Origen de la célula eucariota (II)

Otra consecuencia de la complejidad celular causada por las endosimbiosis fue el modo en que se resolvió el intercambio de genes entre células. Este fenómeno, realizado en bacterias mediante conjugación, en condiciones adversas, aumenta la variabilidad de genes en las diferentes generaciones bacterianas; esta variabilidad, unida a la provocada por mutaciones, potenciaba la evolución de dichas células. En las células eucariotas, ante la inviabilidad del intercambio de genes por conjugación se ideó un proceso de intercambio más complejo: la reproducción sexual. Dos células de la misma especie pero de distinto signo sexual, una femenina y otra masculina se atraen, se fusionan (fecundación) y reúnen sus respectivas fibras de cromatina con los genes en una única célula doble, el cigoto. Esta célula huevo tendrá por lo tanto las fibras de cromatina duplicadas; un lote de fibras procederá de la célula masculina o padre y el otro lote de la célula femenina o madre y por lo tanto habrá una dotación doble de genes. Los genes están duplicados y las fibras de cromatina (cromosomas) apareados. A esta célula y las que resulten por división mitótica de ella, se las denomina diploides. Si posteriormente estas células desean intercambiar de nuevo genes, deben reducir su número de fibras de cromatina y de genes a la mitad mediante un proceso de meiosis, parecido a la mitosis pero más complejo. Se forman así, células con una dotación simple de fibras de cromatina y de genes, las células haploides, que ya se pueden unir entre sí o fecundarse. Estas células haploides que se fecundan se llaman gametos. ¿Cómo se distribuyen los genes en los gametos? ¿Tendrá un gameto determinado todos los genes de procedencia materna o femenina y otro gameto todos los genes de procedencia paterna o masculina? Si esto fuese así, el intercambio de genes se realizaría de manera muy limitada y lenta a lo largo de las generaciones celulares. Lo que ocurre es que un gameto puede tener fibras de cromatina y genes paternos y maternos según un proceso de azar y además durante la meiosis se produce un proceso de intercambio de genes (recombinación génica) entre cromosomas homólogos (entrecruzamiento cromatínico). Los cromosomas homólogos están apareados y uno es de origen paterno y el otro materno.

Estos dos últimos procesos, distribución al azar de los cromosomas en los gametos y recombinación génica, aumentan la frecuencia de intercambio de genes y por lo tanto barajan las mutaciones, potenciando la variabilidad génica en las sucesivas generaciones celulares. De esta forma se favorece la evolución.

Las células eucarioticas, al igual que las bacterias, también utilizan otros mecanismos de intercambio de genes: son los llamados mecanismos de transmisión horizontal, los virus como vectores de transmisión (transducción) y las bácterias, mediante genes móviles en plásmidos. De esta forma, mediante la infección vírica y bacteriana se pueden transmitir genes eucarióticos de unos individuos a otros, e incluso, de unas especies a otras, cuando estos genes son transportados por los microorganismos infecciosos.

Los seres vivos se transforman, se adaptan al ambiente cambiante, evolucionan a nivel molecular mediante las mutaciones, que modifican el ADN y por lo tanto los genes. De esta forma, el ADN responde a los cambios del ambiente, transformándose si es necesario y enriqueciéndose con nuevas experiencias a lo largo de su vida y de las generaciones, es decir mutando. A nivel celular, se completa esta adaptación y evolución con el intercambio de genes entre las diferentes células, con lo cual intercambian sus experiencias y sus logros evolutivos. Las mutaciones o cambios para adaptarse al ambiente no siempre son positivas y ventajosas y muchas moléculas de ADN se destruyen y muchas células mueren en el intento, pero siempre sobreviven algunas que se reproducen con menos competencia ya que tienen logros ventajosos respecto a otras células y la vida se expande a pesar de la resistencia ambiental. A nivel molecular (ADN) la acción-ambiente reacción-mutación es directa y simple pero a nivel celular se complica. Los cambios ambientales, que a nivel molecular, consisten en radiaciones o moléculas químicas que afectan al ADN directamente, afectan más indirectamente a las células. El ADN está más protegido en el nucleoide de las bacterias y núcleo de células eucariotas contra los agentes mutágenos por las cubiertas celulares y el propio citoplasma, con lo cual las mutaciones se producen con menos frecuencia y las células evolucionan más despacio que las biomoléculas, además de ser más estables.