GENOMA HUMANO: 1 PAR DE CROMOSOMAS MENOS.

Buenas, el tema sobre por qué los seres humanos tenemos 46 cromosomas (23 pares, incluyendo los X e Y) mientras que los otros grandes primates, el gorila, el chimpancé y el orangután tienen 48 (24 pares) ha recibido votos así que voy a contaros cómo tuvo que pasar. Lo primero que podríais pensar es que se perdió todo un par de cromosomas, pero seguramente esto habría implicado una criatura inviable, se habrían perdido proteínas muy útiles e importantes entre otras cosas. Por eso los biólogos tuvieron otra idea, que dos cromosomas de los primates se hubieran fusionado o juntado en la línea que dio lugar a los humanos, pero no la de los chimpancés y bonobos. Hay varios creacionistas que han intentado probar con datos que la fusión no pudo suceder. Yo sí me inclino porque fue realmente una fusión de cromosomas. Al parecer las secuencias correspondientes así como el bandeado de esos cromosomas muestran muy claramente que dos de los cromosomas de otros primates están fusionados dando lugar al cromosoma 2 humano, que es el segundo más grande.

Antes de explicaros cómo tuvo que suceder, os recomiendo que leáis esta entrada ya que os puede ayudar a entenderlo mejor: UNO DE LOS ENIGMAS DE NUESTRO ADN: LAS SECUENCIAS Alu

Bueno, en el dibujo de arriba (ya sé que los hay mejores) en la línea de arriba aparece la MITOSIS, que es el proceso normal en el que dos células primero duplican su ADN, sus cromosomas, y luego los dividen y cada nueva célula se lleva la mitad. Mitosis y división celular significan casi lo mismo, aunque hay muchísimas variantes, algunas totalmente diferentes como las que suceden en la planta de onagra. Por su lado, la MEIOSIS es una división celular que da origen a gametos (óvulos y espermatozoides). En vez de dar dos células dan cuatro (para eso se necesitan dos ciclos) y al haber solamente 1 duplicacion del ADN, las cuatro células (gametos) acaban con la mitad de cromosomas que la célula original.

Abajo a la izquierda hay un cromosoma, y bueno para entender cómo dos cromosomas pueden fusionarse hay que saber qué es un centrómero y un telómero. ‘Meros’ viene del griego ‘lugar o parte’ o sea que centrómero es la parte central y telómero la parte final. Los dos están hechos de repeticiones en tándem (eso lo explicaba en la entrada de las secuencias Alu) que son unas secuencias de ADN que se repiten una y otra vez y sin separación entre ellas. También se le llama ADN satélite. La secuencia que se repite en los centrómeros tiene 171 pares de bases (o ‘letras’, A, G, C o T) mientras que la de los telómeros solo 6 pares de bases, por eso la secuencia os la pongo abajo. Cuando los cromosomas van a dividirse, lo hacen siempre por el centrómero.

CICLO DE ROTURA-FUSIÓN-PUENTE.

Este ciclo lo descubrió Barbara McClintock en la década de 1930, estudiando la planta del maíz (también ella descubrió los elementos móviles o transposones). Los pasos que se dan están en el dibujo de abajo a la derecha. Lo importante es que los telómeros impiden la fusión de los cromosomas, es una de sus funciones. Si hay telómeros, no habrá fusión. Para que este ciclo empiece, tiene que producirse la rotura de un telómero de alguno de los cromosomas (uno de los dos, ya que los cromosomas tienen dos telómeros).

No sucederá si los telómeros se rompen en cualquier sitio, tiene que ser una rotura de todo el telómero, es decir, en un punto concreto del genoma, allí donde empieza el telómero. Aunque veáis dos tijeras, solo hace falta un corte, ya que primero se corta un telómero, y luego el cromosoma se duplica. Al haber ahora dos extremos sin telómeros, estos se van a fusionar, formando entre ellos un puente de ADN. Cuando se produce la separación en la mitosis (concretamente en la llamada ‘anafase’) se van a separar por el centrómero, pero seguirán unidos por el puente. La tensión hará que se produzca un corte irregular por un sitio que no tiene por qué ser el propio puente. Es decir, cada célula tendrá un cromosoma distinto, uno con más genes y otro con menos. Dado que estos cromosomas seguirán sin tener telómeros, el ciclo se repetirá una y otra vez hasta que la célula sea inviable o bien se reconstruyan los telómeros. Por lo visto esto sucede bastante a menudo en células del cáncer.

CROMOSOMAS DICÉNTRICOS.

Aquí os he dibujado las dos hipótesis que se puede plantear para explicar la fusión entre los cromosomas que, según parecen indicar los datos, sucedió.

En la de arriba están los dos cromosomas de primate que luego darían origen al cromosoma 2 humano. No son el mismo cromosoma, aunque se llamen 2a y 2b, podrían ser el 6 y el 19 de otros primates, pero se les ha llamado así por su fusión en el 2 humano. La primera hipótesis es que los cromosomas se unieron por los telómeros. Esta hipótesis entra en contradicción con el ciclo de rotura-fusión-puente, en base al cual se sabe que los telómeros impiden la fusión. ¿Cómo se habría hecho entonces?

La segunda hipótesis sería pues, que se produjeran dos cortes simultáneos en la misma célula, que eliminasen uno de los telómeros en dos cromosomas distintos. Entonces, en caso de que se encontrasen los extremos, se unirían. Esta hipótesis es más compleja porque es muy difícil imaginar que algo así pueda suceder al azar. ¿Qué significa al azar? Que el proceso no hubiera estado organizado de alguna manera. Al ser partidario del neo-lamarckismo, si esta hipótesis fuera así, es posible que pasara por medio de señales que hicieran que unos cortes se produjeran con mucha mayor probabilidad que otros, o lo que es lo mismo, que tanto los cortes como la fusión cromosómica estén dirigidos, un paso tras otro con el objeto de fusionarlos. Este proceso no sería distinto de otros como la coagulación sanguínea, en la que una serie de pasos se suceden a otros de manera organizada con el objetivo final de cicatrizar una herida. ¡ No he dicho nada de inteligencia !

INACTIVACIÓN CENTROMÉRICA.

Pero eso es solo una parte de lo que tiene que pasar. Un cromosoma dicéntrico es uno que tiene dos centrómeros porque surge de una fusión de dos cromosomas normales. Sin duda, si el cromosoma 2 fuese originado por fusion, debería ser dicéntrico. Pero, ¿cómo puede sobrevivir uno de estos cromosomas? Solamente hay dos maneras.

1) Que se mantengan los dos centrómeros activos, sin embargo, estos se coordinen para ir hacia el mismo lado en las divisiones celulares.

2) Que uno de los centrómeros sea inactivado. Este proceso tiene también su complejidad, en el caso de los primates, habría que excluir o alejar del centrómero a las proteínas CENP- A, C y E además de desestabilizar la estructura de cromatina condensada. Así, el centrómero no funcionaría como tal y los cromosomas no se unirían por este punto al duplicarse. Solo un punto de unión para la división.

Pero en uno u otro caso, los restos de esas secuencias centroméricas deberían seguir ahí. La única posibilidad para el cromosoma humano es la segunda opción, porque se sabe que la primera no se cumple.

¿CUÁL ES LA TEORÍA QUE SE DEFIENDE ACTUALMENTE?

De las dos hipótesis que había planteado, la que se dice que es verdadera es la que aparece arriba en el segundo dibujo es decir, que los cromosomas se unieron por sus telómeros, y que el cromosoma dos tiene aún secuencias teloméricas en medio. Pero, ¿cómo es esto posible? ¿No era que los telómeros bloquean la fusión de cromosomas?

En todo caso, parece que se han encontrado de hecho las secuencias de los telómeros en medio y que son una prueba contundente. He intentado buscar esto pero no lo he encontrado. Me gustaría comprobar que esas secuencias están ahí, cuántas repeticiones hay etc, pero es un dato que no consigo encontrar. Si tales secuencias ahí están, no hay nada que hablar más. Según el investigador Alec MacAndrew, hay claras evidencias de haber encontrado: una secuencia pre-telomérica, telomérica, telomérica invertida y pretelomérica invertida (es decir, justo lo que confirma la teoría). Yo no digo que no sea así, solo que me gustaría saber comprobarlo por mí mismo. Y una vez comprobado, la pregunta clave es: ¿cómo es posible que se unan dos telómeros de cromosomas distintos?

En realidad el punto clave de esa misma pregunta y lo que me parece un poco contradictorio es, ¿por qué no se fusionan los cromosomas por sus telómeros más veces? ¿Por qué para el ciclo de rotura-fusión-puente es necesario la rotura de telómeros?