Si el ADN fuera una moneda: el milagro de la vida detrás de la mitosis y la meiosis
Soy Ken Kuwako, Science Trainer. Cada día es un experimento.
¿Alguna vez te has preguntado cuál es la probabilidad de que tú, precisamente tú, llegaras a existir? Cuando hacemos los cálculos, el resultado es un número verdaderamente astronómico. En esta ocasión, vamos a descubrir el secreto detrás de esta increíble «probabilidad milagrosa» utilizando una comparación muy sencilla: monedas de 100 yenes.
Imaginemos la división celular con dinero
Un profesor me enseñó una forma muy interesante de explicar la división celular utilizando el dinero como ejemplo. Es una comparación sencilla y bastante fácil de entender.
En nuestro cuerpo ocurren muchísimas divisiones celulares todos los días. Pero, a grandes rasgos, existen dos tipos principales: la «división celular mitótica», que permite formar y mantener nuestro cuerpo, y la «meiosis», que interviene en la formación de las células reproductoras. Vamos a comparar estas dos formas de división imaginando que todo nuestro ADN está representado por monedas de 100 yenes.
Sigue la explicación mientras observas la siguiente figura. Por cierto, esta figura está tomada de JT生命誌研究館, «Meiosis: un mecanismo riguroso que genera diversidad», de Yoshinori Watanabe, Instituto de Biología Molecular y Celular, Universidad de Tokio.
Fuente: JT生命誌研究館, «Meiosis: un mecanismo riguroso que genera diversidad», Yoshinori Watanabe, Instituto de Biología Molecular y Celular, Universidad de Tokio
https://www.brh.co.jp/publication/journal/060/research_21
En una división celular normal
Si imaginamos que todo el ADN equivale a 100 yenes, primero tenemos 100 yenes y estos se convierten en 200 yenes al duplicarse el ADN. Después, los 200 yenes se dividen en dos partes de 100 yenes (100 yenes × 2).
→ 100 yenes se convierten en 100 yenes × 2 (200 yenes)
Este tipo de división ocurre, por ejemplo, cuando se renuevan las células de la piel o de los músculos. Primero, la célula hace una copia completa de sus 100 yenes de ADN, convirtiéndolos en 200 yenes, y después reparte 100 yenes a cada una de las dos células hijas. Por eso, ambas células resultantes conservan exactamente la misma información, equivalente a 100 yenes, que tenía la célula original. ¡Así, todas las células de nuestro cuerpo pueden seguir teniendo el mismo plano de construcción!
¿Qué ocurre en la meiosis?
Por otro lado, la meiosis es el proceso que ocurre cuando se producen los óvulos y los espermatozoides.
Si todo el ADN equivale a 100 yenes, primero tenemos 100 yenes y estos se convierten en 200 yenes al duplicarse el ADN. Después, se dividen en 100 y 100 yenes (primera división). (En realidad, aquí también ocurre un intercambio de material genético, por lo que el proceso es todavía más complejo).
A continuación, cada una de las dos células vuelve a dividirse y acaba con 50 yenes (segunda división).
→ 100 yenes se convierten en 50 yenes × 2 × 2 conjuntos (200 yenes)
Hasta el momento de copiar los 100 yenes para convertirlos en 200, el proceso es similar. Pero después ocurre una división adicional. Como resultado, cada una de las células producidas termina teniendo solo la mitad de la información, equivalente a 50 yenes.
¿Por qué es necesario reducir la cantidad a la mitad? Porque cuando un óvulo (50 yenes) y un espermatozoide (50 yenes) se unen durante la fecundación, la cantidad vuelve a ser exactamente de 100 yenes, es decir, recupera la cantidad original de información. Si no se redujera a la mitad y cada célula reproductora conservara 100 yenes, después de la fecundación tendríamos 200 yenes, en la siguiente generación 400 yenes, y así sucesivamente. La meiosis es, por tanto, un mecanismo extraordinariamente ingenioso que permite mantener constante la cantidad de ADN generación tras generación.
Los 50 yenes nunca tienen exactamente el mismo contenido
Aquí aparece algo especialmente interesante: aunque todos sean «50 yenes», el contenido de esos 50 yenes, es decir, la combinación de información genética, no es exactamente el mismo cada vez.
Tú eres un milagro entre 70 billones de posibilidades
Las células humanas tienen 46 cromosomas, organizados en 23 pares.
Cuando se producen los óvulos y los espermatozoides, se elige uno de los dos cromosomas de cada par para formar esos 50 yenes (23 cromosomas). Solo con esta «elección» ya aparecen alrededor de 8,4 millones de combinaciones posibles (2 elevado a 23 = 8.388.608 combinaciones).
Además, este proceso ocurre tanto en la formación del óvulo como en la del espermatozoide. Al combinar las posibilidades de ambos progenitores, el número aumenta hasta aproximadamente 70 billones de combinaciones (8.388.608^2). Y eso no es todo. En realidad, también ocurre un fenómeno llamado «recombinación», en el que se intercambian fragmentos entre los cromosomas. Por eso, el número real de combinaciones posibles es muchísimo mayor.
En otras palabras, incluso si tus padres hubieran tenido otro hijo siguiendo exactamente el mismo proceso, la probabilidad de que ese hijo tuviera exactamente la misma combinación de ADN que tú sería prácticamente cero. Que los hermanos tengan caras, personalidades y características diferentes es precisamente el resultado de esta especie de «lotería genética» que tiene lugar durante la meiosis.
Resulta increíble pensar que detrás de un mecanismo tan sencillo como convertir 100 yenes en dos mitades de 50 yenes se esconda una historia de probabilidades tan gigantesca. La próxima vez que te mires al espejo, recuerda por un momento que ese rostro que ves es el resultado de una «combinación milagrosa» que ha superado una probabilidad de una entre 70 billones… ¡y en realidad, de una cifra todavía mucho mayor!
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