REPRODUCCIÓN CELULAR
la célula original. El ciclo celular está listo para comenzar
de nuevo con una fase Gv
CICLOS DE VIDA
En los pocos organismos unicelulares que sólo se reproducen asexualmente, el ciclo celular representa la secuencia completa de los eventos que acontecen durante
su vida. En los organismos unicelulares y pluricelulares
que se reproducen sexualmente, el ciclo celular está integrado a una secuencia de fenómenos más compleja. En
el proceso sexual ocurren invariablemente dos sucesos
importantes. Uno de ellos es la unión de células sexuales
especializadas (gametos), las cuales contienen material
genético proveniente de dos fuentes distintas. El producto
de esta fusión es el cigoto. En algunos organismos los
gametos fusionados son iguales, pero en la mayoría de
los organismos los gametos son estructuras especializadas dimórfícas llamadas espermatozoide y óvulo. Cada
uno de ellos posee únicamente la mitad del número de
cromosomas que contienen las células no reproductivas
(somáticas) del organismo. Trátese de gametos iguales
(Isogametos) o no (heterogametos), su unión, llamada
fecundación, se traduce en una duplicación del número
cromosómico. Cada gameto contiene un juego de cromosomas, por lo que la fecundación producirá un cigoto
(óvulo fecundado) con dos juegos de cromosomas. Esta
condición se llama estado diploide (también representado como 2n), en tanto que la posesión de un solo juego
es el estado haploide (n). Entre uno y otro evento sexual
interviene la melosis, un proceso de reducción del número de cromosomas, Este proceso, que ocurre en las células diploides, produce hasta cuatro células haploides. No
podría efectuarse una serie de uniones sexuales sucesivas de no ser por la fase meiótica intermedia, ya que el
número de cromosomas se duplicaría en cada fecundación.
Por lo común, los organismos pluricelulares exhiben una forma organísmica característica relacionada
con las fases haploide y diploide. Esa alternancia entre
una y otra fase, debida a la meiosis y a la fecundación,
constituye el ciclo de vida de todos los organismos.
EJEMPL01 La fase predominante en el ciclo de vida del
helécho es el estado diploide. La planta de helecho formada
por células diploides se denomina esporofito y consta de
raíces, tallos y hojas. La meiosis se efectúa dentro de un
grupo de sacos especializados que se localizan en el envés
de la hoja y su resultado es la producción de numerosas esporas haploides. Estas últimas salen del saco y se dividen
para generar la fase haploide llamada gametoflto, que es
una estructura pequeñísima y delgada con forma de corazón. Dentro de esta planta gametofítica se producen
anterozoides (espermatozoides) y oosferas (óvulos) los cuales, al unirse durante la fecundación, generan finalmente
otro esporofito. Este cambio entre el gametofito haploide y el
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esporofita diploide recibe el nombre de alternancia de
generaciones.
8.2 LOS CROMOSOMAS COMO GENES
EMPACADOS
La información necesaria para realizar las actividades de
cada célula está contenida en una molécula maestra vital. A partir de la década de 1940, se acepta que el DNA
es esa molécula fundamental para la vida. (Algunas cepas de virus, los cuales se encuentran en las fronteras
entre lo vivo y lo no vivo, utilizan RNA como sustancia
maestra.) Entre las bacterias, casi todo el DNA de la célula se encuentra en la cadena circular sencilla de DNA
desnudo que constituye el cromosoma bacteriano. Hay
un poco de DNA fuera del cromosoma en forma de pequeños anillos (plasmidios; véase el Cap. 7). En los
eucariotes, los cromosomas son numerosos cuerpecillos
lineales con aspecto de barra. El DNA del cromosoma
eucariótico está asociado íntimamente con pequeñas proteínas básicas llamadas histonas. Un conjunto de ocho
moléculas de histona (Cap. 7, Fig. 7.5) conforma una unidad llamada nucleosoma, alrededor del cual se enrollan
segmentos de DNA de varios cientos de pares de bases
de largo. El cromosoma está formado en su totalidad por
unidades nucleosómicas repetidas. Un enrollamiento
ulterior del DNA acerca los nucleosomas entre sí hasta
que el cromosoma semeja una densa banda de 30 nm de
ancho. Durante la mitosis, esas bandas también se enrollan, produciendo así el grosor característico de los cromosomas que se observan en esta fase del ciclo celular.
En los procariotes y los eucariotes por igual, los genes
existen en forma de segmentos específicos de DNA a lo
largo del cromosoma. En los procariotes, los genes
estructurales están dispuestos a modo de una secuencia
ininterrumpida a lo largo del cromosoma, separados tan
sólo por regiones reguladoras y por las señales se inicio
y terminación asociadas con el encendido y el apagado
de la transcripción (Cap. 7). En los eucariotes, el DNA está empacado dentro de unidades nucleosómicas enrolladas. Aunque el material génico existe como una región
específica del cromosoma, esta cadena de estructuras tipo ovillo no es divisible nítidamente en unidades génicas
específicas. Se calcula que un gen ordinario abarca unas
cuatro unidades nucleosómicas del cromosoma. Por otra
parte, se demostró que sólo cerca de un tercio del DNA
presente en el cromosoma eucariótico es traducible realmente en proteínas. El cromosoma de los procariotes sí
existe en forma de una sola unidad (es haploide), de modo que cada gen puede expresarse sin interactuar con el
gen correspondiente de un cromosoma homólogo. Los
cromosomas eucarióticos existen como pares homólogos
(son diploides) durante la mayor parte del ciclo del vida
del organismo, de manera que su expresión génica está