Los cromosomas se forman aproximadamente como una X y los hay de muchos tamaños y aspectos. Los cromosomas estaban de algún modo involucrados en la...

Los cromosomas se forman aproximadamente como una X y los hay de muchos tamaños y aspectos. Los cromosomas estaban de algún modo involucrados en la división celular, porque uno de los primeros pasos en la división de ambas, procariotas y eucariotas, supone hacer copias de ellos. Con esto como una pista, los biólogos empezaron a sospechar que los cromosomas eran el material genético de la célula. De manera independiente, Theodor Boveri y Walter Sutton llegaron a esta idea en 1902 y realizaron una serie de experimentos para probarlo. Boveri trabajó con erizos de mar y demostró que a menos que todos los cromosomas estuviesen presentes, el organismo no se desarrollaba completamente. Sutton se centró en los saltamontes e hizo el descubrimiento crucial de que los cromosomas vienen en pares, un miembro de cada par proviene del padre y el otro de la madre. Estos pares seguramente son los factores de Mendel. Esta propuesta fue controvertida durante más o menos diez años, pero en 1913, Eleanor Carruthers demostró que los cromosomas se combinan unos con otros de modo independiente, lo que concordaba con las proporciones numéricas que Mendel había observado. Por ejemplo, los 46 cromosomas del ser humano vienen en 23 pares, pero las células germinales solo contienen un miembro de cada par, como veremos más adelante. Estas provienen tanto del padre como de la madre y la elección es hecha aleatoriamente e independientemente para cada par. El argumento decisivo llegó dos años más tarde, cuando Thomas Hunt Morgan llevó a cabo experimentos definitivos en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster. Demostró que los genes asociados con regiones del cromosoma que estaban muy cerca unos de otros tendían a asociarse en sus descendientes, o tenían ambos o no tenían ninguno. Este efecto influyente se debilita lentamente a medida que las regiones distan más unas de otras. En la fisión binaria de una procariota, el primer paso es hacer una copia del único cromosoma circular. Después de eso, la célula se hace más grande. Las dos copias del cromosoma se unen por sí mismas a la membrana celular. Luego la célula se estira, separando los cromosomas. Por último, la membrana celular crece en el interior dividiendo, finalmente, a la célula, de modo que los cromosomas acaban en distintas mitades. El resultado final son dos copias de la célula original, más o menos idénticas a ella, y en especial con la misma genética (esto no es del todo cierto, porque pueden ocurrir errores de copia, pero dejaremos eso para más adelante). La reproducción de una célula eucariota es más complicada y es conocida como división celular. Puede suceder de dos modos diferentes: mitosis, en la cual las células hijas también son capaces de reproducirse, y meiosis, en la cual se obtienen dos gametos, las unidades básicas de reproducción sexual. En los humanos, estos son los espermatozoides en el macho y los óvulos en la hembra. La mitosis empieza en el núcleo de la célula. El primer paso, de nuevo, es hacer una copia más del material genético de la célula. En las eucariotas se encuentra en varios cromosomas, de modo que hay que copiar cada cromosoma. Esto, generalmente, se hace para todos los cromosomas al mismo tiempo, mejor que hacerlo de uno en uno. Luego los pares de cromosomas se separan en dos conjuntos, cada conjunto contiene un cromosoma de cada par de idénticos, mientras que el núcleo se divide en dos partes y cada una contiene un conjunto de cromosomas. Mientras esto sucede, los orgánulos que componen la célula, como las mitocondrias, también se duplican por un proceso que es muy parecido a la fisión binaria en las procariotas. Finalmente, crece la membrana celular en el interior y divide a la célula de un modo que asegura que cada célula hija contenga su porción equitativa de todos estos componentes, en especial, un núcleo. Esta secuencia es típica pero no única; los detalles de la mitosis son diferentes en diferentes organismos. La mitosis es cuidadosamente coreografiada, los biólogos distinguen cinco etapas sucesivas. El contenido duplicado de las células madre debe organizarse en dos conjuntos separados. La célula dividida hace esto usando microtúbulos, moléculas alargadas que normalmente forman el «esqueleto» de las células y actúan como cuerdas que pueden transportar varios orgánulos a sus posiciones correctas. Cada orgánulo se comporta un poco como una procariota, en particular, se reproducen por fisión binaria. Esto da una pista sobre el origen de las células eucariotas; son, hasta cierto punto, colonias de las una vez procariotas independientes, que han evolucionado para cooperar dentro de una unidad mayor, la célula eucariota. La idea se llama teoría endosimbiótica o endosimbiosis seriada. Fue propuesta por primera vez en 1905 por el ruso Konstantin Mereschkovski, quien indicó que los cloroplastos en las plantas, los cuales contienen la clorofila, se dividen de un modo que es sorprendentemente similar a la división de las cianobacterias, que son procariotas. En la segunda década del siglo XX, Ivan Wallin hizo una proposición parecida para la mitocondria. Estas teorías no contaron con mucho apoyo hasta la década de los cincuenta, cuando se descubrió que estos y otros orgánulos tenían su propio ADN, separado del principal genoma de la célula. En 1967, Lynn Margulis proporcionó más pruebas para la idea de que las células eucariotas surgen como un tipo de simbiosis entre muchas procariotas diferentes, incorporadas a la célula en desarrollo en una