¿Qué determina el número de cromosomas que porta un organismo?

Esta es una extensión de esta pregunta sobre ¿Qué limita la longitud cromosómica? .

Me pregunto cuáles podrían ser las razones específicas detrás de la cantidad de cromosomas que porta un organismo. En otras palabras, qué impulsa el número de cromosomas y si hay algo que "estabiliza" el número de cromosomas.

Por supuesto, no estoy hablando de múltiples copias del mismo cromosoma, es decir, trisomía, sino más bien de las razones detrás de la partición de la información genética en un número definido de cromosomas.

De la pregunta a la que me referí, los cromosomas tienen un límite de longitud superior que se basa en su tamaño físico, es decir, básicamente deben ser más cortos que la mitad del eje del brazo del huso y probablemente también tengan un límite inferior. Sin embargo, no me queda claro si existe algún equilibrio no aleatorio entre el número de cromosomas y la longitud, aparte de estar limitado por un límite superior e inferior de tamaño.

También restrinjamos esta pregunta a los organismos diploides para evitar organismos como el Oxytricha trifallax que tiene 16,000 cromosomas pero también es amliploide o plantas como el trigo que puede ser tetraploide.

Traté de buscar en la literatura y no pude encontrar una respuesta satisfactoria. También tenía en mente el ejemplo de las células Hela que tienen cromosomas completamente barajados pero todavía exactamente 46.

Con más cromosomas, la célula necesitaría más cantidad de centrómeros y telómeros (esto aumenta innecesariamente el tamaño del genoma). Además, el punto de control de la metafase debe ser más estricto para evitar la aneuploidía. Sin embargo, esto es solo una suposición. En general, habría un mayor costo metabólico en el mantenimiento de una gran cantidad de cromosomas pequeños en comparación con menos cromosomas pero más largos. Además, el cruce meiótico sería relativamente difícil con cromosomas más pequeños.

Respuestas (1)

En la práctica, existe una barrera obvia para los cambios en el número de cromosomas: las células haploides producidas por diploides deben contener exactamente una copia de cada cromosoma (o sección cromosómica, o locus). De lo contrario, la sobreexpresión o la subexpresión de los genes puede dar lugar a problemas de dosificación. En todos los diploides, algunos grupos grandes muestran una fuerte conservación del número de cromosomas, pero otros parecen bastante libres para cambiar el número.

Un ejemplo de conservación son las Drosófilas (moscas de la fruta) donde por aproximadamente 100 millones de años han mantenido cinco o seis cromosomas (búsqueda de elementos Muller). Por cierto, con una gran cantidad de mezcla intracromosómica de genes "Drosophila 12 Genomes Consortium", 2007, Nature .

Un ejemplo extremo de cambios en el número de cromosomas se puede ver entre especies similares de ciervos Muntjac . Donde en un período de tiempo relativamente corto (del orden de un millón de años o menos (?) - supongo), el número de cromosomas se ha reducido de 46 a seis ( Wurster, DH, Benirschke, K., Jun. 1970 ). Alguien puede corregirme, pero creo que entre los vertebrados, los mamíferos muestran una evolución particularmente rápida del número de cromosomas en relación con, por ejemplo, las aves (aunque más aves también tienen microcromosomas...).

Los cambios anteriores (o la falta de cambios en Drosophilids) parecen ser independientes del tamaño del genoma, por lo que fue un largo camino para decir "No es el tamaño del genoma".

Podría ser ADN repetitivo. Los centrosomas (donde se unen los husos mitóticos) de los mamíferos están llenos de ADN repetitivo y, por este motivo, ha sido difícil secuenciarlos con precisión ( Graphodatsky, AS, Trifonov, VA, Stanyon, R., 2011. ). Estas repeticiones evolucionan (en secuencia y número de copias) y pueden promover más o menos uniones del huso. Los drosófilos (en general) tienen menos repeticiones, pero no sé si se trata de un patrón diploide amplio [¿Alguien ha investigado?].

Muy interesante, gracias! ¿Tiene, por casualidad, algunas referencias directas que pueda ver? Lo que me gustaría saber es si es únicamente la recombinación aleatoria la que impulsó esos cambios, lo que indicaría que la cantidad de cromosomas en un organismo cambiaría aleatoriamente dentro de algunas restricciones de tamaño.
He agregado algunas referencias que pueden servir como puntos de partida. Cuando dice "recombinación", ¿se refiere a la recombinación (el emparejamiento normal y el cruce de cromosomas homólogos durante la meisois) o al reordenamiento cromosómico (mutación que conduce a una nueva estructura cromosómica)?