¿Qué son las células diploides?
Las células diploides son aquellas que contienen un conjunto duplicado de cromosomas. Los cromosomas que forman pares se llaman cromosomas homólogos. Las células diploides, por lo tanto, poseen doble genoma debido a la presencia de dos conjuntos completos de cromosomas homólogos.
En el caso de la reproducción sexual, cada genoma es contribuido por gametos distintos. Como los gametos son células haploides derivadas, con contenido de cromosomas igual a ‘n’, al fusionarse generan células diploides ‘2n’.
En los organismos multicelulares, la célula diploide inicial derivada de este proceso de fecundación se denomina cigoto.
Posteriormente, el cigoto se divide por mitosis para dar origen a las células diploides que constituyen a todo el organismo. Un grupo de las células del organismo, sin embargo, estará dedicado a la producción futura de gametos haploides.
Los gametos, en un organismo con células diploides, se pueden producir por meiosis (meiosis gamética). En otros casos, la meiosis da origen al tejido, componente o generación que por mitosis originará a los gametos.
Este es el caso típico de, por ejemplo, las plantas en las cuales se suceden una generación esporofítica (‘2n’) y luego una gametofítica (‘n’). El gametofito, producto de divisiones meióticas, es el encargado de producir los gametos, pero por mitosis.
Aparte de la fusión de gametos, por tanto, la manera predominante de generar células diploides es por mitosis de otras células diploides.
Estas células constituyen el lugar privilegiado de la interacción génica, la selección y la diferenciación. Es decir, en cada célula diploide, interactúan los dos alelos de cada gen, contribuido cada uno por un genoma distinto.
Ventajas de la diploidía
Los seres vivos han evolucionado para prevalecer de la manera más eficiente en las condiciones para las cuales pueden presentar una respuesta robusta. Es decir, sobrevivir y contribuir a la existencia y persistencia de un linaje genético determinado.
Quienes pueden responder, en lugar de perecer, bajo condiciones nuevas y desafiantes, dan pasos adicionales en esa misma dirección, o incluso en una nueva. Existen, sin embargo, cambios que han resultado grandes hitos en la trayectoria de diversificación de los seres vivos.
Entre ellos se cuentan, indudablemente, la aparición de la reproducción sexual, además de la aparición de la diploidía. Esta, desde varios puntos de vista, confiere ventajas para el organismo diploide.
Metafóricamente, en una célula haploide el genoma se expresa como monólogo, en una diploide, como conversación.
Expresión sin ruido de fondo
La presencia de dos alelos por gen en los diploides permite una expresión genética sin ruidos de fondo a nivel global.
Aunque siempre habrá la posibilidad de estar incapacitado para alguna función, un genoma doble disminuye, en general, la probabilidad de estarlo para tantas funciones como pueda determinarlo un solo genoma.
Respaldo genético
Un alelo es un respaldo informacional del otro, pero no del mismo modo que una banda complementaria del ADN lo es de su hermana.
En la banda complementaria del ADN, el respaldo es para lograr permanencia y fidelidad de una misma secuencia. En el respaldo genético, es para que la coexistencia de la variabilidad y de las diferencias entre dos genomas distintos permitan la permanencia de la funcionalidad.
Expresión continua
En un organismo diploide se incrementa la posibilidad de mantener activas las funciones que definen y permiten la información del genoma. En un organismo haploide, un gen mutado impone el rasgo asociado a su condición.
En un organismo diploide, la presencia de un alelo funcional permitirá la expresión de la función aun en presencia de un alelo no funcional.
Por ejemplo, en casos de alelos mutados con pérdida de función, o cuando los alelos funcionales se inactivan por inserción viral o por metilación. El alelo que no sufre mutación, inactivación o silenciamiento, quedará a cargo de la manifestación del carácter.
Preservación de la variabilidad
La heterocigosidad, obviamente, solo es posible en organismos diploides. Los heterocigotos brindan información alternativa para las futuras generaciones en caso de cambios drásticos de condiciones de vida.
Dos haploides distintos para un locus que codifican para una función importante bajo ciertas condiciones, seguramente serán sometidos a selección. Si se selecciona por uno de ellos (es decir, por el alelo de uno de ellos), se pierde el otro (es decir, el alelo del otro).
En un diploide heterocigoto, ambos alelos pueden coexistir por mucho tiempo, incluso en condiciones no conducentes a la selección de uno de ellos.
Ventaja de los heterocigotos
La ventaja de los heterocigotos se conoce también como vigor híbrido o heterosis. Según este concepto, la suma de pequeños efectos por cada gen da origen a individuos con mejor ejecución biológica a medida que son heterocigotos para más genes.
De manera estrictamente biológica, la heterosis es la contraparte opuesta a la homocigosis, más entendida como pureza genética. Son dos condiciones opuestas, y la evidencia tiende a señalar a la heterosis como fuente no solo de cambio, sino también de mejor adaptabilidad al cambio.
El valor de la recombinación
Además de generar variabilidad genética, por lo que se le considera la segunda fuerza motora del cambio evolutivo, la recombinación regula la homeostasis del ADN.
Esto es, de la recombinación meiótica depende tanto la preservación del contenido informacional del genoma como la integridad física del ADN.
La reparación mediada por recombinación, por otro lado, permite salvaguardar la integridad de la organización y contenido del genoma a niveles locales.
Para ello, se debe recurrir a una copia no dañada del ADN para intentar reparar la que ha sufrido el cambio o daño. Esto solo es posible en organismos diploides, o al menos en diploides parciales.
Referencias
- Brooker, R. J. Genetics: Analysis and Principles. McGraw-Hill Higher Education.
- Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S. B., Doebley, J. An Introduction to Genetic Analysis.