Las células preexistentes se dividen para formar nuevas células. Este notable proceso le permite crecer a un organismo, reparar sus partes dañadas, y reproducirse. Las células sirven como el enlace esencial entre generaciones. Aún la célula más simple contiene la enorme cantidad de información genética codificada con gran precisión en la forma de ácido desoxirribonucleico (ADN). Una molécula de ADN individual está organizada en unidades de información llamadas genes, que controlan las actividades de la célula y son transmitidos a sus descendientes. Cuando una célula se divide, la información contenida en el ADN se debe copiar fielmente y las réplicas son transmitidas a cada célula hija mediante una serie de etapas coreografiadas con precisión.
El ADN es una molécula muy larga y delgada que podría enredarse y romperse fácilmente, sin embargo, el núcleo de una célula eucariota contiene esta extensa fibra de ADN. En este capítulo se considera cómo las eucariotas acomodan el material genético, condensando cada molécula de ADN con proteínas para formar una estructura llamada cromosoma, cada uno de los cuales contiene cientos o miles de genes.
La mitosis se considera, como el proceso altamente ordenado que asegura que una célula progenitora transmita una copia de cada cromosoma a cada una de sus dos células hijas. De esta manera, se conserva el número de cromosomas a través de sucesivas divisiones mitóticas. La mayoría de las células somáticas (células corporales) de las eucariotas se dividen por mitosis. La mitosis es un activo campo de investigación biológica, y por una buena razón: errores en la mitosis pueden originar
muchos desórdenes y enfermedades como el cáncer, una condición deteriorada en donde las células se dividen con una incontrolable rapidez, convirtiéndose en invasivas. Así, un más claro entendimiento de la mitosis tiene el potencial para mejorar el tratamiento de múltiples enfermedades.
Por último, se analiza la meiosis, un proceso que reduce a la mitad el número de cromosomas. Los ciclos de vida sexual en eucariotas requieren meiosis. La reproducción sexual implica la fusión de dos células sexuales, o gametos, para formar un huevo fertilizado llamado cigoto. La meiosis hace posible que cada gameto sólo contenga la mitad del número de cromosomas de la célula progenitora , evitando así que los cigotos tengan el doble de cromosomas que sus progenitores.
Los principales portadores de información genética en las células eucariotas son los cromosomas, los cuales se fabrican dentro del núcleo celular. Aunque cromosoma significa “cuerpo coloreado”, los cromosomas son prácticamente incoloros; el término se refiere a la facilidad para ser teñidos por ciertos colorantes. En la década de 1880, los microscopios ópticos habían sido mejorados de manera tal que científicos como el biólogo alemán Walther Fleming empezó a observar cromosomas durante
la división celular. En 1903, el biólogo estadounidense Walter Sutton y el biólogo alemán Theodor Boveri notaron independientemente que los cromosomas eran los portadores físicos de los genes, correspondiente a aquellos factores genéticos que Gregor Mendel descubrió en el siglo XIX.
Los cromosomas están hechos de cromatina, un material que consiste en ADN y proteínas asociadas. Cuando una célula no está en proceso de división, los cromosomas están presentes pero en una forma extendida y parcialmente desenrrollada. La cromatina consiste en largos y delgados hilos aglomerados, con apariencia granular cuando se observan al microscopio electrónico. Durante la división celular, las fibras de cromatina se condensan y los cromosomas se hacen visibles como diversas estructuras.
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| En esta microscopia óptica de fluorescencia se muestran los cromosomas humanos. |
Un organismo puede tener miles de genes. Por ejemplo, los humanos tenemos cerca de 20,000 genes que codifican proteínas. El concepto de gen ha cambiado considerablemente desde que se inició la ciencia de la genética, pero siempre se ha centrado en el gen como una unidad de información. Para proveer información, es necesario portar una o más funciones específicas de la célula; un gen afecta alguna característica específica del organismo. Por ejemplo, los genes determinan el color de los ojos en los humanos, la longitud de las alas en las moscas, y el color de las semillas en los guisantes.
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