejos estén, más probable es que haya un intercambio.
En células B
Las células B de nuestro sistema inmunitario realizan un tipo de recombinación genética llamado cambio de clase de inmunoglobulinas. Este mecanismo permite que un anticuerpo cambie de un tipo a otro, por ejemplo, de IgM a IgG. Esto es vital para que el sistema inmune pueda responder de diferentes maneras a las amenazas.
Conversión génica
En la conversión génica, una parte del material genético se copia de un cromosoma a otro. Lo interesante es que el cromosoma que "dona" la copia no cambia.
Recombinación no homóloga
La recombinación no homóloga ocurre entre secuencias de ADN que no son parecidas. Es menos común en bacterias y levaduras, pero más frecuente en las células de mamíferos.
Recombinación específica de sitio
Este tipo de recombinación sucede cuando hay una ruptura y unión de ADN en regiones muy cortas y específicas. Es común en virus, que la usan para integrar su material genético en el genoma de la célula que infectan.
Cómo funciona la recombinación
La recombinación genética es posible gracias a varias enzimas, que son como pequeñas máquinas moleculares. Las recombinasas son las enzimas principales que dirigen el intercambio de las hebras de ADN.
Por ejemplo, la enzima RecA en bacterias como la Escherichia coli ayuda a reparar roturas en el ADN. En organismos más complejos como las levaduras, se necesitan dos recombinasas, RAD51 y DMC1, para reparar estas roturas.
Recombinación en la ingeniería genética
En la ingeniería genética, la recombinación se refiere a la mezcla artificial de fragmentos de ADN. Los científicos pueden tomar ADN de diferentes organismos y unirlos para crear ADN recombinante.
Un ejemplo de esto es la técnica de "gene targeting", que se usa para añadir, quitar o cambiar genes en un organismo. Esta técnica es muy útil para los investigadores, ya que les permite estudiar cómo funcionan los genes específicos. También se usa para crear nuevas proteínas con fines biológicos.
Recombinación durante la meiosis
Los científicos han estudiado mucho cómo ocurre la recombinación durante la meiosis. Entender este proceso es clave para comprender por qué la reproducción sexual es tan importante para la vida.
Durante la meiosis, dos de las cuatro cromátidas (copias de los cromosomas) pueden interactuar. La recombinación puede empezar con una rotura en una de las moléculas de ADN.
Existen dos resultados principales de la recombinación:
- Entrecruzamiento (CO): Aquí, las cromátidas de los cromosomas homólogos intercambian segmentos. Esto lleva a nuevas combinaciones de genes.
- No entrecruzamiento (NCO): En este caso, las cromátidas no intercambian segmentos, y las partes del cromosoma que rodean el evento de recombinación permanecen como estaban originalmente.
Reparación por recombinación
La reparación por recombinación es un mecanismo que las células usan para arreglar el ADN dañado. Necesita una secuencia de ADN idéntica o casi idéntica que sirva como "plantilla" para la reparación. Las enzimas que realizan esta reparación son muy parecidas a las que participan en el entrecruzamiento cromosómico durante la meiosis.
Este proceso permite que un cromosoma dañado se repare usando una cromátida hermana (una copia idéntica del cromosoma) o un cromosoma homólogo como guía.
Las células usan la reparación por recombinación para arreglar daños en el ADN causados por cosas como la luz ultravioleta, los rayos X o ciertas sustancias químicas. También repara daños que ocurren de forma natural, como los causados por subproductos del metabolismo normal.
En los humanos, si hay problemas en los genes que controlan esta reparación, como los genes BRCA1 y BRCA2, puede aumentar el riesgo de ciertas enfermedades.
En las bacterias, la "transformación" es un proceso donde una bacteria toma ADN de otra y lo integra en su propio cromosoma usando la recombinación. Esto les ayuda a reparar su ADN dañado.
Cuando varios virus con daños en su material genético infectan la misma célula, a menudo pueden usar la recombinación para repararse y producir nuevos virus. Esto se llama "reactivación de multiplicidad" y ayuda a los virus a sobrevivir y multiplicarse.
Véase también
En inglés: Crossing over Facts for Kids
- Evolución del sexo
- Transferencia horizontal de genes
- Transposón
