Biología de primaria y secundaria · Grades 1–9
64Los cromosomas
La Observación 63.7 acorraló a los determinantes en el núcleo. Sorprende a una célula en el momento justo y el núcleo enseña sus cartas: su contenido se enrolla en cuerpos contables y fotografiables — los cromosomas. Contarlos, en las células del cuerpo y en los gametos, resulta explicar casi todo lo que exigía el álbum de familia: las mitades, las parejas, el barajado y la moneda al aire que decide si un bebé es niño o niña.
64.1 El núcleo, pillado en el acto
Definición 64.1 (Los cromosomas)
Un cromosoma es un cuerpo con forma de hilo del núcleo, visible (bien teñido, en el momento de la división) cuando el contenido del núcleo se enrolla para el transporte. Entre división y división esos mismos hilos corren sueltos e invisibles — estado de trabajo; al dividirse se condensan — estado de viaje. Fotografiados y ordenados, los cromosomas de una célula forman su cariotipo: la baraja entera, extendida.
Proposición 64.2 (Las cuentas humanas)
Los cariotipos entregan tres números que sostienen el capítulo entero:
- toda célula del cuerpo humano tiene 46 cromosomas — piel, hígado y neurona por igual (las divisiones de la Proposición 29.7 copian la baraja fielmente a todas las células);
- extendidos, los 46 se ordenan en 23 parejas, y los dos miembros de una pareja coinciden en tamaño y en bandas;
- los gametos rompen la regla: el óvulo y el espermatozoide llevan 23 — un cromosoma de cada pareja, ninguna pareja completa.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Ejemplo 64.3 (La aritmética de la fecundación)
Las cuentas encajan como una demostración. Gametos con 23 cada uno; la fecundación (Proposición 54.2) los suma: el cigoto tiene — las parejas restauradas, un miembro de cada pareja de la madre y otro del padre. Todas las células del cuerpo del hijo llevan entonces la aportación de los dos progenitores — que es exactamente lo que observaba desde fuera la Observación 23.3, el potro y su lucero, hace ya una generación de capítulos.
Observación 64.4 (Por qué tienen que reducirse a la mitad los gametos)
Supón que no lo hicieran: unos gametos de 46 cromosomas darían hijos de 92 y nietos de 184 — la baraja doblándose en cada generación. La división especial de reducción a la mitad de los gametos — cada uno recibe un miembro de cada pareja — es lo que mantiene fija en 46 la cuenta de la especie, generación tras generación. Y fíjate en la propina: cuál de los dos miembros de cada pareja le toca a un gameto se decide de manera independiente, pareja por pareja — barajas posibles de un solo progenitor, el barajado de la Proposición 54.5 contado por fin.
64.2 Los cromosomas llevan los determinantes
Proposición 64.5 (Pruebas de que la baraja importa)
Que los cromosomas sean los vehículos de los determinantes no es una suposición, sino una conclusión con pruebas:
- se comportan exactamente como exige la Proposición 63.6: presentes en todas las células, reducidos a la mitad en los gametos, restaurados en la fecundación y seleccionables miembro a miembro;
- los accidentes de cariotipo demuestran cuál es la carga: una baraja con un cromosoma de más o de menos cambia el desarrollo del cuerpo entero — una copia de más de la pequeña pareja 21, por ejemplo, produce el conjunto reconocible de rasgos que se llama síndrome de Down. Un hilo mal contado, muchos rasgos cambiados: los hilos llevan instrucciones de rasgos;
- y una pareja anuncia su carga en todos los cariotipos: los cromosomas sexuales.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Definición 64.6 (X, Y y la moneda al aire)
La pareja 23 viene en dos versiones: dos cromosomas X iguales — el cariotipo de una niña; o una X y una Y pequeña — un niño. La reducción a la mitad tira entonces la moneda: todos los óvulos llevan una X; un espermatozoide lleva X o Y, mitad y mitad. La fecundación por un espermatozoide X hace XX; por uno Y, XY — una posibilidad entre dos (el lenguaje del azar del Capítulo 63, por fin con su mecanismo), decidida por cuál de los nadadores llega, en el instante de la fecundación.
Ejemplo 64.7 (Preguntas viejas, respuestas cortas)
La baraja salda cuentas históricas. Que un hijo sea niño o niña no debe nada a los deseos, las dietas ni las estaciones de ninguno de los dos padres — es la moneda al aire, tirada con el mecanismo de la Definición 64.6 (y, para que conste en el registro de las injusticias viejas: la diferencia que decide viaja en el espermatozoide). Las mitades iguales responden también al álbum de familia: la madre y el padre aportan una media baraja completa cada uno — 23 y 23 — y la aritmética de la herencia honra por igual las dos ramas.
Método 64.8 (Leer un cariotipo)
Con una fotografía de cariotipo en la mano:
- cuenta: se esperan 46 en una célula del cuerpo y 23 en un gameto;
- empareja: los miembros se juntan por tamaño y por bandas, 22 parejas corrientes más la 23;
- lee la 23: XX o XY;
- revisa las cuentas: cualquier pareja con uno o con tres miembros explica, por la Proposición 64.5, un desarrollo cambiado.
64.3 Ejercicios
Ejercicio 64.1 ★
¿Qué es un cromosoma y cuándo se ve?
Ejercicio 64.2 ★
Da las tres cuentas humanas y dónde vale cada una.
Ejercicio 64.3 ★
Haz la aritmética de la fecundación y di qué restaura.
Solución
Solución de Ejercicio 64.3.
: la fecundación restaura las parejas, un miembro de cada una de la madre y otro del padre — los dos progenitores en todas las células del cuerpo del hijo.
Ejercicio 64.4 ★
¿Por qué tienen que reducir a la mitad la baraja los gametos? Enseña el disparate que saldría si no.
Ejercicio 64.5 ★
¿Cuáles son las dos versiones de la pareja 23, y el gameto de qué progenitor decide entre ellas?
Solución
Solución de Ejercicio 64.5.
XX (el cariotipo de una niña) y XY (el de un niño). El del padre: los óvulos llevan todos X, y los espermatozoides llevan X o Y mitad y mitad — decide el espermatozoide que llega.
Ejercicio 64.6 ★
¿Qué produce una copia de más del cromosoma 21, y qué demuestra eso sobre los hilos?
Ejercicio 64.7 ★★
¿Dónde ocurre exactamente el barajado de la Proposición 54.5, en los términos de este capítulo — y cómo de grande es el espacio de barajado de un solo progenitor?
Solución
Solución de Ejercicio 64.7.
En la división de reducción a la mitad: cuál de los dos miembros de cada pareja le toca a un gameto se decide de manera independiente, pareja por pareja — medias barajas posibles por progenitor, antes de que la fecundación multiplique dos espacios así.
Ejercicio 64.8 ★★
Empareja cada exigencia de la Proposición 63.6 con el comportamiento de los cromosomas que la satisface.
Solución
Solución de Ejercicio 64.8.
Determinantes y no rasgos: los hilos llevan instrucciones — compactas, transportadas por células. Llevados sin mostrarse: los dos miembros viajan en todas las células, se enseñe lo que se enseñe. Selecciones distintas de un hijo a otro: la reducción a la mitad reparte un miembro por pareja, y de forma independiente cada vez.
Ejercicio 64.9 ★★
“La probabilidad de un niño es una entre dos en cada nacimiento, venga lo que venga antes”. Defiéndelo con el mecanismo — ¿por qué no cambia nada una racha de tres niñas?
Solución
Solución de Ejercicio 64.9.
Cada fecundación es una moneda al aire nueva: la población de espermatozoides es mitad X y mitad Y en cada intento, y ningún nacimiento pasado alcanza la carrera. Tres niñas son tres tiradas limpias — la cuarta es igual de limpia.
Ejercicio 64.10 ★★
Pasa el Método 64.8 por: (a) una célula del cuerpo 46,XX; (b) un gameto 23,Y; (c) una célula del cuerpo con 47, con el de más en la pareja 21.
Solución
Solución de Ejercicio 64.10.
(a) Una célula del cuerpo de una niña o de una mujer: baraja completa, XX. (b) Un espermatozoide portador de la Y: un gameto, media baraja — su fecundación haría un niño. (c) Una célula del cuerpo con el de más en la pareja 21: 47 hilos — el cariotipo del síndrome de Down, XX: el de una niña.
Ejercicio 64.11 ★★
La historia culpaba a las reinas de las hijas de los reinos. Corrige el registro con el Ejemplo 64.7, gameto a gameto.
Solución
Solución de Ejercicio 64.11.
Todos los óvulos que pusieron las reinas llevaban una X — su aportación a la pareja 23 no admite alternativa. La variedad X o Y viaja solo en los gametos de los reyes: si el registro tiene que asignarle dueño a la moneda, estaba en el esperma real — y en cualquier caso la moneda es azar, y no se le puede echar la culpa a nadie.
Ejercicio 64.12 ★★★
Todas las células del cuerpo llevan los 46 completos — y sin embargo una neurona y una célula de la piel son totalmente distintas (Observación 45.6). Formula el enigma que eso plantea y la dirección de su solución (el asunto del capítulo siguiente: qué es, en un cromosoma, lo que se lee).
Solución
Solución de Ejercicio 64.12.
El enigma: una sola baraja y muchas clases de célula — si todas las células tienen los mismos 46 hilos de instrucciones, ¿por qué no es una neurona una célula de la piel? Dirección de la solución: las células tienen que diferir en qué instrucciones leen, no en cuáles tienen — la baraja es una biblioteca y la especialización es una política de préstamo. Cuáles son las unidades legibles de un cromosoma es la pregunta del capítulo siguiente.
64.4 Problema: La mesa de citogenética
Problema 64.1
Problema de fin de semana — cuatro cariotipos en una sola mesa de luz
La mesa de enseñanza de un laboratorio de citogenética de hospital: cariotipo A — 46 cromosomas, pareja 23 XY; B — 46, pareja 23 XX; C — 23 cromosomas, una X entre ellos; D — 47, con tres copias en la pareja 21, pareja 23 XX.
Parte I — Las lecturas.
- Lee A, B y C con el Método 64.8: ¿de quién podrían ser las células de cada uno?
- La cuenta de C no es un error. ¿Qué clase de célula es, y qué historia de divisiones registran sus 23?
- Lee D: cuenta, emparejamiento y el desarrollo que anuncia.
- ¿El gameto de qué progenitor decidió la pareja 23 de A, y cuáles eran las probabilidades en aquella fecundación?
Parte II — Las preguntas de aritmética.
- Una alumna en prácticas pregunta por qué todas las células del cuerpo de una persona coinciden con el cariotipo A. Responde con las divisiones de copia de la Proposición 29.7.
- Otra pregunta cómo hicieron dos progenitores de células de 46 los 23 de C. Nombra la división especial y su regla.
- Combina C con un óvulo portador de X y con su vecino del propio laboratorio portador de Y — espera: C está libre de Y. Enuncia qué garantiza la X de C sobre cualquier hijo que ayude a hacer.
- Calcula las barajas posibles que puede repartir un progenitor: enuncia la independencia pareja a pareja y la conclusión — y añade después el emparejamiento de dos repartos así que hace la fecundación.
Parte III — La sala de consejo genético.
- Los padres de un niño con el cariotipo D preguntan “¿qué hicimos mal?”. Da la respuesta honrada del mecanismo sobre los accidentes de la reducción a la mitad — y qué cambian y qué no cambian los 47 hilos del niño sobre el cariño que hay en esa sala. (Responde como quien aconseja, con la biología derecha.)
- Una pareja con tres hijas pregunta por las probabilidades de un hijo la próxima vez. Responde con la moneda al aire y corrige el instinto de las rachas de suerte.
- Un visitante afirma que una dieta puede elegir el sexo de un bebé. Audita la afirmación con la Definición 64.6: ¿dónde se toma la decisión y hasta dónde podría llegar una dieta?
- Cierra la mesa con una frase: qué demuestran juntas las cuatro fotografías sobre en qué viaja la herencia.
Solución
Solución de Problema 64.1.
1. A: una célula del cuerpo de un niño o de un hombre — 46, XY. B: una célula del cuerpo de una niña o de una mujer — 46, XX. C: un gameto — 23, un miembro por pareja; su X lo hace o un óvulo o un espermatozoide X.
2. Un gameto. Sus 23 registran la división especial de reducción a la mitad: de una célula de 46, un miembro tomado de cada pareja, ninguna pareja completa.
3. 47 hilos, el de más en la pareja 21, pareja 23 XX: el cariotipo de una niña con síndrome de Down — un hilo mal contado, un desarrollo cambiado.
4. El del padre — la X o Y de su espermatozoide. Probabilidades en el encuentro: una entre dos, en cada sentido.
5. Porque el cuerpo creció desde un cigoto por divisiones de copia: cada división duplica la baraja y le reparte una copia completa a cada célula hija — 46 copias fieles, de la piel a la neurona.
6. La división de reducción a la mitad de los gametos, con su regla: un miembro de cada una de las 23 parejas — una media baraja completa, sin parejas dobladas ni parejas perdidas.
7. Que el hijo recibe de él una X: llegue el miembro que llegue del otro lado, la aportación de C a la pareja 23 está fijada — un gameto X escribe una X en la pareja 23 del hijo sin condiciones.
8. Cada una de las 23 parejas aporta uno u otro miembro, de manera independiente: , 23 veces — medias barajas, varios millones, de un solo progenitor. La fecundación empareja un reparto así de cada progenitor: los dos espacios se multiplican, y la aritmética del barajado explica por qué los hermanos no se repiten nunca.
9. No se hizo nada mal: el 21 de más nace de un accidente de la reducción a la mitad — los dos miembros de una pareja que no llegan a separarse — una mala suerte del mecanismo, no de los actos ni del valor de los padres. El hilo 47 cambia el desarrollo del niño; no cambia nada de que ese niño sea enteramente su hijo — la verdad del consejo genético y la verdad de la citogenética coinciden.
10. Una entre dos, exactamente como en cada nacimiento: la población de espermatozoides es mitad X y mitad Y en cada fecundación, y las tiradas pasadas no dejan huella en ella. La racha parece significar algo; el mecanismo no guarda memoria.
11. La decisión se toma en la fecundación, según qué espermatozoide llega — dentro de la aportación del padre, en los últimos milímetros de la carrera. Una dieta no alcanza ni la fabricación mitad y mitad de la población de espermatozoides ni el resultado de la carrera: la afirmación no tiene ningún eslabón que bloquear ni que inclinar — la pregunta 1 del Método 59.8, suspendida otra vez.
12. La herencia viaja en unos hilos contables del núcleo: reducidos a la mitad en los gametos, restaurados en la fecundación, capaces de cambiar rasgos cuando se cuentan mal y decisivos para el sexo en la pareja 23 — cuatro fotografías, un solo vehículo.