cromosoma lineal

Un cromosoma lineal es un cromosoma de forma lineal que contiene extremos terminales. En la mayoría de las células eucariotas , el ADN se organiza en múltiples cromosomas lineales. Por el contrario, la mayoría de las células procariotas generalmente contienen un único cromosoma circular .

En general, los factores que llevaron a la evolución de los cromosomas lineales en eucariotas no se comprenden del todo. Una posible presión selectiva a favor de los cromosomas lineales se relaciona con el tamaño del genoma del organismo : los cromosomas lineales pueden facilitar la transcripción y replicación de genomas grandes. En un organismo con un genoma muy grande, los cromosomas circulares podrían causar problemas relacionados con la tensión torsional .

Los cromosomas lineales también presentan desventajas o problemas en algunos aspectos, siendo uno de los mayores problemas potenciales el problema de la replicación de los extremos . Este fenómeno se produce debido a la direccionalidad de las enzimas de replicación del ADN, lo que resulta en la pérdida gradual de material genético en los extremos de los cromosomas lineales tras cada ciclo posterior de replicación celular y del ADN. Para mitigar los efectos negativos de esta pérdida gradual de material genético, los eucariotas han desarrollado secuencias terminales de ADN repetitivas y no codificantes , conocidas como telómeros , en los extremos de los cromosomas. Estas secuencias repetitivas y no codificantes se pierden en lugar del ADN codificante importante, y se reponen mediante enzimas conocidas como telomerasas . ^{[ 1 ]} Sin embargo, los telómeros no impiden por completo la pérdida de ADN codificante en los extremos terminales de los cromosomas lineales. De hecho, se cree que la eventual pérdida de ADN codificante en las líneas celulares dentro de un organismo desempeña un papel en la senescencia . Además, la evidencia sugiere que los telómeros pueden ser inestables y propensos a mutaciones que conducen al desarrollo de tumores. ^{[ 2 ]} Las mutaciones que conducen a la actividad constitutiva de la telomerasa pueden resultar en la pérdida de la mortalidad celular en líneas celulares tumorales, lo cual está asociado con el desarrollo del cáncer .

Los cromosomas lineales no se limitan a los organismos eucariotas; algunos organismos procariotas también los poseen. Borrelia burgdorferi fue la primera bacteria en la que se descubrió un cromosoma lineal, pero se han encontrado nuevos ejemplos, como diversas especies de Streptomyces y Coxiella burnetii . Algunas bacterias, como Agrobacterium tumefaciens , incluso tienen un cromosoma lineal y uno circular. Estas bacterias también han desarrollado de forma independiente sus propias versiones de telómeros para proteger el ADN, aunque no son infalibles: Streptomyces tiene telómeros protegidos por proteínas, pero se sabe que representa "uno de los ejemplos más espectaculares de inestabilidad genética entre los procariotas". ^{[ 3 ]}

Los experimentos en los que se han linealizado los cromosomas circulares de organismos procariotas han demostrado que algunos procariotas pueden mantener la viabilidad incluso con cromosomas lineales. ^{[ 4 ]}

Los genomas de la mayoría de las mitocondrias y plastidios eucariotas se encuentran en un único cromosoma circular, al igual que su ancestro bacteriano. Sin embargo, un buen número de especies eucariotas albergan ADN mitocondrial (ADNmt) lineal, algunos incluso divididos en múltiples moléculas, en una amplia variedad de taxones: animales (mamíferos, medusozoos, esponjas), hongos (especialmente levaduras), plantas y alveolados . En levaduras y plantas, la forma del ADNmt depende del ciclo de vida: en algunos momentos puede ser circular, pero en otros presenta una forma lineal ramificada, compuesta por copias concatenadas del genoma original. ^{[ 5 ]} En estos genomas, la conversión génica ayuda a expandir las repeticiones de sus telómeros. ^{[ 6 ]}

Variaciones similares pueden encontrarse en los genomas de los plastidios. Las plántulas de maíz tienen ADN de cloroplasto (ADNcp) mayoritariamente en forma lineal ramificada. ^{[ 7 ]} Acetabularia tiene un ADNcp verdaderamente lineal. ^{[ 8 ]}