Comprender la genética

– ¡Una pregunta interesante para estudiantes universitarios de Michigan! La respuesta rápida es que los niños no serán los mismos. Si lo piensas bien, este escenario no es realmente tan diferente de que el mismo hombre y la misma mujer tengan dos hijos del mismo sex.So ¿por qué hermanas y hermanos no se parecen exactamente? Y no solo eso, ¿cómo pueden verse tan diferentes? Hay dos eventos específicos que contribuyen a que todos sean tan diferentes. Veamos qué son.Como ustedes saben, nuestro ADN ayuda a determinar cómo nos vemos, cómo actuamos, qué enfermedades podemos conseguir y mucho más. Y en última instancia, el ADN que obtenemos se determina a partir del óvulo y el esperma que se combinaron para producirnos. Así que para entender por qué los hermanos son tan diferentes unos de otros, tenemos que averiguar cómo los espermatozoides y los óvulos obtienen su ADN. En primer lugar, como probablemente sepas, todo nuestro ADN se empaqueta y almacena junto con algunas proteínas en nuestras células como cromosomas (haz clic aquí para obtener más información sobre los cromosomas). La mayoría de nuestras células tienen 23 pares de cromosomas para un total de 46. Un juego de 23 viene de mamá y el otro de 23 de papá.Los óvulos y los espermatozoides son una excepción, tienen solo 23 cromosomas cada uno. Un espermatozoide del hombre se combina con el óvulo de una mujer en su vientre para hacer un cigoto. El cigoto termina con un total de 46 cromosomas y ahora puede crecer hasta convertirse en un bebé.Los espermatozoides y los óvulos terminan con el ADN que obtienen a través de un proceso llamado meiosis. Cuando las células normalmente hacen nuevas copias de sí mismas, cada una de las nuevas células termina con 46 cromosomas (al menos para los seres humanos). Sin embargo, en la meiosis, cada célula nueva termina con 23. ¿Cómo se eligen los 23? Para cada uno de los 23 pares, uno de los dos entra en el espermatozoide o el óvulo. La elección de cuál de los pares de cada cromosoma es totalmente aleatoria. Entonces, si nada más estuviera involucrado, ¿cuáles serían las posibilidades de tener exactamente los mismos hijos? Como verás, no es muy probable. Para resolver esto, tenemos que mirar las estadísticas (¡Lo siento!). Llamemos a las hermanas gemelas Sally y Jane. Y su compañero común, Bob. Vamos a averiguar las posibilidades de que Sally y Jane hagan un óvulo con exactamente el mismo ADN. También averiguaremos las posibilidades de que Bob haga exactamente el mismo esperma. Y finalmente averiguaremos qué tan probable es que dos de los mismos espermatozoides de Bob fertilicen los mismos óvulos de Sally y Jane.To simplifique esta tarea desalentadora, imaginemos que las personas tienen 1 cromosoma gigante. Así que Sally, Jane y Bob tienen dos copias de este sencillo chromosome.To lleva un registro de quién es el cromosoma de quién, les daremos diferentes nombres. El par de Sally y Jane será A y a (recuerde, son gemelos idénticos, por lo que ambos tienen exactamente el mismo ADN), y el de Bob será B y b. OK, ¡que comience la diversión! Cuando Sally hace un huevo, hay un 50% de probabilidades de que el huevo tenga una y un 50% de probabilidades de que tenga una. Lo mismo es cierto para Jane. Cuando Bob hace un espermatozoide, hay un 50% de probabilidades de que el espermatozoide tenga una B y un 50% de probabilidades de que tenga una b. Entonces, ¿cuáles son todas las posibilidades de que el espermatozoide y el óvulo se encuentren en este ejemplo? Son: A + B = ABA + b = Aba + B = aBa + b = abIn en otras palabras, 1 de cada 4 bebés será AB, 1 de cada 4 Ab, etc. Así que las posibilidades de que Sally y Jane tengan el mismo bebé son de 1 en 4. Como pueden ver, incluso en este ejemplo muy simple, Sally y Jane solo tienen el mismo bebé el 25% del tiempo.Ahora probemos con 2 cromosomas. Jane y Sally tendrán dos copias de estos 2 cromosomas que nombraremos como A, a, C y c y Bob como B, b, D y d. Cuando Sally o Jane hacen un óvulo, es aleatorio qué cromosoma A y qué cromosoma C entra. Los huevos posibles son AC, Ac, aC y ac. Para Bob, los posibles espermatozoides son BD, Bd, bD y bd. En lugar de 4, ahora hay 16 combinaciones posibles diferentes. Esto significa que las probabilidades de tener el mismo hijo descienden a 1 de cada 16 (como se muestra en la tabla). Con tres cromosomas, las probabilidades aumentan a 1 de cada 64. Para 23 cromosomas, hay más de 10,000,000,000,000 de posibilidades*. En otras palabras, hay una probabilidad de 1 en 10 billones de tener exactamente el mismo bebé. Esta posibilidad es esencialmente cero. ¡Y las posibilidades son incluso más pequeñas que esto! No obtenemos exactamente el mismo cromosoma que tienen nuestros padres. Durante la meiosis, cada par de cromosomas se mezcla entre sí para crear dos nuevos cromosomas. Este proceso se llama recombinación. Por ejemplo, el cromosoma B que Bob obtuvo de papá es en realidad una combinación de los dos cromosomas B de su padre. Y los hermanos de Bob tienen una combinación diferente de los dos cromosomas B de papá. Y esto es cierto para todos los cromosomas de papá y mamá.¿Cómo determina la célula qué partes mezclar? Bueno, primero, cualquier intercambio de ADN que ocurre es entre dos de los mismos cromosomas. En otras palabras, el cromosoma 5 solo se mezcla con los otros 5 y no con 6 u 8 y el cromosoma 6 se mezcla solo con 6 y nada más. De hecho, pueden surgir problemas al mezclarse entre diferentes cromosomas.En su mayor parte, las partes que se intercambian entre dos del mismo tipo de cromosoma son casi aleatorias. En promedio, 2-3 trozos de ADN se intercambian entre cada par de cromosomas humanos durante la recombinación. Normalmente, ninguno de los cromosomas del par termina con más ADN. Esto sucede porque el intercambio de ADN es recíproco is es un intercambio bidireccional entre los dos. Este proceso mezcla la composición genética de cada uno de los cromosomas. Acabamos de seguir dos pasos importantes que ocurren cuando se produce un óvulo o un espermatozoide. Son: surtido cromosómico e intercambio de los segmentos cromosómicos. Basándonos en lo que sucede durante estos dos eventos, podemos decir con confianza que cada uno de los mil millones de espermatozoides producidos por un hombre o los óvulos producidos por una mujer es diferente. De vuelta a su pregunta. Los gemelos idénticos tienen el mismo material genético, pero como puedes ver, cada óvulo que ambos hacen es diferente. Cada esperma que hace un hombre es diferente.Por lo tanto, las posibilidades de que sus bebés sean idénticos son bastante cercanas a cero. Los niños no serían más parecidos que cualquier hermano o hermana. * Para averiguar esto, utilice la fórmula 1 en (2n X 2n) donde n es el número de cromosomas individuales. Por lo tanto, las posibilidades son de 1 en (223 X 223).