El manual de la vida: material genético y división celular

“El Proyecto Genoma Humano tardó trece años en leer el manual completo de nuestra especie y en 2003 dio la cifra: unos 3 mil millones de pares de bases en cada juego de cromosomas. Todo eso viaja dentro de cada una de tus células, estirado alcanzaría cerca de dos metros y está guardado en un núcleo cientos de veces más pequeño que el punto de esta frase. Hoy vemos cómo se ordena ahí adentro y cómo se copia entero cada vez que una célula se divide.

Empecemos por ubicar la información. En una célula eucarionte, dentro del núcleo, está el ADN (ácido desoxirribonucleico): la molécula larguísima que guarda las instrucciones para construir y hacer funcionar un organismo. No es un adorno del núcleo: es el manual completo.

Ahora bien, ADN, gen y cromosoma no son sinónimos. Se refieren al mismo material, pero en distintos niveles:

• El ADN es la molécula: una larguísima “cinta” con una secuencia de cuatro letras químicas (A, T, G, C).
• Un gen es un tramo de esa cinta que contiene la información para una característica concreta (por ejemplo, un rasgo o una proteína). Un ADN tiene miles de genes, como un libro tiene muchas frases.
• Un cromosoma es ese ADN muy compactado, enrollado sobre proteínas, para que quepa en el núcleo y pueda repartirse ordenadamente cuando la célula se divide.

Entre el ADN suelto y el cromosoma hay un paso intermedio: la cromatina, que es el ADN enrollado sobre proteínas llamadas histonas (como hilo enrollado en carretes). Cuando la célula va a dividirse, esa cromatina se compacta aún más y forma los cromosomas que sí podemos ver al microscopio.

Cuidado con una idea equivocada muy frecuente: pensar que “cromosoma, gen y ADN son lo mismo”. No lo son. Una analogía útil: si el ADN es la cinta de un libro escrito en una sola línea larguísima, el gen es una frase con un significado propio, y el cromosoma es esa cinta enrollada y guardada en un estuche para que no se enrede ni se pierda. Misma información, distinto nivel de organización.

Si teñimos y ordenamos los cromosomas de una célula humana justo antes de dividirse, obtenemos su cariotipo: la fotografía ordenada de todos sus cromosomas. En el ser humano son 46 cromosomas, organizados en 23 pares.

¿Por qué en pares? Porque recibimos un juego de cada progenitor: 23 cromosomas del óvulo y 23 del espermatozoide. Cada par está formado por cromosomas que llevan los mismos tipos de genes (aunque no necesariamente idénticos).

• Autosomas: los 22 pares que no determinan el sexo (pares 1 al 22).
• Cromosomas sexuales: el par 23, que sí se relaciona con el sexo: XX (típicamente femenino) o XY (típicamente masculino).

Esto nos deja un concepto clave para toda la unidad: las células que tienen los dos juegos (los 23 pares completos) se llaman diploides, y se anotan 2n. Casi todas tus células son diploides. En cambio, las células que tienen un solo juego (23 cromosomas, sin par) se llaman haploides, y se anotan n: son los gametos (óvulo y espermatozoide). Guarda esta idea: será la clave para entender la meiosis en un par de clases más.

Las células no son eternas ni infinitamente grandes: cuando crecen hasta cierto punto, se dividen. La vida de una célula, desde que nace hasta que se divide en dos, se llama ciclo celular y tiene dos grandes momentos: la interfase (la célula vive, crece y se prepara) y la fase M o división.

La interfase tiene tres etapas:

• G1 (crecimiento): la célula aumenta de tamaño, fabrica proteínas y organelos, y cumple sus funciones normales. Aquí cada cromosoma tiene una sola copia de su ADN.
• S (síntesis): la célula duplica su ADN. Cada cromosoma se copia por completo, quedando con dos copias idénticas unidas. Esta fase es el corazón de la clase de hoy.
• G2 (preparación): la célula revisa que la copia esté bien y prepara todo para dividirse.

Después viene la fase M (división), donde el material duplicado se reparte en dos células hijas.

¿Por qué se dividen las células? Por varias razones:

• Crecimiento: un bebé se vuelve adulto porque sus células se multiplican, no porque se agranden sin límite.
• Reparación: cuando te cortas, células nuevas cierran la herida.
• Regeneración/renovación: tu piel y tu sangre se renuevan constantemente.
• Y, como veremos más adelante, para producir gametos, mediante un tipo especial de división llamado meiosis.

Cuidado con la idea de que “una célula crece indefinidamente”: no lo hace. Al aumentar de tamaño, su superficie no alcanza para intercambiar suficientes nutrientes y desechos con el volumen interior, y el núcleo no da abasto para controlar tanta célula. La solución de la vida no es agrandar la célula, sino dividirla.

De todo el ciclo, la fase S es la que garantiza la continuidad de la información. Piénsalo así: si una célula se dividiera sin haber copiado antes su ADN, cada célula hija recibiría solo la mitad del manual, con instrucciones faltantes. No podría funcionar.

Por eso, antes de repartir, la célula duplica: en la fase S, cada cromosoma pasa de tener una copia a tener dos copias idénticas (llamadas cromátidas hermanas) unidas por un punto. Así, cuando la división separe esas copias, cada célula hija recibe el manual completo, idéntico al original.

Esta es la razón por la que el cromosoma en forma de “X” (dos cromátidas) no es el estado normal de un cromosoma: solo aparece después de la fase S, cuando el ADN ya fue copiado. Guardar esta idea nos deja listos para entender la mitosis.

Abrimos la unidad de Genética ubicando la información de la vida. El ADN es la molécula del manual; un gen es una frase de ese manual; el cromosoma es el manual muy compactado para guardarlo y repartirlo. En el ser humano hay 46 cromosomas (23 pares): 22 pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales; las células con los dos juegos son diploides (2n) y los gametos son haploides (n). La vida de la célula es el ciclo celular (interfase G1-S-G2 + división M), y su momento decisivo es la fase S, donde el ADN se duplica para que cada célula hija reciba la información completa.

Con esto quedamos en el punto de partida perfecto: ya sabemos qué se copia y por qué. En las próximas clases veremos cómo se reparte ese material: la mitosis (dos células hijas idénticas, 2n) y más adelante la meiosis (la división que produce gametos haploides y explica la variabilidad de la herencia).

1. 01Ministerio de Educación de Chile. Bases Curriculares y Texto del Estudiante, Biología 2° medio (Genética).
2. 02OpenStax (2021). Biología 2e, cap. 10: División celular y el ciclo celular (CC BY 4.0). https://openstax.org
3. 03Khan Academy. ADN, cromosomas y ciclo celular. https://es.khanacademy.org
4. 04Reece, J. et al. (2019). Campbell Biología (11ª ed.). Pearson.
5. 05National Human Genome Research Institute (2003). International Consortium Completes Human Genome Project. https://www.genome.gov/11006929/2003-release-international-consortium-completes-hgp