Genes ligados
Definición de genes ligados
Los genes ligados son genes que probablemente se hereden juntos porque están físicamente cerca unos de otros en el mismo cromosoma. Durante la meiosis, los cromosomas se recombinan, lo que resulta en intercambios de genes entre cromosomas homólogos. Si los genes están muy juntos, las posibilidades de recombinarse son mayores que si están muy lejos unos de otros. Es imposible que los genes ligados estén en diferentes cromosomas.
Recombinación homóloga
Los cromosomas se recombinan durante la meiosis. Durante la recombinación homólog, los cromosomas se pueden «cortar» en puntos aleatorios, después de lo cual se combinan con otra copia de un cromosoma homólogo que se ha cortado en el mismo punto. De esta manera, el ADN de un cromosoma termina en otro cromosoma homólogo. Echemos un vistazo más de cerca a esto.
Los cromosomas son cadenas de ADN que contienen cientos o incluso miles de genes. La mayoría de los organismos que participan en la reproducción sexual tienen dos copias de cada cromosoma. Mientras que ambas copias de cada cromosoma tienen genes para la misma característica (por ejemplo, el color del cabello), cada copia del cromosoma puede contener un alelo diferente (por ejemplo, una copia puede codificar el cabello negro y la otra copia para el cabello rojo). Dos cromosomas con los mismos genes, incluso si tienen alelos diferentes, se denominan cromosomas homólogos.
Sin embargo, existe un tipo de células que tienen solo una copia de cada cromosoma en lugar de dos: los gametos (óvulos y espermatozoides en el caso de los humanos). Para formar gametos, las células se someten a la meiosis, que consiste en la división celular mediante la cual las células hijas obtienen una copia de cada cromosoma en lugar de dos. Es durante la meiosis cuando se produce la recombinación homóloga.
La siguiente figura muestra cómo se produce la recombinación homóloga durante la meiosis:
En esta figura, la célula de la izquierda tiene originalmente dos copias diferentes (gris y rosa) de dos cromosomas diferentes (grande y pequeño). Cada copia tiene los mismos genes que la otra copia, pero es muy probable que tenga alelos diferentes; por eso se muestran en diferentes colores.
Luego, la celda hace una copia idéntica de cada copia (segundo panel en la figura). Ahora hay dos pares de cromosomas homólogos, todos unidos a una copia idéntica. Cada copia idéntica también se llama cromátida hermana. Por tanto, hay cuatro pares de cromátidas hermanas.
En el tercer panel de la figura, podemos ver que cada par de cromátidas hermanas se alinea junto al otro par de cromátidas hermanas, o en otras palabras, los cromosomas homólogos están alineados. Este es el momento en el que se produce la recombinación.
La recombinación tiene lugar en el cuarto panel de la figura: el ADN de dos cromátidas hermanas homólogas se corta y se vuelve a unir. Este paso también se ilustra y se puede ver más claramente aquí:
Una parte del ADN se intercambió entre cromosomas homólogos, lo que resultó en una nueva combinación de alelos. Es importante destacar que el sitio en el que se produce este corte de ADN es en su mayoría aleatorio. Además, la meiosis ocurre cada vez que se forman nuevos gametos; por lo tanto, el corte se encuentra en una ubicación diferente a lo largo del ADN, lo que da lugar a numerosas combinaciones posibles.
En el siguiente paso (quinto panel en la figura), la célula se divide en dos, y las dos células hijas reciben dos copias de cada cromosoma, cada copia lleva diferentes alelos y también el ADN recombinado.
En el último paso (sexto panel), las dos células hijas se dividen nuevamente sin replicar su ADN, lo que lleva a cuatro células hijas, cada una con una copia de cada cromosoma. Observe cómo el ADN recombinado hace que las células hijas sean diferentes entre sí.
Recombinación de genes ligados
Es esencial comprender la recombinación homóloga para comprender los genes ligados. Ahora que sabemos que los cromosomas se cortan en lugares aleatorios durante la recombinación homóloga, podemos ver cómo los genes ligados se heredan juntos. Tomemos un ejemplo real para entenderlo mejor: pecas y pelo rojo.
Es muy común encontrar personas con pecas y cabello rojo. De hecho, esto ocurre con mucha más frecuencia de lo que ocurriría por casualidad; de lo contrario, muchas personas rubias o morenas tendrían pecas con más frecuencia y menos personas pelirrojas tendrían pecas. Esto sucede porque los genes que codifican las pecas y los genes que codifican el cabello rojo se encuentran juntos en el mismo cromosoma. Cuando se produce una recombinación homóloga, es muy poco probable que el ADN se corte entre los dos genes. Aunque la recombinación homóloga ocurre muchas veces, estas dos características se heredan juntas la mayor parte del tiempo porque las posibilidades de que el ADN que codifica estos dos genes se divida son muy bajas, por lo que los genes se heredan juntos la mayor parte del tiempo.
Mapas genéticos
Los científicos han desarrollado formas de averiguar dónde se encuentran los genes basándose en las frecuencias de recombinación. Esto se hace analizando la descendencia de un organismo como la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster).
Si dos genes diferentes están en dos cromosomas separados, entonces la descendencia heredará los cuatro alelos (dos alelos para cada gen) en porcentajes iguales: el 25% heredará el alelo A del cromosoma 1 y el alelo A del cromosoma 2, el 25% heredará el alelo B del cromosoma 1 y el alelo A del cromosoma 2, el 25% heredará el alelo A del cromosoma 1 y el alelo B del cromosoma 2, y el 25% heredará el alelo B del cromosoma 1 y el alelo B del cromosoma 2. Como se suele calcular es en términos de los alelos compartidos con los organismos parentales. En este caso, el 50% heredaría los genes de los padres y el otro 50% heredaría una combinación de los genes de los padres.
Si, por otro lado, los dos genes diferentes se encuentran en el mismo cromosoma, entonces la descendencia heredará los cuatro alelos en diferentes porcentajes. El porcentaje de descendientes que heredan los genes de los padres será superior al 50%, mientras que el porcentaje de descendientes que heredan una combinación de los genes de los padres será inferior al 50%. Si el porcentaje es menor pero aún cercano al 50% esperado de genes parentales combinados, entonces los genes están en el mismo cromosoma pero muy separados, tal vez uno en cada lado del cromosoma, por lo que es muy probable que el ADN entre ellos se cortará durante la recombinación. Si el porcentaje de la descendencia que tiene genes parentales combinados en lugar de genes parentales es muy bajo, por ejemplo, 4%, entonces los genes se encuentran muy juntos en el cromosoma.
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