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Isaac asimov


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DIVISIÓN CELULAR


Durante la segunda mitad del siglo XIX, los biólogos entraron en el «juego» propiamente dicho, al dedicarse al estudio minucioso de las células microscópicas que componen toda la materia viva. Cada célula es una gota de líquido (de estructura y composición química muy complejas) rodeada de una fina membrana y provista de un pequeño cuerpo central llamado núcleo.

La célula es la unidad de la vida y, aunque en la composición de un organismo pueden entrar trillones de ellas, todas las propiedades y características del organismo están determinadas por las funciones y actividades de uno u otro grupo de células o combinación de ellos. El color de la piel del individuo depende de la actividad de ciertas células de la piel que fabrican un pigmento negro amarronado. Cuanto mayor es el rendimiento de estas células más oscura es la piel. Si una persona sufre de diabetes es porque ciertas células del páncreas. Por alguna razón, dejan de producir una sustancia determinada.

El razonamiento puede prolongarse hasta el infinito y. mientras tanto, no podemos evitar el pensar que, si comprendiéramos cómo se transmiten las propiedades y características de las células, sabríamos cómo se transmiten las propiedades y características de los organismos. Así, las células de la piel se dividen periódicamente de manera que de cada una se forman dos. Cada una de las nuevas células posee, precisamente, igual capacidad de producir pigmento que tenía la célula madre. ¿Cómo se ha preservado esta capacidad?

Hacia 1880, un biólogo alemán, Walther Flemming, estudió a fondo el proceso de la división celular y descubrió que el núcleo contiene un material que puede impregnarse de un tinte rojo que le permite destacarse sobre un fondo incoloro. A este material se le llamó cromatina, nombre derivado de la palabra griega que significa «color».

Durante el proceso de la división de la célula, la cromatina se aglomera en pares de filamentos llamados cromosomas. Dado que estos cromosomas en forma de hilos desempeñan el papel esencial en la división celular, se dio al proceso el nombre de mitosis, derivado también de una palabra griega que quiere decir «hilo». En el momento crucial, poco antes de que la célula se divida, las parejas de cromosomas se separan y van cada una a un lado de la célula que está a punto de dividirse. Cuando la división ha terminado, cada nueva célula tiene un número igual de cromosomas.

Dicho de este modo, podría parecer que cada nueva célula tiene la mitad del número primitivo de cromosomas. Pero no es así. Antes de la separación, cada cromosoma forma una réplica de sí mismo, (por lo tanto, a este proceso se le llama replicación.) Y la célula no se divide hasta después de realizada está duplicación. Por lo tanto, cada nueva célula posee un juego completo de pares de cromosomas, idéntico al que tenía la célula madre. Cada nueva célula está dispuesta para una nueva división, momento en el que se repite el proceso de duplicación seguido del de división.

Puesto que los cromosomas se conservan tan cuidadosamente y se distribuyen con tanta exactitud entre las nuevas células, parece lógico suponer que las características y funciones de las células están gobernadas precisamente por estos cromosomas. Si las células hijas poseen todas las propiedades de la célula madre, ello se debe a que tienen los cromosomas originales de la célula madre o réplicas exactas de los mismos.

Pero, ¿podemos estar seguros de que, dado que los cromosomas, por su estructura, tienen la facultad de determinar las características de una célula, pueden también configurar las características de todo un organismo? El mejor argumento en el que se apoya la respuesta afirmativa es el de que todos los organismos, por grandes y complejos que sean cuando alcanzan su pleno desarrollo, empiezan su vida siendo una célula.

Éste es el caso del ser humano, por ejemplo, cuya vida se inicia en el óvulo fertilizado resultante de la unión entre la célula del óvulo materno y la célula del esperma paterno. La célula del óvulo es la mayor producida por el ser humano, a pesar de lo cual su diámetro es de doce centésimas de milímetro, una partícula apenas perceptible a simple vista. Ella contiene todos los factores que representan la aportación materna a la herencia de la criatura. Sin embargo, la mayor parte del material que compone el óvulo es alimento, materia inerte y sin vida. La parte viva es el núcleo, una proporción pequeñísima que es la que encierra los factores genéticos.

Esto puede parecer una simple suposición hasta que pasamos a estudiar la aportación del padre. La célula espermática no contiene prácticamente alimento; una vez combinada con la célula del óvulo, se nutre del alimento de ésta. La célula espermática es, pues, mucho más pequeña; concretamente, 80.000 veces menor. Es la más pequeña que produce el cuerpo humano.

Sin embargo, la minúscula célula espermática contiene toda la aportación del padre a la herencia de la criatura, aportación exactamente igual a la de la madre.

El interior de la célula espermática consta casi únicamente de cromosomas bien comprimidos, uno de cada par existente en las células humanas, veintitrés en total. La célula ovular tiene también en su núcleo veintitrés cromosomas, uno de cada par existente en las células de la madre.

La formación de células ovulares y células espermáticas es el Único caso de división de cromosomas sin reproducción anterior. Las células ovulares y las espermáticas, por lo tanto, tienen «medios juegos— de cromosomas. Esta situación se corrige cuando la célula espermática y la ovular se funden para formar el óvulo fertilizado que contiene veintitrés pares de cromosomas formados por un cromosoma materno y un cromosoma paterno.

Es sabido que madre y padre contribuyen en igual medida a las características que hereda el hijo. Dado que la célula ovular de la madre contiene mucho además de los cromosomas y que la célula espermática del padre no aporta más que su medio juego de cromosomas, parece lógico deducir que los cromosomas contienen el factor genético no sólo de las células individuales sino de organismos completos, por complicados que sean.

Por supuesto, dado que no podemos suponer que en el cuerpo humano haya sólo 23 características diferentes, nadie ha afirmado que cada cromosoma determine una sola característica. Por el contrario, se supone que cada cromosoma se compone de una serie de genes, cada uno de los cuales determina una característica diferente. Actualmente se calcula que cada cromosoma humano contiene algo más de 3.000 genes.

Hacia el año 1900, y gracias a la labor de pionero de un botánico holandés, Hugo de Vries, se empezó a pensar que el mecanismo de la herencia no funciona siempre con suavidad. A veces se dan características que no se parecen a las de ninguno de los progenitores. Es lo que se llama mutación o cambio.

Las mutaciones pueden interpretarse a la luz de la teoría de los cromosomas. A veces, en el proceso de la división de las células, los cromosomas se reparten defectuosamente y una célula ovular o espermática puede recibir un cromosoma más o menos. El desequilibrio resultante afectaría a todas las células del cuerpo.

Hasta hace pocos años no se han comprobado las graves consecuencias de tales desequilibrios, por lo menos en lo qué respecta al ser humano. Los cromosomas aparecen en la célula en un aparente revoltijo; por lo que, hasta 1956, no se estableció el cálculo exacto de 46 cromosomas por célula. (Antes se creía que eran 48.) Se desarrollaron nuevas técnicas para el aislamiento y estudio de los cromosomas y, en 1959, se descubrió que los niños nacidos con una forma de deficiencia mental llamada «mongolismo» tenían 4 cromosomas en cada célula en vez de 46. Otros trastornos, más o menos graves, están causados también por la presencia de un número anormal de cromosomas y a la distorsión de éstos producida durante la división celular.

Sin embargo, no todas las mutaciones pueden atribuirse a cambios evidentes en los cromosomas. Muchos, mejor dicho, la mayoría se producen sin que se observen en ellos cambios visibles.

Parece razonable suponer que, en estos casos, también ha habido cambios en los cromosomas; aunque a una escala invisible para el ojo humano, incluso ayudado por el microscopio. Los cambios deben de haberse producido en la estructura submicroscópica de la sustancia que los compone.

Si es así, ha llegado el momento de investigar a mayor profundidad, es decir, de entrar en los dominios de la Química. Pero, antes de intentar averiguar qué cambios químicos se producen en los cromosomas, debemos preguntar: ¿De qué sustancia química se componen los cromosomas?

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